Question

【題目】Ⅰ已知34Se的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，回答下列問題：

（1）Se在元素周期表中的位置是__________。

（2）由Se在周期表中的位置分析判斷下列說法正確的是__________。

A．熱穩(wěn)定性：PH3>H2S>H2Se B．還原性：H2Se>HBr>HCl

C．離子半徑：Se2->Cl->K+ D．酸性：HClO3>HBrO3>H2SeO3

Ⅱ在溫度t1和t2下，X2(g)和H2反應(yīng)生成HX的平衡常數(shù)如下表：

化學(xué)方程式	K(t1)	K(t2)
F2+H2===2HF	1.8×1036	1.9×1032
Cl2+H2===2HCl	9.7×1012	4.2×1011
Br2+H2===2HBr	5.6×107	9.3×106
I2+H2===2HI	43	34

（1）已知，HX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則溫度t2__________t1（填“<”或“>”）。

（2）用電子式表示HX的形成過程__________。

（3）共價(jià)鍵的極性隨共用電子對(duì)偏移程度的增大而增強(qiáng)，HX共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是__________。

（4）X2都能與H2反應(yīng)生成HX，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：__________。

（5）K的變化體現(xiàn)出X2化學(xué)性質(zhì)的遞變性，用原子結(jié)構(gòu)解釋原因：__________，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。

（6）僅依據(jù)K的變化，可以推斷出：隨著鹵素原子核電荷數(shù)的增加，__________（選填字母）。

a．在相同條件下，平衡時(shí)X2的轉(zhuǎn)化率逐漸降低 b．HX的穩(wěn)定性逐漸減弱

c．X2與H2反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱 d．HX的還原性逐漸減弱

（7）不同鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近。寫出BrCl和SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________．

【答案】 第4周期第ⅥA族 BC > HF、HCl、HBr、HI 鹵素原子的最外層電子數(shù)都是7 同一主族元素從上至下原子核外電子層數(shù)依次增多 ab BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr

【解析】I.(1). 根據(jù)Se的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，Se有四個(gè)電子層，最外層有6個(gè)電子，因電子層數(shù)等于周期數(shù)、最外層電子數(shù)等于主族序數(shù)，所以Se元素位于元素周期表的第4周期第VIA族，故答案為：第4周期第VIA族；

(2) A. 同一周期從左到右元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，同一主族從上到下元素的非金屬性逐漸減弱，則非金屬性S＞P、S＞Se，又因元素的非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，所以熱穩(wěn)定性H2S＞PH3、H2S＞H2Se，故A錯(cuò)誤；B. 非金屬性Cl＞Br＞Se，因非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)陰離子的還原性越弱，則還原性：H2Se>HBr>HCl，故B正確；C. 電子層數(shù)越多，離子半徑越大，則離子半徑Se2->Cl-，具有相同核外電子排布的離子，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，則離子半徑Cl->K+，所以離子半徑：Se2->Cl->K+，故C正確；D. 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，但HClO3、HBrO3、H2SeO3均不是該元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，所以無法比較酸性強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤；答案選BC；

II. (1). 因HX的生成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，由表中數(shù)據(jù)可知，K(t1)＞K(t2)，說明t2＞t1，故答案為：＞；

(2). 因HX都是共價(jià)化合物，氫原子最外層電子與X原子最外層電子形成一對(duì)共用電子對(duì)，其形成過程可表示為：，故答案為：；

(3). F、Cl、Br、I屬于ⅦA族元素，同主族元素自上而下隨著核電荷數(shù)的增大，原子核外電子層數(shù)逐漸增多，導(dǎo)致原子半徑逐漸增大，因此原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸減弱，從而導(dǎo)致非金屬性逐漸減弱，即這四種元素得到電子的能力逐漸減弱，所以HF鍵的極性最強(qiáng)，HI的極性最弱，因此HX共價(jià)鍵的極性由強(qiáng)到弱的順序是HF、HCl、HBr、HI，故答案為：HF、HCl、HBr、HI；

(4). 鹵素原子的最外層電子數(shù)均為7個(gè)，在反應(yīng)中均易得到1個(gè)電子而達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而H原子最外層有一個(gè)電子，在反應(yīng)中也能得到1個(gè)電子而達(dá)到2電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鹵素單質(zhì)與氫氣化合時(shí)易通過一對(duì)共用電子對(duì)形成化合物HX，故答案為：鹵素原子的最外層電子數(shù)都是7；

(5). 平衡常數(shù)越大，說明反應(yīng)越易進(jìn)行，F. Cl、Br、I的得電子能力依次減小的主要原因是：同一主族元素從上至下原子核外電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱造成的，故答案為：同一主族元素從上至下原子核外電子層數(shù)依次增多；

(6). a. K值越大，說明反應(yīng)的正向程度越大，即轉(zhuǎn)化率越高，故a正確；b. 反應(yīng)的正向程度越小，說明生成物越不穩(wěn)定，故b正確；而選項(xiàng)c、d都與K的大小無直接關(guān)系，故c、d錯(cuò)誤；答案選ab；

(7). 不同鹵素原子之間可形成鹵素互化物，其性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相近，根據(jù)氯氣與二氧化硫反應(yīng)生成HCl和硫酸的原理可以推斷BrCl和SO2在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr，故答案為：BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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【題目】CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體，用于生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為：CH4(g)+3CO2(g) 2H2O(g)+4CO(g) ΔH=+330kJ/mol

（1）下圖表示初始投料比n(CH4):n(CO2)為1:3或1:4，CH4的轉(zhuǎn)化率在不同溫度（T1、T2）下與壓強(qiáng)的關(guān)系。[注：投料比用a1、a2表示]

①a2=__________。

②判斷T1的T2的大小關(guān)系，并說明理由：__________。

（2）CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理示意圖如下：

①過程Ⅰ，生成1mol H2時(shí)吸收123.5kJ熱量，其熱化學(xué)方程式是__________。

②過程Ⅱ，實(shí)現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學(xué)方程式是__________。

③假設(shè)過程Ⅰ和過程Ⅱ中的各步均轉(zhuǎn)化完全，下列說法正確的是__________。（填序號(hào)）

a．過程Ⅰ和過程Ⅱ中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

b．過程Ⅱ中使用的催化劑為Fe3O4和CaCO3

c．若過程Ⅰ投料，可導(dǎo)致過程Ⅱ中催化劑失效

Answer 1

【答案】 1:4 T2>T1 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率增大 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol 4H2+Fe3O43Fe+4H2O ac

【解析】(1). ①.在相同條件下，投料比越小，甲烷的轉(zhuǎn)化率越大，據(jù)圖可知，a2＞a1，故a2表示的是1:4時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率，故答案為：1:4；

②. 因CH4(g)+3CO2(g)2H2O(g)+4CO(g)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)，平衡正向移動(dòng)，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，則T2>T1，故答案為：T2>T1，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率增大；

(2). ①.在過程I中，生成1mol H2時(shí)吸收123.5kJ熱量，據(jù)圖可知，其熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol，故答案為：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ/mol；

②. 由過程II的轉(zhuǎn)化關(guān)系來看，混合氣體中的H2將Fe3O4還原為Fe，反應(yīng)方程式為：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O，故答案為：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O；

③. a. 兩個(gè)過程都有元素化合價(jià)的改變，都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，故a正確；b. 過程II中Fe3O4最終被還原為Fe，Fe3O4不是催化劑，故b錯(cuò)誤；c. 若初始投料比時(shí)，二者恰好按照題給方程式反應(yīng)，無CO2生成，導(dǎo)致CaCO3無法參加反應(yīng)，使催化劑中毒失效，故c正確；答案選ac。