甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应I和II,用CH4和H2O为原料来制备甲醇:
CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2 (g)……I CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ……II。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100L反应室,在一定条件下发生反应I,CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为____________________。
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数的值为__________ 。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下,自发反应Ⅱ,生成甲醇。
③该反应的△H ____ 0;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入1mol CO和3mol H2 |
④为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 |
T(℃) |
N(CO)/n(H2) |
P(Mpa) |
i |
150 |
1/3 |
0.1 |
ii |
|
|
5 |
iii |
350 |
|
5 |
a.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
b.根据反应II的特点,在给出的坐标图中,画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明压强。
现有甲、乙、丙三种晶体的晶胞(甲中X处于晶胞的中心,乙中A处于晶胞的中心),可推知,甲晶体中X与Y的个数比是________,乙中A与B的个数比是________,丙晶胞中有________个C离子,有________个D离子。
金晶体的最小重复单元(也称晶胞)是面心立方体,即在立方体的8个顶点各有一个金原子,各个面的中心有一个金原子,每个金原子被相邻的晶胞所共有。金原子的直径为d,用NA表示阿伏加德罗常数,M表示金的摩尔质量。
(1)金晶体每个晶胞中含有________个金原子。
(2)欲计算一个晶胞的体积,除假定金原子是刚性小球外,还应假定____________。
(3)一个晶胞的体积是__________。
(4)金晶体的密度是____________。
(1)水在不同的温度和压强条件下可以形成11种不同结构的晶体,密度从比水轻的0.92 g·cm-3到约为水的一倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰-Ⅶ的晶体结构为一个如下图所示的立方晶胞,每个水分子可与周围____________个水分子以氢键结合,晶体中,1 mol水可形成________ mol氢键。
(2)已知下列元素的电负性数据:H为2.1,O为3.5,F为4.0。OF2与水的立体结构相似,但水分子的极性比OF2强得多,其原因有:①OF2中氧原子上有两对孤对电子,抵消了F—O键中共用电子对偏向F而产生的极性;②从电负性上看,___________________________。
Ⅰ.(1)写出下列电子云的界面图表示的形成的键的类型:
①
_________________________________________________________________。
②
_________________________________________________________________。
③
_________________________________________________________________。
④
_________________________________________________________________。
(2)下列分子中,没有光学活性的是____________,含有两个手性碳原子的是
____________。
A.乳酸CH3—CHOH—COOH |
B.甘油CH2OH—CHOH—CH2OH |
C.脱氧核糖CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO |
D.核糖CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO |
Ⅱ.回答下列问题:
在乙烷(CH3—CH3)、乙烯(CH2=CH2)、乙炔(CH≡CH)分子中的碳碳键键长大小顺序为__________________________________。BCl3分子中Cl—B—Cl键角为__________,HgCl2分子中的键角为____________。
(3)金属键可以看成是由许多原子共用许多电子形成的,所以有人将金属键视为一种特殊形式的共价键。金属键与共价键的明显区别是①________________、②________________。
A、B、C、D、E五种元素,A元素的周期数、主族数、原子序数相同;B的基态原子核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数相同;C元素的电离能如图所示;D元素的价电子构型为nsnnpn+2;E是第4周期的过渡元素,血红蛋白中的E元素与BD形成的配位键比与D2形成的配位键强。E单质与BD形成的配合物E(BD)5,常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂。
C元素的电离能
(1)E(BD)5晶体属于________(填晶体类型)。
(2)A元素和B元素组成的化合物分子之间________(填“能”或“不能”)形成氢键。
(3)基态E原子的电子排布式为___________________________________ 。
(4)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是________(填元素符号)。
(5)C2和B2A2的分子中根据电子云重叠的方式不同,都包含的共价键类型有________。
(6)已知原子数和电子数相同的微粒叫等电子体,等电子体的结构相似。根据
下表数据,说明BD分子比C2分子活泼的原因_____________________________。
X—Y |
X=Y |
X≡Y |
|
BD的键能/kJ·mol-1 |
357.7 |
798.9 |
1 071.9 |
C2的键能/kJ·mol-1 |
154.8 |
418.4 |
941.7 |