(17分)运用化学反应原理研究碳、氮、硫元素及其化合物有重要意义。
(1)已知一定量的C单质能在O2(g)中燃烧,其可能的产物及能量关系如图所示:
写出CO2(g)与C(s)反应生成CO(g)的热化学方程式_______________________。
(2)汽车尾气净化过程中发生反应2NO(g)+2CO(g)N2+2CO2(g) △H<0。一定条件下,向某密闭恒容容器中按体积比1:l充入44.8L(标准状况)NO和CO混合气体,发生上述反应,某同学根据反应过程中的有关数据绘制了如图所示曲线。
①下列关于上述反应过程的叙述正确的是 ________(填写字母代号)。
A.其它条件不变,加入催化剂,△H的值不变 |
B.及时除去二氧化碳,反应的正反应速率加快 |
C.NO、CO、N2、CO2浓度均不再变化,说明平衡未发生移动 |
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变,证明反应达到化学平衡状态 |
②前10min内CO的平均反应速率为______,达平衡时NO的转化率为_____,能使上述平衡体系中增大的措施有__________(任写一条)。
(3)已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表(单位省略):
弱电解质 |
H2CO3 |
H2SO3 |
NH3·H2O |
电离平衡常数 |
Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11 |
Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7 |
Kb=1.7×10-5 |
①室温条件下。用敞口容器加热氨水一段时间,恢复至室温后,溶液中水的电离程度比加热前_______(填写“增大”、“减小”或“不变”)了.
②常温下,0.1 mo1·L-1(NH4)2SO4溶液呈_____(填“酸”、“中”、“碱”)性。
③常温下,测得某碳酸饮料的pH=6,则该饮料________。
下图为元素周期表的一部分,请根据元素①~⑧在表中的位置,回答下列问题:
(1)在上述元素的最高价氧化物对应的水化物中:属于强酸的是(用化学式表示,下同);碱性最强的是。
(2)④、⑤、⑥的简单离子半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)。
(3)有两种离子化合物,均由①、④、⑤、⑧四种元素组成,这两种物质可在水溶液中发生反应。写出该反应的离子方程式:。
(4)请写出涉及上述有关元素的两个置换反应(要求:同一反应中两种单质对应元素既不同周期也不同主族);
(5)由表中元素形成的常见无机化合物A、B、C、X有以下转化关系:
若A、B、C含同一金属元素,X为强电解质,且反应都在溶液中进行。B的化学式为。
X的化学式可能为(写出不同类物质)或。
原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、 Z、W, 四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。M元素与X同主族,与W同周期。
(1)M元素是__________(填元素符号)。
(2)Z、W形成的气态氢物的稳定性为_______>________。(填化学式)
(3)写出M完全燃烧生成的氧化物的电子式________,该氧化物与水反应的离子方程式________。
(4)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的—种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为_______。
(5)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A,已知①1molA能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。②A能与盐酸反应产生气体B,该气体能与氯水反应。则A是_______(填化学式)。写出该气体B与氯水反应的离子方程式____________________。
(6)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物C,1mol C中含有6mol结晶水。对化合物C进行下实验:a.取C的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色;b.另取C的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解。C的化学式为______________________________。
氮元素的单质及化合物在工农业生产中有重要应用。
(1)①氮气用于工业合成氨,写出氮气的电子式;
②NH3的稳定性比PH3(填写“强”或“弱”)。
(2)如下图所示,向NaOH固体上滴几滴浓氨水,迅速盖上盖,观察现象。
①浓盐酸液滴附近发生反应的化学方程式为。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象,一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体,该固体可能是(写化学式,一种即可)。
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀,过一段时间后变成红褐色,发生的反应包括Fe2+ + 2NH3·H2O= Fe(OH)2↓+ 2NH4+ 和 _______。
(3)将SO2气体通入氯化钡溶液,未见有沉淀生成,继续通入NH3,则出现白色沉淀,请写出反应的离子方程式______________________________________;若将SO2气体通入酸化的硝酸钡溶液,也产生白色沉淀,用离子方程式加以说明 。
(4)氮氧化物的排放会对空气造成污染,利用氧化法除去烟气中的氮氧化物。首先向氮氧化物中补充氧气,然后将混合气体通入石灰乳中,使之转化为硝酸钙。
已知某氮氧化物由NO和NO2组成,且n(NO):n(NO2)=1:3
写出氧化吸收法除去氮氧化物的化学方程式___________________。
(5)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),反应的化学方程式为 _________ ,若反应中有3 mol电子发生转移时,生成亚硝酸的质量为g。
(共11分)(1)下列说法正确的是
A.化学反应的实质就是旧化学键的断裂,新化学键的形成,在化学反应中,反应物转化为生成物的同时,必然伴随着能量的变化
B.钢铁的电化腐蚀中,吸氧腐蚀和析氢腐蚀的负极反应都为:Fe-2e- = Fe2+
C.可逆反应在一定条件下,有一定的限度,当反应进行到最大限度后,反应物就不再转化为生成物
D.放热反应发生时,不一定要加热。但吸热反应必须要加热才能发生
(2)在 101 kPa 时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ 热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为;
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g);
下图表示该反应进行过程中能量的变化。(单位为:kJ·mol-1)该反应是(填“吸热”或“放热”)反应。△H0(填“>”或“<”)。
(4)比较下面各组热化学方程式,△H1<△H2的是(即前一反应放热较多的是)。
A.2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g ) △H12H2(g) + O2(g) = 2H2O(1) △H2
B.S(g) + O2(g) = SO2(g ) △H1 S(s) + O2(g) = SO2(g ) △H2
C.C(s) + 1/2O2(g) ="CO" (g ) △H1 C(s) +O2(g) =CO2 (g ) △H2
D.H2(g) + Cl2(g) ="2HCl(g" ) △H11/2H2(g) +1/2 Cl2(g) ="HCl(g" ) △H2
(5)101 kPa条件下,14g N2和3g H2反应生成NH3的能量变化如下图示意:
又已知:①已知b=1173;
②25 ℃、101 kPa下N2(g)+3H2 (g) 2 NH3 (g) △H =-92 kJ·mol-1
则a =。
据图回答下列问题:
Ⅰ、(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是___________________
负极反应式为:______________________________。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为________(填Mg或Al),总反应化学方程式为____________________________________。
Ⅱ、由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其正极的电极反应式为______________。
Ⅲ、中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇(CH4OH)燃料电池的工作原理如下图所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为_______,c口通入的物质为______。
②该电池正极的电极反应式为:_______