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1、填空题 (10分)据《辽沈晚报》报道,今年冬天,一旦出现大气严重污染的天气,沈阳市有可能建议政府机关、企事业单位根据实际情况实行员工休假或弹性工作制。大气含有的CO、氮氧化物、SO2、烟尘等污染是导致雾霾天气的原因之一,化学反应原理是减少和控制雾霾天气的理论依据。
(1)CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为:
(2) CO可制做燃料电池,以KOH溶液作电解质,向两极分别充入CO和空气,工作过程中,负极反应方程式为:___________________。
(3) 利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 ;
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 。
(5)已知在常温常压下:
①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol-1
③ H2O(g)=H2O(l)?△H=" -44.0" kJ·mol-1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式 。
参考答案:(1) c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);(2)CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O;
(3) 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;(4)5.6×10-5mol/L;
(5) CH3OH(L)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.8KJ/mol。
本题解析:(1)n(CO2)=" 0.4mol" ,n(NaOH)= 0.2L×3mol/L=0.6mol.假设反应后产物中含Na2CO3、NaHCO3 的物质的量分别是x、y,则根据C元素守恒可得x+y=0.4mol;根据Na元素守恒可得2x+y=0.6mol。解得x=y=0.2mol。所以溶液是Na2CO3、NaHCO3等物质的量浓度的混合溶液。根据物料守恒可知离子浓度最大的是c(Na+)。由于二者都要水解消耗水电离产生的H+,所以最终溶液中c(OH-)>c(H+),而CO32-水解的程度大于HCO3-的水解程度,所以c(HCO3-)>c(CO32-);但是盐的水解程度是微弱的,在溶液中主要还是以盐电离产生的离子存在,盐电离产生的离子浓度远大于弱电解质水的电离产生的离子,所以c(CO32-)>c(OH-)。溶液中离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);(2) CO可制做燃料电池,以KOH溶液作电解质,向两极分别充入CO和空气,工作过程中,通入燃料的电极是负极,电极反应方程式为CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O;(3) 由于Fe2+、Fe3+对SO2的转化有催化作用,常温下将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;(4)假设生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为x,由于溶液等体积混合时各种物质的浓度都减小一半,所以 (x/2)×[(2×10—4mo1/L)÷2]≥2.8×10—9=5.6×10-5mol/L;(5)①+②÷2+③×2,整理可得:CH3OH(L)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.8KJ/mol。
考点:考查微粒浓度的比较、燃料电池电极反应式和离子方程式、热化学方程式的书写的知识。
本题难度:困难
2、填空题 分碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备,该反应的化学方程式为 。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s) △H="-l59.5" kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ·mol-1
③H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式
(3)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点,已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移的电子数为 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(Min) 浓度(mol·L-1)
| 0
| 10
| 20
| 30
| 40
| 50
|
NO
| 1.00
| 0.58
| 0.40
| 0.40
| 0.48
| 0.48
|
N2
| 0
| 0.21
| 0.30
| 0.30
| 0.36
| 0.36
|
CO2
| 0
| 0.21
| 0.30
| 0.30
| 0.36
| 0.36
|
①T1℃时,该反应的平衡常数K= ;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。
a.加入一定量的活性炭 b.通人一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则Q 0(填“>”或“<”)。
参考答案:(1)4NH3+5O2
4NO+6H2O (2)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l);△H=-87.0kJ/mol
(3)2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O 0.6NA。(4)①9/16(或0.56) ②bc ③<.
本题解析:(2)由盖斯定律方程式①+②-③得热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l);△H=-87.0kJ/mol;(3)由原电池原理,结合电解质溶液的碱性确定负极反应式为2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O ;每消耗3.4g NH3转移的电子数为0.6NA;(4)由平衡常数的表达式确定T1℃时,该反应的平衡常数K=c(N2)×c(CO2)/c2(NO)=0.56;30min后气体的浓度均增大,所以可能是通入的NO或缩小了容器的体积;升高温度时三种气体的浓度比值与T1℃平衡状态下增大,所以确定平衡逆向移动,Q <0.
考点:元素化合物知识、盖斯定律、原电池原理、化学平衡及其常数。
本题难度:困难
3、填空题 (本小题14分)现有A、B、C、D四种短周期主族元素,其原子序数依次增大。已知A、C位于同一主族,A在周期表中原子半径最小。B、D的最外层电子数相等,且B、D的原子序数之和为A、C原子序数之和的两倍。请回答下列问题:
(1)元素D在周期表中的位置是________________________。
(2)C2B2所含的化学键类型有___________;请写出C2B2与A2B反应的离子方程式________________。
(3)元素B、C形成的简单离子中半径较大的是_________(写电子式)。
(4)仅由C、D两种元素组成的一种盐溶于水后pH>7的原因是_____________ (用离子方程式表示)。
(5)如图所示以铂作电极,以C、D两元素的最高价氧化物的水化物X、Y的溶液作为电解质溶液,A、B元素的单质分别在两电极上发生原电池反应,则通入B单质的电极反应式为_________,通入A单质的X溶液的pH将__________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

参考答案:(本小题14分,每空2分)(1)第三周期ⅥA族
(2)离子键、共价键(或非极性共价键) ; 2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;
(3)
(4) S2-+H2O
HS-+OH-;(5) O2+4H++4e-===2H2O ;减小。
本题解析:根据题意可知:A是H;B是O;C是Na;D是S。(1)元素D在周期表中的位置是第三周期ⅥA族;(2)C2B2是Na2O2;属于离子化合物,在所含的化学键类型有离子键、非极性共价键;C2B2与A2B反应的离子方程式是2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;(3)元素B、C形成的简单离子电子层结构相同,离子的核电荷数越大,离子半径就越小。所以离子半径较大的是O2-,其电子式是
;(4)仅由C、D两种元素组成的一种盐Na2S是强碱弱酸盐,弱酸根离子S2-水解消耗水电离产生的H+,破坏了水的电离平衡,使水继续电离,最终当溶液达到电离平衡时,c(H+)<c(OH-),所以溶液显碱性, pH>7,用离子方程式表示是S2-+H2O
HS-+OH-;(5)以C、D两元素的最高价氧化物的水化物X—NaOH、Y—H2SO4的溶液作为电解质溶液,A、B元素的单质H2、O2分别在两电极上发生原电池反应,则通入B单质的电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O;通入A单质的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,由于c(OH-)不断减小,所以溶液的pH会增大。
考点:考查元素及化合物的推断、物质的电子式、离子方程式和原电池的电极反应式的书写的知识。
本题难度:困难
4、选择题 镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁原电池放电时电压高而平稳,使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点。其中一种镁原电池的反应为:
,在镁原电池放电时,下列说法错误的是
[? ]
A.?
向正极迁移
B.?正极反应为:
?
C.?Mo3S4发生氧化反应
D.?负极反应式为:
?
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 (16分) 下图中甲、乙、丙的电极材料都是石墨和铁,其中丙是氯碱工业生产示意图。
?
(1)若甲、乙两烧杯均盛放CuSO4溶液,
①甲中铁棒上的电极反应式为_______________________________________。
②乙装置工作一段时间后,向烧杯中加入适量的碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】,能使溶液恢复到起始状态,请写出这段时间内乙装置发生的所有反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)若甲、乙两烧杯均盛放饱和NaCl溶液,
①甲中石墨棒上的电极反应式为___________________。
②将湿润的淀粉碘化钾试纸放在乙烧杯______(填“Fe”或“C”)电极的上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应物Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且生成两种酸,则其对应的化学方程式为_________________________。
③假设产生的气体全部逸出溶液,当乙反应有0.01 mol电子转移后停止实验,此时烧杯中溶液的体积为100 mL,则溶液混合均匀后的pH = ____________。
④当乙中的反应用于工业生产时,为了阻止两极产物之间的反应,通常使用如丙图所示的装置,其中离子交换膜只允许Na+通过,Na+的移动方向如图中标注,则H2的出口是________(填代号)。
参考答案:(1)①Fe – 2e-= Fe2+(2分)
②2CuSO4 + 2H2O
2Cu + O2↑+ 2H2SO4,2H2O
2H2↑+ O2↑(2分)
(2)① O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH-(2分)
② C(1分),5Cl2 + I2 + 6H2O =" 10HCl" + 2HIO3(3分)
③ 13(3分)
④ F(1分)
本题解析:略
本题难度:简单