【題目】氫能被視為最具發(fā)歸力的清潔能源,開發(fā)新型儲(chǔ)氣材料是氫能利用的重要研究方向。請(qǐng)回答下列問題:

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___________,BC, N, O第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_________,CH4H2O、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為___________。

(2)(HB=NH)3,互為等電子體的有機(jī)分子為___________(填分子式)。

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)研宄中心的DattaPati等人借助ADF軟件對(duì)一種新 型環(huán)烯類儲(chǔ)氫材料(C16S8)進(jìn)行研宄,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。

①C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類型分別為___________。

相關(guān)鍵長數(shù)據(jù)如表所示:

化學(xué)鍵

C-S

C=S

C16S8中碳硫鍵

鍵長/pm

181

155

176

從表中數(shù)據(jù)看出,C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間,原因可能______________________。

③C16S8H2微粒間的作用力是___________

(2)有儲(chǔ)氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積結(jié)構(gòu),晶胞中Cu原子位于面心,Ag 原子位于頂點(diǎn),氫原子可進(jìn)到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中。該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(如圖)相似,該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為___________。

(3)MgH2是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料,其晶胞如上圖所示,該晶體的密度為agcm-3,則晶胞的體積為___________cm3(用含aNA的代數(shù)式表示,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

【答案】2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>H2O sp2、sp3 C6H6 C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì) 范德華力 Cu3AgH8

【解析】

Ⅰ(1)B的原子序數(shù)為5,根據(jù)電子排布規(guī)律1s22s22p1,價(jià)電子排布為2s22p1。BC、N、O同周期元素,其第一電離能越來越大,但是要考慮到半滿狀態(tài),N的價(jià)電子排布為2s22p3,為半滿,較穩(wěn)定,電離能會(huì)較大,所以排布為N>O>C>B。根據(jù)分子構(gòu)型以及電子對(duì)互斥理論,CO2為直線型分子,鍵角為180°,CH4為正四面體,鍵角為109.5°,H2OO的孤對(duì)電子會(huì)對(duì)造成O—H鍵擠壓,鍵角會(huì)小于109.5°,所以鍵角的排序?yàn)?/span>CO2>CH4>H2O;答案為2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>H2O;

2)等電子體,價(jià)電子和原子數(shù)都相等。有機(jī)物中含有C,恰好BN原子,在價(jià)電子和原子數(shù)上相等于2個(gè)C原子,則等電子體為(C2H2)3,為C6H6,答案為C6H6

Ⅱ(1) ①每個(gè)C原子周圍有3個(gè)C原子,有3個(gè)σ鍵,1個(gè)π鍵,C原子的雜化類型為sp2,每個(gè)S原子周邊有2根鍵,還有2對(duì)孤對(duì)電子,雜化類型為sp3,答案為sp2、sp3;

②C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間,C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì),才能讓鍵長介于單鍵和雙鍵之間,答案為C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì);

③C16S8H2均為分子,分子間的作用力為范德華力,答案為范德華力;

(2) 晶胞中Cu原子位于面心,Ag 原子位于頂點(diǎn),氫原子可進(jìn)到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中,那圖中空心的圈為儲(chǔ)藏的H原子,計(jì)算晶胞中的原子,Cu原子位于面心,為2個(gè)晶胞所共有,則每個(gè)晶胞中有個(gè)Cu原子。每個(gè)晶胞中Ag 原子位于頂點(diǎn),為8個(gè)晶胞所共有,有個(gè)Ag原子,空心的圈在晶胞中,為晶胞單獨(dú)擁有,每個(gè)晶胞中8個(gè)H原子,則化學(xué)式為Cu3AgH8。答案為Cu3AgH8

(3)根據(jù),根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)晶胞中在中心有1個(gè)Mg,為晶胞單獨(dú)所有, 8個(gè)頂點(diǎn)有8個(gè)Mg原子,為8個(gè)晶胞共有,則一共有個(gè)Mg原子。金屬氫化物儲(chǔ)氫材料的化學(xué)式為MgH2,則每個(gè)晶胞有2個(gè)Mg原子,4個(gè)H原子。,,,答案為。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲胺(CH3NH2)是合成太陽能敏化劑的原料。一定溫度下,在三個(gè)體積均為2.0 L的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)NH3(g) CH3NH2(g)H2O(g),測得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

容器編號(hào)

溫度/K

起始物質(zhì)的量(mol

平衡物質(zhì)的量mol

CH3OH

NH3

CH3NH2

H2O

CH3NH2

H2O

I

530

0.40

0.40

0

0

0.30

II

530

0.80

0.80

0

0

III

500

0

0

0.20

0.20

0.16

下列說法正確的是(  )

A. 正反應(yīng)的平衡常數(shù)K()K()<K()

B. 達(dá)到平衡時(shí),體系中c(CH3OH)關(guān)系:2c(CH3OH,Ⅰ)>c(CH3OH,Ⅱ)

C. 達(dá)到平衡時(shí),轉(zhuǎn)化率:α(NH3,Ⅰ)α(H2O,Ⅲ)<1

D. 530K時(shí),若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10 molNH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 molH2O 0.10 mol,則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】磷能形成多種含氧酸。

(1)一元中強(qiáng)酸次磷酸(H3PO2)是一種精細(xì)化工產(chǎn)品,向10 mL H3PO2溶液中加入10 mL等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液后,所得的溶液中只有H2PO2-、OH-兩種陰離子。

① 寫出H3PO2溶液與足量NaOH 溶液反應(yīng)后形成的正鹽的化學(xué)式:_______,該正鹽溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>____________。

② 若25℃時(shí),K (H3PO2) = 1×10-2,則0.01 mol · L-1的H3PO2溶液的pH =________。

(2)亞磷酸(H3PO3)是二元中強(qiáng)酸,25℃時(shí)亞磷酸的電離常數(shù)為K1= 3.7×10-2、K2=2.6×10-7。

試從電離平衡移動(dòng)的角度解釋K1、K2數(shù)據(jù)的差異______________。

(3) 25 ℃時(shí),HF的電離常數(shù)為K = 3.6×10-4; H3PO4的電離常數(shù)為K1=7.5×10-3,K2=6.2×10-8,K3=4.4×10-13。足量NaF溶液和H3PO4溶液反應(yīng)的離子方程式為______。

(4)相同溫度下,等物質(zhì)的量濃度的上述三種磷的含氧酸中。c(H+)由大到小的順序?yàn)?/span>______________________________________________________(用酸的分子式表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時(shí),用蒸餾水稀釋1mol/L的醋酸溶液至0.01mol/L,隨溶液的稀釋,下列各項(xiàng)中始終保持增大趨勢的是( )

A. c(H+)/c(CH3COOH) B. c(CH3COOH)/c(H+)

C. n(CH3COOH)/c(CH3COO-) D. c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氨浸菱鋅礦制備活性氧化鋅,成本低,選擇性好,其工藝流程如下:

(1)濾渣Ⅰ主要成分的化學(xué)式為___________

(2)浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金屬離子,可加入試劑Ⅰ除去,試劑Ⅰ為___________,在實(shí)際操作過程中加入量遠(yuǎn)高于理論量,可能的原因是___________

(3)過濾Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液,經(jīng)水蒸汽加熱法可析出堿式 [ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀,其反應(yīng)化學(xué)方程式為___________。

(4)蒸氨過程中會(huì)有部分氨氣逸出,可用電化學(xué)氣敏傳感器監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,原理如圖所示。負(fù)極的電極反應(yīng)為___________,假設(shè)蒸氨過程中逸出氨氣16.8L (標(biāo)準(zhǔn)狀況)進(jìn)入傳感器,另一極需要通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為___________。

(5)蒸氨完成時(shí),廢液中殘余氨含量需小于0.2mol/L,若殘余氨濃度過低,水蒸汽用量增大,回收氨水中氨濃度降低,不利于循環(huán)使用;若殘余氨濃度過高,會(huì)導(dǎo)致___________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖為一定條件下采用多孔惰性電極的儲(chǔ)氫電池充電裝置(忽略其他有機(jī)物)。已知儲(chǔ)氫裝置的電流效率×100%,下列說法不正確的是

A. 采用多孔電極增大了接觸面積,可降低電池能量損失

B. 過程中通過C-H鍵的斷裂實(shí)現(xiàn)氫的儲(chǔ)存

C. 生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6+6e-+6H+===C6H12

D. =75%,則參加反應(yīng)的苯為0.8mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,某容積固定的密閉容器由可移動(dòng)的活塞隔成A、B兩室,分別向AB兩室充入H2、O2的混合氣體和1 mol空氣,此時(shí)活塞的位置如圖所示。

(1)A室混合氣體的物質(zhì)的量為________,標(biāo)況下體積為________。

(2)實(shí)驗(yàn)測得A室混合氣體的質(zhì)量為34 g,則該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氦氣密度的________倍。若將AH2、O2的混合氣體點(diǎn)燃引爆,恢復(fù)原溫度后,最終活塞停留的位置在________刻度,容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與反應(yīng)前氣體壓強(qiáng)之比為________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】錳酸鋰離子蓄電池是第二代鋰離子動(dòng)力電池。一種以軟錳礦漿(主要成分為MnO2,含少量 Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備錳酸鋰的流程如下圖所示。

(1)溶浸生產(chǎn)中為提高SO2回收率可采取的措施有_________(填序號(hào))

a.不斷攪拌,使SO2和軟錳礦漿充分接觸

b.增大通入SO2的流速

c.減少軟錳礦漿的進(jìn)入量

d.減小通入SO2的流速

(2)已知:室溫下,Ksp[A1(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39 pH=7.1 時(shí) Mn(OH)2開始沉淀。氧化除雜時(shí)(室溫)除去MnSO4液中的Fe3+Al3+(使其濃度小于1× l0-6mol /L),需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_______

(3)由硫酸錳與K2S2O8溶液常溫下混合一周,慢慢得到球形二氧化錳(MnO2)。請(qǐng)寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________

(4)MnO2 Li2CO341的物質(zhì)的量比配料,混合攪拌,然后升溫至600750℃,制取產(chǎn)品LiMn2O4。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____________ 。

(5)錳酸鋰可充電電池的總反應(yīng)為:Li1-xMn2O4+LixCLiMn2O4+C(0x1)

①充電時(shí),電池的陽極反應(yīng)式為_________,若此時(shí)轉(zhuǎn)移lmole-,則石墨電極將增重______g

②廢舊錳酸鋰電池可能殘留有單質(zhì)鋰,拆解不當(dāng)易爆炸、著火,為了安全,對(duì)拆解環(huán)境的要求是________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】[化學(xué)——選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]

Prolitane是一種抗抑郁藥物,以芳香烴A為原料的合成路線如下:

請(qǐng)回答以下問題:

(1)D的化學(xué)名稱為___________,D→E的反應(yīng)類型為___________

(2)G的官能團(tuán)名稱為___________。

(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。

(4)F→G的化學(xué)方程式為______________________

(5)XD的同系物,分子比D分子少一個(gè)碳原子,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則滿足此條件的X共有___________(不含立體異構(gòu));其屮核磁共振氫譜顯示為5組峰,其峰面積比為32221,寫出符合該要求的的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:______________________。

(6)參照 Prolitane的合成路線,設(shè)計(jì)一條由苯和乙醇為原料制備苯甲酸乙酯的合成路線(其他無機(jī)試劑和溶劑任選)。____________________________________________

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案