下列有关焓变与反应热的说法,正确的是
A.反应热和焓变的单位都是kJ
B.如果反应是在恒温恒压条件下进行的,此时的反应热和焓变相等
C.如果反应是在恒温恒容条件下进行的,此时的反应热与焓变相等
D.任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定
已知A、B、C、D、E为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素,B元素3p能级半充满;C是所在周期电负性最大的元素;D是第四周期未成对电子最多的元素;E元素位于元素周期表的第11列。
试回答下列有关的问题:
(1)写出基态D原子的外围电子排布式:__________________,E元素位于元素周期表__________________。
(2)A、B、C三种元素的第一电离能最大的是_________(用元素符号表示)。这三种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液,物质的量浓度相同时,pH由大到小的顺序是______________________________ (写化学式)。
(3)D可形成化合物[D(H2O)6](NO3)3 。①[D(H2O)6](NO3)3中配位体的VSEPR模型名称是__________________。该化合物中阴离子的中心原子的轨道杂化类型为_________。
②1 个 [D(H2O)6]3+ 中含有的σ键数目为_________个。
(4)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中________(填化学式)为非极性分子,另一种化合物的电子式为_________。
(5)E+离子能与SCN-离子形成ESCN沉淀。SCN-离子对应的酸有硫氰酸(H―S―C≡N)和异硫氰酸(H―N=C=S),这两种酸沸点更高的是______________(填名称),原因是________________________。
(6)由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。如下图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的截面图,晶胞中距离一个A+最近的A+有_______个,距离一个A+最近的C-围成的图形是______________(写名称)。若晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则A+的半径为_________cm(用含NA与ρ的式子表达)。
如图所示,某同学设计一个甲醚燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)写出负极的电极反应式_____________________________。
(2)铁电极为________(填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为________________。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将____(填“增大”、“ 减小”或“不变”)。
(4)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则丙装置中阴极析出铜的质量为______。假设乙装置中氯化钠溶液足够多,若在标准状况下,有224mL氧气参加反应,则乙装置中阳离子交换膜左侧溶液质量将____________(填“增大”、“减小”或“不变”),且变化了_______克。
(5)若将乙装置中铁电极与石墨电极位置互换,其他装置不变,此时乙装置中发生的总反应式为_________________________________。
工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g) =2NO2(g) ΔH = +133 kJ·mol-1
H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44 kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为:__________________________。
Ⅱ.脱碳:
(1)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是_____________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)
a.混合气体的平均摩尔质量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO2生成的同时有3mol H—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2浓度随时间的变化。________________________
(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
| 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
|
| |
20min | 1 |
|
|
| |
30min |
|
| 1 |
| |
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)______ K(II)(填“﹥”、“﹤”或“=”下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)____ c(II)。
②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH) =______________ 。在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,装置如图所示:
①电极2的电极反应式是____________;
②在标准状况下,当电极2室有11.2L CO2反应。 理论上电极1室液体质量_____(填“增加”或“减少”)______g。
亚硝酸氯(C1NO)是有机合成中的重要试剂。可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaC1(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaC1(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+C12(g)2C1NO(g) K3
则K1,K2,K3之间的关系为K3=______________。
(2)已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酸氯的结构为Cl-N=O):
则2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)反应的ΔH和a的关系为ΔH =_____________kJ/mol。
(3)300℃时,2NO(g)+C12(g)2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正 = k·cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如下表:
n =____________;k =__________________(注明单位)。
(4)在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molC12(g),在不同温度下测得c(C1NO)与时间的关系如图A:
①该反应的ΔH ____________0(填“>”、“<”或“=”);
②反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)=____________mol/(L·min);
③T2时该反应的平衡常数K=____________。
(5)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(C12)的变化图象如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是____________点,当n(NO)/n(C12)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。
电化学在日常生活中用途广泛,图甲是镁—次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2↓,图乙是含Cr2O72-的工业废水的处理。下列说法正确的是( )
A. 图甲中发生的还原反应是Mg2++ClO-+H2O+2e-=Cl-+Mg(OH)2↓
B. 图乙中Cr2O72-向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合,转化成Cr(OH)3除去
C. 图乙电解池中,若有0.84 g阳极材料参与反应,则阴极会有168 mL(标准状况)的气体产生
D. 若图甲燃料电池消耗0.36 g镁产生的电量用以图乙废水处理,理论上可产生1.07g氢氧化铁沉淀