【題目】2017年5月海底天然氣水合物(俗稱(chēng)“可燃冰”)試采成功,這是我國(guó)能源開(kāi)發(fā)的一次歷史性突破。一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成如下圖所示的籠狀結(jié)構(gòu)(表面的小球是水分子,內(nèi)部的大球是CH4分子或CO2分子;“可燃冰”是CH4與H2O形成的水合物),其相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表。
(1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>_______;碳原子的最高能級(jí)的符號(hào)是_______,其電子云形狀是_______。
(2)CO2分子中碳原子的雜化軌道類(lèi)型為_______,分子的立體構(gòu)型為_____。CO2與SO2相同條件下在水中的溶解度較大的是SO2,理由是________。
(3)為開(kāi)采海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析,該設(shè)想的依據(jù)是_______。
(4)“可燃冰”中分子間存在的作用力是氫鍵和_________,上圖中最小的環(huán)中連接的原子總數(shù)是_______。
(5)水在不同的溫度和壓力條件下可形成11種不同結(jié)構(gòu)的晶體,密度從比水輕的0.92g/cm3到約為水的1.5 倍。冰是人們迄今已知的由一種簡(jiǎn)單分子堆積出結(jié)構(gòu)花樣最多的化合物。其中冰- Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)為一個(gè)如圖所示的立方晶胞,每個(gè)水分子與周?chē)?個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合。設(shè)O-H…O距離為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該冰- Ⅶ晶體的密度為____ g/cm3(列出計(jì)算式即可)。
【答案】 O>C>H 2p 啞鈴形 sp 直線型 SO2為極性分子,CO2為非極性分子,H2O為極性溶劑,極性分子易溶于極性溶劑,故SO2的溶解度較大 CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑,且與H2O的結(jié)合力大于CH4 范德華力 10
【解析】(1)一般來(lái)說(shuō),元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越強(qiáng),所以順序?yàn)椋篛>C>H。碳為第6號(hào)元素,原子核外有6個(gè)電子,其最高能級(jí)為2p。p電子云的形狀是啞鈴形。
(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,CO2的中心原子C的價(jià)電子對(duì)為2+(4-2×2)=2對(duì),所以CO2的空間構(gòu)型為直線型,C的雜化類(lèi)型為sp雜化。CO2為直線型分子,所以是非極性分子,而SO2為折線形,所以是極性分子,根據(jù)相似相溶的原理,SO2在極性溶劑(水)中的溶解度更大。
(3)已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表,得到CO2分子的直徑小于空腔直徑,可以嵌入籠狀結(jié)構(gòu)中,同時(shí)二氧化碳與水分子的結(jié)合能高于甲烷,說(shuō)明二氧化碳更易于與水結(jié)合,有可能將已經(jīng)嵌入籠中的甲烷置換出來(lái)。
(4)分子之間存在的力除氫鍵以外,只可能是范德華力。圖中最小的環(huán)是由5個(gè)水分子通過(guò)氫鍵構(gòu)成的,其結(jié)構(gòu)為,其中虛線代表氫鍵,實(shí)線代表共價(jià)鍵,所以最小的環(huán)中連接的原子為10個(gè)。
(5)該晶胞中含有的水分子為:8× + 1×1=2個(gè),所以晶胞的質(zhì)量為2×18÷NA= g。從圖中得到O-H…O距離為該立方體晶胞的體對(duì)角線長(zhǎng)度的一半,所以得到該晶胞的邊長(zhǎng)為,所以密度為 g/cm3。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用0.1mol/l的Na2SO3溶液40mL,恰好將0.002mol的X2O42-還原,Na2SO3被氧化成Na2SO4 則元素X在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)是( )
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
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【題目】蒸餾是實(shí)驗(yàn)室制備蒸餾水的常用方法,如圖所示兩個(gè)裝置都可以制取蒸餾水。
(1)圖Ⅰ是實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的常用裝置,儀器A、B的名稱(chēng)分別是:
A_________、B___________
(2)溫度計(jì)水銀球應(yīng)置于_________________________
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)A 中除加入一定量的自來(lái)水外,還需加入少量________,其作用是___________。
(4)圖Ⅱ裝置也可用于少量蒸餾水的制。訜峒肮潭▋x器略),其原理與圖I完全相同。該裝置中使用的玻璃導(dǎo)管較長(zhǎng)。其作用是________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮化鋁廣泛應(yīng)用于電子陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。在一定條件下,AlN可通過(guò)以下反應(yīng)合成:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。有關(guān)該反應(yīng)下列敘述正確的是
A. AlN中氮的化合價(jià)為-3 B. 上述反應(yīng)中,每消耗1 mol N2需轉(zhuǎn)移3 mol電子
C. AlN的摩爾質(zhì)量為41 g D. 上述反應(yīng)中,N2是還原劑,Al2O3是氧化劑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】寫(xiě)出下列對(duì)應(yīng)的化學(xué)符號(hào)
(1)2個(gè)硝酸根離子__________
(2)鐵銹的主要成分________ 熟石灰的化學(xué)式________
(3)硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖__________硫化鈉中硫元素的化合價(jià)________
(4)除去氯化鈉溶液中的氫氧化鈉和碳酸鈉,可加入的試劑是________反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________;________;
(5)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式__________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列事實(shí)不能用鍵能的大小來(lái)解釋的是 ( )
A.N元素的電負(fù)性較大,但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
B.稀有氣體一般難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱
D.F2比O2更容易與H2反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列化學(xué)用語(yǔ)正確的是
A. NaHCO3的水解:HCO3-+H2OH3O++CO32-
B. 醋酸的電離:CH3COOH=CH3COO-+H+
C. 碳酸鈣的溶解平衡:CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)
D. H2的燃燒熱為285.8 kJ/mol,則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-285.8 kJ/mol
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】煤炭燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的SO2,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=+218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅱ)
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)假設(shè)某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖正確的是_____________。
(2)通過(guò)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系中氣體濃度的變化可判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時(shí)發(fā)生,理由是 ______________。
(3)在溫度、容積相同且不變的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如圖二(已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H=196.6kJ·mol-1)
A.2c1______c3 B.a+b______196.6 C.2p2______p3 D.α1+α3______1(填>,=,<)
(4) “亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2。室溫條件下,將煙氣通入氨水溶液中,測(cè)得溶液pH與含硫組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖三所示。
請(qǐng)寫(xiě)出a點(diǎn)時(shí)n(HSO3-):n(H2SO3)=______,b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7,則n(NH4+):n(HSO3-)=___。
(5)催化氧化法去除NO,一定條件下,用NH3消除NO污染,其反應(yīng)原理為4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同溫度條件下,n(NH3):n(NO)的物質(zhì)的量之比分別為4:l、3:l、1:3時(shí),得到NO脫除率曲線如圖四所示:
①曲線c對(duì)應(yīng)NH3與NO的物質(zhì)的量之比是______。
② 曲線a中NO的起始濃度為6×10-4mg/m3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.8s,該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為_____mg/(m3·s)。
(6)已知Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,向0.4mol/LNa2SO4的溶液中加入足量BaCO3粉末(忽略體積變化),充分?jǐn)嚢,發(fā)生反應(yīng)SO (aq)+BaCO3 (s) BaSO4 (s)+CO (aq) 靜置后沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡。此時(shí)溶液中的c(SO)=________mol·L-1(小數(shù)點(diǎn)后兩位).
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