题目内容
【题目】钠和铜的单质及其化合物在社会实际中有着广泛的应用。
(1)NaCl晶体的晶胞结构如图所示,每个NaCl的晶胞中含有的阴离子的个数为__,阳离子周围最近且等距离得阴离子的个数为__。
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(2)碘化钠溶液和硫酸铜溶液能反应生成一种铜的碘化物A(白色沉淀),A的晶胞如右图所示,则A的化学式是__,A中铜元素的化合价为__。
(3)向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,再滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀,该物质中的NH3通过___键与中心离子Cu2+结合,NH3分子中N原子的杂化方式是__。与NH3分子互为等电子体的一种阳离子是__。
【答案】4 6 CuI +1 配位 sp3 H3O+或Na+或Mg2+或Al3+
【解析】
(1)利用均摊法计算晶胞中含有的钠离子和氯离子数目;
(2)利用均摊法计算晶胞中含有的铜离子和碘离子数目,得到A的化学式,从而确定铜的化合价;
(3)NH3中N原子提供孤对电子,Cu2+提供空轨道,形成配位键;NH3分子中孤对电子数为1,成键数为3,与NH3分子互为等电子体的一种微粒具有相同的价电子数和原子数;
(1)黑色球表示氯离子,白色球表示钠离子,钠离子数目=1+12×
=4,氯离子数目=
=4,所以每个NaCl晶胞中含有的Na+离子和Cl离子的数目分别是4、4,一个钠离子周围是6个氯离子,所以配位数为6,故答案为:4;6;
(2)A的晶胞如图所示,黑色球的个数是
=4,白球为4个,所以A的化学式是CuI,A中铜元素是+1价,故答案为:CuI ;+1;
(3)NH3中N原子提供孤对电子,Cu2+提供空轨道,二者形成配位键,NH3分子中孤对电子数为1,成键数为3,则N原子的杂化方式为sp3;与NH3分子互为等电子体的一种微粒具有相同的价电子数8和原子数4,微粒为PH3或H3O+等,故答案为:配位;sp3;PH3或H3O+等。
【题目】一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[
=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
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①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
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催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2
CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
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①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。