(10分)下图是A~Z在一定条件下的转化关系(部分反应物或产物未列出)。其中,A是生活中广泛使用的金属单质,常温下C是一种常见液体化合物,E、F、X均为气体。物质Y和Na2AO4均有强氧化性,可用于杀菌消毒,Z是一种红褐色固体。
请回答下列问题:
(1)Y的电子式为 ;
(2)在①~⑧中属于氧化还原反应,但又不是化合反应的是 (填序号)
(3)反应⑤的离子方程式是
(4)若在反应④中转移电子数为2NA,则消耗的F在标准状况下的体积是 L。
(5)反应⑧的化学方程式是
(6分)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1) 甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l) △H1= —1214 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2= —566 kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
(2) 将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是: 。
(3)某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e-= H2↑
(4)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
H2O |
CO |
CO2 |
|||
1 |
650 |
2 |
4 |
1.6 |
5 |
2 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
3 |
3 |
900 |
1 |
2 |
0.4 |
1 |
①实验1中,以v (H2)表示的平均反应速率为 。
②实验3跟实验2相比,改变的条件可能是 (答一种情况即可)。
用NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.lmol Na2O2晶体中共含有4NA个离子
B.0.1mol AlCl3完全水解转化为氢氧化铝胶体,生成0.1NA个胶粒
C.常温常压下16gO2和O3混合气体含有NA个氧原子
D.电解精炼铜时每转移NA个电子,阳极溶解32g铜
下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是( )
A.8个中子的氧原子的核素符号: B.HF的电子式:
C.K+离子的结构示意图: D.CH4分子的球棍模型:
(10分)在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0 。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示,请回答下列问题:
⑴ 根据下图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(NH3)=______________________________
⑵ 该反应450℃的平衡常数________500℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
⑶ 下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中气体的分子总数不随时间而变化
⑷ 第5分钟末,保持恒温恒压,若继续通入0.2mol的N2和0.6mol的H2,平衡_______________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
⑸ 第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3浓度约为0.25mol/L),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
(14分)某课外小组分别用下图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
I.用图1所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代Cu做电极的是 (填字母序号)。
A.铝 B.石墨 C.银 D.铂
(2)N极发生反应的电极反应式为 。
(3)实验过程中,SO42- (填“从左向右”、“从右向左”或“不”)移动;滤纸上能观察到的现象有 。
II.用图2所示装置进行第二组实验。实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(4)电解过程中,X极区溶液的pH (填“增大” 、“减小”或“不变”)。
(5)电解过程中,Y极发生的电极反应为Fe - 6e- + 8OH- =FeO42- + 4H2O 和
4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑ , 若在X极收集到672 mL气体,在Y极收集到168 mL气体(均已折算为标准状况时气体体积),则Y电极(铁电极)质量减少 g。
(6)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为:
2K2FeO4 + 3Zn =Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2
该电池正极发生的反应的电极反应式为 。