选考[化学—选修物质结构与性质](15分)
前四周期元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大,其中A和B同周期,固态的AB2能升华;C和E原子都有一个未成对电子,C+比E-少一个电子层,E原子得到一个电子后3p轨道全充满;D最高价氧化物中D的质量分数为40%,且核内质子数等于中子数;F为红色单质,有F+和F2+两种离子。回答下列问题:
(1)元素电负性:D____E (填>、<或=);
(2)A、C单质熔点A_____C(填>、<或=);
(3)AE4中A原子杂化轨道方式为:________杂化;其固态晶体类型为_______;
(4)F的核外电子排布式为______;向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀,后沉淀溶解为深蓝色溶液,加入乙醇会析出蓝色晶体,该晶体中F与NH3之间的化学键为_______;
(5)氢化物的沸点:B比D高的原因______;
(6)元素X的某价态阴离子Xn-中所有电子正好充满K和L电子层,CnX晶体的最小结构单元如图所示。该晶体中阳离子和阴离子个数比为___,晶体中每个Xn-被__个等距离的C+离子包围。
选考[化学—选修化学与技术](15分)
通常情况下,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。为减小和消除CO2对环境的影响,各国都在限制CO2的排量,同时也加强对CO2创新利用的研究。
(1)目前,推广用超临界CO2(介于气态和液态之间)代替氟利昂作致冷剂,这一做法对环境的积极意义是 。
(2)科学家为提取空气中的CO2,把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使之变为可再生燃料甲醇。流程如图:
①分解池中反应的化学方程式为: 。
②合成塔中,若有4.4g CO2与足量H2恰好反应生成气态产物,放出4.947kJ的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(3)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10-9、2.58×10-9。他最好将空气通入足量的 溶液,实验时除测定温度、压强和空气的体积外,还需测定 。
(13分)研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为____________________________。利用反应6NO2+8NH37N2+12H2O也可处理NO2。当转移1.2 mol电子时,消耗的NO2在标准状况下的体积是________L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=—196.6 kJ/mol ;
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=—113.0 kJ/mol ;
①则反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ΔH 的ΔH=________。
②一定条件下,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.SO3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
③测得上述反应平衡时NO2与SO2的体积比为1∶6,则平衡常数K=__ ______。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104 kPa左右,选择此压强的理由是______________________ 。
(14分)D、E为中学化学常见的金属单质,F是一种黑色晶体。E与C的浓溶液在常温作用无明显现象,加热时则有大量无色气体产生,同时生成H。在一定条件下C、D间能发生反应。各物质转化关系如下图:
(1)已知1g E在B中燃烧放出的热量为Q kJ,试写出表示E燃烧热的热化学方程式______。
(2)检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是:_____________。
A.氯水和KSCN溶液 B.氢氧化钠溶液 C.酸性KMnO4溶液
(3)用惰性电极电解一定浓度的A的水溶液,阳极反应式为_____________________,通电一段时间后,向所得溶液中加入8.0g D的氧化物后恰好恢复到电解前的浓度和pH,则电解过程中收集到标准状况下的气体体积为__________。
(4)假设用以铂做电极,KOH溶液为电解质溶液的肼(N2H4)——空气燃料电池作为本过程的电源,则放电时的负极反应式 (生成物均无污染)。
(16分)某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入MgSO4溶液中得到白色沉淀。甲同学认为两者反应只生成MgCO3一种沉淀;乙同学认为这两者相互促进水解,只生成Mg(OH)2一种沉淀;丙同学认为生成MgCO3和Mg(OH)2两种沉淀。(查阅资料知:MgCO3和Mg(OH)2均不带结晶水)
(1)按照乙同学的理解Na2CO3溶液和MgSO4溶液反应的化学反应方程式为__ _____;
在探究沉淀物成分前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为①过滤②洗涤③干燥。
(2)请用下图所示装置,选择合适的实验装置和必要的试剂,证明沉淀物中只有碳酸镁。
各装置连接顺序为__________________(用装置编号表示);
②装置C中装有试剂的名称是______________;
③能证明生成物中只有MgCO3的实验现象是 _______。
(3)若Mg(OH)2和MgCO3两者都有,可通过下列所示装置的连接,进行定量分析来测定其组成。
实验结束时通入过量的空气的作用________________ 。
A装置和E装置的共同作用是__________________________。
实验过程中测定的数据有:W1:样品的质量,W2:反应后装置B中残渣的质量,W3:反应生成水的质量,W4:反应生成二氧化碳的质量,为了测定其组成,至少需要其中 个数据,请将可能的组合填入下表中(每个空格中填一种组合,至少填5个)。
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X、Y、Z、M、W为五种短周期元素,X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15;X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状态下的密度为0.76 g·L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是
A.原子半径:W>Z>Y>X>M
B.将XZ2通入W单质与水反应后的溶液中,生成的盐一定只有一种
C.由X、Y、Z、M四种元素共同形成的化合物中一定有共价键可能有离子键
D.CaX2、CaM2和CaZ2等3种化合物中,阳离子与阴离子个数比为1∶2