- 非金属及其化合物
- 共31702题
W、X、Y和Z都是周期表中前20号元素,已知:
①W的阳离子和Y的阴离子具有相同的核外电子排布,且能形成组成为WY的化合物;
②Y和Z属同族元素,它们能形成两种常见化合物;
③X和Z属同一周期元素,它们能形成两种气态化合物;
④W和X能形成组成为WX2的化合物;
⑤X与Y不在同一周期,它们能形成XY2的化合物。
请回答:
⑴W元素是_________;Z元素是_________。
⑵WY和WX2的化学式分别是_________和_________。
⑶Y和Z形成的两种常见化合物的分子式是_________、_________。
⑷写出X和Z形成的一种气态化合物跟WZ反应的化学方程式:__________________。
正确答案
(1)钙;氧
(2)CaS;CaC2
(3)SO2;SO3
(4)CO2+CaO=CaCO3
W、X、Y、Z是原子序数逐渐增大的同一短周期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。
(1) X的原子结构示意图为___________。
(2)W与Y 可形成化合物W2Y,该化合物的电子式为______________。
(3) W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的化学方程式为________ _________________________________________。
(4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中,发生反应的化学方程式为_______________________。
(5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性_________>_______(用分子式表示)
(6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是:_____>_____>______>______。(用“离子符号”表示)
正确答案
(1)
(2)
(3)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
(4)SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+ 2HCl
(5)HCl>H2S
(6)S2-> Cl-> Na+ > Al3+
2SO2(g)+O2(g)2SO3 (g)反应过程中能量变化如图所示。已知1 molSO2(g) 被氧化为1 mol SO3时的△H=-99 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示____、____,E的大小对该反应的反应热有无影响?_________。该反应通常用
V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?____,理由是____。
(2)图中△H=________ kJ·mol-1。
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_________。
(4)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,计算由S(s)生成3 mol SO3 (g)的△H(要求计算过程)。
正确答案
(1)反应物能量;生成物能量;没有影响;降低;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低。
(2)-198
(3)SO2+V2O5=SO3+2VO2;4VO2+O2=2V2O5 (4)S(s)+O2(g)=SO2(g) △H1=-296 kJ·mol-1
SO2(g)+1/2O2(g)=SO3(g) △H2=-99 kJ·mol-1
3S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) △H=3(△H1+△H2)=-1185 kJ·mol-1
火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=- 574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______________________。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图,则上述CO2转化为甲醇反应的△H3______0(填“>”、“<”或 “=”)。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是____(填字母代号)。
A.第10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH) =1. 5mol/L
B.达到平衡时,氢气的转化率为0.75
C.0~10分钟内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(L·min)
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大
③直接甲醇燃料电池结构如图所示。其工作时负极电极反应式可表示为________________。
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1:1,则该反应的化学方程式为___________。
正确答案
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ/mol
(2)①<;②B;③CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2
(3)12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的△H=-99 kJ/mol。 请回答下列问题
(1)图中E的大小对该反应的反应热有无影响? ___________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ____________。
(2)写出图中由A生成C的热化学反应方程式____________________
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式______________________
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的△H=______。
正确答案
(1)没有影响 ;降低
(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ/mol
(3)SO2+V2O5==SO3+2VO2、 4VO2+O2==2V2O5
(4)-1185kJ/mol
A、B、C、 D、E都是原子序数依次增大的五种短周期元素,已知:
①A和C属同族元素,且A元素的原子半径是短周期元素原子中半径最小的;
②A和B能形成组成为A2B和A2B2的两种化合物;
③D元素原子所形成的离子在同周期元素原子形成的离子中半径是最小的;且D元素原子的最外层电子数是E元素原子最外层电子数的一半。
请回答:
(1)A元素是________;C元素是_________。D元素是_________。E元素是_________。(填元素符号)
(2)化合物A2B2的所含化学键______________电子式是____________;
(3)B和E形成两种常见化合物是_________和_________。
正确答案
(1)H;Na;Al;S
(2)极性键和非极性键;
(3)SO2;SO3
有X、Y、Z三种元素,已知:
①X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子其有相同的电子数;
②Z与Y可组成化合物ZY,ZY,溶液遇苯酚呈紫色。
请回答:
(1)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是 _______________。
(2)将ZY,溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式是__________ , 此液体具有的性质是 ___________(填写序号字母)。
a. 光束通过该液体时形成光亮的“通路”
b. 插入电极通直流电后,有一极附近液体颜色加深
c. 向该液体中加入硝酸银溶液,无沉淀产生
d. 将该液体加热、蒸干、燃烧后,有氧化物生成
(3)X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体。
①已知一定条件下,每1mol该气体被O2氧化放热98.0kJ。若2mol该气体与1molO2在此条件下发生反应,达到平衡时放出的热量是176.4kJ,则该气体的转化率为 _________________。
②原无色有刺激性气味的气体与含1.5molY的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应,可生成一种强酸和一种氧化物,若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式是____________ 。
正确答案
(1)HClO4 (2)Fe2+ +3H2O Fe(OH)3(胶体)+3H+ ;a b d
(3)①90%; ②SO2+2HClO3==H2SO4+2ClO2
现有部分短周期主族元素的性质或原子结构如下表所示:
(1)写出X、Y、Z、N四种元素的名称:X _____,Y_____ ,Z____,N___。
(2)由X、Y、Z、M、N五种元素两两组成的分子中,许多分子含有的电子数相等,写出符合下列要求的分子式:
①含10e-且呈正四面体结构的分子:_____ ;
②含14e-的双原子分子:____;
③含16e-且能使溴水褪色的分子:____;
④含32e-且具有漂白性的分子:____。
正确答案
(1)氢;氧;硅;硫
(2)①CH4; ②CO ;③C2H4 ;④SO2
有A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数由A到E逐渐增大。
①A元素最外层电子数是次外层电子数的2倍。
②B的阴离子和C的阳离子与氖原子的电子层结构相同。
③在通常状况下,B的单质是气体,0.1molB的气体与足量的氢气完全反应共有0.4mol电子转移。
④C的单质在点燃时与B的单质充分反应,生成淡黄色的固体,此淡黄色固体能与AB2反应可生成B的单质。
⑤D的气态氢化物与其最高价含氧酸间能发生氧化还原反应。
请写出:
(1)A元素的最高价氧化物的电子式_______。
(2)B元素在周期表中的位置 _______。
(3)B单质与C单质在点燃时反应的生成物中所含化学键类型有______ 。
(4)D元素的低价氧化物与E的单质的水溶液反应的化学方程式为_________________。
(5)C与D能形成2:1的化合物,用电子式表示该化合物的形成过程的 ______。
(6)元素D与元素E相比,非金属性较强的是 _____(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是 _______(填选项序号)。
a.常温下D的单质和E的单质状态不同
b.E的氢化物比D的氢化物稳定
c.一定条件下D和E的单质都能与钠反应
d.D的最高价含氧酸酸性弱于E的最高价含氧酸
e.D的单质能与E的氢化物反应生成E单质
正确答案
(1)
(2)第二周期第ⅥA族
(3)离子键、非极性共价键(或共价键)
(4)SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
(5)
(6) Cl ; b、d
A、B、C、D、E是五种原子序数依次增大的短周期元素,已知:其中只有一种是金属元素;A和、D元素的原子最外层电子数相同,C、E同主族,且E元素原子质子数是C元素原子质子数的2倍;B原子的最外层电子数是电子层数的2倍;C、A可形成两种常见的液态化合物甲和乙,且相对分子质量乙比甲大16。
(1)E元素的名称为________;D的原子结构示意图为________
(2)化合物乙中含有的化学键为_______。
(3)A单质与B、C的一种化合物可合成一种新型汽车的动力燃料甲醇,从原子经济角度,应选用B、C的化合物是_______(填化学式)。
已知:CO(g)+1/2O2(g) =CO2 ( g) △H = - 283 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H = -242 kJ/mol
CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O( g) △H=- 651 kJ/mol
写出A与所选化合物合成甲醇的热化学方程式:____________________
(4) EC2与C、D形成的化合物发生氧化还原反应的化学方程式为___________________
正确答案
(1)硫;
(2)极性键、非极性键
(3)CO;CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-116 kJ/mol
(4)Na2O2+SO2=Na2SO4
下图中A、B均为固体,其中B为单质。下图可用于工业生产F,F是衡量一个国家化工水平的标志。
回答下列问题:
(1)A的化学式____________
(2)反应①是一个氧化还原反应,该反应发生时,每生成4 mol气体C,转移电子____________mol
(3)写出D与铝单质反应的化学方程式_____________
(4)反应②是可逆反应,在2 L的密闭容器中投入4 molC和3 molX,10分钟后反应达到平衡,平衡时混合气体共6 mol,则下列说法正确的是_____________
A.工业制取F时,C和X生成E的反应是在吸收塔进行
B.这10分钟内,X的平均速率是0.1mol/( L·min)
C.当C和X的消耗速率比为2:1时,标志着反应达到平衡
D.平衡时C的转化率是50% E.在工业生产中可以通过增加X的量来提高C的转化率
F.工业生产中直接用水来吸收E
(5)写出2.24L气体C与0.15mol氢氧化钠溶液反应的离子化学方程式______________。
(6)将5 mL 0.02mol/L的F溶液与5 mL 0.02 mol/LNaOH溶液充分混合,若混合后溶液的体积为10mL,则混合液的pH是__________写出F的一种用途_______________。
正确答案
(1)FeS2
(2) 22mol mol
(3)
(4)D、E
(5)2SO2 + 3NaOH = NaHSO3 + Na2SO3
(6)2 ;化工原料、制肥料、加工金属等(合理即可)
火力发电时排出的烟气中含有SO2,会造成一系列环境和生态问题。工业上利用的海水脱硫是一种有效的方法,工艺流程如图:
(1)天然海水呈碱性,请写出SO2与OH-反应的离子方程式:____。
(2)天然海水吸收含硫烟气后溶有H2SO3分子,用氧气将其氧化的化学方程式为:___。氧化后的“海水”需要引入大量天然海水与之混合后才排放的主要目的是____。
(3)为测定烟气中SO2的含量,将标准状况下500 mL的烟气通入20 mL 0.05 mol.L-1的高锰酸钾溶液,恰好使紫色刚好褪去:
①请配平方程式:___KMnO4+____SO2+____H2O==___MnSO4+____ K2SO4+___H2SO4 ②所通烟气中SO2的体积百分含量为___。
(4)工业上常用可逆反应:2SO2+O22SO3 △H<0制备硫酸,下列对该反应的说法不正确的是____。
A.当单位时间内消耗2 mol SO2的同时生成2 mol SO3,说明此时该反应达到平衡状态
B.升高温度,可以增大正、逆反应速率,平衡向右移动
C.温度不变,增大压强时,平衡向右移动
D.工业上通常在该反应中使用催化剂来提高SO2的转化率
正确答案
(1) SO2+2OH-=SO32- +H2O (或SO2+OH-=HSO3-)
(2)2H2SO3+O2=2H2SO4 ;中和、稀释氧化后海水中生成的酸(H+)
(3)①2KMnO4+5SO2+2H2O=2MnSO4+ K2SO4+2H2SO4 ;11. 2%
(4) ABD
工业生产中产生的含SO2废气经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙,硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、水泥等,以下是工业利用硫酸钙的部分流程
(1)生产中常在装置I里加入SiO2,其主要作用:①生产水泥;②还可___________________。
(2)装置Ⅱ中,为了提高SO2的转化率,可采用的措施是__________。
A.加入V2O5作催化剂
B.采用过量SO2C.低温
D.通入过量空气
(3)装置Ⅲ中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)。已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H =+484 kJ/mol
CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=-192.9 kJ/mol
试写出CO与H2在一定条件下反应生成CH3OH(g)的热化学方程式________________________;若将生成的CH3OH与氢氧化钾溶液、氧气构成燃料电池,则燃料电池的负极反应式为___________。
(4)已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.10×10-5,在0.100 L 0.200 mol/L CaCl2溶液中加入2. 72 g CaSO4粉末充分搅拌后,假设溶液的体积变化忽略不计,则溶液中SO42-物质的量浓度为_______mol/L。
正确答案
(1)降低反应所需温度或降低能耗
(2)D
(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1 kJ/mol;CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
(4)3. 55×10-4
恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。(已知:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H= -196.6 KJ·mol-1)
请回答下列问题
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:____________________________。
(2)ΔH2=_____________KJ·mol-1
(3)恒温恒容时,1molSO2和2molO2充分反应,放出热量的数值比∣ΔH2 ∣__________ (填“大”“小”或“相等”)
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为______________,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为______________________。
(5)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2 )增大的有_______________。
a.升高温度; b.充入He气 c.再充入1molSO2(g)和1molO2 (g) d.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2(g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2(g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是__________________;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是________________________。
正确答案
(1)S(s)+O2(g)==SO2(g) ΔH=-297 KJ·mol-1(2)-78.64
(3)大
(4)2mol;2SO2+O2+4OH-==2SO42-+2H2O
(5)C
(6)升高温度;t3~t4
随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)处理NOx的一种方法是利用氨气非催化还原法将NOx还原为N2。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量(同时生成气态水),则该反应的热化学方程式为_______________ 。
(2)全钒氧化还原液流电池,是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为: V3++VO2++H2OVO2++ 2H++V2+。充电过程中,H+向 ___________ 迁移(填“阴极区”或“阳极区”)。充电时阴极反应式为_____________。
(3)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g);△H<0。
① 该反应的化学平衡常数表达式为K=___________ 。
②若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L 固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示。
若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
③20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是 _____________(填序号)。
A.加入催化剂 B.降低温度 C.缩小容器体积 D.增加CO2的量
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-而实现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______________ 。
正确答案
(1)4NH3(g)+6NO (g)=5N2(g) +6H2O(g) △H=-2710.2kJ·mol-1
(2)阴极区 ; V3++e-=V2+
(3) ; 不 ; B
(4)2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+
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