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【题目】金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。己知:电池的 “理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )

A. 采用多孔电极的目的是提髙电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面

B. 比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池,Al -空气电池的理论比能量最高

C. M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-=4M(OH)n

D. 在M-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜

【答案】C

【解析】A.反应物接触面积越大,反应速率越快,所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面,从而提高反应速率,故A正确;B.电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能,则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多,假设质量都是1g时,这三种金属转移电子物质的量分别为×2= mol、×3=mol、×2=mol,所以Al-空气电池的理论比能量最高,故B正确;C.正极上氧气得电子和水反应生成OH-,因为是不阴离子交换膜,所以阳离子不能进入正极区域,则正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故C错误;D.负极上Mg失电子生成Mg2+,为防止负极区沉积Mg(OH)2,则阴极区溶液不能含有大量OH-,所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜,故D正确;故选C。

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【题目】[化学——选修3:物质结构与性质]

已知A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次递增。B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同。D原子最外层电子数为次外层电子数的3倍。E与D位于同一主族。A、B、D三种元素组成的一种化合物X是新装修居室中常含有的一种有害气体。由A、C、D、E、F五种元素按照原子个数比为14∶4∶5∶1∶1形成的化合物Y为深蓝色晶体。

回答下列问题:

(1) 基态E原子的价电子排布图为_____________________

(2) 形成化合物Y的五种元素中第一电离能最大的是__________;电负性最大的是________(填元素符号)。

(3) 化合物X中心原子的杂化方式为________,X分子中的两种键角的大小关系是_________________(用∠XYZ表示,X、Y、Z代表元素符号)。

(4) C2D分子的立体结构为________________;A分别与B、C形成的简单化合物熔、沸点由高到低顺序为________(用化学式表示),简单说明原因_________________

(5) 晶体Y中存在的化学键类型有_____________________。(填代号)

A、离子键  B、非极性共价键 C、配位键 D、氢键 E、σ键  F、金属键

(6) 下图是D、F两种元素形成的化合物的晶胞结构示意图,F的配位数是_______________;已知晶胞中最近的两个D原子间距离为a nm,阿伏伽德罗常数用NA表示,则该晶体的密度为__________g/cm3(用含aNA的表达式表示)。

【题目】以天然气代替石油生产液体燃料和基础化学品是当前化学研究和发展的重点。

(1)我国科学家创造性地构建了硅化物晶格限域的单中心铁催化剂,成功实现了甲烷一步高效生产乙烯、芳香烃Y和芳香烃Z等重要化工原料,实现了CO2的零排放,碳原子利用率达100%。已知Y、Z的相对分子质量分别为78、128,其一氯代物分别有1种和2种。

有关化学键键能数据如表中所示:

化学键

H-H

C=C

C-C

C≡C

C-H

E(kJ/mol)

436

615

347.7

812

413.4

写出甲烷一步生成乙烯的热化学方程式:_________________________,反应中硅化物晶格限域的单中心铁催化剂的作用是________________________;

已知:原子利用率=期望产物总质量/反应物总质量×100%,则甲烷生成芳香烃Y的原子利用率为___________;

生成1 mol Z产生的H2约合标准状况下________L。

(2)如图为乙烯气相直接水合法制备乙醇过程中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)n(C2H4)=11]

若p2=8.0 MPa,列式计算A点的平衡常数Kp=____________(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数;结果保留到小数点后两位);

该反应为__________(填“吸热”或“放热”)反应,图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小关系为____________,理由是________________;

气相直接水合法常采用的工艺条件:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度为290,压强为6.9 MPa,n(H2O)n(C2H4)=0.61。乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有______________(任写两条)。

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