(本题10分)
元素的单质及其化合物有着广泛的用途。请根据元素周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题。
完成下列填空:
23.按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是 。
A.原子半径和简单离子半径均减小 |
B.金属性减弱,非金属性增强 |
C.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强 |
D.单质的熔点降低 |
24.原子最外层电子数与次外层中p亚层电子数相同的元素名称是__________,磷元素原子最外层电子排布的轨道表示式是________________________________。
25.已知:
化合物 |
MgO |
Al2O3 |
MgCl2 |
AlCl3 |
类型 |
离子化合物 |
离子化合物 |
离子化合物 |
共价化合物 |
熔点/℃ |
2800 |
2050 |
714 |
191 |
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是_______________________________;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是___________________________________。
26.晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___________________________________。
27.KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式: _______________
(12分) 氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸(氢氟酸除外),是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物),已知硅的熔点是1420℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下:
(1)净化N2和H2时,铜屑的作用是:;硅胶的作用是。
(2)在氮化炉中3SiO2(s)+2N2(g)=Si3N4(s) △H=-727.5kJ/mol,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度:;体系中要通入适量的氢气是为了。
(3)X可能是(选填:“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”)。
(4)用硅粉作硅源、叠氮化钠(NaN3)作氮源,直接燃烧生成氮化硅(发生置换反应),该反应的化学方程式为:。
化合物A是来自石油的一种基本化工原料,用A和水煤气为原料经下列途径合成化合物D(分子式为C3H6O3)。
已知:
请回答下列问题;
⑴、写出有关物质的结构简式:A:;B:;C:;D:。
⑵、指出反应⑤的反应类型。
⑶、写出反应③的化学方程式。
⑷、反应④的目的是。
合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H =-181.6kJ·mol-1。T4℃下此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 |
H2 |
CO |
CH3OH |
浓度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
⑴比较此时正、逆反应速率的大小:v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。
⑵若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH) =mol·(L·min)-1。
⑶生产过程中,合成气要进行循环,其目的是。
化合物A、B、C、D、E分别由H+、Na+、Al3+、Cu2+四种阳离子和CO32-、Br-、SiO32-、SO42-四种阴离子组成。已知①A、B、C三种溶液pH<7,D、E溶液pH>7②A、C的阴离子相同,D、E的阳离子相同③用石墨电极电解A的溶液,阳极有无色气体产生,阴极有红色物质生成④C溶液与D溶液反应能生成一种白色沉淀和一种气体,且此沉淀可溶于B的溶液,此气体通入E的溶液中可产生另一种白色沉淀。
请根据以上事实填空:
⑴写出B、C、E的化学式:B___________、C___________、E____________。
⑵D溶液的pH>7,原因是:(结合离子方程式说明)__________________________________。
⑶写出C溶液与D溶液发生反应的离子方程式:_______________________。
⑷若用石墨电极电解400mL 1.0 mo1·L—1 A的溶液,当阳极有2.24 L气体(标准状况)产生时,溶液的pH=_______________(设溶液的体积不变)。
(8分)在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化:
请填写以下空白:
(1)孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,受热易分解。上图中的F的电子式为。
(2)写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式。
(3)图中所得G和D都为固体,混和后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式。
(4)D与NaOH溶液反应的化学方程式为(用单线桥标出电子转移的方向及数目)。