【题目】A、B、C、D、E都为短周期元素,A原子失去一个电子后成为一个质子;C的-1价阴离子与氖原子具有相同的电子层结构;D在C的下一周期,D可与同周期的B形成BD2型离子化含物;E和C为同一周期元素,其最高价氧化物对应的水化物为一种强酸。请根据以上信息回答下列问题。
(1)B元素在元素周期表中的位置是____________。
(2)画出D元素的原子结构示意图____________。
(3)A与E形成的最简单化合物的电子式为____________。
(4)C的氢化物与D的氢化物的沸点相比较:____________(用化学式表示,且用>符号连接)。
(5)E的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与过量铁粉发生反应的离子方程式为____________。
【答案】(1)第三周期ⅡA族;
(2);(3);(4)HF>HCl;
(5)3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O
【解析】A、B、C、D、E都为短周期元素,A原子失去一个电子后成为一个质子,则A是H元素;C的-1价阴离子与氖原子具有相同的电子层结构,则C是F元素;D在C的下一周期,D可与同周期的B形成BD2型离子化含物,则B是Mg元素,D是Cl元素;E和C为同一周期元素,其最高价氧化物对应的水化物为一种强酸,则E是N元素。(1)B元素是Mg,在元素周期表中的位置是第三周期ⅡA族;(2) D元素是Cl,其原子结构示意图是;(3)A与E形成的最简单化合物NH3的电子式为;(4)元素的非金属性:F>Cl。原子半径F<Cl,所以在HF分子之间存在氢键,增加了分子之间的吸引力,所以物质的熔沸点比HCl高。故元素的C的氢化物与D的氢化物的沸点相比较,HF>HCl;(5)E的最高价氧化物对应的水化物HNO3的稀溶液具有强的氧化性,与过量铁粉发生反应,产生Fe2+、NO和水,根据原子守恒、电子守恒及电荷守恒,可得反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O。
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【题目】发展以煤制乙烯、丙烯、丁烯等低碳烯烃,部分替代石油化工产品的道路是我国保障能源安全战略的重要措施。间接法是先由煤制合成气(组成为H2、CO和少最的CO2)制备甲醇或二甲醚(CH3OCH3),其主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1 kJmol-1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H2=-49.0kJmol-1
水煤气变换反应:
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+ H2(g) △H3=-41.1kJmol-1
二甲醚合成反应:
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=-24.5kJmol-1
回答下列问题:
(1)分析上述反应(均可逆),发生反应④对于CO转化率的影响是_______(填“增大”、“减小”或“无影响”,其理由是__________。
(2)在二个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生上述二甲醚合成反应④。实验数据见下表:
容器编号 | 温度(℃) | 起始物质的量(mol) | 平衡物质的量(mol) | |||
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
a | 387 | 0.20 | 0 | 0 | 0.080 | 0.080 |
b | 387 | 0.40 | 0 | 0 | ||
c | 207 | 0.20 | 0 | 0 | 0.090 | 0.090 |
①387℃时,反应④的化学平衡常数K=__________。
②达到平衡时,容器b中CH3OH的转化率为________。
③达到平衡时,容器c中CH3OCH3的体积分数为________。
(3)由H2和CO可直接制备二甲醚:2CO2(g)+4H2(g)=CH3OCH(g)+H2O(g) ΔH=__________;为提高反应物的转化率,根据化学反应原理,理论上应采取的措施是________(填序号)。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(4)有研究者用Cu-Zn-Al和Al2O3作催化剂,压强为5.0 MPa的条件下,由合成气[=2]直接制备二甲醚,结果如下图所示.已知:选择性=×100%。则有图可知二甲醚的选择性达最大值时对应的温度是____________。
(5)2016年,我国的两个科研团队在合成气直接制备低碳烯烃(nCO+2nH2CnH2n+nH2O)的研究中连续取得重大突破,论文分别发表在《德国应用化学》(2016.03.16)、《Nature》(2016.10.06)杂志上。=2时,前者在400℃,1MPa的条件下,CO转化率为11%,低碳烯烃选择性达74%;后者在250℃,0.1~0.5MPa的条件下,CO转化率为31.8%,低碳烯烃选择性为60.8%,则其中低碳烯烃的产率较大者的值为_________。
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【题目】[化学选修5:有机化学基础]
肉桂酸甲酯是一种重要的食用香精,下图朵合成它的反应路线:
己知:I.芳香族化合物A的分子式为C9H10O2,且只有-个侧链;侧链每个C上最多只有一个官能团;
Ⅱ. lmol A完全催化氧化的产物只能与1molNaOH完全反应
(1) A的结构简式为_______________,肉桂醛的分子式为_______________。
(2)上述合成路线中使用②③步反应的目的是_________________。
(3)第⑤步反应的化学方程式为___________________________。
(4)写出A与银氨溶液反应的化学方程式:_______________________。
(5)D分子中含有多种官能团,不能发生的反应类型有__________(填序号)。
a.酯化反应 b.取代反应 c.加聚反应
d.水解反应 e.消去反应 f.氧化反应
(6) 写出符合下列条件的肉桂醛的同分异构体:_________________(至少3种)。
ⅰ.分子中无甲基
ⅱ.所有碳原子一定在同一平面上
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【题目】下列鉴别方法不可行的是( )
A.用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯
B.用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳
C.用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
D.用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环已烯和环已烷
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【题目】I.工业上有一种用C02来生产甲醇燃料的方法:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJmol-1
将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据a(1,6)表示:在1 min时H2的物质的量是6 mol。
(1)a点正反应速率 (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。
(2)下列时间段平均反应速率最大的是 。
A.O~1 min B.1~3 min C.3~8 min D.8~11 min
(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中所示(虚线)。曲线I对应的实验条件改变是 ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 ,体积不变再充入3molCO2和4 mol H2,H2O(g)的体积分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)若将1molCO2和3molH2充入该容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器内的压强与起始压强之比为 。
Ⅱ.工业上还可在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
(1)判断反应达到平衡状态的依据是 。
A.2v(H2)(逆)=v(CO)(正)
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
E.容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1:2:1
(2)在一定温度下,若将4a mol H2和2amol CO放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为 。若此时再向该容器中投入a mol CO、2amol H2和amol CH3OH,判断平衡移动的方向是 (“正向移动”“逆向移动”或“不移动”);与原平衡相比,CO的物质的量浓度 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
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【题目】25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H+ + OH- ΔH>0 ,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量冰醋酸,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,pH不变
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【题目】在体积固定的密闭容器中,加入2molA和1molB发生下列反应并且达到化学平衡状态,2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),平衡时C的浓度为amol·L-1。若维持容器体积和温度不变,按下列4种方法配比作为起始物质充入该容器中,达到平衡后,C的浓度仍为amol·L-1的是( )
A.4molA+2molB B.3molC+1molB+1molD+1molA
C.2molA+1molB+1molD D.1molA+0.5molB + 1.5molC+0.5molD
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【题目】火力发电厂释放出的大量NONOx、SO2、CO2会对环境造成污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现节能减排、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=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________________________________。
(2)脱硫:①某种脱硫工艺将废气处理后可获得硫酸铵和硝酸铵,物质的量浓度相等的硫酸铵溶液和硝酸铵溶液,前者的c(NH4+)与后者的c(NH4+)的关系是__________。
A.大于2倍 B.等于2倍 C.介于2倍与2倍之间 D.小于1倍
②25℃时pH均为4的硝酸铵溶液和稀硝酸中由水电离出的氢离子浓度分别为c1、c2 ,则c1与c2的比值等于_______。
(2)脱碳:废气中的CO2转化为甲醇(CH3OH)可用于制作甲醇燃料电池(结构如图),质子交换膜左右两侧的溶液均为1L2mol·L-1H2SO4溶液.电极c上发生的电极反应式为____,当电池中有1mole-发生转移时左右两侧溶液的质量之差为___g (假设反应物a、b耗尽,忽略气体的溶解)。
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【题目】以KI为碘剂的加碘食盐,由于受空气作用,容易引起碘的损失,工业生产中需添加稳定剂以减少碘的损失。下列物质中可能做稳定剂的是
A. Na2S2O3 B. FeCl3 C. NaHCO3 D. CaO
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