已知A—F是中学化学常见的物质,其中A、C、E为气体,B、D为液体,D是一种不挥发性酸,其浓溶液有强氧化性,F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C,X是一种黑

已知A—F是中学化学常见的物质,其中A、C、E为气体,B、D为液体,D是一种不挥发性酸,其浓溶液有强氧化性,F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C,X是一种黑

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已知A—F是中学化学常见的物质,其中A、C、E为气体,B、D为液体,D是一种不挥发性酸,其浓溶液有强氧化性,F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C,X是一种黑色粉末,B分子中有18个电子,实验室常用B和X制备单质E。反应中部分生成物已略去。试回答下列问题:

(1)写出B的电子式              ,化学键类型                
(2)根据图中信息,B.C.X氧化性从强到弱的顺序是________________________。
(3)X与铝高温下反应的方程式为______________。
(4)写出反应②的化学方程式_____   _________。
(5)反应①的离子方程式                     。
答案

(1)     极性键和非极性键   
(2)X>C>B
(3)3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3
(4)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(5)Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-
解析

试题分析:X是一种黑色粉末,B分子中有18个电子,实验室常用B和X制备单质E,应为H2O2在MnO2催化条件下生成的反应,则X为MnO2,B为H2O2,E为O2,F的溶液与X共热通常用于实验室制备单质C,为MnO2和浓盐酸反应制备Cl2的反应,则F为HCl,C为Cl2,D是一种不挥发性酸,其浓溶液有强氧化性,应为H2SO4,可由A可H2O2反应生成,则A为SO2
(1)双氧水是一种含有氧氧共价键和氧氢共价键的极性分子,电子式为:;氢与氧形成极性键,氧与氧形成非极性键;
(2)根据氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性可判断:X生成C,则氧化性X>C,在B和C的反应中C表现为氧化性,B表现为还原性,则氧化性C>B,B和A反应生成D,则氧化性B>D,则有氧化性X>C>B>D(或写作MnO2>Cl2>H2O2>H2SO4);
(3)Al比Mn活泼,可发生铝热反应制取Mn,反应的方程式为3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3
(4)反应②为铜和浓硫酸的反应,方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(5)反应①为Cl2和SO2发生氧化还原反应,反应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Cl-
举一反三
研究NO2.SO2.CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,也可用NH3处理,也可用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下2.24L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为______kJ。 
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)  ∆H=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ∆H=-113.0 kJ·mol-1
(ⅰ)则反应NO2(g)+SO2 (g) SO3(g)+NO(g)的∆H=           kJ·mol-1
(ⅱ)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是       
A.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2     B.体系压强保持不变
C.混合气体颜色保持不变                   D. SO3和NO的体积比保持不变
(ⅲ)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如下图(左)所示。
平衡状态由A变到B时.平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”.“<”或“=”)
   
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如上图(右)所示。该反应∆H      0(填“>”或“ <”)。
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CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质
CH4
CO2
CO
H2
体积分数
0.1
0.1
0.4
0.4
 
①此温度下该反应的平衡常数K=     
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H="2.8" kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H=     
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是   

②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是   
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为     
(3)以CO2为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式:   
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为     
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SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:

(1)反应2NO+2CO2CO2+N2能够自发进行,则该反应的ΔH       0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中发生的主要反应有:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.2kJ•mol-1
6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.0 kJ•mol-1
6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2659.9 kJ•mol-1
反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH=          kJ•mol-1
(3)NO和NH3在Ag2O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图。

①由图可以看出,脱硝工艺流程应在    (填“有氧”或“无氧”)条件下进行。
②随着反应温度的进一步升高,在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是                                   
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]还原,写出尿素与NO2反应的化学方程式:                         
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图11。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为                             。若生成1molY,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

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合成氨工业对国防具有重要意义,如制硝酸、合成纤维以及染料等
(1)已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
N≡N
H—H
N—H
键能kJ·mol-1
946
436
390
 
合成氨的热化学反应方程式为                                      
(2)常温下,向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2,有NaHCO3固体析出,该反应的化学方程式为                 ;所得溶液中离子的电荷守恒式是                     ;若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气,则没有NaHCO3固体析出,原因是          
(3)氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为          (填“向a极”或“向b极”),电解过程中,b极区的pH         (填“增大”或“减小”或“不变”),阳极反应方程式为                    
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以甲醇为替代燃料是解决我国石油资源短缺的重要措施。
(1)CO、CO2可用于甲醇的合成,其相关反应的热化学方程式如下:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)                △H=" -102.5" kJ·mol-1 
CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)            △H="-42.9" kJ·mol-1  
则反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)  △H=   kJ·mol-1    
反应CO(g)+H2O(g) = CO2(g)+H2(g)的平衡常数K的表达式为   
(2)用CO2合成甲醇时可选用亚铬酸锌(ZnCr2O4)或CuCl为催化剂。
①工业制备亚铬酸锌是用CO还原ZnCrO4·H2O,同时生成ZnO。该反应的化学方程式是   。以亚铬酸锌为催化剂时,工业上的适宜温度是:350℃~420℃,可能的原因是   
② CuCl是不溶于水的白色固体,制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu=2CuC1。在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl + HClH[CuCl2]。反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成。实验过程中加入浓盐酸的目的是   。当c(Cl-)=2×10-3 mol·L—1时, c(Cu+-)=    mol·L—1。已知:Ksp(CuCl)=1.7×10-7
(3)直接甲醇燃料电池结构如图所示,则负极反应是   

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