某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,当HA浓度为时,其电离度为0.20(电离度=已电离的HA分子数/起始HA的总分子数);在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1;其他信息如下:
25℃平衡体系 |
平衡常数 |
焓变 |
起始总浓度 |
在水中,HA![]() ![]() |
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在苯中,2HA![]() ![]() |
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回答下列问题:
(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=___________。
(2)25℃,该水溶液的pH为___________,(已知:1g2=0.3,lg3=0.5)在苯体系中HA的转化率为___________。
(3)在苯中,HA发生二聚:2HA(HA)2,反应在较低温度下自发进行,则
___________0。
(4)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足=130,则反应向___________方向进行。
A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D是地壳中含量最多的元素,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的元素。
请回答下列问题(对应元素均用元素符号表示):
(1)C在元素周期表中的位置为,G的原子结构示意图是。
(2)D与E按原子个数比1:1形成化合物甲,其电子式为,所含化学键类型为_____。
(3)向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是。
(4)E、F、G三种元素所形成的简单离子,半径由大到小的顺序是。
(5)用BA4、D2和EDA的水溶液组成燃料电池,电极材料为多孔惰性金属电极。在a极通入BA4气体,b极通入D2气体,则a极是该电池的极,正极的电极反应式为。
CH4既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。
(1)已知8.0 g CH4完全燃烧生成液体水放出444.8kJ热量。则
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1。
(2)以CH4为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图所示,则通入a气体的电极名称为,通入b气体的电极反应式为 。(质子交换膜只允许H+通过)
(3)在一定温度和催化剂作用下,CH4与CO2可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示,则该反应的最佳温度应控制在左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜(CuAlO2,难溶物)。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体,其离子方程式为 。
(4)CH4还原法是处理NOx气体的一种方法。已知一定条件下CH4与NOx反应转化为N2和CO2,若标准状况下8.96 L CH4可处理22.4 L NOx,则x值为。
T ℃时,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol NO2与2mol SO2发生如下反应:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1。
(1)下列能说明该反应达到平衡状态的是。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗n mol SO3的同时生成n mol NO2
(2)反应进行到20 s 时,测得反应速率v(NO) =" 0.005" mol·L-1·s-1,则消耗的NO2为mol。
(3)下列措施能使反应加快的是(仅改变一个条件)
a.降低温度b.缩小容积 c.使用效率更高的催化剂
(4)若上述容器为绝热容器(与外界无热交换),则到达平衡所需时间将。
a.延长b.缩短 c.不变 d.无法确定
X、Y、Z、Q、R是原子序数依次增大的短周期主族元素。已知:气体YX3能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,Z和X在同一主族,Q原子的最外层电子数是其周期序数的2倍。回答下列问题:
(1)Z原子的结构示意图为,YX3的电子式为(用元素符号表示)。
(2)Z、Q、R原子的半径从大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(3)Q分别与X、Z形成的化合物类型分别为、(填离子化合物或共价化合物)。
(4)能证明R的非金属性比Q强的实验事实是(填字母序号)。
a.HR的水溶液酸性比H2Q的水溶液酸性强
b.R2与H2化合比Q与H2化合容易,且HR的稳定性比H2Q强
c.H2Q的水溶液中通少量的R2气体可置换出单质Q
工业上,可以由下列反应合成三聚氰胺:
CaO+3CCaC2+CO↑;CaC2+N2
CaCN2+C;CaCN2+2H2O=NH2CN+Ca(OH)2
NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2],再由尿素合成三聚氰胺。
(1)写出与Ca在同一周期的Cu原子的基态电子排布式。
(2)写出CaC2中阴离子C22-的一种等电子体的化学式。
(3)1mol 尿素分子[CO(NH2)2]中含有的π键与σ键的数目之比为。
(4)三聚氰胺俗称“蛋白精”,其结构为。其中氮原子的杂化方式有。
(5)CaO晶胞如下图所示,CaO晶体中与O2-距离最近的O2-的个数为。CaO晶体的熔点比NaCl晶体的熔点高的主要原因是。