X、Y、Z为原子序数由小到大排列的三种短周期元素.已知:X、Y的气态氢化物分子具有相同的电子数;Y与Z同主族;XY2是非极性分子,其晶体可用作人工降雨.请回答:
(1)写出XY2分子的电子式______.
(2)Z的最高价氧化物对应水化物W是重要的化工原料.W的化学式为______.
工业制造W的生产过程主要分为三个阶段.
①在 101kPa时,3.2g Z的固体单质完全燃烧可放出29.7kJ的热量,写出能够表示该固体单质燃烧热的热化学方程式______.
②在接触氧化阶段,为提高ZY2的转化率,从理论上判断,应选择的条件是低温和高压.从下表给出不同温度、压强下ZY2平衡转化率的实验数据进行分析,结合工业生产的实际,应选择的适合的温度和压强是______(选填字母).
A.400℃~500℃10MPa
B.400℃~500℃1MPa
C.500℃~500℃10MPa
D.400℃~500℃0.1MPa
压强/MPa 转化率/% 温度/℃ | 0.1 | 0.5 | 1 | 10 |
400 | 99.2 | 99.6 | 99.7 | 99.9 |
500 | 93.5 | 96.9 | 97.8 | 99.3 |
600 | 73.7 | 85.8 | 89.5 | 96.4 |
A.水 B.0.5mol/L的硫酸 C.98.3%的硫酸 D.浓氨水
(3)已知X与XY都是工业上常用的还原剂.
①写出X单质与W的浓溶液反应的化学方程式______.
②500℃,11.2L(标准状况)ZY2在催化剂作用下与XY发生化学反应.若有2×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式是______.
X、Y、Z为原子序数由小到大排列的三种短周期元素.已知:X、Y的气态氢化物分子具有相同的电子数,XY2是非极性分子,其晶体可用作人工降雨,则是CO2,故X为碳元素,Y为氧元素;Y与Z同主族;则Z为硫元素.
(1)二氧化碳分子中碳原子与氧原子之间形成2对共用电子对,电子式为
.
故答案为:
.
(2)Z的最高价氧化物对应水化物W是硫酸化学式为H2SO4.
①在101kPa时,3.2g硫的物质的量为0.1mol,0.1mol硫单质完全燃烧可放出29.7kJ的热量,所以1mol硫单质完全燃烧可放出297kJ的热量,硫单质燃烧热的热化学方程式S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-297kJ•mol-1;
②增大压强后,SO2的平衡转化率提高得并不多,加压对设备的要求高且耗能多,将增大投资和能量消耗.400℃~500℃作为操作温度,因为在这个温度范围内,催化剂的活性(反应速率)和SO2的平衡转化率都比较理想.故选择400℃~500℃,1MPa大气压.故选B.
③由于反应SO3+H2O=H2SO4是一个放热反应,如果用水或稀硫酸吸收SO3,放出的热量会使溶液形成大量的酸雾,不利于SO3的吸收,所以工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3,然后在水或稀硫酸中稀释浓硫酸,制得各种浓度的硫酸产品.故选C.
故答案为:H2SO4;S(s)+O2(g)=SO2(g);△H=-297kJ•mol-1;B;C.
(3)①碳与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫、水,反应方程式为C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O. △ .
故答案为:C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O. △ .
②11.2L(标准状况)SO2的物质的量0.5mol,催化剂作用下与CO发生化学反应,有2×6.02×1023个电子转移时,令硫元素在还原产物中的化合价为x,则0.5(4-x)=2,解得x=0,所以硫元素被还原为硫单质,反应方程式为SO2+2CO
S+2CO2.催化剂 . △
故答案为:SO2+2CO
S+2CO2.催化剂 . △