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、如图是元素周期表的框架图,请回答下列问题:
(1)写出元素X在周期表中位置___。
(2)若将此元素周期表分为A、B、C、D区,其中全部是金属元素的区域为___区。
(3)所含元素最多的周期是___,所含元素最多的族是___。
(4)硬度最大的单质是____,密度最小的金属是____。(用物质的名称填写)
(5)在原子序数为1~18号元素中,请用化学式填写。
与水反应最剧烈的金属元素是___;与酸、碱都反应的金属是___;最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸是___;原子半径最大的金属与原子半径最小的非金属形成的化合物是____。
3、一定温度下,在容积为2L的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:
(1)此反应的化学方程式中,已知计量系数比为最简整数比,则b=______。
(2)若t2-t1=10 min,则从t1到t2时刻,以M的浓度变化表示该反应的平均反应速率,计算出来的结果为_______mol/(L·min)。
(3)t1、t2、t3三个时刻中,______时刻达到反应的最大限度。
4、阅读有关硫代硫酸钠(Na2S2O3)的相关资料:
硫代硫酸钠是一种白色的晶体,可用作冲洗照相底片的定影剂、棉织物漂白后的脱氯剂及定量分析中的还原剂。它在碱性环境中能稳定存在,在酸性条件下发生反应生成SO2和S。制备Na2S2O3的方法很多,常用的方法有:Ⅰ.将纯碱溶解后,与二氧化硫作用生成亚硫酸钠,再加入硫磺沸腾反应,经过滤、浓缩、结晶,制得五水硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)。Ⅱ.硫化碱法:利用碳酸钠、硫化钠和废气中的二氧化硫反应,经吸硫、蒸发、结晶,制得硫代硫酸钠。Ⅲ.氧化、亚硫酸钠和重结晶法:由含硫化钠、亚硫酸钠和烧碱的液体经加硫氧化……。
回答下列问题:
(1)Na2S2O3和HCl反应的离子方程式___。
(2)方法Ⅰ中所包含的反应___(写方程式)。
(3)方法Ⅱ中做氧化剂的物质是___(化学式),做还原剂的是__(化学式)。
5、《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守,也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用,某博物馆修复出土铁器的过程如下:
(1)检测锈蚀产物
主要成分的化学式 | |||
铁器在具有、_____等环境中容易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理:一般认为,铁经过了如下腐蚀循环。
Ⅰ.转化为
。
Ⅱ.在自然环境中形成
,该物质中铁元素的化合价为_______。
Ⅲ.和
反应形成致密的
保护层,
的作用是_______。
a.氧化剂 b.还原剂 c.既不是氧化剂也不是还原剂
Ⅳ.保护层被氧化为
,如此往复腐蚀,___
+___
+___
____
(将反应补充完整)
(3)研究发现,Cl-对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复:脱氯、还原,形成保护层,方法如下: 将铁器浸没在盛有
溶液的容器中,缓慢加热至 60~90℃。一段时间, 取出器物,用
溶液洗涤至无Cl-。
①检测洗涤液中 Cl-的方法是_____。
②脱氯反应:。离子反应的本质是离子浓度的减小,比较
与
溶解度的大小:__________较大。[填
与
]
6、(1)氢气是一种理想的新能源,与化石燃料相比,氢能源有哪三大优点______、_____、____。
(2)4 g甲烷在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出222.5 kJ热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式_________。
(3)拆开1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则合成氨反应的热化学方程式为_________。
(4)已知:H2 (g) + 1/2O2(g) =H2O (g) △H = -241.8 kJ /mol ;C (s) + O2(g) =CO2(g)△H = -393.5 kJ /mol;现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的悬浮气,混合物在氧气中完全燃烧,共放出63.53 kJ热量,则混合物中C与H2的物质的量之比为_________。
7、由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。该反应进行过程中能量的变化(单位为kJ·mol-1)如图所示。
请回答下列问题:
(1)观察图象可知上述反应过程中,断裂反应物中的化学键吸收的总能量_____(填“大于”“小于”或“等于”)形成生成物中的化学键释放的总能量。
(2)甲醇的结构类似于乙醇,试写出甲醇的结构式:______。甲醇分子中的化学键类型是______(填“离子键“共价键”)。
(3)科研人员开发出一种新型甲醇燃料电池。其电解质溶液是KOH溶液,在该电池的负极发生反应的物质是________,发生的是________(填"氧化"或"还原")反应。
(4)欲使合成甲醇的化学反应速率加快,请写出两条措施:________;
8、近20年来,对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究得到了迅速发展。像电一样,氢是一种需要依靠其他能源,如石油、煤、原子能等的能量来制取的“二级能源”,而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为“一级能源”,如煤、石油、太阳能和原子能等。发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。
⑴氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。已知热化学方程式为:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
C(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生的热量的比值是________(保留两位小数)。
⑵某些科学家对以下3个反化学反应很感兴趣:
①3FeCl2+4H2O=Fe3O4+6HCl+H2
②2Fe3O4+3Cl2+12HCl=6FeCl3+6H2O+O2
③6FeCl3=6FeCl2+3Cl2
科学家研究上述反应意义在于________。
9、(1)氮气可作为脱硝剂,在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3,在一定条件下发生反应:。
①能说明该反应已达到平衡状态的标志是__________。
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内
e.12mol N—H键断裂的同时生成5mol N≡N键
f.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示,图中b点对应的速率关系是v(正)______v(逆)(填>、<或=),d点对应的速率关系是v(正)______v(逆)(填>、<或=)。
(2)298 K时,若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。在该温度下,取1mol N2和3mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总小于92.4 kJ,其原因是____。
(3)一定条件下,在2L密闭容器内,反应,
随时间变化如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 0.040 | 0.020 | 0.010 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是______。
10、能源是现代文明的原动力,电池与我们的生活和生产密切相关。
(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___(填字母)。
A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2CO(g)+O2=2CO2(l)
(2)如图为原电池装置示意图:
①若A为Zn片,B为石墨棒,电解质溶液为稀硫酸,写出正极的电极反应式___,反应过程中溶液的酸性___(填“变大”变小“或”不变“)。一段时间后,当在电池中放出1.68L(标准状况)气体时,电路中有___个电子通过了导线(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②若电池的总反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,负极材料是___,负极的电极反应式为___。
③若A为镁片,B为铝片,电解质为NaOH溶液,则铝片为___极(填正或负);写出该电极电极反应式:__。
④燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,H2和O2组合形成的燃料电池的结构如图(电解液是稀硫酸):
则电极d是___(填“正极”或“负极”),电极d的电极反应式为_____。若线路中转移2mol电子,则该燃科电池理论上消耗的O2在标准状况下的体积为___L。
11、在固定容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A的物质的量为2mol,B的物质的量为3mol;5min末测得C的物质的量为1.5mol,用D表示的化学反应速率
(D))为0.1mol·L-1·min-1。计算:
(1)前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为__。
(2)化学方程式中n的值为__。
(3)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①(A)=1mol·L-1·s-1②
(B)=4mol·L-1·min-1③
(C)=3mol·L-1·min-1④
(D)=7mol·L-1·min-1
其中反应速率最快的是__(填序号)。
12、某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,设计了如图所示装置进行有关实验:
(1)先关闭活塞a,将6.4g铜片和10mL18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成,发现烧瓶中还有铜片剩余.再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失。
①写出上述过程中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式:打开活塞a之前______________;打开活塞a之后______________;
②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但集气瓶内的导管未画全,请直接在图上把导管补充完整______________;
(2)实际上,在打开活塞a之前硫酸仍有剩余.为定量测定余酸的物质的量,甲、乙两学生进行了如下设计:
①甲学生设计的方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再通过计算确定余酸的物质的量.他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D,从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况下)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中的试剂为______________(填化学式);
②乙学生设计的方案是:将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释,并按正确操作配制100mL溶液,再取20mL于锥形瓶中,用______________作指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知:Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5],选择该指示剂的理由为______________;再求出余酸的物质的量,若耗去amol/L氢氧化钠溶液bmL,则原余酸的物质的量为______________mol(用含a、b的表达式来表示)。
13、取1.43g Na2CO3·10H2O溶于水配成100ml溶液,求:
(1)Na2CO3物质的量浓度______________
(2)Na+ 物质的量浓度__________________
14、氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气,具有良好的应用前景。乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如下图所示:
已知:反应I和反应II的平衡常数随温度变化曲线如图所示。
(1)反应I中,1 molCH3CH2OH(g)参与反应后的热量变化是256 kJ。
①H2O的电子式是___________。
②反应I的热化学方程式是___________。
(2)反应II,在进气比[n(CO) : n(H2O)]不同时,测得相应的CO的平衡转化率见下图
(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。
①图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE。判断:TD___________TE(填“<”“=”或“>”)。
②经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,其原因是A、E和G三点对应的___________相同。
(3)反应III,在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中,电解活化CO2制备乙醇的原理如下图所示。
从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是___________。
15、在我国南海、东海海底均存在大量的可燃冰(天然气水合物,可表示为)。
2017年5月,中国首次海域可燃冰试采成功。2017年11月3日,国务院正式批准将可燃冰列为新矿种。可燃冰的开采和利用,既有助于解决人类面临的能源危机,又能生成一系列的工业产品。
(1)对某可燃冰矿样进行定量分析,取一定量样品,释放出的甲烷气体体积折合成标准状况后为166 m3,剩余 H2O 的体积为0.8m3,则该样品的化学式中 x=_________________。
(2)已知下表数据,且知 H2O(l)=H2O(g) △H=+41
化学键 | C—H | O=O | C=O | H—O |
键能/ | 413 | 498 | 803 | 463 |
用甲烷燃烧热表示的热化学方程式为_____________________________________________________。
(3)甲烷燃料电池相较于直接燃烧甲烷有着更高的能量转化效率,某甲烷燃料电池,正极通入空气,以某种金属氧化物为离子导体(金属离子空穴中能传导 O2-),该电池负极的电极反应式为__________________________________________。
(4)甲烷与水蒸气重整制氢是工业上获得氢气的重要手段。若甲烷与脱盐水在一定条件下反应生成H2,同时得到体积比为1:3的CO2和CO,该反应的化学方程式为_____________________________________。混合气体中的CO2可用浓氨水脱除,同时获得氮肥NH4HCO3,该反应的离子方程式是_________________________________________________________。
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