工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH
(1)判断反应达到平衡状态的依据是 (填序号)。
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的总物质的量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1。
①该反应△H___0(填“>”或“<”)。
②实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右,选择此压强的理由是_______。
(3)右图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A____C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A_____C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(4)一定条件下,0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出Q KJ的热量。写出该反应的热化学方程式 。
(5)图3是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出 a处电极上发生的电极反应式 。
生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式______________。
(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式________________________ ________________________________________________________。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是______________________;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为________。
②甲醛分子的空间构型是____________;1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为________。
氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥生产等方面有重要应用。请回答下列问题:
(1)砷原子的核外电子排布式为_____________________________________。
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN-之间的键型为________,该化学键能够形成的原因是______________________________________________________。
(3)NH4+中氮原子的杂化类型为________,NH4+的空间构型为________。
(4)已知:
CH4 |
SiH4 |
NH3 |
PH3 |
|
沸点(K) |
101.7 |
161.2 |
239.7 |
185.4 |
分解温度(K) |
873 |
773 |
1 073 |
713.2 |
分析上表中四种物质的相关数据,请回答:
CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是___________________________________________________________________________。
CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是_________________________________________________________________________。
结合上述数据和规律判断,一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。
(5)电负性(用X表示)也是元素的一种重要性质,下表给出8种元素的电负性数值:
元素 |
Na |
Mg |
Al |
Si |
P |
S |
Cl |
K |
电负性 |
0.9 |
1.2 |
1.5 |
1.8 |
2.1 |
2.5 |
3.0 |
0.8 |
请回答下列有关问题:
估计钙元素的电负性的取值范围:________<X<________。经验规律告诉我们:当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时,所形成的一般为离子键;当小于1.7时,一般为共价键。试推断AlCl3中形成的化学键的类型及其理由:__________________________。
研究人员最近发现,在一定的实验条件下,给水施加一个弱电场,在20℃、1个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”。图Ⅰ是水和“热冰”的计算机模拟图,图中球代表水分子中的原子。
图Ⅰ
(1)图中较大的球代表________原子,其原子结构示意图是________。水分子中氢氧原子间的化学键是________(填“共价键”或“离子键”)。
(2)用球棍模型表示的水分子结构是________。
图Ⅱ
(3)已知水分子中氧原子一端带部分负电荷,氢原子一端带部分正电荷,在外加电场作用下,水结成冰。图Ⅰ中模拟“热冰”的示意图是________(填“图1”或“图2”),理由是_______________________________________。
请根据如图所示回答下列问题:
(1)纳米是________单位,1纳米等于________米。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与________分散系的粒子大小一样。
(2)世界上最小的马达,只有千万分之一个蚊子那么大,如图,这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。
①该图是马达分子的____________模型。
②该分子中含有的组成环的原子是____________元素的原子,分子中共有____________个该原子。
③纳米产品以其优异的性能令人向往,下列关于纳米用品的说法中错误的是________。
a.现代家庭普遍使用的电冰箱大多都是“纳米冰箱”,它耗电少且无污染
b.现代商场里的高档衣服都是“纳米衣服”,它冬暖夏凉且无污染
c.专供幼儿、学生饮用的“营养强化牛奶”是“纳米牛奶”,它能使人增强记忆力
铜单质及其化合物在很多领域有重要用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2+的核外电子排布式为________。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列说法正确的是________(填字母)。
A.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用sp3杂化 |
B.在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键 |
C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键 |
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去 |
(4)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与
NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是_______________________________________________________________。
(5)Cu2O的熔点比Cu2S的________(填“高”或“低”),请解释原因_________________________________________________________________。