题目内容
【题目】C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题:
(1)Si的原子核外价电子排布图为___________________________
(2)金刚石的结构是正四面体则其中的碳原子杂化方式是_______________
(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质
①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式____________________________;
②CO可以和很多金属形成配合物,如Ni(CO)4,Ni与CO之间的键型为__________;
③乙烯的分子是C2H4,是根据其结构推断是_________分子(填 “极性”或“非极性”)
(4)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比,已知Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060cm-1,CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143cm-1,则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度__________(填字母)
A.强 B.弱 C.相等 D.无法判断
【答案】略 sp3 直线形,共价键(或σ键与π键) 配位键 非极性 B
【解析】
(1)硅的原子核外价电子排布图为。
(2)金刚石的晶体中每个碳原子都和其他四个碳原子构成正四面体结构,碳原子的杂化方式为sp3。
(3)①CO2分子的空间构型是直线型,碳原子和每个氧原子之间都通过两对共用电子结合,形成碳氧双键,其中一个是σ键,一个是π键。故答案为:直线形,共价键(或σ键与π键)。
②金属配合物里,金属原子提供空轨道,CO提供孤电子对,Ni与CO之间形成配位键。
③乙烯是平面四边形结构,正负电荷中心重合,是非极性分子。
(4)碳氧键的红外伸缩振动频率与键的强度成正比, Ni(CO)4中碳氧键的伸缩振动频率为2060cm-1,小于CO分子中碳氧键的伸缩振动频率为2143cm-1,则Ni(CO)4中碳氧键的强度比CO分子中碳氧键的强度弱,故选B。
【题目】能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1
已知:①CH4、H2、CO的燃烧热(△H)分别为-a kJmol-1、-b kJmol-1、-c kJmol-1;
②H2O(l)=H2O(g);△H=+d kJmol-1
则△H1=____(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJmol-1。
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如表所示:
t/min | 0 | 1 | 3 | 5 |
n(H2)/mol | 8.0 | 5.4 | 4.0 | 4.0 |
①△H2____(填“>”“<”或“ = ”)0。
②下列说法正确的是____(填标号)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度
d.图中压强p1<p2
③03min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=____mol L-1·min-1。
④200℃时,该反应的平衡常数K=__。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2mol CO、2mol H2、2mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡___(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。