【题目】碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途.请回答下列问题:
(1)基态碳原子核外电子有__种空间运动状态,其价电子排布图为__.
(2)光气的分子式为COCl2,又称碳酰氯,是一种重要的含碳化合物,判断其分子立体构型为__,其碳原子杂化轨道类型为_____杂化.
(3)碳酸盐在一定温度下会发生分解,实验证明碳酸盐的阳离子不同,分解温度不同,如下表所示:
碳酸盐 | MgCO3 | CaCO3 | BaCO3 | SrCO3 |
热分解温度/℃ | 402 | 900 | 1172 | 1360 |
阳离子半径/pm | 66 | 99 | 112 | 135 |
试解释为什么随着阳离子半径的增大,碳酸盐的分解温度逐步升高?。 ______________
(4)碳的一种同素异形体﹣﹣C60,又名足球烯,是一种高度对称的球碳分子.立方烷(分子式:C8H8结构是立方体:
是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子,而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体,该晶体的晶胞结构如图所示,立方烷分子填充在原C60晶体的分子间八面体空隙中.则该复合型分子晶体的组成用二者的分子式可表示为__。
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(5)碳的另一种同素异形体——石墨,其晶体结构如图所示,则石墨晶胞含碳原子个数为__个.已知石墨的密度为ρg·cm﹣3,C﹣C键长为rcm,阿伏加德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为__cm.
(6)金刚石和石墨的物理性质差异很大,其中:熔点较高的是___________,试从结构分析___________;硬度大的是___________,其结构原因是___________。
【题目】氮的氧化物是严重的大气污染物,可以通过以下方法处理:
Ⅰ.催化还原法:如在汽车排气管上安装一个催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=+180kJ/mol
化学键 | O=O | C=O | C≡O |
键能(kJ/mol) | 497 | 803 | 1072 |
则反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=________kJ/mol。
(2)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO,10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态,反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示。
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①该反应的平衡常数K的计算式为___________________;前10分钟内用氮气表示的反应速率为____________________。
②若保持温度不变,15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,则此时反应的
ν正________ν逆(填“>”、“=”或“<”)。
③若保持其他条件不变,15min时压缩容器的体积至0.5L,20分钟时反应重新达到平衡,NO的浓度对应的点应是图1中的________(填字母)。
④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂,NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是_________________________________________。
Ⅱ.利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,其原理如图3,该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用,石墨Ⅱ是电池的___极,石墨Ⅰ附近发生的反应电极反应式为______________________相同条件下,消耗的O2和 NO2的体积比为__________。