(15分)资源化利用CO2不仅可以减少温室气体的排放,还可以重新获得燃料或重要工业产品。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式为:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ/mol,该反应中每生成1mol Fe3O4,转移电子的数目为 。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应为:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) △H<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol/L, H2 0.8 mol/L, CH4 0.8 mol/L, H2O 1.6 mol/L。起始充入CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为 。
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1mol CO2和4molH2,在Ⅱ中充入1mol CH4和2molH2O(g),300℃开始反应,达到平衡时,下列说法正确的是( )(填字母)。
| A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同 |
| B.容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同 |
| C.容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多 |
| D.容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1 |
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如下图所示:
①上述生产过程的能量转化方式是 、 。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行,碳酸钙分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极电极反应式为 ,阴极电极反应式为 。
(12分)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是(填编号)。写出
号元素的核外电子排布式_______________________________________;
第一电离能的大小关系为________________(用元素符号表示)
(2)科学发现,②、④、⑨三种元素的原子形成的晶体具有超导性,其晶胞的结构特点如右图(图中②、④、⑨分别位于晶胞的体心、顶点、面心),则该化合物的化学式为(用对应的元素符号表示)。
(3)元素②的一种氢化物是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是。
| A.分子中含有氢键 | B.易发生加成反应 |
| C.含有4个σ键和1个π键 | D.分子中所有原子处于同一个平面 |
(4)某元素的特征电子排布式为nsnnpn+1,该元素原子的价电子数为; 该元素与元素①形成的分子X在①与③形成的分子Y中的溶解度很大,其主要原因是。
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+离子M层3d轨道电子为半满状态。
请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)写出A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序。
(2)由A、B、C和氢四种元素组成的某种离子晶体,1mol该晶体含有配位键2mol,该晶体的化学式是。
(3)F和Mn(锰)两元素的部分电离能数据列于下表:预测ab(填“大于”、“小于”、“等于”),理由是
| 元素 |
Mn |
F |
|
| 电离能 ( ) |
I1 |
717 |
759 |
| I2 |
1509 |
1561 |
|
| I3 |
a |
b |
(4)AC2分子中σ键和π键数目比为;
(5)H2S和C元素的氢化物(分子式为H2C2)的主要物理性质比较如下:
| 熔点/K |
沸点/K |
标准状况时在水中的溶解度 |
|
| H2S |
187 |
202 |
2.6 |
| H2C2 |
272 |
423 |
以任意比互溶 |
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因是:
②熔点、沸点差异的主要原因
②在水中的溶解度差异的主要原因
碳、硅元素的单质及其化合物是构成自然界的重要物质。
(1)甲烷是最简单的有机物,实验室可通讨下列反应制取:
CH3COONa+NaOH
CH4↑+X(已配平)
X属于晶体(填晶体类型)。
(2)金刚石和石墨是两种重要的碳单质。
①以Ni—Cr—Fe为催化剂,一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Cr3+离子中未成对电子数有个。
②石墨晶体能导电,导电的粒子是。
(3)甲硅烷(SiH4)的结构与甲烷相似,甲硅烷能与硝酸银发生如下反应:
SiH4+8 AgNO3+2 H2O =" 8" Ag↓+SiO2↓+8 HNO3该反应中氢元素被氧化,由此可判断电负性:SiH(填“>”、“<”或“=”)
(6分)现有下列物质, 用编号填空回答下列各问:
| A.干冰 | B.金刚石 | C.氩 | D.晶体硅 |
E.过氧化钠 F.二氧化硅,G. 溴化铵
(1)通过非极性键形成的晶体是___________。
(2)固态时属于不含化学键的分子晶体是________。
(3)含有极性键的分子晶体是。
(4)由极性共价键形成的晶体是 _______。
(5)含有非极性键的离子化合物是。
(6)含有离子键、共价键、配位键的化合物是。
怎样用化学方法除去下列物质中混有的少量杂质,写出有关反应的离子方程式。
(1)铜粉中混有铁粉
(2)铁粉中混有铝粉
(3)FeCl2溶液中混有FeCl3
(4)FeCl2溶液中混有CuCl2
(5)FeCl3溶液中混有FeCl2