已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(kJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
(1)某同学根据上述信息,推断B的核外电子排布如右图所示,该同学所画的电子排布图违背了 。(2)ACl2分子中A的杂化类型为 。
(3)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145-140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为此观点是否正确 (填“正确”或“不正确”),并阐述作出判断的理由: 。
(4)科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。写出基态钾原子的价电子排布式 ,该物质中K原子和C60分子的个数比为 。
C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是 ,NCl3分子的VSEPR模型为 。
(1)①1 g 硫粉在O2中充分燃烧放出 a kJ热量,写出硫燃烧的热化学方程式 。
②已知25℃时,C2H5OH(l)的燃烧热为1366.8kJ/mol,用热化学方程式表示:
(2)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线图如下图示,则①在10S内Z的平均速率为 ②该反应的化学方程式 。
碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g)ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =" 2" N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g)ΔH2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则ΔH2= ;
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下:Fe2O3(s) + 3CH4(g) 2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g)ΔH>0
① 若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为 _________ 。
② 若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_____(选填序号)
a.CH4的转化率等于CO的产率
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
d.固体的总质量不变
③ 该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA____KB(填“>”、“ <”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些 。
a.H2的逆反应速率
b.CH4的的体积分数
c.混合气体的平均相对分子质量
A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充人A、B中,反应起始时,A、B的体积相同。(已知:2NO2 N2O4;△H<0)
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是VA_______VB。(填“>”、“<”、“=”);若打开活塞K2,气球B将___________(填:变大、变小、不变)。
(2)若在A、B中再充入与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率αA将______(填增大或减小、不变);若通入等量的Ne气,则达到平衡时,A中NO2的转化率将_____,B中NO2的转化率将_______(填: 变大、变小、不变)。
(3)室温下,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,___________中的颜色较深。
二甲醚(DME)一种清洁的替代燃料,不含硫,不会形成微粒,而且与汽油相比,排放的NO2更少,因此是优良的柴油机替代燃料。工业上利用一步法合成二甲醚的反应如下(复合催化剂为CuO/ZnO/Al2 O2):2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.7kJ/mol。
(1)600℃时,一步法合成二甲醚过程如下:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-100.46kJ/mol
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H3=-38.7kJ/mol
则△H2= 。
(2)以DME为燃料,氧气为氧化剂,在酸性电解质溶液中用惰性电极制成燃料电池,则通入氧气的电极是电源的 (填正、负)极,通DME的电极反应为 。
写出下列反应的热化学方程式或电极反应式:
(1)N2(g)与H2(g)反应生成1molNH3(g),放出46.1kJ热量 。
(2)钢铁发生吸氧腐蚀时的正极电极反应式 。
(3)CH4与O2在酸性条件下形成原电池时,负极的电极反应式 。