(10分)Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素,原子序数逐渐增大,Q与W组成的化合物是天然气的主要成分,W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物,Y和Z

(10分)Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素,原子序数逐渐增大,Q与W组成的化合物是天然气的主要成分,W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物,Y和Z

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(10分)Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素,原子序数逐渐增大,Q与W组成的化合物是天然气的主要成分,W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物,Y和Z能形成原子个数比为1︰1和l︰2的两种离子化合物。
(1)W在元素周期表中的位置是      周期      族。
(2)工业合成XQ3是放热反应。下列措施中,既能加快反应速率,又能提高原料利用率是         。(填写序号)
A.升高温度B.加入催化剂C.将XQ3及时分离出去D.增大反应体系的压强
(3)2.24L(标准状况)XQ3被200 mL l mol/L QXY3溶液吸收后,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是                        。(用离子符号表示)
(4)WQ4Y与Y2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如右图所示,a极的电极反应是                        

(5)已知:W(s)+Y2(g)=WY2(g);H=-393.5kJ/mol
WY(g)+Y2(g)=WY2(g);H=-238.0kJ/mol。则 24g W与一定量的Y2反应,放出热量362.5 kJ,所得产物成分及物质的量之比为              
(6)X和Z组成的一种离子化合物,能与水反应生成两种碱,该反应的化学方程式为              
答案
(1)第二周期、第ⅣA族。 (2)D    (3)c(NO3-)>c( H+)>c(NH4+)>c(OH-)
(4)CH4 – 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O      (5)CO2、CO   1:8.24
(6)Na3N + 4H2O =" 3NaOH" + NH3.H2O
解析
Q与W组成的化合物是天然气的主要成分,所以Q是H,W是C。机动车排出的大气污染物主要是碳的氧化物和氮的氧化物,因此X是N,Y是O。Y和Z能形成原子个数比为1︰1和l︰2的两种离子化合物,说明Z是钠元素。
(2)氨的合成是放热的、体积减小的可逆反应,升高温度,不利于平衡向正反应方向进行,催化剂不能平衡状态,将XQ3及时分离出去会降低反应速率,正确的答案是D。
(3)0.1molNH3和0.2molHNO3混合后,硝酸过量,溶液中含有的溶质是NH4NO3和HNO3,所以所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是c(NO3-)>c( H+)>c(NH4+)>c(OH-)。
(4)根据电子的流动方向可知a是负极,应通入甲烷,所以a极的电极反应是CH4 – 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O。
(5)将所给的热化学方程式合并可得到W(s)+1/2Y2(g)=WY(g);H=-155.5kJ/mol。
因此24gC完全燃烧放出的热量是787kJ,不完全燃烧放出的热量是311 kJ,而实际放出362.5
kJ,所以产物是CO和CO2的混合物。根据十字交叉法可计算CO和CO2的物质的量之比是

(6)X和Z分别是N和Na,其化合价分别是-3价和+1价,所以其化学式为Na3N,反应的方程式为Na3N + 4H2O =" 3NaOH" + NH3.H2O。
举一反三
(14分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:

(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃
400
500
830
平衡常数K
10
9
1

从上表可以推断:此反应是       (填“吸”或“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入1mo1CO和2mo1H2O,则达到平衡后CO的转化率为          
(2)在500℃,以下表的物质的量(按照CO、H2O、H2、CO2的顺序)投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应,达到平衡后下列关系正确的是
实验编号
反应物投入量
平衡时H2浓度
吸收或放出的热量
反应物转化率
A
1、1、0、0
c1
Q1
α1[来源:]
B
0、0、2、2
c2
Q2
α2
 
C
2、2、0、0
c3
Q3
α3

A.2c1= c2 =c3     B.2Q1=Q2=Q3      C.α12 3        D.α12 ="1"
(3)在一个绝热等容容器中,不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是        
①体系的压强不再发生变化                           ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变             ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化                           ⑥v(CO2)v(H2O)
(4)下图表示此流程的第II步反应,在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况:图中t2时刻发生改变的条件是                                   
(写出两种)。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍,在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。
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对于敞口容器中的化学反应Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)+H2(g) ,下列叙述不正确的是

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(10分)铬是人体必需元素,如含量不足会影响糖类和脂类的代谢,过高则会引起急性中毒。有关含铬化合物的相互转化关系如下

回答下列问题:
(1)上述反应中需用氧化剂的是      (填编号)。
(2)工业上处理含Cr2O72-的废水时,一般将剧毒的Cr2O72-转化为Cr3+,以碳为阴极,铁作阳极,电解处理含NaCl、Cr2O72-的酸性废水。写出电极反应和溶液中进行的反应的离子方程式:
阳极                  阴极                 
溶液中                  
(3)反应⑤是可逆反应,在Na2CrO4溶液中加入稀硫酸,溶液由黄色逐渐变成橙色,写出该反应的离子方程式                                            。
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(14分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。
(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式                                       
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka   Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量                     (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) ΔH <0。400℃时,K= 0.5,某一时刻测得N2、H2和NH3三种物质物质的量分别为2mol、1mol和3mol,则该反应的v(N2)    v(N2)(填 “>” 、“="”" 或 “<”)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
     浓度mol.L-1
时间
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
0min
1.000
1.600
0.000
2min
0.600
a
0.400
4min
0.500
0.975
0.500
6min
0.500
0.975
0.500
8min
0.700
1.225
0.750
①则2 ~4min内,v(O2) =                       。
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是                         
(4)常温下,向0.001 mol·L-1的AlCl3溶液中通入NH3直至过量,现象       ,当PH =        时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。
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(16分)能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上合成甲醇的反应原理为:CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g)  ΔH
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

①根据表中数据可判断ΔH      0 (填“>”、“=”或“<”)。     
②在300℃时,将2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH充入容积为1L的密闭容器中,此时反应将               
A.向正方向移动B.向逆方向移动C.处于平衡状态D.无法判断
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l)   ΔH=-1451.6 kJ·mol-1
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)  ΔH=-566.0 kJ·mol-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
                                                       
(3)以甲醇、氧气为原料,KOH溶液作为电解质构成燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,则负极的电极反应式为                   ,(3分)随着反应的不断进行溶液的pH        (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)如果以该燃料电池为电源,石墨作两极电解饱和食盐水,则该电解过程中阳极的电极反应式为                             一段时间后NaCl溶液的体积为1L,溶液的pH为12(25℃下测定),则理论上消耗氧气的体积为       mL(3分)(标况下)。
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