(15分)【 化学——选修3 物质结构与性质】
有A、B、c、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E的原子各内层均排满,且最外层有成单电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)写出基态E原子的价电子排布式
(2)A的单质分子中键的个数为
(3)A、B、c三元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,原因是 。
(5)A的最简单氢化物分子的空间构型为 ,其中A原子的杂化类型是 。
(6)c和D形成的化合物的晶胞结构如图,已知晶体的密度为 g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a= cm。(用含队
、NA的计算式表示)
(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知:N≡N键的键能是948.9kJ·mol-1,H-H键的键能是436.0 kJ·mol-1;由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量。则N-H键的键能是。
(2)肼N2H4可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂O2或N2O4反应均生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)= N2O4(1) △H1= -19.5kJ·mol-1
②N2H4(1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式;
肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为。
在一定温度下的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡状态时,一些宏观物理量恒定不变:a.各物质的浓度不变,b.平衡混合物中各组分的物质的量分数或质量分数不变,c.容器内气体压强不变,d.容器内气体密度不变,e.容器内气体颜色不变。
(1)能说明反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达到平衡状态的有________;
(2)能说明反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡状态的有________;
(3)能说明反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的有________。
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH= -99kJ·mol—1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示______________________、__________________________ ,E的大小对该反应的反应热有无影响?________________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?___________理由是_____________________________.
(2)图中△H= _______________ KJ·mol—1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_________________________________________
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L—1·min—1,则υ(O2)= ______________mol·L—1·min—1、υ(SO3)="____________" mol·L—1·min—1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol—1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H______________(要求计算过程)。
(10分)某温度下,在一密闭容器中充入一定量CO2,并加入足量铁粉,发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),测得CO2和CO浓度随时间的变化如图所示:
(1)0~8 min,v(CO)=______________________mol·L-1·min-1。
(2)下列措施中,能够改变平衡时c(CO)/c(CO2)的比值的是________(填选项字母)。
A.温度 | B.铁粉的量(足量) | C.压强 | D.CO的量 |
(3)已知:反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表:
温度/K |
K1 |
K2 |
973 |
1.47 |
2.38 |
1 173 |
2.15 |
1.67 |
根据表中数据,计算反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的K3
①温度为973 K时:K=_______________;
②温度为1 173 K时:K=________________;
③反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(10分)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是________;
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量________,密度________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将________(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度________(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。