【题目】短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A、E同主族,E原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,D离子与C2-具有相同核外电子排布。
试回答下列问题:
(1)元素E在元素周期表中的位置是______。
(2)A和E最高价氧化物对应的水化物,酸性较弱的为_____。若用图中装置验证这两种酸的酸性强弱,则在仪器P中加入的试剂为_____,Q中观察到的实验现象是_____。
(3)由以上五种元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:
物质 | 组成和结构信息 |
a | 含有A、C、D的盐 |
b | C、D组成的化合物,且原子数之比为1∶1 |
c | 化学组成为AC2 |
①a含有的化学键有_____。
②b与c反应的化学方程式为_____。
【答案】第三周期第ⅣA族 H2SiO3 饱和碳酸氢钠溶液 出现白色胶状沉淀 离子键,共价键(极性共价键) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【解析】
A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,则D处于IA族,E处于ⅣA族;D离子与C2-具有相同核外电子排布,则C是O元素,D是Na元素,E是Si元素;A、E同主族,说明E与A最外层电子数相同,则A是C元素,由于原子序数A<B<C,A是C元素,C是O元素可知B为N元素;(3)中由以上五种元素组成的中学常见物质,a是含有C、O、Na的盐,则a为Na2CO3;b是O、Na组成的化合物,且原子数之比为1:1,则b为Na2O2,c的化学组成为AC2,则c为CO2,据此解答。
根据上述分析可知:A是C,B是N,C是O,D是Na,E是Si元素,化合物a为Na2CO3,b为Na2O2,c为CO2。
(1)元素E为Si,原子核外电子排布为2、8、4,根据元素位置与原子结构关系可知Si元素在元素周期表中的位置是位于第三周期ⅣA族;
(2)元素A是C,E是Si,二者是同一主族的元素,原子序数越大,元素的非金属性越弱,其最高价含氧酸的酸性就越弱,元素非金属性C>Si,所以酸性:H2CO3>H2SiO3,即酸性较弱的是H2SiO3。若验证这两种酸的酸性强弱,根据强酸制弱酸的原理,则在装置中加入的试剂分别为:M为HCl,N为CaCO3,在N中发生反应制取CO2气体,反应方程式为:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑,由于盐酸具有挥发性,使制取得到的CO2气体中含有杂质HCl,可通过装置P中的NaHCO3饱和溶液除去杂质HCl,发生反应:HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑,然后将气体通入盛有Na2SiO3溶液的装置Q中,若CO2少量,发生反应:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3;若CO2过量,则发生反应:Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3,因此在装置Q中看到的实验现象是产生白色胶状沉淀;
(3)由上述分析可知a为Na2CO3;b为Na2O2;c为CO2。
①a为Na2CO3,该物质是盐,属于离子化合物,Na+与CO32-之间通过离子键结合,在阴离子CO32-中C、O两种元素的原子间通过极性共价键结合,因此Na2CO3中含有的化学键为离子键、共价键;
②b为Na2O2,c为CO2,二者反应产生Na2CO3和O2,根据电子守恒、原子守恒,可得b与c反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
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【题目】NH3是一种重要的化工原料,利用NH3催化氧化并释放出电能(氧化产物为无污染性气体),其工作原理示意图如下。下列说法正确的是
A.电极Ⅰ为正极,电极上发生的是氧化反应
B.电极Ⅰ的电极反应式为2NH36eN2+6H+
C.电子通过外电路由电极Ⅱ流向电极Ⅰ
D.当外接电路中转移4 mol e时,消耗的O2为22.4 L
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【题目】工业上用CO和H2生产燃料甲醇(CH3OH)。一定条件下密闭容器中发生反应,测得数据曲线如图所示(反应混合物均呈气态)。下列说法错误的是
A.反应的化学方程式:CO+2H2CH3OH
B.反应进行至3分钟时,正、逆反应速率相等
C.反应至10分钟,(CO)=0.075mol/(L·min1)
D.反应至3分钟,用甲醇来表示反应的平均速率为mol/(L·min1)
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【题目】镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiOOH+2H2O,有关这个电池的说法正确的是( )
A.放电时负极附近的溶液的碱性不变
B.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
C.原电池时的正极反应是:Cd(OH)2+2e-=Cd+OH-
D.原电池时的负极反应是:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2
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【题目】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心。回答下列问题:
(1)乙烷可通过热裂解和氧化裂解制取乙烯。已知下列键能数据:
化学键 | C—C | C=C | C—H | H—H |
键能/ kJ·mol -1 | 347. 7 | 615 | 413. 4 | 436. 0 |
①乙烷直接裂解制乙烯的热化学方程式为_____________________________。
②氧化裂解制乙烯的热化学方程式为C2H6(g) + O2(g) = C2H4(g) + H2O(g) △H = - 105 kJ·mol-1 . 结合①分析,氧化裂解相对热裂解生产乙烯的优点是:_____________________________________(列举1点)。
(2)利用生物乙醇在某种分子筛催化下可脱水制取乙烯,相应反应如下:
I. C2H5OH(g) C2H4(g) + H2O(g)
Ⅱ. 2C2H5OH(g) (C2H5)2O(g) + H2O(g)
平衡常数[Kp是用平衡分压代替平衡浓度(平衡分压=总压×物质的量分数)]及产品选择性如下图所示:
①反应 C2H5OH(g) C2H4(g) + H2O(g) 的△H______(填“>”或“<”)0。
②关于上图中交点M,下列说法正确的是________(填字母)。
a. 一段时间内,反应I、Ⅱ的速率相等
b. 某温度下,反应I、Ⅱ的平衡常数相等
c. 一段时间内,反应I、Ⅱ中乙醇的转化率相等
(3)利用煤制合成气,再由合成气间接制乙烯包含的反应有:
I. CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1
Ⅱ. 2CH3QH(g) C2H4(g) + 2H2O(g) △H =b kJ·mol-1
①反应 2CO(g) + 4H2(g) C2H4(g) + 2H2O(g) △H = _________kJ·mol-1 (用 a、b表示)。
②在容积为1 L的密闭容器中,投入2 mol CO和4 mol H2,10 min后,测得c(CO) = 1. 2 mol·L-1·min-1,则10 min内v(H2)=_____________ mol·L-1·min-1。
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【题目】在一个固定容积的密闭容器中通入amolN2与bmolH2的混合气体,保持温度不变,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
(1)若反应到某时刻t时,n(N2)=9mol,n(NH3)=2mol,则a=____mol;
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为448L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,平衡时NH3的物质的量____;
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比、下同),n(始)∶n(平)=____;
(4)原混合气体中,a∶b=_____;
(5)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=_____。
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【题目】有机物CH3CH3、CH3CH===CH2、CH3CH2C≡CH、CH2===CH2、CH≡CH、、CH3CH2OH中与甲烷互为同系物的是________,分子空间构型为平面形的是________,直线形的是__________________________。
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【题目】有机物M的结构简式如图,有关M的下列叙述中正确的是
A. 可与H2反应,1 molM最多消耗1 molH2
B. 可与浓溴水反应,1molM最多消耗4 molBr2
C. 可与NaOH溶液反应,1 mol M最多消耗3 molNaOH
D. 常温下,M在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度
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【题目】下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系据此判断下列说法中正确的是
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是吸热反应
C.相同条件下,等质量S(g)和S(s)的能量比较, S(s)较大
D.白磷比红磷稳定
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