题目内容
[化学—选修3:物质结构与性质]碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是 。
(3)C2H2 分子中,共价键的类型有 ,C 原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与C2H2具有相同空间构型含碳无机物分子的分子式 。
( 4 )CO 能与金属Fe、Ni分别形成Fe(CO)5、Ni(CO)4,Fe(CO)5中Fe元素的原子核外电子排布为 ,Ni(CO)4是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂推测Ni(CO)4是 晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①石墨烯晶体中,每个C 原子连接 个六元环,每个六元环占有 个C 原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接 个六元环,六元环中最多有 个C原子在同一平面。
下列根据实验操作和现象所得出的结论不正确的是( )
选项 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
A | 向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液 | 生成白色沉淀 | 该溶液中不一定含有SO42﹣ |
B | FeCl2溶液中,滴加KSCN溶液和溴水 | 滴加KSCN溶液,无明显变化;滴加溴水后,溶液变红 | 氧化性:Br2>Fe3+ |
C | 取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸 | 产生无色气体 | Na2O2没有变质 |
D | 将一片铝箔置于酒精灯外焰上灼烧 | 铝箔熔化但不滴落 | 铝箔表面有致密Al2O3薄膜,且Al2O3熔点高于Al |
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)已知:① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73 kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式 。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图:
①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图。
②某温度下,将2.0 mol CO2(g)和6.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是 。
A. P3>P2,T3>T2 B. P1>P3,T1>T3
C. P2>P4,T4>T2 D. P1>P4,T2>T3
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
该反应的平衡常数的表达式为:
该反应的正反应方向是 反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下CO的平衡转化率为 。