(15分)(化学---选修物质结构与性质)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26,其中分子中的σ键与π键的键数之比为 。
(6)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于 。
(14分)火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,
则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为 mol/(L·min);该温度下,反应的平衡常数的值为 ;第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数 (填变大、减少、不变)。
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其原因用离子方程式表示为 ;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+) + c(H+)__________c(NO3-) + c(OH-)(填写 “>”“=”或“<”)
(15分)某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。为此,他们设计了如下装置验证所产生的气体,以证明+6价S的氧化性强于+1价H。
(1)填写装置的作用: B , C ,G 。
(2)证明有SO2生成的现象是
(3)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是:E中:__________________,F中:__________________。如果去掉装置D,还能否根据F中的现象判断气体中有氢气?________(填“能”或 “不能”),原因是______
。
(4)反应后A的溶液中含有Fe3+和Fe2+,检验其中的Fe2+的方法是 。
(5)若将铁丝换成铜丝,反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液,而出现了大量白色固体,原因是 ,要确认CuSO4生成,待试管冷却后, 。
(14分)A、B、C、D四种元素分布在三个不同的短周期,它们的原子序数依次增大,其中B与C为同一周期,A与D为同一主族,C元素的原子核外电子总数是电子层数的4倍,D是所在周期原子半径最大的元素。又知四种元素分别形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,一种是固体。请回答下列问题:
(1) D在元素周期表中的位置是______ 。
(2) 由A、C两元素可以组成X、Y两种化合物,X在一定条件下可以分解成Y,X的电子式为____ 。
(3) D与C形成的化合物可与Y反应生成单质Z,该反应的化学方程式为 ;若有1 mol电子转移,生成Z的物质的量为 mol。
(4) 写出实验室制备BA3的化学方程式______________________ 。将BA3 通入溴水中可发生反应,生成一种单质和一种盐,写出该反应的离子方程式 。
(5) 已知B2A4可燃烧生成B的单质和Y,以B2A4、O2、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该电池负极反应是_______________。以石墨为电极,用该电池电解100 mL饱和食盐水,一段时间后,在两极共收集到224 mL气体(标准状况下),此时溶液的pH是(忽略溶液体积的变化)________。
常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1000 mol/L盐酸和20.00 mL 0.1000 mol/L醋酸溶液,得到2条滴定曲线,如下图所示:
以HA表示酸,下列说法正确的是( )
A.滴定盐酸的曲线是图2
B.达到B、D状态时,两溶液中离子浓度均为c(Na+)=c(A—)
C.达到B、E状态时,反应消耗的n( CH3COOH)>n(HCl)
D.当0mL< V(NaOH)<20.00mL时,对应混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序均为c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器 | 起始各物质的物质的量/mol | 达到平衡时体系能量的变化 | |||
SO2 | O2 | SO3 | Ar | ||
甲 | 2 | 1 | 0 | 0 | 放出热量:Q1 |
乙 | 1.8 | 0.9 | 0.2 | 0 | 放出热量:Q2 |
丙 | 1.8 | 0.9 | 0.2 | 0.1 | 放出热量:Q3 |
下列叙述正确的是 ( )
A.Q1=Q2=Q3=197 kJ
B.若在上述条件下反应生成2molSO3(s)的反应热为△H1,则△H1<-197 kJ·mol-1
C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数不相等
D.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大