【題目】氫能被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉,開(kāi)發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能利用的重要研究方向。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲(chǔ)氫材料,可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB=NH)3通過(guò)如下反應(yīng)制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。
(1)基態(tài)B原子的價(jià)電子排布式為_____,B、C、N、O第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_____,CH4、NH3、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為_____。
Ⅱ.氫氣的安全貯存和運(yùn)輸是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。
(1)印度尼赫魯先進(jìn)科學(xué)研究中心的Datta和Pati等人借助ADF軟件對(duì)一種新型環(huán)烯類(lèi)儲(chǔ)氫材料(C16S8)進(jìn)行研究,從理論角度證明這種材料的分子呈平面結(jié)構(gòu)(如圖),每個(gè)雜環(huán)平面上下兩側(cè)最多可吸附10個(gè)H2分子。
①S的基態(tài)原子中能量最高的電子,其原子軌道呈_____形。
②C16S8與H2微粒間的作用力是_____。
③C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類(lèi)型分別為_____。
【答案】2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>NH3 啞鈴形(紡錘形) 范德華力(分子間作用力) sp2、sp3
【解析】
Ⅰ.(1)B是5號(hào)元素,核外有5個(gè)電子,根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)該原子的價(jià)電子排布式為2s22p1。同一周期電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì),但是第ⅡA族、第ⅤA族的第一電離能大于其相鄰元素,所以B、C、N、O第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>N>O>C>B。CH4、NH3、CO2的空間構(gòu)型分別為正四面體、三角錐形、直線形,孤電子對(duì)之間的排斥力>孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)之間的排斥力>成鍵電子對(duì)之間的排斥力,這三種分子孤電子對(duì)個(gè)數(shù)分別是0、1、0,結(jié)合其空間構(gòu)型判斷鍵角由大到小的順序排列為CO2>CH4>NH3。故本題答案為:2s22p1;N>O>C>B;CO2>CH4>NH3;
Ⅱ.(1)①S元素位于第三周期,第ⅥA族,價(jià)電子排布式為3s23p4,能量最高的能級(jí)是3p,其原子軌道呈啞鈴形(紡錘形),故本題答案為:?jiǎn)♀徯?/span>(紡錘形);
②C16S8與H2都是分子晶體,微粒間的作用力是范德華力(分子間作用力),故本題答案為:范德華力(分子間作用力);
③根據(jù)上圖可知,C原子采取sp2雜化,S原子采取sp3雜化,故本題答案為:sp2、sp3。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)學(xué)者最近研發(fā)一種新型鋁—石墨烯電池,其負(fù)極是金屬鋁,正極是石墨烯(Cn)薄膜,電解質(zhì)為陽(yáng)離子(EMI+)與陰離子()組成的離子液體,該電池的工作原理如圖。已知能量密度是指一定質(zhì)量物質(zhì)中儲(chǔ)存能量的大小。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.該鋁電極電池比鋰電極電池的能量密度低
B.石墨烯電極的比表面積大,充放電性能優(yōu)于石墨電極
C.充電時(shí),有機(jī)陽(yáng)離子(EMI+)向鋁電極移動(dòng)
D.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Al+7Clˉ-6eˉ=Al2Cl
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫化氫(H2S)是一種無(wú)色具有臭雞蛋氣味、能溶于水的高毒性的化合物,其廣泛存在化石燃料加工的尾氣中。為避免污染環(huán)境,可用活性炭材料進(jìn)行脫硫,脫硫的方法有物理吸附法、化學(xué)吸附法和氧化法。
(1)物理吸附法:
物理吸附法是先將尾氣緩緩?fù)ㄟ^(guò)活性炭,將H2S從尾氣中轉(zhuǎn)移到活性炭的微孔或表面,這是利用活性炭的___性。
(2)氧化法:
利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O),將H2S氧化成S而除去,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___。
(3)化學(xué)吸附法:
①利用H2S能溶于水,形成硫化氫溶液,更易被活性炭吸附。若0.1molL-1H2S的pH約為4,則H2S在水溶液中的電離方程式是___,被吸附的離子主要有___。
②工業(yè)生產(chǎn)中用CuCl2溶液處理活性炭的工藝稱(chēng)為活性炭的改性,改性后的活性炭能提高化學(xué)吸附法中H2S的吸收量。
i.用不同濃度的CuCl2溶液改性后的活性炭對(duì)H2S吸附量的影響如圖所示。隨著CuCl2溶液濃度的升高,活性炭對(duì)硫化氫吸附量不再增加,原因是過(guò)多金屬離子阻塞活性炭?jī)?nèi)部的微孔結(jié)構(gòu),導(dǎo)致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭,能提高H2S吸附量的原因是___(用離子方程式表示)。
ii.水膜處理對(duì)活性炭吸附H2S量也有影響。測(cè)定含水量不同時(shí),活性炭對(duì)硫化氫吸附量的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。
載水率(%) | 0 | 5.32 | 10.23 | 15.33 | 20.19 |
吸附量(mg/g—活性炭) | 19.62 | 21.52 | 32.42 | 31.28 | 30.78 |
注:載水率即單位質(zhì)量的活性炭吸附水的質(zhì)量。
活性炭載水率為10%以上時(shí),吸附量降低,其可能的原因是___。
(4)下列關(guān)于活性炭處理H2S尾氣的說(shuō)法正確的是___(選填字母序號(hào))。
a.化學(xué)吸附過(guò)程中存在著電離平衡的移動(dòng)
b.活性炭改性時(shí),CuCl2溶液的濃度越大,H2S的吸附量越大
c.其他條件相同時(shí),低溫、緩慢通入尾氣更有利于H2S的物理吸附
d.適當(dāng)提高活性炭的載水率,可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附離子比吸附分子能力更強(qiáng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是,它可以通過(guò)不同的反應(yīng)得到下列物質(zhì):
B. C. D.。
(1)有機(jī)物A分別與足量的Na、NaOH、NaHCO3反應(yīng)時(shí),消耗三者物質(zhì)的量之比為___。
(2)寫(xiě)出B的分子式___。
(3)寫(xiě)出由A制取C的化學(xué)方程式___,反應(yīng)類(lèi)型___。
(4)由D也可以制取C,寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的方程式___。
(5)具備以下條件A的同分異構(gòu)體有___種。
①能水解且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
②遇三氯化鐵溶液顯色
③苯環(huán)上有三個(gè)取代基
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列對(duì)分子的性質(zhì)的解釋中,正確的是( )
A.常溫下水很穩(wěn)定(1000℃以上才會(huì)部分分解),因?yàn)樗泻写罅繗滏I
B.該分子含有1個(gè)手性碳原子
C.含有極性鍵的分子一定是極性分子
D.由圖知酸性:H3PO4>HClO,因?yàn)?/span>H3PO4的非羥基氧原子數(shù)大于次氯酸的非羥基氧原子數(shù)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于價(jià)電子排布式為3s23p4的粒子的描述正確的是( )
A. 它的原子核外有三種形狀不同的電子云
B. 它的原子核外電子共有16種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
C. 它可與H2反應(yīng)生成常溫時(shí)的液態(tài)化合物
D. 該原子的軌道表示式為
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是( )
A.飽和Na2CO3溶液與CaSO4固體反應(yīng):CO+CaSO4=CaCO3+SO
B.酸化NaIO3和NaI的溶液混合:I-+IO+6H+=I2+3H2O
C.KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應(yīng):3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO+3Cl-+4H++H2O
D.電解飽和食鹽水:2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮的固定一直是科學(xué)家研究的重要課題,合成氨則是人工固氮比較成熟的技術(shù),其原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
在不同溫度、壓強(qiáng)和相同催化劑條件下,初始時(shí)N2、H2分別為0.1mol、0.3mol時(shí),平衡后混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)(φ)如圖所示。
①其中,p1、p2和p3由大到小的順序是___,其原因是___。
②若分別用vA(N2)和vB(N2)表示從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)平衡狀態(tài)A、B時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率,則vA(N2)___vB(N2)(填“>”“<”或“=”)。
③若在250℃、p1為105Pa條件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器的體積為1L,則該條件下B點(diǎn)N2的分壓p(N2)為___Pa(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留一位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某無(wú)色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、K+、NO,加入鋁粉后,只產(chǎn)生H2,為探究該溶液中存在的離子,某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
(1)甲同學(xué)分析“若H+大量存在,則NO就不能大量存在”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)如下:
裝置 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)初始,未見(jiàn)明顯現(xiàn)象 Ⅱ.過(guò)一會(huì)兒,出現(xiàn)氣泡,液面上方出現(xiàn)淺棕色氣體 Ⅲ.試管變熱,溶液沸騰 |
①現(xiàn)象Ⅲ產(chǎn)生的原因___。
②根據(jù)現(xiàn)象Ⅱ,推測(cè)溶液中產(chǎn)生了NO,為進(jìn)一步確認(rèn),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn) | 內(nèi)容 | 現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)1 | 將濕潤(rùn)KI—淀粉試紙置于空氣中 | 試紙未變藍(lán) |
實(shí)驗(yàn)2 | 用濕潤(rùn)KI—淀粉試紙檢驗(yàn)淺棕色氣體 | 試紙變藍(lán) |
實(shí)驗(yàn)1、2說(shuō)明反應(yīng)生成了NO。
請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋氣體變?yōu)闇\棕色的原因___。
(2)乙同學(xué)分析“若OH-大量存在,NO也可能不大量存在”,重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)如下:
裝置 | 現(xiàn)象 |
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)初始,未見(jiàn)明顯現(xiàn)象 Ⅱ.過(guò)一會(huì)兒,出現(xiàn)氣泡,有刺激性氣味 |
為確認(rèn):"刺激性氣味”氣體,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):用濕潤(rùn)KI—淀粉試紙檢驗(yàn),未變藍(lán);用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙變藍(lán)。
產(chǎn)生該刺激性氣味氣體的離子方程式是___。
(3)甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)初始時(shí)均未見(jiàn)明顯現(xiàn)象的原因是___。
(4)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)分析,該溶液中一定大量存在的離子是___。
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