Question

【題目】Ⅰ已知34Se的原子結構示意圖如圖所示，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反應生成HX的平衡常數如下表：

化學方程式	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的生成反應是放熱反應，則溫度t2__________t1（填“<”或“>”）。

（2）用電子式表示HX的形成過程__________。

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

（4）X2都能與H2反應生成HX，用原子結構解釋原因：__________。

（5）K的變化體現出X2化學性質的遞變性，用原子結構解釋原因：__________，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱。

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

a．在相同條件下，平衡時X2的轉化率逐漸降低 b．HX的穩定性逐漸減弱

c．X2與H2反應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，其性質與鹵素單質相近。寫出BrCl和SO2在水溶液中發生反應的化學方程式__________．

【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都是7 同一主族元素從上至下原子核外電子層數依次增多 ab BrCl+SO2+2H2O=H2SO4+HCl+HBr

【解析】I.(1). 根據Se的原子結構示意圖可知，Se有四個電子層，最外層有6個電子，因電子層數等于周期數、最外層電子數等于主族序數，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，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，其氣態氫化物熱穩定性越強，所以熱穩定性H2S＞PH3、H2S＞H2Se，故A錯誤；B. 非金屬性Cl＞Br＞Se，因非金屬性越強，其對應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. 最高價氧化物對應的水化物酸性越強，元素的非金屬性越強，但HClO3、HBrO3、H2SeO3均不是該元素的最高價氧化物對應的水化物，所以無法比較酸性強弱，故D錯誤；答案選BC；

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

(2). 因HX都是共價化合物，氫原子最外層電子與X原子最外層電子形成一對共用電子對，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的增大，原子核外電子層數逐漸增多，導致原子半徑逐漸增大，因此原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，從而導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，HI的極性最弱，因此HX共價鍵的極性由強到弱的順序是HF、HCl、HBr、HI，故答案為：HF、HCl、HBr、HI；

(4). 鹵素原子的最外層電子數均為7個，在反應中均易得到1個電子而達到8電子的穩定結構，而H原子最外層有一個電子，在反應中也能得到1個電子而達到2電子的穩定結構，因此鹵素單質與氫氣化合時易通過一對共用電子對形成化合物HX，故答案為：鹵素原子的最外層電子數都是7；

(5). 平衡常數越大，說明反應越易進行，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依次增多；

(6). a. K值越大，說明反應的正向程度越大，即轉化率越高，故a正確；b. 反應的正向程度越小，說明生成物越不穩定，故b正確；而選項c、d都與K的大小無直接關系，故c、d錯誤；答案選ab；

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

【題型】綜合題
【結束】
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【題目】CH4超干重整CO2技術可得到富含CO的氣體，用于生產多種化工產品。該技術中的化學反應為：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的轉化率在不同溫度（T1、T2）下與壓強的關系。[注：投料比用a1、a2表示]

①a2=__________。

②判斷T1的T2的大小關系，并說明理由：__________。

（2）CH4超干重整CO2的催化轉化原理示意圖如下：

①過程Ⅰ，生成1mol H2時吸收123.5kJ熱量，其熱化學方程式是__________。

②過程Ⅱ，實現了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學方程式是__________。

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

a．過程Ⅰ和過程Ⅱ中發生了氧化還原反應

b．過程Ⅱ中使用的催化劑為Fe3O4和CaCO3

c．若過程Ⅰ投料，可導致過程Ⅱ中催化劑失效

Answer 1

【答案】 1:4 T2>T1 正反應為吸熱反應，溫度升高時甲烷的轉化率增大 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，甲烷的轉化率越大，據圖可知，a2＞a1，故a2表示的是1:4時甲烷的轉化率，故答案為：1:4；

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

(2). ①.在過程I中，生成1mol H2時吸收123.5kJ熱量，據圖可知，其熱化學方程式為：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的轉化關系來看，混合氣體中的H2將Fe3O4還原為Fe，反應方程式為：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O，故答案為：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O；

③. a. 兩個過程都有元素化合價的改變，都發生了氧化還原反應，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錯誤；c. 若初始投料比時，二者恰好按照題給方程式反應，無CO2生成，導致CaCO3無法參加反應，使催化劑中毒失效，故c正確；答案選ac。