(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,则Co2+在阳极的电极反应式为 ;除去甲醇的离子方程式为 。
现有部分短周期元素的原子结构如下表:
元素符号 |
元素原子结构 |
X |
原子结构示意图为![]() |
Y |
最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
Z |
原子核内含有12个中子,且其离子的结构示意图为![]() |
(1)写出X的元素符号:________,元素Y的最简单氢化物的化学式为_________。
(2)Z元素原子的质量数为_______。
(3)X和Z两种元素的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为______________________
A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素,原子序数依次增大,A是地壳中含量最高的元素,B、C、D同周期,E和其他元素既不在同周期也不在同主族,D的氢化物和最高价氧化物的水化物均为强酸,且B、C、D的最高价氧化物的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。据此回答下列问题:
(1)写出A单质的结构式___________。B的最高价氧化物的水化物的电子式__________。
(2)用电子式表示B2A的形成过程:__________________________________。
(3)A和D的氢化物中,沸点较高的是__________(写出化学式)。
(4)写出E离子的离子结构示意图__________。元素D在元素周期表中的位置是______________。
(5)A、D、E可以形成多种盐,其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2:2:1,该盐的名称为 _________。它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质,该离子方程式为____________。
下表列出了A~M 13种元素在周期表中的位置:
族 周期 |
IA |
IIA |
IIIA |
IVA |
VA |
VIA |
VIIA |
0 |
1 |
A |
|||||||
2 |
B |
C |
D |
E |
||||
3 |
F |
G |
H |
I |
J |
K |
||
4 |
L |
M |
(1)这些元素中,金属性最强的元素是___________(填元素名称),非金属性最强的元素是________(填元素名称),最不活泼的元素是________(填元素符号),原子半径最小的元素是_______(填元素符号)。
(2)写出C元素的气态氢化物与I元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式:______________。
(3)将C、D、E三种元素的氢化物按还原性增强的顺序排列为________。(用化学式表示)
(4)I2—、J-、L+、M2+等微粒中,半径最大的是_________(填离子符号)。
(5)A与D形成的化合物A2D2是______化合物(填共价或离子),其电子式为__________。
(10分)按要求填空。
(1)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是_________________。
(2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol I—I、分别需要吸收的能量为436kJ、151k J、而形成1 mol H—I键会释放299k J能量。则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要_____(填“放出”或“吸收”)_____k J的热量。
(3)S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1<0;S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2<0 ,比较△H1 ____△H2 大小。
W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10,X和Ne的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的吸引电子的能力在同周期主族元素中最大。请回答下列问题:
(1)X元素位于元素周期表中位置是;
(2)Z的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是(写化学式)
(3)用元素符号将W、X、Y按照原子半径由大到小的顺序排列出来
(4)X的一种氧化物与W的氢化物反应能够生成W的单质,该氧化物中含有化学键的类型是。