绿色能源是当今重要的研究热点,2022年3月12日,中科院大连化物所的制汽油科研项目成功了,这是一项重大成功,直接影响的是国计民生。寻找新的能源成为了科学研究的热点。
Ⅰ.甲烷化反应为:,该反应又称Sabatier反应。
(1)相关的化学键键能数据如下表所示:
Sabatier反应的__________ 。
(2)若要同时提高反应的速率和甲烷的平衡转化率,可以采取的措施有:__________ (写一点即可)。
(3)在体积为的恒温密闭容器中,投入、进行上述反应,达到平衡后,若的转化率为20%,则该反应的平衡常数为__________ (写计算式)。
(4)转化为也可通过电化学反应实现,其原理如图所示:
电解过程中,阴极室和阳极室的溶液浓度基本保持不变,阴极的电极反应式为__________ ;若生成理论上阳极室生成混合气体的体积为__________ L(标准状况,忽略气体的溶解)。
(5)是共价化合物,分子中所有的原子都达到稳定结构,此分子中含有__________ mol共用电子对,试写出其分子的结构式:__________ 。
Ⅰ.甲烷化反应为:,该反应又称Sabatier反应。
(1)相关的化学键键能数据如下表所示:
化学键 | H—H | H—O | C—H | C=O |
436 | 463 | 413 | 803 |
(2)若要同时提高反应的速率和甲烷的平衡转化率,可以采取的措施有:
(3)在体积为的恒温密闭容器中,投入、进行上述反应,达到平衡后,若的转化率为20%,则该反应的平衡常数为
(4)转化为也可通过电化学反应实现,其原理如图所示:
电解过程中,阴极室和阳极室的溶液浓度基本保持不变,阴极的电极反应式为
(5)是共价化合物,分子中所有的原子都达到稳定结构,此分子中含有
更新时间:2024-04-03 17:43:55
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【推荐1】低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。低碳经济的概念在中国正迅速从高端概念演变成全社会的行为,在新能源汽车、工业节能等多个领域都大有作为。 请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知:800℃时,化学反应①、反应②对应的平衡常数分别为2.5、1.0。
反应①:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H = -90.8kJ • mol-1
反应②:H2(g)+CO2(g) ⇌H2O(g)+CO(g) △H= +41.2kJ • mol-1
写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式________________________ ,800℃时该反应的化学平衡常数K的数值为_______________ 。
现将不同量的CO2 (g)和H2(g)分别通入到容积为2L恒容密闭容器中进行反应②,得到如下二组数据:
实验2中,若平衡时,CO2 (g)的转化率小于H2(g),则a、b必须满足的关系是_________ 。
若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10mol CO2,5mol H2,2 mol CO,5 mol H2O (g),则此时v正___ v逆(填“>”、“>”或“=”)。
(2)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) △H=-29.1KJ·mol-1 ,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是____ (填“3.5×106 Pa”“4.0×106 Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是______________________ 。
(3)已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数K= 1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2 =4. 7×10-11。常温下,用氮水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液呈_____ (填“酸性”“中性”或“碱性”),溶液中离子浓度由大到小的顺序为:_________ 。
(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知:800℃时,化学反应①、反应②对应的平衡常数分别为2.5、1.0。
反应①:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H = -90.8kJ • mol-1
反应②:H2(g)+CO2(g) ⇌H2O(g)+CO(g) △H= +41.2kJ • mol-1
写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式
现将不同量的CO2 (g)和H2(g)分别通入到容积为2L恒容密闭容器中进行反应②,得到如下二组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO2 (g) | H2(g) | H2(g) | CO2 (g) | |||
1 | 900 | 4 | 6 | 2.4 | 2 | |
2 | 900 | a | b | c | d | t |
实验2中,若平衡时,CO2 (g)的转化率小于H2(g),则a、b必须满足的关系是
若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10mol CO2,5mol H2,2 mol CO,5 mol H2O (g),则此时v正
(2)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) △H=-29.1KJ·mol-1 ,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是
(3)已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数K= 1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2 =4. 7×10-11。常温下,用氮水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液呈
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【推荐2】资源化利用有助于实现“双碳目标”。选择不同条件,利用和可获得甲醇、甲醛等多种有机物。回答下列问题:
(1)工业上在Cu-ZnO催化下利用发生如下反应Ⅰ生产甲醇,同时伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ.
Ⅱ.
①已知反应Ⅰ过程中正反应活化能为76kJ/mol,逆反应活化能为130.4kJ/mol,则反应Ⅰ的______ 。
②若反应的,则下列温度下该反应能自发进行的是______ (填标号)。
A.120℃ B.137℃ C.200℃ D.500℃
(2)T℃(T>100℃),在容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol和一定量,在一定条件下只发生可逆反应Ⅰ。若起始时容器内气体压强为1.2kPa,达到平衡时,的分压与起始投料比的变化关系如下图所示。
当起始时,反应达到平衡时,平衡常数______ (列出计算式)。
(3)甲醇催化制取丙烯()的过程中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)工业上在Cu-ZnO催化下利用发生如下反应Ⅰ生产甲醇,同时伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ.
Ⅱ.
①已知反应Ⅰ过程中正反应活化能为76kJ/mol,逆反应活化能为130.4kJ/mol,则反应Ⅰ的
②若反应的,则下列温度下该反应能自发进行的是
A.120℃ B.137℃ C.200℃ D.500℃
③按照投料,在恒容密闭容器中进行反应,的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示,则压强、、由大到小的顺序为
(2)T℃(T>100℃),在容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol和一定量,在一定条件下只发生可逆反应Ⅰ。若起始时容器内气体压强为1.2kPa,达到平衡时,的分压与起始投料比的变化关系如下图所示。
当起始时,反应达到平衡时,平衡常数
(3)甲醇催化制取丙烯()的过程中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
已知Arrhenius经验公式为(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示,则该反应的活化能
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【推荐3】硫酸在生活和生产中应用广泛。
Ⅰ 某工厂以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料,采用“接触法”制备硫酸。
已知298 K和101 kPa条件下:
2FeS2(s)=2FeS(s)+S(s) ΔH1
S(s)+2O2(g)=2SO2(g) ΔH2
4FeS(s)+7O2(g)=2Fe2O3(s)+4SO2(g) ΔH3
则在该条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2的总热化学方程式是________ 。
Ⅱ 催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1) 在体积可变的密闭容器,维持压强为1×105 Pa和初始n(SO2)=2 mol,充入一定量的O2,SO2平衡转化率α(SO2)随O2物质的量n(O2)的变化关系如图所示:
①在1000℃时,SO2平衡转化率随着O2物质的量的增大缓慢升高,解释其原因________ 。
②a点时SO3的平衡分压p(SO3)=________ Pa(保留2位有效数字,某组分的平衡分压=总压×某组分的物质的量分数)。
(2)保持温度不变,向固定体积的密闭容器中充入一定量的SO2、O2。请画出平衡体系中SO3的体积分数φ(SO3)随初始SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]的变化趋势图。
(3)已知活化氧可以把SO2快速氧化为SO3。根据计算机模拟结果,在炭黑表面上O2转化为活化氧的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是________ 。
A O2转化为活化氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程
B 该过程中最大能垒(活化能)E正=0.73 eV
C 每活化一个O2吸收0.29 eV的能量
D 炭黑可作为SO2转化为SO3的催化剂
E 其它条件相同时,炭黑颗粒越小,反应速率越快
Ⅲ 硫酸工厂尾气中的SO2可被NaOH溶液吸收,用惰性电极将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH的同时得到H2SO4,写出阳极的电极方程式________ 。
Ⅰ 某工厂以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料,采用“接触法”制备硫酸。
已知298 K和101 kPa条件下:
2FeS2(s)=2FeS(s)+S(s) ΔH1
S(s)+2O2(g)=2SO2(g) ΔH2
4FeS(s)+7O2(g)=2Fe2O3(s)+4SO2(g) ΔH3
则在该条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2的总热化学方程式是
Ⅱ 催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1) 在体积可变的密闭容器,维持压强为1×105 Pa和初始n(SO2)=2 mol,充入一定量的O2,SO2平衡转化率α(SO2)随O2物质的量n(O2)的变化关系如图所示:
①在1000℃时,SO2平衡转化率随着O2物质的量的增大缓慢升高,解释其原因
②a点时SO3的平衡分压p(SO3)=
(2)保持温度不变,向固定体积的密闭容器中充入一定量的SO2、O2。请画出平衡体系中SO3的体积分数φ(SO3)随初始SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]的变化趋势图。
(3)已知活化氧可以把SO2快速氧化为SO3。根据计算机模拟结果,在炭黑表面上O2转化为活化氧的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是
A O2转化为活化氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程
B 该过程中最大能垒(活化能)E正=0.73 eV
C 每活化一个O2吸收0.29 eV的能量
D 炭黑可作为SO2转化为SO3的催化剂
E 其它条件相同时,炭黑颗粒越小,反应速率越快
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【推荐1】、都是常见的空气污染物,研究它们的处理方法对环境保护有重要意义。
(1)已知在催化剂M的作用下,利用还原可消除氮氧化物的污染,其反应为 。催化剂M的活性随温度变化的情况如图甲所示,相同时间测得的转化率随反应温度变化的情况如图乙所示。
①写出的转化率出现图乙所示变化的可能原因:_______ (写出两点)。
②在图乙中画出,其他条件不变,增大压强(催化剂未失活)情况下,的转化率随温度变化的图像______ 。
(2)利用催化剂处理汽车尾气中的和的技术已投入实际使用,其反应为 。某一恒容容器起始时只有和,平衡时测得混合气体中的物质的量分数与温度(T)、压强(p)之间的关宗如图所示。
①温度:_______ (填“<”或“>”)。
②若恒温恒容条件下,测得平衡时混合气体的压强为,则时的转化率为_______ ,该反应的平衡常数_______ [对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,,为平衡体系中B的物质的量分数]。
③下列说法正确的是_______ (填字母)。
A.增大催化剂的比表面积可以提高的平衡转化率
B.时,反应达到最大限度
C.充入一定量的氦气有利于提高反应速率
D.实际过程中适当升高温度有利于提高的去除率
④一种焦炭催化还原反应的历程如下,请补充完整(“*”表示吸附态):
I.;
II.;
III._______ ;
IV.;
V._______ 。
(1)已知在催化剂M的作用下,利用还原可消除氮氧化物的污染,其反应为 。催化剂M的活性随温度变化的情况如图甲所示,相同时间测得的转化率随反应温度变化的情况如图乙所示。
①写出的转化率出现图乙所示变化的可能原因:
②在图乙中画出,其他条件不变,增大压强(催化剂未失活)情况下,的转化率随温度变化的图像
(2)利用催化剂处理汽车尾气中的和的技术已投入实际使用,其反应为 。某一恒容容器起始时只有和,平衡时测得混合气体中的物质的量分数与温度(T)、压强(p)之间的关宗如图所示。
①温度:
②若恒温恒容条件下,测得平衡时混合气体的压强为,则时的转化率为
③下列说法正确的是
A.增大催化剂的比表面积可以提高的平衡转化率
B.时,反应达到最大限度
C.充入一定量的氦气有利于提高反应速率
D.实际过程中适当升高温度有利于提高的去除率
④一种焦炭催化还原反应的历程如下,请补充完整(“*”表示吸附态):
I.;
II.;
III.
IV.;
V.
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【推荐2】铁被誉为“工业之母”,铁也是人体必须的痕量元素之一。人体血液中血红蛋白中血红素结构如图(1)血红素中铁微粒的最外层电子排布式是___________ 。
(2)血红素结构中含有吡咯()单元。吡咯能与盐酸反应,从结构角度解释原因___________ 。吡咯()的沸点高于噻吩()的原因是 ___________ 。
(3)CO的中毒是由于CO与血红蛋白(Hb)发生配位反应,其反应方程式可表示为:CO (aq) +Hb (aq) ⇌Hb•CO(aq)。已知CO、O₂与血红素(Hb) 的配位常数如下表:
①写出两种与CO互为等电子体的微粒的化学式 ___________ 。
②反应)的平衡常数K=___________ 。
(4)某FeₓNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物 转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________ 。(5)奥氏体是碳无序地分布在γ-Fe中的间隙固溶体。 晶胞结构如图3,平均7个晶胞含有 1个碳原子,则奥氏体中碳的质量分数约为 ___________ (列计算式)。
(2)血红素结构中含有吡咯()单元。吡咯能与盐酸反应,从结构角度解释原因
(3)CO的中毒是由于CO与血红蛋白(Hb)发生配位反应,其反应方程式可表示为:CO (aq) +Hb (aq) ⇌Hb•CO(aq)。已知CO、O₂与血红素(Hb) 的配位常数如下表:
CO | O2 | |
配位常数 K | 2×107 | 5×104 |
②反应)的平衡常数K=
(4)某FeₓNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物 转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为
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解答题-原理综合题
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【推荐3】二甲醚(CH3OCH3)是优良的洁净燃料。
Ⅰ:工业上可用CO和合成二甲醚,其反应为,初始条件相同时,分别在A(恒温)、B(绝热)两个容器内反应。
(1)反应初始时两容器的反应速率A_______ (填“>”“<”或“=”,下同)B;平衡时CO的转化率A_______ B。
Ⅱ:利用催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(2)甲醇水化制的反应能量变化如图所示,则_______ kJ/mol(用含有a、b、c的式子表示)。
(3)一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入和进行上述反应,反应经10min达平衡,的平衡转化率为30%,容器中CO(g)为0.05mol,为0.05mol。前的反应速率为_______ ,反应Ⅲ的平衡常数K=_______ 。继续向容器中加入和,此时反应Ⅲ_______ (填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
(4)在一定条件下,在恒容密闭容器中按投料进行上述反应,的平衡转化率及的平衡体积分数随温度变化如图所示。
图中曲线X表示_______ 的平衡体积分数随温度的变化。
Ⅰ:工业上可用CO和合成二甲醚,其反应为,初始条件相同时,分别在A(恒温)、B(绝热)两个容器内反应。
(1)反应初始时两容器的反应速率A
Ⅱ:利用催化加氢制二甲醚过程中发生的化学反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(2)甲醇水化制的反应能量变化如图所示,则
(3)一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入和进行上述反应,反应经10min达平衡,的平衡转化率为30%,容器中CO(g)为0.05mol,为0.05mol。前的反应速率为
(4)在一定条件下,在恒容密闭容器中按投料进行上述反应,的平衡转化率及的平衡体积分数随温度变化如图所示。
图中曲线X表示
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【推荐1】氮氧化物是主要大气污染物,可采用多种方法消除,其中氢气选择性催化还原是一种理想的方法。其相关反应如下:
主反应:
副反应:
(1)已知:,,则_______ (用含有和的代数式表示)。
(2)恒温条件下,将、充入某恒容密闭容器中,在催化剂作用下进行反应。
①下列有关说法错误的是_______ 。(填字母序号)
A.当容器内的压强不再变化时说明主、副反应均达到平衡
B.平衡后,若向容器内再充入少量,主、副反应平衡常数均增大
C.平衡后,、和三者的物质的量之比保持不变
D.平衡后,
②在不同温度下,反应相同时间时测得混合气体中、的体积分数随温度的变化关系如图所示,温度高于时,的体积分数随温度的升高而减小的原因可能_______ 。(答一点)
(3)某温度下,将、按物质的量比1∶3充入某恒容密闭容器中,若平衡后与物质的量之比为3∶1,的转化率为80%,则的有效去除率(转化为的的量与起始量的比值)为_______ %,的物质的量分数为_______ %。(结果保留两位有效数字)
(4)在催化剂表面的反应机理如下图:
研究表明,在催化剂中,表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上,与和产生,该反应的离子方程式为_______ 。(已知发生反应的、物质的量之比为1∶1)
(5)除了,还有其他有效的方法消除氮氧化物,例如可用电解法将转变为,其工作原理如图。N极的电极反应式为_______ 。
主反应:
副反应:
(1)已知:,,则
(2)恒温条件下,将、充入某恒容密闭容器中,在催化剂作用下进行反应。
①下列有关说法错误的是
A.当容器内的压强不再变化时说明主、副反应均达到平衡
B.平衡后,若向容器内再充入少量,主、副反应平衡常数均增大
C.平衡后,、和三者的物质的量之比保持不变
D.平衡后,
②在不同温度下,反应相同时间时测得混合气体中、的体积分数随温度的变化关系如图所示,温度高于时,的体积分数随温度的升高而减小的原因可能
(3)某温度下,将、按物质的量比1∶3充入某恒容密闭容器中,若平衡后与物质的量之比为3∶1,的转化率为80%,则的有效去除率(转化为的的量与起始量的比值)为
(4)在催化剂表面的反应机理如下图:
研究表明,在催化剂中,表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上,与和产生,该反应的离子方程式为
(5)除了,还有其他有效的方法消除氮氧化物,例如可用电解法将转变为,其工作原理如图。N极的电极反应式为
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解答题-工业流程题
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【推荐2】我国是最早制得和使用金属锌的国家。一种以锌精矿(主要成分是ZnS,还有Fe3O4、CuO、PbO2等杂质)为原料制备锌的工艺流程如下:
已知: 25°C时相关物质的Ksp如下表:
回答下列问题:
(1)滤渣I的主要成分除过量MnO2外,还有S和___________ ( 填化学式)。“浸出” 时,MnO2氧化ZnS的离子方程式为___________ 。
(2)“沉铁”时,滴加氨水需要调节pH最低为___________ (残留 在溶液中离子浓度≤10-5mol·L-1时,沉淀完全)。
(3)“萃取,反萃取”时发生的反应是M2++2HA(有机萃取剂) MA2+2H+,有机萃取剂可以分离ZnSO4和MnSO4。实验室进行萃取操作时,用到的玻璃仪器有___________ 、___________ 写出反萃取剂X的化学式___________ 。
(4)“深度净化”中加Zn的目的是___________ 。
(5)“电解沉积”过程中阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极的电极反应式为___________ 。 “电解沉积” 后的溶液中可循环利用的物质为___________ 。
已知: 25°C时相关物质的Ksp如下表:
物质 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 | Cu(OH)2 |
Ksp | 5×10-18 | 5×10-17 | 1×10-38 | 2× 10-13 | 2×10-20 |
(1)滤渣I的主要成分除过量MnO2外,还有S和
(2)“沉铁”时,滴加氨水需要调节pH最低为
(3)“萃取,反萃取”时发生的反应是M2++2HA(有机萃取剂) MA2+2H+,有机萃取剂可以分离ZnSO4和MnSO4。实验室进行萃取操作时,用到的玻璃仪器有
(4)“深度净化”中加Zn的目的是
(5)“电解沉积”过程中阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,阳极的电极反应式为
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【推荐3】掺杂硒的纳米氧化亚铜常用作光敏材料、能源行业催化剂等。
(1)酸性溶液中Na2SO3将H2SeO2和H2SeO4还原为硒单质的反应如下:
H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=Se(s)+2H2SO4(aq) △H1
2H2SeO4(aq)+Se(s)+H2O(l)=3H2SeO3(aq) △H2
H2SeO4(aq)+3SO2(g)+2H2O(l)=Se(s)+3H2SO4(aq) △H3
则△H2=_____________ (用△H1和△H3表示)。
(2)H2S与CO2在纳米Cu2O催化作用下反应可生成羰基硫(COS) ,羰基硫的结构式为____________________ 。
(3)用铜作阳极,钛片作阴极,电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O,阳极及溶液中物质的有关转化如图1所示,
①阳极的电极反应式为_________________________ 。
②电解一段时间后,向电解液中补充一定量的_________________ 可将溶液恢复至初始状态。
(4)掺杂硒的纳米Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=akJ·mol-1。
按=1的投料比将H2与CO充入VL的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①a_____ (填“>”或“<”)0;压强p1、p2、p3由小到大的顺序是___________________ 。
②T1℃时若向该容器中充入2. 0 mol H2和2.0 molCO发生上述反应,5 min后反应达到平衡(M点),则0~5 min内,v(H2)=____ mol·L-1·min-1,M点对应条件下反应的平衡常数
为________________ 。
(5)将CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。CuCl 水解的反应为CuC(s) +H2O(l) CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=________________ 。
(1)酸性溶液中Na2SO3将H2SeO2和H2SeO4还原为硒单质的反应如下:
H2SeO3(aq)+2SO2(g)+H2O(l)=Se(s)+2H2SO4(aq) △H1
2H2SeO4(aq)+Se(s)+H2O(l)=3H2SeO3(aq) △H2
H2SeO4(aq)+3SO2(g)+2H2O(l)=Se(s)+3H2SO4(aq) △H3
则△H2=
(2)H2S与CO2在纳米Cu2O催化作用下反应可生成羰基硫(COS) ,羰基硫的结构式为
(3)用铜作阳极,钛片作阴极,电解一定浓度的NaCl和NaOH的混合溶液可得到Cu2O,阳极及溶液中物质的有关转化如图1所示,
①阳极的电极反应式为
②电解一段时间后,向电解液中补充一定量的
(4)掺杂硒的纳米Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=akJ·mol-1。
按=1的投料比将H2与CO充入VL的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①a
②T1℃时若向该容器中充入2. 0 mol H2和2.0 molCO发生上述反应,5 min后反应达到平衡(M点),则0~5 min内,v(H2)=
为
(5)将CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。CuCl 水解的反应为CuC(s) +H2O(l) CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq)。该反应的平衡常数K与此温度下Kw、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K=
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【推荐1】纳米磷化钴(CoP)常用于制作特种钴玻璃,制备磷化钴的常用流程如图:
(1)基态Co2+离子的价电子排布式为____ 。
(2)尿素中C原子的杂化类型是____ ;C、N、O三种元素的第一电离能最大的是____ (填元素符号,下空同),电负性由小到大的顺序为____ 。
(3)Co(CO3)0.5(OH)•0.11H2O中CO中C的价层电子对数为____ ;该化合物中含有的化学键有____ (填标号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(4)CoP的晶胞结构如图所示,最近且相邻两个钴原子的距离为npm。设NA为阿伏加德罗常数的值,则其晶胞密度为____ g•cm-3(列出计算式即可)。
(1)基态Co2+离子的价电子排布式为
(2)尿素中C原子的杂化类型是
(3)Co(CO3)0.5(OH)•0.11H2O中CO中C的价层电子对数为
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(4)CoP的晶胞结构如图所示,最近且相邻两个钴原子的距离为npm。设NA为阿伏加德罗常数的值,则其晶胞密度为
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【推荐2】材料是人类文明进步的阶梯,第ⅢA族、ⅣA族、VA族及Ⅷ族元素是组成特殊材料的重要元素。回答下列问题:
(1)基态B核外电子排布图为________ 。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为______ 。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态氮原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_____ 。
(3)经测定发现,N2O5固体由NO2+和NO3-两种离子组成,该固体中N原子杂化类型有_________ 。
(4)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。1mol K3[Fe(CN)6]含σ键数目为____ 。铁氰化钾中存在的作用力有___ (填字母)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.配位键 e.氢键
(5)NH3分子在独立存在时H-N-H键角为107°。如图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H-N-H键角变大的原因:_________ 。
(6)某种金属锂的硼氢化物是优质固体电解质,并具有高储氢密度。阳离子为Li+,每个阴离子是由12个硼原子和12个氢原子所构成的原子团。阴离子在晶胞中位置如图所示,其堆积方式为_____ ,Li+占据阴离子组成的所有正四面体中心,该化合物的化学式为_____ (用最简整数比表示)。假设晶胞边长为anm,NA代表阿伏加 德罗常数的值,则该晶胞的密度为_____ g/cm3。
(1)基态B核外电子排布图为
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态氮原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为
(3)经测定发现,N2O5固体由NO2+和NO3-两种离子组成,该固体中N原子杂化类型有
(4)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。1mol K3[Fe(CN)6]含σ键数目为
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.配位键 e.氢键
(5)NH3分子在独立存在时H-N-H键角为107°。如图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H-N-H键角变大的原因:
(6)某种金属锂的硼氢化物是优质固体电解质,并具有高储氢密度。阳离子为Li+,每个阴离子是由12个硼原子和12个氢原子所构成的原子团。阴离子在晶胞中位置如图所示,其堆积方式为
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【推荐3】I.N、H与B元素可形成多种化合物,如NH3BH3、(HB=NH)3、BN等,则:
(1)①储氢材料NH3BH3分子内存在的作用力___________ 。
②(HB=NH)3是六元环状化合物,与其互为等电子体的分子的结构简式___________ 。
③BN有类似硅晶体的结构,但熔点比硅晶体高,原因是___________ 。
II.铁、钴、铜等均为常见的过渡元素,回答以下问题:
(2)铁原子结构示意图为___________ ;铱(Ir)与钴为同族元素,其核外电子占据最高能层的符号为P,则基态Ir原子的价电子排布式为___________ 。
(3)已知铜的某些化合物的熔点如表所示:三者熔点出现差异的原因是:___________ 。
(4)溴化亚铜(CuBr)常用作有机合成原料和反应催化剂,其晶胞结构如图所示。已知①、②号铜原子坐标分数依次为(0,0,0)、(,,0),则③号溴原子的坐标分数为___________ ;设CuBr的密度为dg·cm-3,M(CuBr)=ag·mol-1,NA为阿伏加德罗常数,则Cu原子与Br原子的核间距离为___________ cm(用含a、d、NA的代数式表示)。
(5)我国南京理工大学胡炳成教授团队在N5合成上取得了里程碑性研究成果——世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。时隔不久,他们在该领域再次取得突破,成功制得全氮阴离子(N)金属盐Co(N5)2(H2O)4·4H2O。这是一种配合物分子,其结构式如图。则该金属盐Co(N5)2(H2O)4·4H2O中,中心原子的配位数为___________ ;该金属盐Co(N5)2(H2O)4·4H2O中,微粒间不存在的作用力为___________ 。
a.离子键 b.氢键 c.金属键 d.σ键 e.π键 f.配位键 g.范德华力
(1)①储氢材料NH3BH3分子内存在的作用力
②(HB=NH)3是六元环状化合物,与其互为等电子体的分子的结构简式
③BN有类似硅晶体的结构,但熔点比硅晶体高,原因是
II.铁、钴、铜等均为常见的过渡元素,回答以下问题:
(2)铁原子结构示意图为
(3)已知铜的某些化合物的熔点如表所示:三者熔点出现差异的原因是:
CuO | CuS | CuSe | |
熔点(℃) | 1326 | 220 | 387 |
(5)我国南京理工大学胡炳成教授团队在N5合成上取得了里程碑性研究成果——世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。时隔不久,他们在该领域再次取得突破,成功制得全氮阴离子(N)金属盐Co(N5)2(H2O)4·4H2O。这是一种配合物分子,其结构式如图。则该金属盐Co(N5)2(H2O)4·4H2O中,中心原子的配位数为
a.离子键 b.氢键 c.金属键 d.σ键 e.π键 f.配位键 g.范德华力
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