实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_________(填字母)。
A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)= ;CO2的转化率w(CO2)= 。
②该反应的平衡常数K= 。(只列表达式和计算式,不必计算出结果)
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
A.将CH3OH(g)及时液化抽出 B.升高温度
C.选择高效催化剂 D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16 g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出350.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,其负极的电极反应式是: 。
ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起已逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。
(1)消毒水时,ClO2还可将Fe2+、Mn2+转化成Fe(OH)3、MnO2难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有性。
(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该反应化学方程式:2KClO3+SO2=2ClO2+___。
(3)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1—0.8mg/L之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性,然后加入一定量的碘化钾,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
II.加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-)
III.加硫酸调节水样pH至1.3。操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示:
请回答:
①操作I中反应的离子方程式是。
②确定操作II完全反应的现象是。
③在操作III过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是。
④若水样的体积为1.0L,在操作II时消耗了1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是mg/L。
Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
②Y原子价电子(外围电子)排布msnmpn
③R原子核外L层电子数为奇数;
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+ 的核外电子排布式是。
(2)在[Z(NH3)4]2+离子中,Z2+的空间轨道受NH3分子提供的形成配位键。
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙 b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙 d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙
(4)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为(用元素符号作答)
(5)Q的一种氢化物相对分子质量为28,其中分子中的σ键与π键的键数之比为。
(6)由Q和Y两种元素形成的晶体的熔点比金刚石的熔点(填“高”或“低”)。原因是。
(8分)(1)前三周期元素中第一电离能最小的是(填元素符号),其基态原子的电子排布式为。第二周期非金属元素形成的氢化物中化学键极性最大的是(填分子式),该物质在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度(填“大”或“小”)。
(2)物质形成分子间氢键和分子内氢键对物质性质的影响有显著差异。根据下表数据,形成分子间氢键的物质是(填物质字母代号)。
代号 |
物质 |
结构简式 |
水中溶解度/g (25℃) |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
A |
邻-硝基苯酚 |
![]() |
0.2 |
45 |
100 |
B |
对-硝基苯酚 |
![]() |
1.7 |
114 |
295 |
(3)晶格能的大小:MgONaCl,键能的大小:HBrHI。(填“>”、“=”或“<”)
(4)下列物质的熔点高低顺序,正确的是
A.晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B.CI4 >CBr4>CCl4>CH4
C.SiF4>NaF>NaCl>NaBr
(6分) 现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号 |
元素性质或原子结构 |
T |
M层上有2对成对电子 |
X |
最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
Y |
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性 |
Z |
元素最高正价是+7价 |
(1)元素T的原子最外层共有种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代,该同位素含有8个中子,这种同位素的符号是。
(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+ ,写出该微粒的电子式(用元素符号表示)。
(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是_____。
a.常温下Z的单质和T的单质状态不同
b.Z的氢化物比T的氢化物稳定
c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(8分)随着科学技术的发展,阿佛加德罗常数的测定手段越来越多,测定的精度也越来越高。现有一种简单可行的测定方法,具体步骤为:
①将NaCl固体研细、干燥后,准确称取m g NaCl固体并转移到定容仪器A中。
②用滴定管向A仪器中加苯,不断振荡,继续加苯到A仪器的刻度,计算出NaCl固体的体积为V cm3。
(1)步骤①中仪器A最好使用(填序号)。
A.量筒 | B.烧杯 | C.容量瓶 | D.试管 |
(2)步骤②中是用酸式滴定管还是用碱式滴定管,理由是。
(3)能否用水代替苯,理由是。
(4)已知NaCl晶体中,靠得最近的Na+、Cl—间的距离为a cm,则用上述方法测得的阿佛加德常数NA的表达式为。