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9.A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大;A元素是所有原子中半径最小的原子;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物生成一种盐X;D与A同主族,且与E同周期;E元素的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$,A、B、D、E这四种元素中,每一种都与C元素形成原子个数比不相同的化合物.
请回答下列问题:
(1)D位于元素周期表第三周期ⅠA族.
(2)C和E两元素相比较,非金属性较强的是氧(填元素名称),可以验证该结论的是CD(填写编号);
A.比较这两种元素的气态氢化物的沸点
B.比较这两种元素的单质在常温下的状态
C.比较这两种元素气态氢化物的稳定性
D.比较这两种元素单质与氢气化合的难易
(3)写出C、D两元素形成的原子个数比为1:1的化合物与水反应的离子方程式:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑.
(4)A与C间可形成负一价双原子阴离子,有10个电子,写出该阴离子与盐酸反应的离子方程式为OH-+H+=H2O;
(5)A、C、D、E四种元素可形成两种酸式盐,两种酸式盐相互反应的离子方程式为H++HSO3-=H2O+SO2↑.

分析 A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大,A元素的原子半径最小,则A为H;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐,则B为N;
E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$,则E为S;D与A同主族,且与E同周期,则D为Na;A、B、D、E这四种元素,每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的多种化合物,则C为O,然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答.

解答 解:A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大,A元素的原子半径最小,则A为H;B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐,则B为N;
E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的$\frac{3}{4}$,则E为S;D与A同主族,且与E同周期,则D为Na;A、B、D、E这四种元素,每一种与C元素都能形成元素的原子个数比不相同的多种化合物,则C为O,
(1)D是Na位于元素周期表第三周期,ⅠA族,故答案为:三;ⅠA;
(2)氧与硫同主族,从上到下非金属性在减弱,则非金属性O>S,可以利用与氢气化合的难易程度及气态氢化物的稳定性、单质的氧化性等来判断,氢化物沸点、单质的状态都属于物理性质,不能比较非金属性强弱,故AB错误、CD正确,
故答案为:氧; CD;
(3)C、D两元素形成的原子个数比为1:1的化合物为Na2O2与水反应的离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,
故答案为:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑;
(4)A与C间可形成负一价双原子阴离子,有10个电子,为OH-离子,该阴离子与盐酸反应的离子方程式为:OH-+H+=H2O,
故答案为:OH-+H+=H2O;
(5)A、C、D、E四种元素分别为H、O、Na、S,可形成两种酸式盐,为NaHSO4、NaHSO3,两种酸式盐相互反应的离子方程式为:H++HSO3-=H2O+SO2↑,
故答案为:H++HSO3-=H2O+SO2↑.

点评 本题考查位置结构性质的应用,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力的考查,掌握元素单质化合物的性质来推断元素是解答本题的关键,学生只要熟悉常见的化合物即可解答,题目难度中等.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

19.Ⅰ.工业上主要以甲醇为原料进行制备甲醛(HCHO).
甲醇氧化法是制甲醛的一种工业方法,即甲醇蒸汽和空气在铁钼催化剂催化下,甲醇即被氧化得到甲醛:①CH3OH(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═HCHO(g)+H2O(l)△H
甲醇氧化法中存在深度氧化反应:②HCHO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO(g)+H2O(l)
已知物质CH3OH(g)与HCHO(g)的燃烧热如表所示:
物质反应热/kJ•mol-1
CH3OH (g)-726.5
HCHO (g)-570.8
(1)计算△H=-155.7kJ•mol-1
(2)目前工业上主要采用甲醇氧化法制取甲醛,简要分析该方法的优点与缺点:反应平衡常数大,反应更彻底,但是存在副反应.
(3)如图为甲醇氧化法,在不同温度条件下甲醇转化率与甲醛产率的曲线图,二者随温度变化的可能的原因是反应温度较低时催化剂活性较低,甲醇转化率低,甲醛产率较低;反应温度升高后,甲醇转化率提高,但是发生副反应,产率反而下降.
Ⅱ.甲醇直接燃料电池简称DMFC,使用酸性介质,反应温度在120℃,额定输出电压为1.18V.
(4)该电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O═CO2+6H+
(5)该燃料电池的能量转换效率=94.1%(列式并计算,保留3位有效数字)
(已知:能量转换效率=燃料电池输出的电能/燃料直接燃烧产生的热能;1mol 电子的电量为96500C.)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.二甲醚是一种重要的清洁燃料,工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚.利用水煤气合成二甲醚的热化学方程式为:3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-274kJ•mol-1
(1)该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后,为同时提高反应速率和二甲醚的产率,可以采取的措施是cd(填字母代号).
a.降低温度   b.加入催化剂  c.缩小容器体积   d.增加H2的浓度   e.分离出二甲醚
(2)该反应可以分两步进行:
4H2(g)+2CO(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1
CO(g)+H2O(g)═CO2 (g)+H2(g)△H2=-42kJ•mol-1
则反应①的焓变△H1=-232kJ•mol-1,熵变△S<0(填“>”、“<”或“=”).
(3)二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H3=-23.5kJ•mol-1.在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示.
①该条件下反应平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(C{H}_{3}OH)}$.
②相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为:c( CH3OH)=0.4mol•L-1、c(H2O)=0.6mol•L-1、c(CH3OCH3)=1.2mol•L-1,此时正、逆反应速率的大小:v>v(填“>”、“<”或“=”).
(4)二甲醚、空气可组成一种高效的燃料电池,在氢氧化钾溶液中电池反应方程式为:CH3OCH3(l)+3O2(g)+4KOH(aq)═2K2CO3(aq)+5H2O(l),写出负极的电极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-?2CO32-+11H2O.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区.其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一.
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2(g)+N2(g),在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如1图所示.据此判断:

①该反应的△H<0(选填“>”、“<”).
②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1>S2,在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
③研究表明在紫外线照射下,由于TiO2的催化作用,空气中的某些物质会产生OH自由基,如图2所示,OH与NO2反应为NO2+OH=HNO3,写出NO与OH反应的化学方程式NO+3OH═HNO3+H2O.
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题.
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.
例如:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),△H=-898.1kJ/mol.
②将煤燃烧产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.NH3与CO2在120℃,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)?(NH22CO(s)+H2O(g).现将物质的量为1:1的NH3与CO2混合在密闭固体容器中反应,平衡后,NH3的体积分数为20%,则NH3的平衡转化率为75%.
③25℃时,将amol•L-1的氨水与b mol•L-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用a、b表示NH3•H2O的电离平衡常数为$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.现有七种短周期主族元素,其原子序数按A、B、C、D、E、F、G的顺序递增.A元素的最高正化合价和最低负化合价的代数和等于0,且A是形成化合物种类最多的元素;C原子能形成分别含10电子、18电子的两种阴离子,且C与F位于同一主族;D单质投入冷水中反应缓慢,投入沸水中迅速产生气泡;E的简单阳离子是同周期元素所形成的简单离子中半径最小的.回答下列问题:
(1)B位于周期表第二周期第ⅤA族.
(2)元素M位于E与F元素之间,且M单质是优良的半导体材料,广泛用于太阳能电池.M、F、G的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HCl>H2S>SiH4(用化学式表示).
(3)若选择三种试剂设计实验能证明非金属性:B>A>M,用化学方程式表示实验原理:Na2CO3+2HNO3═2NaNO3+CO2↑+H2O;Na2SiO3+H2O+CO2═H2SiO3↓+Na2CO3
(4)下列实验方法能证明D与E的金属性强弱关系的是A.
A.比较D和E的单质分别与稀硫酸反应产生气泡的快慢
B.比较D和E的单质分别与同浓度的氢氧化钠溶液反应产生气泡的快慢
C.比较D和E的单质分别与氯气、氧气、硫等非金属单质反应的产物.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.砷的常见酸性氧化物有As2O3和As2O5,根据图中信息回答下列问题:
(1)As2O5分解生成As2O3和O2的反应中,加入催化剂,E减小(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),△H1不变.
(2)As2O3分解生成As和O2的热化学方程式为As2O3(s)=2As(s)+$\frac{3}{2}$O2(g)△H=+619kJ/mol.
(3)As2O3和O2反应生成As2O5的热化学方程式为As2O3(s)+O2(g)=As2O5(s)△H=-295 kJ•mol-1
(4)若1mol As2O5分解生成0.4mol As2O3和1.2mol As,则该分解过程中,需吸收的总能量为666.4kJ.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.下列各组反应中关于能量的比较正确的是(  )
①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H1; $\frac{1}{2}$H2(g)+$\frac{1}{2}$Cl2(g)=HCl (g)△H2;△H1>△H2
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1; 2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H2;△H1>△H2
③CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1;CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H2;△H1<△H2
④t℃时,在一定条件下,将 1mol N2和 3mol H2 分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时放出的热量分别为 Q1、Q2; Q1<Q2
A.①③④B.①②④C.②③④D.①③

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列说法正确的是(  )
A.BaSO4粉末可用作钡餐,是因为BaSO4为非电解质
B.有机物苯、乙醇、蔗糖都属于非电解质
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
D.固态共价化合物不导电,熔融态的共价化合物都可以导电

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.镁、铝混合粉末10.2g溶于500mL 4mol/L盐酸中,若再加入1000mL的氢氧化钠溶液,使得沉淀达到最大量,则需加入氢氧化钠溶液的体积为(  )
A.0.5mol/LB.1mol/LC.1.5mol/LD.2mol/L

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