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(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,A是元素周期表中原子半径最小的元素,B是形成化合物种类最多的元素,C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,D是同周期中金属性最强的元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。

(1)A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为 。

(2)已知:

① E-E→2E △H=+a kJ/mol;

② 2A→A-A △H=-b kJ/mol;

③ E+A→A-E △H=-c kJ/mol;

写出298K时,A2与E2反应的热化学方程式 。

(3)在某温度下容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2A2(g)+BC(g)X(g) △H=-Q kJ/mol(Q>0,X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:

实验

甲

乙

丙

初始投料

2 molA2、1 molBC

1 molX

4 molA2、2 molBC

平衡时n(X)

0.5mol

n2

n3

反应的能量变化

放出Q1kJ

吸收Q2kJ

放出Q3kJ

体系的压强

P1

P2

P3

反应物的转化率

1

2

3

①在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则A2的平均反应速率v (A2)= 。

②计算该温度下此反应的平衡常数K = 。

③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是 (填字母)。

A.α1+α2=1

B.Q1+Q2=Q

C.α3<α1

D.P3<2P1=2P2

E.n2<n3<1.0mol

F.Q3=2Q1

④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%,请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。

(4)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池,被称为第二代燃料电池,是未来民用发电的理想选择方案之一,其工作原理如图所示。

现以A2(g)、BC(g)为燃料,以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。

(14分,每空各2分)(1)离子键、极性键(或共价键)

(2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=(a+b-2c)kJ·mol-1

[△H表示成-(2c-a-b)kJ·mol-1也可]

(3)① 0.125mol·L-1·min-1

② 4 L2/mol2 ③ ABD ④

(4)O2+4e-+2CO2=2CO32-

【解析】

试题分析:短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,A是元素周期表中原子半径最小的元素,则A是氢元素。B是形成化合物种类最多的元素,则B是碳元素。C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,所以C是氧元素。D是同周期中金属性最强的元素,则D是钠元素,E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数,因此E是氯元素。

(1)A、C、D形成的化合物是氢氧化钠,其中含有的化学键类型为离子键、极性键(或共价键)。

(2)已知:① E-E→2E △H=+a kJ/mol;② 2A→A-A △H=-b kJ/mol;③ E+A→A-E △H=-c kJ/mol,则根据盖斯定律可知①+③×2—②即得到A2与E2反应的热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=(a+b-2c)kJ·mol-1。

(3)①依据原子守恒可知X是甲醇,根据表中数据可知甲中平衡时生成甲醇是0.5mol,则根据方程式可知消耗氢气是1mol,浓度是0.5mol/L,所以在该温度下,假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min,则H2的平均反应速率v (A2)=0.5mol/L÷4min=0.125mol·L-1·min-1。

②根据①中分析可知平衡时氢气、CO和甲醇的物质的量分别是1mol、0.5mol和0.5mol,浓度分别是0.5mol/L、0.25mol/L、0.25mol/L,所以该温度下此反应的平衡常数K=。

③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是 (填字母)。

A.乙容器中的1mol甲醇换算成反应物是2mol氢气和1molCO,即甲、乙中平衡是等效的,所以α1+α2=1,A正确;B.根据以上分析可知甲、乙中平衡等效,则Q1+Q2=Q,B正确;C.丙相当于在甲的基础上增大压强,平衡向正反应方向进行,转化率增大,即α1<α3,C错误;D.丙相当于在甲的基础上将容器容积进行一般,增大压强,平衡向正反应方向进行,根据勒夏特例原理可知再次平衡时丙中压强小于甲中压强的2倍,即P3<2P1=2P2,D正确;E.根据以上分析可知n3=2n2>1.0mol,E错误; F.丙相当于在甲的基础上增大压强,平衡向正反应方向进行,则Q3>2Q1,F错误,答案选ABD。

④在其他条件不变的情况下,将甲容器的体积压缩到1L,则瞬间甲醇的浓度增大一倍,平衡向正反应方向进行,甲醇浓度开始再逐渐增大,若在第8min达到新的平衡时氢气的总转化率为75%,根据方程式可知平衡时生成甲醇2mol×0.75/2=0.75mol,浓度是0.75mol/L,所以第5min 到新平衡时甲醇的物质的量浓度的变化曲线可表示为。

(4)燃料电池中氧气再正极得到电子,发生还原反应。由于是熔融的碳酸盐为电解质,则正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-。

考点:考查元素推断、化学键、盖斯定律、外界条件对平衡状态的影响、平衡状态计算及燃料电池应用

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(14分)工业上以粗食盐(含有少量Ca2+、Mg2+杂质)、氨、石灰石等为原料,可以制备Na2CO3。其过程如下图所示。

请回答:

(1)在处理粗盐水的过程中,可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂,则所得滤渣的成分除过量的沉淀剂外还有 。

(2)将CaO投入含有大量的NH4Cl的母液中,能生成可循环使用的NH3,该反应的化学方程式是 。

(3)向饱和食盐水中首先通入的气体是 ,过程Ⅲ中生成NaHCO3晶体的反应的化学方程式是 。

(4)碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如下:

Na2CO3·H2O (s) 脱水反应的热化学方程式是 。

(5)产品纯碱中常含有NaCl。取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体。则该产品中Na2CO3的质量分数是 。

(6)熔融Na2CO3可作甲烷——空气燃料电池的电解质,该电池负极的反应式是 。

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某药物中间体X,其结构如图所示。下列说法正确的是

A.X分子中含有手性碳原子

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C.X既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应

D.1mol X与H2反应,最多消耗4mol H2

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(15分)苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学小组采用如图装置

以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的物理性质见下表所示:

苯甲酸

甲醇

苯甲酸甲酯

熔点/℃

122.4

-97

-12.3

沸点/℃

249

64.3

199.6

密度/g.cm-3

1.2659

0.792

1.0888

水溶性

微溶

互溶

不溶

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品

在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇,再小心加入 3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。

(1)甲装置的作用是: ;冷却水从 (填“a”或“b”)口进入。

(2)化学小组在实验中用过量的反应物甲醇,其理由是 。

Ⅱ.粗产品的精制

苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制

(1)试剂1可以是 (填编号),作用是 。

A.稀硫酸 B.碳酸钠溶液 C.乙醇

(2)操作2中,收集产品时,控制的温度应在 ℃左右。

(3)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为 (结果保留三位有效数字)。

(4)本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量,可能的原因是 (填编号)。

A.蒸馏时从100℃开始收集产品

B.甲醇用量多了

C.制备粗品时苯甲酸被蒸出

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科目:高中化学 来源:2014-2015学年湖北省枣阳市高三上学期期末考试理综化学试卷(解析版) 题型:选择题

下列有关说法正确的是

A.棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O

B.蛋白质、淀粉、纤维素都能在人体内水解并提供能量

C.石英光导纤维,在遇到强碱或强酸时均可以发生“断路”

D.黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金,是应用非常广泛的金属材料

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科目:高中化学 来源:2014-2015学年甘肃省天水市高三第五次检测考试理综化学试卷(解析版) 题型:选择题

下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

选项

实验操作

实验现象

结论

A

向某溶液中先滴加氯水,再滴加少量KSCN溶液。

溶液变成血红色

溶液中含有Fe2+

B

向10mL 0.2 mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1 mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1 mol/LFeCl3溶液

白色沉淀转化为红褐色沉淀

证明在相同温度下的Ksp:

Mg(OH)2 >Fe(OH)3

C

常温下,向浓硫酸中投入铁片

铁片不溶解

常温下,铁不与浓硫酸反应

D

向盛有碘水的试管中加入CCl4后充分振荡静置

液体分层,上层基本无色,下层紫红色

碘在CCl4中的溶解度较大

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(8分)PM2.5是连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx 等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:

(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3-

Cl-

浓度/mol?L-1

4×10-6

6×10-6

2×10-5

4×10-5

3×10-5

2×10-5

根据表中数据计算PM2.5试样的pH 。

(2)NOx 汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:

则N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为

(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:

①用离子方程式表示反应器中发生的反应:

②将生成的氢气与氧气分别通入两个多孔惰性电极,KOH溶液作为电解质溶液,负极的电极反应式_ _。

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下列说法正确的是

A.糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的

B.葡萄糖和蔗糖不是同分异构体,但属于同系物

C.“地沟油”经过加工处理后,可以用来制肥皂和生物柴油

D.油脂在碱性条件下水解为丙三醇和高级脂肪酸

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科目:高中化学 来源:2014-2015陕西岐山县高二上学期期末考试化学(文)试卷(解析版) 题型:填空题

(4分)NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管,增强免疫和记忆的功能,而成为当前生命科学的研究热点,NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题。

(1)NO对环境的危害在于

A.破坏臭氧层 B.高温下能使一些金属氧化

C.造成酸雨 D.与人体血红蛋白结合

(2)在含Cu+ 离子的酶的活化中心中,亚硝酸根离子可转化为NO,写出Cu+ 和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式:___________________

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