元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价:
元素代号 |
A |
B |
C |
D |
E |
原子半径/nm |
0.16 |
0.143 |
0.102 |
0.089 |
0.074 |
主要化合价 |
+2 |
+3 |
+6,-2 |
+2 |
-2 |
(1)在下表中标出上述五种元素在元素周期表中的对应位置(用元素符号)。
(2)在下表中标明通常寻找催化剂材料的区域(用斜线阴影)。
(3)A、B、E三种元素各自形成简单离子,其中半径最大的为________(填离子符号)。
(4)证明B元素的单质与A元素的单质在化学性质上有明显不同的离子方程式为:________________________。
(5)周期表中有些处于对角(左上→右下)位置的元素,它们的单质及其化合物的性质存在“对角线相似”的现象,请写出D的氧化物与强碱溶液反应的离子方程式:________________________。
(共10分)甲醇合成反应及其能量变化如图所示:
(1)写出合成甲醇的热化学方程式________________________________。
实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示:
时间浓度(mol/L)温度 |
10 min |
20 min |
30 min |
40 min |
50 min |
60 min |
300 ℃ |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
500 ℃ |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
(2)在300 ℃反应开始10 min内,H2的平均反应速率为v(H2)=________。
(3)在500 ℃达到平衡时,平衡常数K=________。
(4)在另一体积不变的密闭容器中,充入1.2 mol CO和2.0 mol H2,一定条件下达到平衡,测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。
(5)铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点,已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。该反应中a的大小对反应热ΔH有无影响,___________________________。
(共10分)回答下列有关周期表的问题:
(1)在下图所示元素周期表中请用实线(黑色中性笔)画出主族元素的边界。
(2)元素甲是第三周期ⅦA族元素,甲元素与另两种非金属元素可组成离子化合物A。写出A的电子式________。
(3)在所有的气态氢化物中,元素乙的氢化物最稳定,写出元素乙的单质与水反应的化学方程式_____________________________________________________________
(4)金属元素丙形成的某化合物的溶液常用于检验CO2,则元素丙的简单离子与元素甲的简单离子的半径大小关系是________________(用离子符号表示)
(5)丁与戊分别是第三周期中简单离子半径最小和最大的金属元素,写出丁元素的单质与戊最高价氧化物对应的水化物溶液反应的离子方程式_____________________。
(共12分)物质之间的转化关系如下图,其中A、D、E、F、H为常见单质,其余为化合物,且单质E和单质F在点燃或加热的条件下生成淡黄色的固体,B常温下为液态化合物。
试回答下列有关问题:
(1)A在元素周期表的位置周期族。
(2)分别写出反应②⑦的化学方程式;。
(3)写出引发反应④的实验操作;
(4)写出用A与H作电极材料插入G溶液形成闭合电路后的负极反应式是:
。
(5)写出上图中物质C与稀HNO3溶液反应的离子方程式:。
(9分)有一包白色粉末状混合物,可能含有Na2CO3、NaCl、CaCO3、CuSO4、KCl、Na2SO4、MgCl2、KNO3中的某几种,现进行如下实验:
①将混合物溶于水,得到无色透明溶液。
②取少量上述溶液两份,其中一份加入BaCl2溶液,立即产生白色沉淀,再加上稀硝酸,沉淀不溶解,在另一份中加入NaOH溶液,也产生白色沉淀。
根据上述实验现象回答:
(1)原混合物中肯定没有__________________________。
(2)原混合物中肯定有____________________________。
(3)不能确定是否含有____________________________。
现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、SO42-、和NO3-的相互分离。相应的实验过程可用下图表示:
请回答下列问题:
⑴写出实验流程中下列物质的化学式
试剂X :沉淀A:沉淀B:
⑵上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是。
⑶按此实验方案得到的溶液3中肯定含有(填化学式)杂质。