(15分)最近科学家提出“绿色自由”构想:把含有大量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与氢气反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示:
(1)写出分解池中反应的化学方程式为_______________;
(2)在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出4947kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式_______________;
(3)已知合成塔中的反应是可逆的,根据平衡移动原理,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300℃的温度,其原因可能是_______________;
(4)“绿色自由”构想流程中常包括物质的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的物质除碳酸钾溶液外,还包括________(化学式)。
(5)300℃时,将CO和H2按1:3的体积比充入密闭容器中,CO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:
①若其他条件不变,将A点的体积压缩至原来的一半,一段时间后反应再达平衡是,与原平衡比较下列说法正确的是________。
A.CO2的浓度减小 |
B.正反应速率增大,逆反应速率减小 |
C.CO2和H2的体积比为1:3 |
D.CH3OH的体积分数增大 |
②将1.0molCO2和3.0molH2置于体积不变的密闭容器中,2min时反应达到平衡,此时体系总压强为0.10MPa,用H2表示的反应速率为1.2mol/(L·min),则密闭容器的体积是____L。
(6)甲醇可制作燃料电池。以氢氧化钾溶液为电解质的负极反应式是__________。当转移的电子的物质的量为_______mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
X、Y、Z三种元素,原子序数依次减小。X是第四周期主族元素,其部分电离能如图17所示;X、Y元素具有相同的最高正化合价;Z元素是形成化合物种类最多的元素。回答下列问题:
(1)已知Y元素的电负性为1.2,氮元素的电负性为3.0,则Y与氮形成的化合物的化学式为,该化合物的晶体类型为
(2)电负性:X ______Y(填“>”、“=”或“<”)。
(3)元素Z的一种氢化物(化学式为Z2H4)是重要的化工原料。有关Z2H4分子的说法正确的是__________(填字母)。
A.分子中含有氢键 |
B.分子中既含有极性键又含有非极性键 |
C.含有4个σ键和1个π键 |
D.属于非极性分子 |
(4)X的氧化物与钛(Ti)的氧化物相互作用,能形成钛酸盐,其晶体结构示意图如图18所示(X、Ti和O三种元素对应的离子分别位于立方体的体心、顶点和面心)。该晶体中,钛离子和周围________(填数字)个氧离子相紧邻。
(5)X的氧化物的熔点比Y的氧化物的熔点(填“高”或“低”),
原因是。
X、Y、Z、W、Q 五种元素原子序数依次增大,X原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z原子外围电子排布式为nsnnp2n,W原子核外的M层中只有两对成对电子,Q的核电荷数是Z与W的核电荷数之和。请回答下列问题:
(1)X、W的元素符号依次为、;
(2)写出Y2的电子式____________________;
(3)WZ2与XZ2分子的空间结构分别是和,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是(写分子式);
(4)Q在元素周期表区(填s、p、d、ds、f),其外围电子排布式为,在形成化合物时它的最高化合价为。
(1)氮元素基态原子核外未成对电子数为个;
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是_____________;
(3)某晶体的晶胞如图所示,X位于体心,Y位于4个面心,Z位于8个顶点,该晶体中 X、Y、Z的粒子个数比为______________;
(4)葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2+基态
电子排布式;葡萄糖分子中碳原子杂化方式有。
(5)某化合物其组成可用CoCl3·5NH3表示。把CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸银溶液,则析出AgCl沉淀。经测定,每1 mol CoCl3·5NH3只生成2 mol AgCl。请写出表示此配合物结构的化学式(钴的配位数为6)_____________________。
现有下列物质, 用编号填空回答下列各问题:
A.干冰 | B.金刚石 | C.氩 | D.过氧化钠 E.二氧化硅 F.氯化铵 |
(1)通过非极性键形成的晶体是 。
(2)固态时属于分子晶体的是 。
(3)由原子构成的分子晶体是 。
(4)含有非极性键的离子化合物是 。
(5)含有离子键、共价键、配位键的化合物是 。
氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为
(用a、b表示)。(2)负极反应式为 。
(3)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一,金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LiH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ,反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②已知LiH固体密度为 0.82g/cm3。用锂吸收 224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。
③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 。