(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 , A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为 。
⑵已知:
① E-E→2E H=+a kJ/mol;
② 2A→A-A H=-b kJ/mol;
③ E+A→A-E H=-c kJ/mol;
写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式 。
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g) H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 |
甲 |
乙 |
丙 |
初始投料 |
2 mol A2、1 mol BC |
1 mol X |
4 mol A2、2 mol BC |
平衡时n(X) |
0.5 mol |
n2 |
n3 |
反应的能量变化 |
放出Q1kJ |
吸收Q2kJ |
放出Q3kJ |
体系的压强 |
P1 |
P2 |
P3 |
反应物的转化率 |
![]() |
![]() |
![]() |
①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率
v (A2)= 。
② 计算该温度下此反应的平衡常数K = 。
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是 (填字母)。
A.α1+α2=1 B.Q1+Q2=Q C.α3<α1
D.P3<2P1=2P2 E.n2<n3<1.0 mol F.Q3=2Q1
④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1 L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。
⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。
( 8分)已知:在298K、100kPa时,
①C(s,石墨)+O2(g) = CO2(g)△H1 = -400 kJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)△H2 = -570 kJ·mol-1;
③2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+ 2H2O(l)△H3 = -2600 kJ·mol-1;
(1)写出298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式。
(2)现有一定量的乙炔在足量氧气中完全燃烧,放出热量650 kJ。将反应后的二氧化碳气体缓缓通入到含有0.5 mol Ca (OH)2的澄清石灰水中充分反应。所得溶液为。
将反应后的溶液分为a、b两等份,分别进行下列实验,回答相应问题:
①在a中加入少量的氢氧化钠溶液,写出反应的离子方程式。
②加热b,观察到。
(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,3.20gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量62.4kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是。负极的电极反应式是__。
(3)下图是一个电化学过程示意图。
①锌片上发生的电极反应是。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气L(假设空气中氧气体积含量为20%)。
(4)传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是。
(11分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,其中a为电解质溶液, X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)X的电极名称是。
(2)若X、Y都是惰性电极,a是硫酸钠溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴石蕊试剂,一段时间后,在X极附近观察到的现象是,Y极上的电极反应式为。
(3)若X、Y都是惰性电极,a是CuSO4溶液,电解一段时间后,阳极上产生气体的体积为0.224L(标准状况下),则阴极上析出金属的质量为g。
(4)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是
,Y电极的材料是。
(5)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是。
方案 |
X |
Y |
a溶液 |
A |
银 |
石墨 |
AgNO3 |
B |
银 |
铁 |
AgNO3 |
C |
铁 |
银 |
Fe(NO3)3 |
D |
铁 |
银 |
AgNO3 |
恒温时,将2molA和2molB气体投入固定容积为2L密闭容器中发生反应: 2A(g) + B(g) xC (g) + D(s)C500解质。,10s时,测得A的物质的量为1.7mol,C的反应速率为0.0225mol·L—1·s—1;40s时反应恰好处于平衡状态,此时B的转化率为20%。请填写下列空白:
(1)x =
(2)从反应开始到40s达平衡状态,A的平均反应速率为
(3)平衡时容器中B的体积分数为
(4)该温度下此反应的平衡常数表达式为数值是
(5)下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A.消耗A的物质的量与生成D的物质的量之比为2∶1
B.容器中A、B的物质的量 n(A)∶n(B) =2∶1
C.气体的平均相对分子质量不再变化
D.压强不再变化
E.气体密度不再变化
(6)在相同温度下,若起始时c(A)="5" mol·L-1,c(B)=6mol·L-1,反应进行一段时间后,测得A的浓度为3mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态(填“是”与“否”),此时v(正)v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。
钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)工业用热还原法炼铁,写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式:
_______________________________________。
(2)铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈(Fe2O3•x H2O),写出铁发生电化学腐蚀时负极的电极反应:____________________________________________。
(3)生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,
溶液中发生的化合反应的离子方程式______________________________。
(4)下列各个装置中铁棒被腐蚀由难到易的顺序是_______________________(填字母) 。
(5)写出两种防护铁生锈的方法。