題目列表(包括答案和解析)
A、Li Na K Ru Cs 還原性依次增強(qiáng),F(xiàn) Cl Br I At 氧化性依次減弱 | B、同一周期的元素最外層電子呈現(xiàn)出1-8的周期性變化但第一周期除外 | C、在金屬與非金屬的分界線附近發(fā)現(xiàn)高效催化劑材料 | D、元素性質(zhì)的周期性是由原子結(jié)構(gòu)(主要是半徑)的周期性決定 |
向一定量的K2CO3溶液中緩慢地滴加稀鹽酸,并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入,溶液中離子數(shù)目也相應(yīng)地發(fā)生變化,如下圖所示,各條曲線與溶液中離子數(shù)目的大致對應(yīng)關(guān)系描述正確的是( )
A.NS:K+; MP:H+; QR:C; OT:HC; RU:Cl-
B.NS:K+; MP:C; OQR:HC; OT:Cl-; RU:H+
C.NS:K+; MP:Cl-; QR:H+; OT:HC; RU:C
D.NS:K+; MP:H+; OQR:Cl-; OT:C; RU:HC
RuO4與C2H4、H2O2-H2O發(fā)生下列一系列反應(yīng):
、、②、⑤、⑥、⑦中加入H2O2-H2O,③、④中加入C2H4。A與B、E與F有相同的化學(xué)式,但是不屬于立體異構(gòu)體。
、耪埉嫵錾蠄DA~F各字母所代表的化合物的結(jié)構(gòu)式并標(biāo)出Ru的氧化態(tài)。
⑵說明H2O2-H2O在上述系列反應(yīng)中起哪些作用?
⑶H2O2與其它物質(zhì)反應(yīng)時,還能起什么作用?試用化學(xué)反應(yīng)方程式說明。
(12分)車載甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的工 藝有兩種:(1)水蒸氣變換(重整)法;(2)空氣氧化法。兩種工藝都得 到副產(chǎn)品CO。
1.分別寫出這兩種工藝的化學(xué)方程式,通過計算,說明這兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。有關(guān)資料(298 .15K)列于表3。
表3 物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)
物質(zhì) | ΔfHm/kJ?mol-1 | Sm/J?K-1?mol-1 |
CH3OH(g) | -200.66 | 239.81 |
CO2(g) | -393.51 | 213.64 |
CO(g) | -110.52 | 197.91 |
H2O(g) | -241.82 | 188.83 |
H2 (g) | 0 | 130.59 |
2.上述兩種工藝產(chǎn)生的少量CO會吸附在燃料電池的Pt或其他貴金屬催化劑表面,阻礙H2的吸附和電氧化,引起燃料電池放電性能急劇下降,為此,開發(fā)了除去CO的方法,F(xiàn)有一組實驗結(jié)果(500K)如表4。
表中PCO、PO2 分別為CO和O2的分壓;rco為以每秒每個催化劑Ru活性位上所消耗的CO分子數(shù)表示的CO的氧化速率。(1)求催化劑Ru上CO氧化反應(yīng)分別對CO和O2的反應(yīng)級數(shù)(取整數(shù)),寫出 速率方程。(2)固體Ru表面具有吸附氣體分子的能力,但是氣體分子只有碰到空活性位才可能發(fā)生吸附作用。當(dāng)已吸附分子的熱運(yùn)動的動能足以克服固體引力場的勢壘時,才能脫附,重新回到氣相。假設(shè)CO和O2的吸附與脫附互不影響,并且表面是均勻的,以θ表示氣體分子覆蓋活性位的百分?jǐn)?shù)(覆蓋度),則氣體的吸附速率與氣體的壓力成正比,也與固體表面的空活性位數(shù)成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反應(yīng)的一種機(jī)理如下:
其中kco,ads、 kco,des分別為CO在Ru的活性位上的吸附速率常數(shù)和脫附速率常數(shù),ko2,ads為O2在Ru的活性位上的吸附速率常數(shù)。M表示Ru催化劑表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附強(qiáng)得多。試根據(jù)上述反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)CO在催化劑Ru表面上氧化反應(yīng)的速率方程(不考慮O2的脫附;也不考慮產(chǎn)物CO2的吸附),并與實驗結(jié)果比較。
3.有關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)函數(shù)(298.15 K)如表5。
表5 物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)
物質(zhì) | ΔfHm/kJ?mol-1 | Sm/J?K-1?mol-1 |
H2 (g) | 0 | 130.59 |
O2(g) | 0 | 205.03 |
H2O (g) | -241.82 | 188.83 |
H2O (l) | -285.84 | 69.94 |
在373.15K,100kPa下,水的蒸發(fā)焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1,在298.15~3
73.15K間水的等壓熱容為75.6 J?K-1?mol-1。(1)將上述工藝得到的富氫氣體作為質(zhì)子交換膜燃料電池的燃料。燃料電池的理論效率是指電池所能做的最大電功相對于燃料反應(yīng)焓變的效率。在298.15K,100 kPa下,當(dāng)1 molH2燃燒分別生成H2O(l) 和 H2O(g)時,計算燃料電池工作的理論效率,并分析兩者存在差別的原因。(2)若燃料電池在473.15 K、100 kPa下工作,其理論效率又為多少(可忽略焓 變和嫡變隨溫度的變化)?(3)說明(1)和(2)中的同一反應(yīng)有不同理論效率的原因。
(12分)以下絡(luò)合物分別是1913年,1973年和2001年諾貝爾獎獲得者們研究過的“明星”分子,
1.Cis-[Co(en)2Cl2]+; 2.Cis-[Pt(en)Cl2];
3.[Rh(PPh3)3Cl]+ 4.[Ru(BINAP)Cl2]
5.[Rh((R,R)-DIPAMP)COD]+BF-4
式中 en為乙二胺;pph3為三苯基膦; COD為1,5-環(huán)辛二烯;
(R,R)-DIPAMP為
BINIP是一種手性雙膦配體
(S)-BINAP (R)-BINAP
試問:①.它們有什么主要用途②.哪些是手性絡(luò)合物,哪些不是?③請繪出手性絡(luò)合物的對映異構(gòu)體示意圖和辨認(rèn)非手性絡(luò)合物的對稱面。
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