Question

【题目】Ⅰ已知34Se的原子结构示意图如图所示，回答下列问题：

（1）Se在元素周期表中的位置是__________。

（2）由Se在周期表中的位置分析判断下列说法正确的是__________。

A．热稳定性：PH3>H2S>H2Se B．还原性：H2Se>HBr>HCl

C．离子半径：Se2->Cl->K+ D．酸性：HClO3>HBrO3>H2SeO3

Ⅱ在温度t1和t2下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：

化学方程式	K(t1)	K(t2)
F2+H2===2HF	1.8×1036	1.9×1032
Cl2+H2===2HCl	9.7×1012	4.2×1011
Br2+H2===2HBr	5.6×107	9.3×106
I2+H2===2HI	43	34

（1）已知，HX的生成反应是放热反应，则温度t2__________t1（填“<”或“>”）。

（2）用电子式表示HX的形成过程__________。

（3）共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是__________。

（4）X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因：__________。

（5）K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：__________，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。

（6）仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，__________（选填字母）。

a．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低 b．HX的稳定性逐渐减弱

c．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱 d．HX的还原性逐渐减弱

（7）不同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近。写出BrCl和SO2在水溶液中发生反应的化学方程式__________．

【答案】 第4周期第ⅥA族 BC > HF、HCl、HBr、HI 卤素原子的最外层电子数都是7 同一主族元素从上至下原子核外电子层数依次增多 ab BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr

【解析】I.(1). 根据Se的原子结构示意图可知，Se有四个电子层，最外层有6个电子，因电子层数等于周期数、最外层电子数等于主族序数，所以Se元素位于元素周期表的第4周期第VIA族，故答案为：第4周期第VIA族；

(2) A. 同一周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，同一主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则非金属性S＞P、S＞Se，又因元素的非金属性越强，其气态氢化物热稳定性越强，所以热稳定性H2S＞PH3、H2S＞H2Se，故A错误；B. 非金属性Cl＞Br＞Se，因非金属性越强，其对应阴离子的还原性越弱，则还原性：H2Se>HBr>HCl，故B正确；C. 电子层数越多，离子半径越大，则离子半径Se2->Cl-，具有相同核外电子排布的离子，原子序数越大，离子半径越小，则离子半径Cl->K+，所以离子半径：Se2->Cl->K+，故C正确；D. 最高价氧化物对应的水化物酸性越强，元素的非金属性越强，但HClO3、HBrO3、H2SeO3均不是该元素的最高价氧化物对应的水化物，所以无法比较酸性强弱，故D错误；答案选BC；

II. (1). 因HX的生成反应是放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由表中数据可知，K(t1)＞K(t2)，说明t2＞t1，故答案为：＞；

(2). 因HX都是共价化合物，氢原子最外层电子与X原子最外层电子形成一对共用电子对，其形成过程可表示为：，故答案为：；

(3). F、Cl、Br、I属于ⅦA族元素，同主族元素自上而下随着核电荷数的增大，原子核外电子层数逐渐增多，导致原子半径逐渐增大，因此原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，从而导致非金属性逐渐减弱，即这四种元素得到电子的能力逐渐减弱，所以HF键的极性最强，HI的极性最弱，因此HX共价键的极性由强到弱的顺序是HF、HCl、HBr、HI，故答案为：HF、HCl、HBr、HI；

(4). 卤素原子的最外层电子数均为7个，在反应中均易得到1个电子而达到8电子的稳定结构，而H原子最外层有一个电子，在反应中也能得到1个电子而达到2电子的稳定结构，因此卤素单质与氢气化合时易通过一对共用电子对形成化合物HX，故答案为：卤素原子的最外层电子数都是7；

(5). 平衡常数越大，说明反应越易进行，F. Cl、Br、I的得电子能力依次减小的主要原因是：同一主族元素从上至下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱造成的，故答案为：同一主族元素从上至下原子核外电子层数依次增多；

(6). a. K值越大，说明反应的正向程度越大，即转化率越高，故a正确；b. 反应的正向程度越小，说明生成物越不稳定，故b正确；而选项c、d都与K的大小无直接关系，故c、d错误；答案选ab；

(7). 不同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近，根据氯气与二氧化硫反应生成HCl和硫酸的原理可以推断BrCl和SO2在水溶液中发生反应的化学方程式为：BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr，故答案为：BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr。

【题型】综合题
【结束】
16

【题目】CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的气体，用于生产多种化工产品。该技术中的化学反应为：CH4(g)+3CO2(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH=+330kJ/mol

（1）下图表示初始投料比n(CH4):n(CO2)为1:3或1:4，CH4的转化率在不同温度（T1、T2）下与压强的关系。[注：投料比用a1、a2表示]

①a2=__________。

②判断T1的T2的大小关系，并说明理由：__________。

（2）CH4超干重整CO2的催化转化原理示意图如下：

①过程Ⅰ，生成1mol H2时吸收123.5kJ热量，其热化学方程式是__________。

②过程Ⅱ，实现了含氢物种与含碳物种的分离。生成H2O(g)的化学方程式是__________。

③假设过程Ⅰ和过程Ⅱ中的各步均转化完全，下列说法正确的是__________。（填序号）

a．过程Ⅰ和过程Ⅱ中发生了氧化还原反应

b．过程Ⅱ中使用的催化剂为Fe3O4和CaCO3

c．若过程Ⅰ投料，可导致过程Ⅱ中催化剂失效

Answer 1

【答案】 1:4 T2>T1 正反应为吸热反应，温度升高时甲烷的转化率增大 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol 4H2+Fe3O43Fe+4H2O ac

【解析】(1). ①.在相同条件下，投料比越小，甲烷的转化率越大，据图可知，a2＞a1，故a2表示的是1:4时甲烷的转化率，故答案为：1:4；

②. 因CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)的正反应为吸热反应，温度升高时，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，则T2>T1，故答案为：T2>T1，正反应为吸热反应，温度升高时甲烷的转化率增大；

(2). ①.在过程I中，生成1mol H2时吸收123.5kJ热量，据图可知，其热化学方程式为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol，故答案为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol；

②. 由过程II的转化关系来看，混合气体中的H2将Fe3O4还原为Fe，反应方程式为：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O，故答案为：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O；

③. a. 两个过程都有元素化合价的改变，都发生了氧化还原反应，故a正确；b. 过程II中Fe3O4最终被还原为Fe，Fe3O4不是催化剂，故b错误；c. 若初始投料比时，二者恰好按照题给方程式反应，无CO2生成，导致CaCO3无法参加反应，使催化剂中毒失效，故c正确；答案选ac。