现有部分元素的性质与原子(或分子)结构如下表:
元素编号 |
元素性质与原子(或分子)结构 |
T |
最外层电子数是次外层电子数的3倍 |
X |
常温下单质为双原子分子,分子中含有3对共用电子对 |
Y |
M层比K层少1个电子 |
Z |
第3周期元素的简单离子中半径最小 |
(1)写出元素T在元素周期表中的位置 。
(2)元素Y与元素Z相比,金属性较强的是 (用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是 (填序号)。
a.Y单质的熔点比Z单质低 b.Y的化合价比Z低
c.Y单质与水反应比Z单质剧烈 d.Y最高价氧化物的水化物的碱性比Z强
e.Y失去电子的数目比Z少
(3)T、X、Y、Z中有两种元素能形成一种淡黄色的固体,写出该化合物的电子式 ,该物质中含有的化学键是 。
(4)元素T和氢元素以原子个数比1∶1化合形成化合物Q,元素X与氢元素形成的化合物W气态时密度等于氧气,Q与W发生氧化还原反应,生成X单质和T的另一种氢化物,写出该反应的化学方程式 。
(5) X与Z形成的化合物ZX结构类似金刚石,最高可稳定到2200℃,推测属于
晶体。打开盛有ZX的袋口可闻到氨气味,故应避水保存,写出变质反应的化学方程式
。
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为_________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH (g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断ΔH0 (填“>”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变 D.c(CO)=c(CH3OH)
②某温度下,将 2mol CO和 6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K=。
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图。请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
某课外小组研究铝土矿中Al2O3的含量。查阅资料得知,铝土矿的主要成分是Al2O3,杂质是Fe2O3、SiO2等。从铝土矿中提取Al2O3的过程如下:
(1)固体B的主要用途有(写出1条即可)。
(2)第①步,向铝土矿中加入足量烧碱溶液后,发生反应的离子方程式是:
;。
(3)第③步中,生成氢氧化铝的离子方程式是。
(4)工业上制取AlCl3用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应,每消耗0.5 mol碳单质,转移1 mol电子,反应的化学方程式是_________________________________________________________。
(5)将实验过程中所得固体精确称量。课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等,则该铝土矿中Al2O3的质量分数是________。(保留一位小数)
已知钙的金属活泼性介于钾和钠之间,其化学性质与钠相似。钙及其化合物的有关反应如下:
①Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑②CaO+H2O=Ca(OH)2 ③CaO+CO2=CaCO3
④CaO2+H2O=(未配平)⑤2CaO2+2CO2=2CaCO3+O2
结合所学知识完成下列问题:
(1)写出上述④的化学方程式:;
(2)用单线桥标出反应①的电子转移方向和数目:Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑
(3)写出以钙为原料制取过氧化钙(CaO2)的化学方程式:;
(4)在CaO2的水溶液中,滴入酚酞溶液,预期的实验现象可能是。
无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上由铝土矿(A12O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。
(1)氯化炉中Al2O3、C12和C反应的化学方程式为。
(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为,在标准状况下,吸收112L Cl2需要molNa2SO3。
(3)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3·6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3,实现这一步的操作方法是在(填试剂)中加热。
(4)工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝,写出在950-970℃和冰晶石作用下进行电解制铝反应的化学方程式。
碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH>0,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O(g)的平衡转化率的是。
A.升高温度 | B.增加碳的用量 |
C.加入催化剂 | D.用CO吸收剂除去CO |
(2)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所 需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
||
900 |
1.0 |
2.0 |
0.4 |
1.6 |
3.0 |
通过计算求出该反应的平衡常数(计算结果保留两位有效数字)。
(3)把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于工业合成氨。已知:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ•mol-1
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=" +1530.0kJ" /mol
①氢气的燃烧热ΔH=_______________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在下图中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图,并作必要的标注。