纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
方法Ⅰ |
用炭粉在高温条件下还原CuO |
方法Ⅱ |
电解法,反应为2Cu + H2O ![]() |
方法Ⅲ |
用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2 |
(1)工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ,其原因是 。
(2)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H = -akJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H = -bkJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H = -ckJ·mol-1
则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = kJ·mol-1。
(3)方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,该电池的阳极反应式为 。
(4)方法Ⅲ为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为 。
(5)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验: △H >0
水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。
序号 |
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
下列叙述正确的是 (填字母代号)。
A.实验的温度:T2<T1
B.实验①前20 min的平均反应速率 v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1
C.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高
某离子晶体晶胞结构如图所示,X位于立方体的顶点,Y位于立方体的中心,试回答:
(1)晶体中每个Y同时吸引着个X,每个X同时吸引着个Y,该晶体的化学式为。
(2)晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有个。
(3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角(∠XYX)为(填角的度数)。
(4)若该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为cm。
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示:
请回答下列问题:
(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是;
;
(2)基态B原子的电子排布图为; BN中B元素的化合价为;
(3)在BF3分子中,F—B—F的键角是,B原子的杂化轨道类型为;
(4)已知: BF3 + NaF(过量)= NaBF4;化合物NaBF4含有的化学键类型为;BF4-中F—B—F的键角是,B原子的杂化轨道类型为,BF4-的立体构型为;
(5)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的相互作用为,层间作用力为。含1 mol BN的六方氮化硼晶体中含B-N的个数为NA。
试根据上表填空:
A |
||||||||||||||||||
B |
C |
D |
E |
F |
||||||||||||||
G |
H |
I |
J |
L |
K |
M |
||||||||||||
N |
Q |
|||||||||||||||||
(1)请写出元素Q的基态原子电子排布式;元素N在周期表中的位置周期族。
(2)基态D原子核外有个未成对电子;D2分子中分别有个,个π键。
(3)化合物DA5中既含离子键,又含共价键和配位键,请写出它的电子式。
(4)表四中的元素能形成XY2型的共价分子有CE2、CL2、BK2、LE2四种,其分子的空间构型中有一种与其他三种不同,它是(填化学式);而形成XY3型的共价分子也有四种,它们分别是DA3、DF3、DK3、LE3,其分子的空间构型中也有一种与其他三种不同,它是(填化学式),它是由_键(填“极性”或“非极性”,下同)构成的分子。
(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如右图所示,其中序号“8”所代表的元素是(填元素符号);其中气态氢化物稳定性最强的元素是(填下图中的序号)。
(6)科学家证实,IK3属于共价化合物,分子式为I2K6,其结构式为下列四种中的一种,你认为正确的结构式是____________。
(7)向Q的硫酸盐溶液中加入足量的DA3的水溶液过程中,请写出发生反应的离子方程式;最后生成配离子的结构式为。
已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
X |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
Y |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
Z |
496 |
4562 |
6912 |
9543 |
(1)X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱顺序为;
(2)X、Y、Z的单核阳离子半径从大到小的顺序为;
(3)请写出X、Z的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式:
。
常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH,如下表:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol·L-1) |
NaOH物质的量浓度(mol·L-1) |
混合溶液的pH |
① |
0.1 |
0.1 |
pH=9 |
② |
c |
0.2 |
pH=7 |
③ |
0.2 |
0.1 |
pH<7 |
请回答:
(1)从①组情况分析, HA是强酸还是弱酸。
(2)②组情况表明,c0.2 (选填“大于”、“小于”或 “等于”)。混合液中离子浓度c(A-)与 c(Na+)的大小关系是。
(3)从③组实验结果分析,说明HX的电离程度______NaX的水解程度(选填“大于”、“小于”或 “等于”),该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是。
(4)①组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=mol·L-1。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能作近似计算)。
c(Na+)-c(A-)=mol·L-1;c(OH-)-c(HA)=mol·L-1