下列叙述错误的是( )
A. 过程的自发性只能用于判断过程的方向性,不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率
B. 空气污染日报中的空气污染指数的主要项目有可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮
C. 金属冶炼过程主要是利用金属矿物中的金属离子失去电子变成金属单质所发生的氧化还原反应
D. 糖类和油脂是重要的基本营养物质,并且是人体所需能量的重要来源
X、Y、M、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;M是周期表中电负性最大的元素;Z基态原子的M层是K层电子数的3倍;R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题:
(1)基态Y原子的价电子排布图是______;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_______(元素名称)
(2)XY2¯ 离子的立体构型是________;R2+的水合离子[R(H2O)4]2+中,提供孤电子对的原子是________(元素符号)。
(3)已知XH3易与R2+形成配离子,但XM3不易与R2+形成配离子,其原因是_______________。
(4)Y与R所形成的化合物晶体晶胞如图所示,该晶体的化学式:_____________;晶胞参数如图所示,则该晶胞密度是___________g‧cm-3(列式并计算结果,保留小数点儿后一位)。
(5)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是________(填标号)。
a.CF4 b.CH4 c.NH4+ d.H2O
人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。
(1)工业上常用高浓度的K2CO3 溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3 溶液再生,其装置示意图如下:
在阳极区发生的反应包括 和H ++ HCO3- = H2O + CO2↑。
简述CO32-在阴极区再生的原理 。
(2)再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇等产物,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下: H2(g) + 1/2 O2(g) === H2O(g) Δ H1= -242 kJ/mol
CH3OH(g) + 3/2 O2(g) === CO2 (g) + 2 H2O(g) Δ H2= -676 kJ/mol
① 写出CO2和H2生成气态甲醇等产物的热化学方程式 。
② 下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是 (填字母序号)。
(3)在密闭的再生装置中,加入5 mol H2与2 mol CO2发生反应生成甲醇,反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物中甲醇(CH3OH)的物质的量分数变化情况如下图所示,下列说法正确的是
A.P1> P2> P3>P4
B.甲醇的物质的量分数越高,反应的平衡常数越大
C.图示中,该反应的温度变化为:T1> T2> T3>T4
D.T4、P4、时,H2的平衡转化率为60%
(4)已知某种甲醇燃料电池中,电解质溶液为酸性,示意图如下:
工作结束后,B电极室溶液的pH与工作前相比将 (填写“增大”、“减小”或“不变”,溶液体积变化忽略不计)。A电极附近甲醇发生的电极反应式为 。
钠及其化合物具有广泛的用途。
(1)常温下,浓度均为0.1mol/L的下列五种钠盐溶液的pH如下表;
溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN |
pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 |
上述盐溶液中的阴离子,结合氢离子能力最强的是 ,根据表中数据,浓度均为0.01mol/L的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是 (填编号)。
A.HCN B.HClO C.CH3COOH D.H2CO3
(2)有①100mL0.1mol/L碳酸氢钠 ②100mL0.1mol/L碳酸钠两种溶液,溶液中水电离出的氢离子个数:
① ② (填“>”“=”“<”下同)。溶液中阴离子的物质的量浓度之和:① ②。
(3)碳酸氢钠是一种 (填“强”或“弱”)电解质;写出HCO3-水解的离子方程式: ,常温下,0.1mol/L碳酸氢钠溶液的pH大于8,则溶液中Na+、HCO3-、H2CO3、CO32-、OH-五种微粒的浓度由大到小的顺序为: 。
(4)实验室中常用氢氧化钠来进行洗气和提纯。
①当150mL1mol/L的氢氧化钠溶液吸收标况下2.24L二氧化碳时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为: 。
② 几种离子开始沉淀时的pH如下表:
离子 | Fe2+ | Cu2+ | Mg2+ |
pH | 7.6 | 5.2 | 10.4 |
当向含相同浓度的Cu2+、Mg2+、Fe2+的溶液中滴加氢氧化钠溶液时, (填离子符号)先沉淀,Ksp[Fe(OH)3]
Ksp[Mg(OH)2] (填“>”“=”或“<”),要使0.2mol/L硫酸铜溶液中铜离子沉淀较为完全(使铜离子浓度降至原来的千分之一),则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液pH为 。
( Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20mol2/L2)
(10分)甲醇是一种优质燃料,在工业上常用CO和H2合成甲醇,反应方程式为CO (g)+H2(g)
CH3OH(g)。已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ/mol;②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8 kJ/mol;③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-192.2 kJ/mol。回答下列问题:
(1)计算CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应热ΔH4=_________________。
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列示意图正确且能说明在进行到t1时刻为平衡状态的是________(填选项字母)。
(3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8。T1℃时,在另一体积不变的密闭容器中也充入1 mol CO、2 mol H2,达到平衡时CO的转化率为0.7,则该容器的体积______5 L(填“>、<或=”);T1℃时,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=____________。
(4)在T1℃时,在体积为5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数与n(H2)/n(CO)的关系如图所示。温度不变,当n(H2)/n(CO)=2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图象中的________点。
(5)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式________________________________________________。
选考〔化学—物质结构与性质](13分)
钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量,
反应原理为: 2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)基态锰原子的核外电子排布式为 _
(2)上述反应涉及的元素属于同主族元素,其第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)已知H2.S2O8的结构如图。
①H2.S2O8硫原子的轨道杂化方式为 。
②上述反应中被还原的元素为 。
③上述反应每生成1 mol MnO4 -,S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为 。
(4)一定条件下,水分子间可通过O一H...O氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构,其中的多面体孔穴中可包容气体小分子,形成笼形水合包合物晶体
①下图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子),其包含的氢键数为 ;
②实验测得冰中氢键的作用能为18.8目kJ·mol-1,而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1,其原因可能是 。