1、Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项 | A | B | C | D | |
a | Na | Al | Fe | Cu | |
b | NaOH | Al2O3 | FeCl3 | CuO | |
c | NaCl | Al(OH)3 | FeCl2 | CuCl2 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、(1)元素O位于周期表中第________周期________族。
(2)S原子的电子式:________。
(3)原子半径比较:C______ Si。
(4)沸点比较:H2O______ H2S
3、下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)②、④元素的原子按1∶2组成化合物的电子式:(用元素符号表示)_________________。
(2)⑤、⑧元素的化合物的用电子式表示形成过程:___________________________。
(3)①、⑤、⑥阳离子氧化性由弱到强的顺序是(用离子符号表示)_____________。
(4)①、④、⑤中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:________________。
(5)由表中两种元素的原子按1∶1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)________。
a.MnO2 b.FeCl3 c.Na2SO3 d.KMnO4
(6)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为___________________________________
4、CH4-CO2催化重整不仅可以得到CO和H2,还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),△H>0
①有利于提高CH4平衡转化率的条件是____(填字母)。
A 高温低压 B 低温高压 C 高温高压 D 低温低压
②在体积恒定的密闭容器中进行该反应并达到平衡状态,若此时改变条件使平衡常数K值变大,该反应___(填字母)
A. 一定向正反应方向移动 B. 重新达到平衡后正反应速率增大
C. 一定向逆反应方向移动 D. 重新达到平衡后逆反应速率减小
③某温度下,在体积为2L的容器中加入2 mol CH4、1mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,CO2的体积分数为_____
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
| 积碳反应 CH4(g)= C(s)+2H2(g) | 消碳反应 CO2(g)+C(s)=2CO(g) | |
ΔH/(kJ·mol-1) | +75 | +172 | |
活化能(kJ·mol-1) | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
①由上表判断,催化剂X___Y(填“优于”或“劣于”),理由是_______
②在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是___(填标号)。
A. K积、K消均增加
B. v积减小、v消增加
C. K积减小、K消增加
D. v消增加的倍数比v积增加的倍数大
5、下图是一种正在投入生产的蓄电系统。电池中的左右两侧为电极,中间为离子选择性膜,在电池放电和充电时该膜可允许钠离子通过;放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2 和NaBr3,放电后,分别变为 Na2S4 和 NaBr。
(1)左侧储罐中的电解质是 ________________,右侧储罐中的电解质是 _________。在放电过程中钠离子通过膜的流向是_________________ (填“左→右”或“右→左”)。
(2)电池放电时,正极的电极反应是_______________ ,负极的电极反应是________ 。
(3)该装置也可以用于锂电池。它的负极材料用金属锂制成,电解质溶液需用非水溶液配制,请用化学方程式表示不能用水溶液的原因 _______________________________。
6、已知X、Y、Z、W四种元素是元素周期表中连续三个不同短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1)X、Y、Z、W四种元素的符号: X________、Y__________、Z____________、W、________
(2)由以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液显碱性的化合物的电子式分别为__________________,______________________。
(3)由X、Y、Z所形成的离子化合物是________________,它与W的最高氧化物的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式是________________________________________。
7、现有下列短周期元素性质的数据,回答下列问题:
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | ⑩ |
原子半径(10-10m) | 0.66 | 1.06 | 0.30 | 0.77 | 0.99 | 1.86 | 0.70 | 1.43 | 1.17 | 1.52 |
最高或最低化合价 |
| +6 | +1 | +4 | +7 | +1 | +5 | +3 | +4 | +1 |
-2 | -2 |
| -4 | -1 |
| -3 |
| -4 |
|
已知:元素⑧的最高价氧化物对应水化物既能溶于强酸,也能溶于强碱溶液。
(1)元素⑦的原子结构示意图是_______,其气态氢化物的电子式是_______。
(2)由①②③⑥四种元素形成的化合物中所含有的化学键类型为_____。
(3)⑥和⑧的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式是_____。
(4)①②⑤三种元素气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是_____(填化学式),
①⑥⑧三种元素所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_____(填离子符号)。
(5)欲比较④和⑨两种元素的非金属性强弱,可以作为证据是_____(填字母)。
a.比较这两种元素单质的沸点
b.比较这两种元素最简单氢化物的稳定性
c.比较这两种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性
d.比较这两种元素单质与碱反应的难易
8、利用原电池原理可以探究金属的活动性。
(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。锌片做___极(填“正”或“负”),锌片上发生的电极反应式是___;银片上发生的电极反应式是__。
(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g。此时产生标准状况下氢气的体积为___L,通过导线的电子的物质的___量为mol。
(3)为证明铁的金属活动性比铜强,某同学设计了如下一些方案。其中能证明铁的金属活动性比铜强的方案是___。(填序号)
方案 | 现象或产物 |
①将铁片置于CuSO4溶液中 | 铁片上有亮红色物质析出 |
②将铁丝和铜丝分别在氯气燃烧 | 产物分别为FeCl3和CuCl2 |
③将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 | 铁片上有气泡产生,铜片上无气泡产生 |
④将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中,并用导线连接 | 铁片溶解,铜片上有气泡产生 |
9、(1)25℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:①NaCl②NaOH③H2SO4④(NH4)2SO4,其中水的电离程度由大到小顺序___(填序号)。
(2)25℃时,体积相同,浓度均为0.2mol·L-1的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m与n的关系为___;常温下,pH=12的NaOH溶液与pH=2的硫酸,若等体积混合后,溶液的pH为___;
(3)用离子方程式解释碳酸钠溶液呈碱性的原因:___。
(4)能证明CH3COOH是弱酸的事实是___。
A.CH3COOH易挥发
B.常温下,0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH大于7
C.醋酸不易腐蚀衣服
D.pH=3的CH3COOH溶液稀释10倍,溶液pH<4
E.等体积等浓度的CH3COOH溶液和盐酸,分别与足量镁粉反应,产生氢气一样多
F.将一定量的CH3COOH溶液加入Na2CO3溶液中,有气泡产生
10、25℃时,往25 mL氢氧化钠标准溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的一元酸HA溶液,pH变化曲线如图所示:
(1)该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________________mol/L-1。
(2)A点对应酸的体积为12.5mL,则所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=______mol/L-1。
(3)在B点所得混合溶液中,c(Na+)、c(A-)、c(H+)、c(OH-)由大到小的顺序是__________。
(4)在C点所得混合溶液中,下列说法正确的是____________(填字母序号)。
A.HA的电高程度大于NaA的水解程度
B.离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)+ c(H+)= c(A-)+c(OH-)
D.c(HA)+ c(A-)=0.2 mol·L-1
11、酸性或碱性溶液中铝均可与NO发生氧化还原反应,转化关系如图:
已知:气体D和A溶液反应生成白色沉淀,气体D和F反应可生成盐。
请回答下列问题:
(1)写出铝在碱性条件下与NO反应的离子方程式_________。
(2)在酸性条件下,被还原的NO与Al的物质的量之比是_______。
(3)C、E排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D可以将C和E都转化为无毒的气态单质,请写出D和C反应的化学方程式:____________。
12、利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。
(1)仪器A的名称为____________,干燥管D的作用是________。
(2)已知在常温下,高锰酸钾和浓盐酸反应能生成氯气。实验室中现有药品Na2S溶液、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫的;装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为有黄色沉淀生成,离子方程式为__________________________________。
(3)若要证明非金属性:S>C>Si,则A中加________、B中加Na2CO3、C中加________。
13、将0.46g金属钠加入足量水中充分反应,测得反应后溶液的体积为200mL。试计算:
(1)反应生成的氢气在标准状况下的体积为多少毫升? ____________
(2)反应所得NaOH溶液的物质的量浓度是多少?______________
14、工业上利用合成气(CO、CO2和H2)来生产甲醇,有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
化学反应 | 平衡常数 | 500℃ | 700℃ | 800℃ |
Ⅰ. 2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
Ⅱ. H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ΔH2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
Ⅲ. 3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3 | K3 |
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(1)若合成气为H2和CO2,仅按反应Ⅲ合成甲醇。请回答:
①由H2(g)和CO2(g)合成CH3OH(g)的ΔH3=_______。(用ΔH1、ΔH2表示)
②下列措施能使反应Ⅲ的平衡体系中时增大的是_______(字母代号)。
A.水蒸气从体系中分离出去
B.恒压时充入氮气
C.升高温度
D.恒容时再充入一定量H2
③500℃测得反应Ⅲ在10min时,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.6mol/L,则此时v正_______(填“>”“=”或“<”)v逆。从开始到该时刻,用H2表示反应的平均速率为v(H2)=_______。
(2)若用合成气H2、CO和CO2生产甲醇,当时,体系中CO平衡转化率[α(CO)]与温度和压强关系的一些散点如图所示。520K、压强为p时,α(CO)处于C点。
①若保持温度不变,增大压强,则可能是图中的_______点(填字母代号,下同)。
②若保持压强不变,升高温度,则可能是图中的_______点。
15、氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景,用含硫天然气制备氢气的流程如下:
回答下列问题:
(1)转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30°C时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意如图所示。
①过程i中H2S发生了__________(填“氧化”或“还原”)反应。
②过程ii的离子方程式是_________。
(2)500°C时,CO与水反应转化为CO2和H2。写出该反应的化学方程式:_________。
(3)将CO2和H2通入碳酸钠溶液中,可分离得到H2,其中吸收CO2反应的离子方程式是________。
(4)“煤变油”原理是先将煤与水蒸气制得水煤气(一氧化碳和氢气),再催化合成甲醇或烃类等液态能源。
①用一氧化碳和氢气合成甲醇,其中氧化剂与还原剂物质的量之比为_________。
②用一氧化碳和氢气合成烃(CnHm)的化学方程式是__________。
③“煤变油”相对于煤直接燃烧的优点是___________。