【选修3:物质结构与性质】(13分)某钙钛型复合氧化物(如图),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化(巨磁电阻效应)。
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(1)用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式 。在图中,与A原子配位的氧原子数目为 。
(2)基态Cr原子的核外电子排布式为 ,其中电子的运动状态有 种。
(3)某些钙钛型复合氧化物能够催化NO直接分解为N2和O2,N和O的基态原子中,未成对的电子数目比为 。
(4)下表是几种碳酸盐的热分解温度和阳离子半径
碳酸盐 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 |
热分解温度/℃ | 900 | 1172 | 1360 |
阳离子半径/pm | 99 | 112 | 135 |
请解释碳酸钙热分解温度最低的原因:_____________。
(5)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏伽德罗常数。对金属钙的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,金属钙的密度为 g·cm-3(用含a和NA的式子表示)。
(8分) 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
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(1)已知:
化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
键能/kJ·molˉ1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
计算上述反应的△H=________ kJ·mol-1。
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数Kp=___________(用α等符号表示)。
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
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①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实 ___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。