元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)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
(2)氧化性最弱的简单阳离子的结构示意图是 。
(3)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 。
(4)Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为 (用离子方程式表示)。
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 平衡常数为K1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 平衡常数为K2
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的平衡常数为K3= (用K1、K2来表达)
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO2和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K= 。
(6)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 。
10℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
甲同学认为,该溶液的pH值升高的原因是HCO3-的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度(填“大于”或“小于”)NaHCO3。
丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为:___________________________
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是。
A、Ba(OH)2溶液B、BaCl2溶液C、NaOH溶液D、澄清石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10℃,若溶液的pH等于8.3,则(填“甲”或“乙”)判断正确。
(3)常温下,在测得PH都等于9的NaOH溶液和Na2CO3溶液中,由水电离的OH—浓度分别为amol /L和bmol /L,则a与b的比值=。
有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity grade),AG的定义为
AG=lg(c(H+)/c(OH-))。请回答下列问题:
(1)在25℃时,若溶液呈中性,则AG= 。
(2)在25℃时,若溶液的pH=12,则AG= 。
(3)在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG= (要化简)。
(4)在25℃时,将AG=-12的NaOH溶液aL与AG=12的H2SO4溶液bL混合(混合后的体积误差可以 忽略),若所得混合液的AG=10,则a∶b= 。
今有浓度均为0.1mol/L的醋酸、盐酸和硫酸三种稀溶液,按下列题示回答问题(回答时用“>”、“<”或“=”连接a、b、c):
(1)设三种溶液的pH分别为a、b、c,则大小关系为。
(2)若取等质量的锌分别跟这三种溶液反应,使锌恰好完全反应时,所消耗三种酸的体积分别为a、b、c,则其大小关系为。
(3)取上述三种溶液各10mL,分别跟0.1mol/LNaOH溶液10mL混合,当反应结束后,三种混合液的pH分别为a、b、c ,则其大小关系为。
以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据,回答下列问题:
化合物 |
燃烧热 |
化合物 |
燃烧热 |
甲烷 |
891.0 |
正丁烷 |
2 878.0 |
乙烷 |
1560.8 |
异丁烷 |
2 869.6 |
丙烷 |
2 221.5 |
2-甲基丁烷 |
3 531.3 |
(1)已知:物质的能量越高越不稳定,根据表中的数据,比较正丁烷、异丁烷的热稳定性:正丁烷______异丁烷(填“>”、“=”或“<”)。
(2)写出乙烷燃烧的热化学方程式:________________________
(3)相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。
(15分)甲醇(CH3OH)是用来制备汽油添加剂和许多普通塑料的原料,低温液相合成甲醇的方法如下。
反应原理:2H2+ CO→CH3OH;反应条件:以三乙二醇二甲醚作为溶剂,以Raney-Ni和CH3ONa为催化剂。
(1)氢碳比[γ =]:当γ=2时,甲醇的选择性[λ =
]达99.8%以上;当γ>2时,可能产生副产物CH4,写出相应反应的化学方程式。
(2)干燥除水:为防止CH3ONa的水解,必须干燥除水,下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。
序号 |
干燥方法 |
CO转化率/% |
① |
不处理 |
40.2 |
② |
无水乙醇洗 |
56.3 |
③ |
以四氢呋喃洗 |
62.4 |
④ |
无水乙醇洗并真空干燥 |
70.1 |
⑤ |
77.2 |
从实验设计完整性思考,请补充实验⑤中的干燥方法。
(3)反应温度:下图是= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。
在反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)△H中,△H0(填“>”或“<”);0~t2时间段内,随反应的进行体系的压力先增大后减小,原因是;能判断该反应基本结束的时刻为;若t3时刻,测得平衡后CO的转化率为75%,若起始反应时的CO的物质的量为a mol,假设反应容器的体积为1L,则t3时的平衡常数的值为。
(4)催化剂:在保持其它条件不变,只改变催化剂的用量,分别在1L恒容密闭容器中反应,测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时,CO转化率与时间关系图,请画出Raney-Ni为1g时,CO转化率与时间变化图。