锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:
2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O
(1)基态Cu2+的核外电子排布式为 。
(2)根据价层电子对互斥模型(VSEPR),PO43-离子内中心原子价层成键电子对和孤电子对之和为 ,离子的空间构型是 。
(3)液氨分子间存在自耦电离:2NH3 NH2-+NH4+,NH2-中氮原子轨道的杂化类型是 ,H+易与NH3形成NH4+,配位键的解释是 。
(4)胆矾CuSO4·5H2O的结构示意图如下,其含有的微粒间作用力有 。(填序号)
a.离子键
b.极性键
c.金属键
d.配位键
e.氢键
f.非极性键
(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,Cu2+的配位数为 ,1mol CN-中含有的π键的数目为 。
一定温度下,分别往容积均为5 L的甲(恒压密闭容器)、乙(恒容密闭容器)中各加入0.5 mol无色的N2O4气体,立即出现红棕色。当反应进行到2 s时,测得乙容器中N2O4的浓度为0.09 mol·L-1。经过60 s乙容器中的反应达到平衡(反应过程中两个容器的温度均保持恒定)。
(1)容器中气体出现红棕色的原因是(用化学方程式表示)
________________________________________________________________________。
(2)前2 s内,乙容器中以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为____________________。
(3)达到平衡时,甲容器中反应所需的时间______60 s(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);两容器中都达到平衡时,N2O4的浓度:甲__________乙,反应过程中吸收的能量:甲__________乙。
(4)两容器都达到平衡后,若要使甲、乙中N2O4浓度相等,不能采取的措施是__________。
A.保持温度不变,适当压缩甲容器 |
B.保持容器体积不变,使甲容器升温 |
C.保持容器体积和温度不变,向甲容器中加入适量N2O4 |
D.保持容器体积不变,使甲容器降温 |
以化学平衡移动原理为依据,解释以下事实。
(1)在氨水中加入氢氧化钠溶液,有氨气逸出
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)合成氨工业中将氨气液化,可以提高氨的产量
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用热水溶解碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O),可提高去污能力
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)打开冰冻啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s) 2CO(g) ΔH>0,达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C的用量,平衡__________,c(CO)________。
(2)减小密闭容器的体积,保持温度不变,则平衡____________,c(CO2)________。
(3)通入N2,保持密闭容器的体积和温度不变,则平衡____________,c(CO2)________。
(4)保持密闭容器的体积不变,升高温度,则平衡____________,c(CO2)________。
酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。请根据要求回答下列问题:
(1)试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL,正确的加入顺序及操作是
________________________________________________________________________。
(2)为防止a中的液体在实验时发生暴沸,在加热前应采取的措施是
________________________________________________________________________。
(3)实验中加热试管a的目的是:①__________________;
②________________________________________________________________________。
(4)此反应以浓硫酸为催化剂,可能会造成____________、____________________等问题。
(5)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。
同一反应时间 |
同一反应温度 |
||||
反应温度/℃ |
转化率/% |
选择性/% |
反应时间/h |
转化率/% |
选择性/% |
40 |
77.8 |
100 |
2 |
80.2 |
100 |
60 |
92.3 |
100 |
3 |
87.8 |
100 |
80 |
92.6 |
100 |
4 |
92.3 |
100 |
120 |
94.5 |
98.7 |
6 |
93.0 |
100 |
选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水 |
①根据表中数据,下列________(填字母)为该反应的最佳条件。
A.120 ℃,4 h B.80 ℃,2 h
C.60 ℃,4 h D.40 ℃,3 h
②当反应温度达到120 ℃时,反应选择性降低的原因可能为
________________________________________________________________________。
某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下:
编号 |
电极材料 |
电解质溶液 |
电流计指针偏转方向 |
1 |
Mg Al |
稀盐酸 |
偏向Al |
2 |
Al Cu |
稀盐酸 |
偏向Cu |
3 |
Al 石墨 |
稀盐酸 |
偏向石墨 |
4 |
Mg Al |
NaOH溶液 |
偏向Mg |
5 |
Al Zn |
浓硝酸 |
偏向Al |
根据上表中的实验现象完成下列问题:
(1)实验1、2中Al所作的电极是否相同?
________________________________________________________________________。
(2)指出铝和石墨的电极并写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式。
铝为( ):
________________________________________________________________________。
石墨为( ):
________________________________________________________________________。
电池总反应:
________________________________________________________________________。
(3)实验4中的铝作正极还是负极?________,为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)解释实验5中电流计指针偏向铝的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)根据实验结果总结:在原电池中金属铝作正极还是负极受到哪些因素的影响?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。