已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可分别与A形成10个电子分子,B、C属同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E最外层电子数比最内层多1。请用具体的元素回答下列问题:
(1)E元素原子基态电子排布式 。
(2)用电子排布图表示F元素原子的价电子构型 。
(3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的分子式为 。
(4)离子半径D+ B3—,第一电离能B C,电负性C F
(填“<”、“>”或“=”)。
(5)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比1∶1,X的电子式为 ,试写出Cu、稀H2SO4与X反应制备硫酸铜的离子方程式 。
(6)写出E与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式 。
反应aA(g)+bB(g)cC(g)(△H<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
回答问题:
(1)反应的化学方程式中,a:b:c为 ;
(2)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最大的是 ,其值是 ;
(3)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 ,采取的措施是 ;
(4)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的高低:T2 T3 (填“<”、“>或“=”),判断的理由是 ;
(5)达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,假定10min后达到新的平衡,请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中B物质的浓度随时间变化的趋势(注:只须画出B的浓度随时间变化曲线)。
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好PH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
c/10-3mol·L-1 |
|
H2O2 |
Fe2+ |
||||
① |
为以下实验作参考 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
|
|
|
|
③ |
|
298 |
10 |
6.0 |
0.30 |
【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图。
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:
υ(p-CP)= mol·L-1·s-1
(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:
。
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时, 。
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法 。
一定条件下,反应室(容积恒定为2L)中有反应:A(g) +2B(g)C(g)
(1)能说明上述反应达到平衡状态的是 (选填字母)。
A.反应中A与B的物质的量浓度之比为1︰2
B.混合气体总物质的量不再变化
C.混合气体的密度不随时间的变化而变化
D.2υ正(A)= υ逆(B)
(2)该反应平衡常数K的表达式:K= 。
(3)1molA(g)与2molB(g)在催化剂作用下在反应室反应生成C(g),A的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示,则:
①P1 P2 , 正反应的△H 0(填“<”、“>”或“=”)。
②下列措施中一定能使c(C)/c(A)增大的是 (选填编号)。
A.升高温度 B.恒温恒容再充入A
C.恒温恒容再充入B D.恒温恒容再充入1 mol C
(4)100℃时将1mol A和2molB通入反应室,保持温度不变,10min末C(g) 的浓度为0.05mol/L ,则10min末B转化率= ,此时υ正 υ逆
(填“<”、“>”或“=”)。
为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
(1)定性分析:如图甲可通过观察 ,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3 更为合理,其理由是 。
(2)定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。图中仪器A的名称为 ,检查该装置气密性的方法是 ,
实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。实验过程中速率变化的趋势是 ,可能原因是 。
计算H2O2的初始物质的量浓度为 mol/L(请保留两位有效数字)。
化学反应中一定伴随着能量的变化,化学能在实际生产生活中的应用将越来越广泛。
(1)利用氢气可以制取工业原料乙酸。已知:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1 = -870.3kJ/mo1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 2= -393.5kJ/mo1
③H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) △H 3= -285.8kJ/mo1
试利用上述信息计算下述反应的反应热:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) △H= 。
(2)科学家可用焓变和熵变来判断化学反应进行的方向,下列都是能自发进行的化学反应,其中是吸热反应且反应后熵增的为 (填字母)。
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ B.3Fe+2O2=Fe3O4
C.(NH4)2CO3=NH4HCO3+NH3↑ D.NaOH+HCl=NaCl+H2O
(3)实验室可以利用下图装置进行中和热测定。回答下列问题:
①请指出该装置还缺少的仪器是 ;
②两烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 ;
③若向三份等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸至恰好完全反应,并将上述过程中放出的热量分别记为Ql、Q2、Q3。则三者的大小关系是 (由大到小)。