题目内容
【题目】石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构如图所示),可由石墨剥离而成。石墨烯的硬度极大,甚至超过了金刚石。下列说法正确的是 ( )
A. 石墨烯、石墨、金刚石、C60互为同位素
B. 石墨烯中碳原子个数与碳碳键数目之比为2:3
C. 石墨烯中碳原子采用sp3杂化
D. 石墨烯的熔点比C60低
【答案】B
【解析】A、石墨烯、石墨、金刚石、C60互为同素异形体,选项A错误;B.每个六角结构中分摊的碳原子数目,6×=2,分摊的化学键数是6×=3,碳原子数与C-C键数之比为2:3,选项B正确;C.石墨烯中每个碳原子形成3σ键,杂化方式为sp2杂化,墨烯中碳原子采用sp3杂化,选项C错误;D.石墨烯为原子晶体,C60为分子晶体,墨烯的熔点比C60高,选项D错误。答案选B。
【题目】党的十九大报告指出:要持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。当前空气质量检测的主要项目除了PM2.5外,还有CO、SO2、氮氧化物(NO和NO2)、O3等气体。
(1)汽车尾气中含有NO和CO气体,可利用催化剂对CO、NO进行催化转化反应:
2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H
①已知下列热化学方程式:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-2210kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ/mol
则△H=_________。
②在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如下图所示。在0~15min,以N2表示的该反应的平均速度v(N2)=________。若保持反应体系温度不变,20min时再容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将_____移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(2)在相同温度下,两个体积均为1L的恒容密闭容器中,发生CO、NO催化转化反应,有关物质的量如下表:
容器编号 | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | |||
NO | CO | N2 | CO2 | CO2 | |
I | 0.2 | 0.2 | 0 | 0 | a |
II | 0.3 | 0.3 | b | 0.1 | 0.2 |
①容器I中平衡后气体的压强为开始时的0.875倍,则a=________。
②容器II平衡时的气体压强为p,用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数K为________。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能破少NOx的排放。某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5对CO、NO催化转化进行研究。测得NO转化为N2的转化率随温度CO混存量的变化情况如图所示。
①在n(NO)/n(CO)=1条件下,最佳温度应控制在_______左右。
②若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为________。
③加入CO后NO转化为N2的转化率增大的原因是_______ (用平衡移动的原理解释)。
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为_______。