碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物有独特的性质和用途。请回答下列问题。
(1)碳原子核外电子有_____种不同的运动状态。碳原子的价电子在形成sp3杂化后,其轨道表达式为_____。
(2)写出一种CO32-的等电子体微粒的化学式_______,其空问构型为_______。
(3)有机物M()在一定条件下生成N()。
①沸点:M_____N (填“大于”或“小于”)。
②M中碳原子杂化类型为_____,不同杂化类型的碳原子数之比为_____。
③有机物N中除氢原子之外的其他原子的第一电离能由大到小的顺序为_____。
(4)已知CaCO3的热分解温度为900℃,SrCO3的热分解温度为1172℃,试从原子结构的角度解释CaCO3的热分解翻度低于SrCO3的原因_____________。
(5)石墨是碳的一种同素异形体,它的一种晶胞结构和部分晶胞参数如下图:
①原子坐标参数描述的是晶胞内原子间的相对位置。石墨晶胞中碳原子A、B的坐标参数分别为:A(0,0,0)、B(0,1,1/2)。则C原子的坐标参数为_______________。
②晶胞参数用以描述晶胞的大小和形状。已知石墨晶胞底边长为am ,层间距为dcm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨的密度为_____g·cm-3(写出表达式即可)。
铁及其化合物在工农业生产中有重要的作用。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJ/mol
③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(g) △H3=-1651.0kJ/mol
CO还原氧化铁的热化学方程式为_______________________。
(2)高炉炼铁产生的高炉气中含有CO、H2、CO2等气体,利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇,是减少污染、节约能源的一种新举措,反应原理如下:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H 。在体积不同的两个恒容密闭容器中分别充入1molCO和2moL H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如下图。
①在上图A、B、C三点中,选填下表物理且对应最大的点。
反应速率 | 平衡常数K | 平衡转化率a |
_________ | _________ | _________ |
②在300℃时,向C点平衡体系中再充入0.25molCO、0.5molH2和0.25mol的CH3OH,该反应向_________方向进行(城“正反应”、‘逆反应”或“不移动”)。
③一定温度下,CO的转化率与起始投料比[n(H2)/n(CO)]的变化关系如图所示,测得D点氢气的转化率为40%,则x=_____________。
(3)三氯化铁是一种重要的化合物,可以用来腐蚀电路板。某腐蚀废液中含有0.5mol·L-1Fe3+和0.26mol·L-1的Cu2+,欲使Fe3+完全沉淀[ c(Fe3+)≤4×l0-19]而Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为_________。[KspCu(OH)2=2.6×l0-19;KspFe(OH)3=4×l0-38〕
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,工业上通过电解浓NaOH 溶液可制备Na2FeO4,然后转化为K2FeO4,电解原理如下图所示。
则A溶液中溶质的成分为___________________(填化学式);阳极的电极反应式为_____________
氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水,在潮湿空气中易水解氧筑化,且在氯离子浓度较大的体系中存在CuCl+Cl-=[CuCl2]-。工业上用低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO等)制备CuCl的一种工艺流程如下:
回答下面问题:
(1)反应I中被氧化的元素有_________。(填元素符号)
(2)滤渣II的成分主要为MnCO3,写出除Mn2+的离于方程式_________。
(3)写出反应II中发生反应的离子方程式_________。
(4)在进行反应II时,通入的SO2一般都要适当过量,目的是_________。
(5)滤饼进行醇洗的目的是_________。
(6)在进行反应II时,当氯化钠用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减小,原因是_________。
(7)Cu2+的沉淀率是指转化为CuCl的n(Cu2+)占总的n(Cu2+)的百分比。在一定条件下Cu2+沉淀率与沉淀前的Cl-、Cu2+的物质的量之比[n(Cl-): n(Cu2+)]的关系如下图所示。CuCl+Cl- [CuCl2]-的平衡常数K=6.5×10-2,则该条件下Cu2+的最大沉淀率为_________。(保留两位小数)。
某同学类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他在实验室中选择以下装置对该反应能否发生进行了实验探究。
依据要求回答问题:
(1)二氧化碳的发生装置应选用上述装置中的______(填装置下方对应宇母),反应的化学方程式为________________。
(2)为达到实脸目的,选择上图中的装置,其连接顺序为:二氧化碳的发生装置→_____________。(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)检查装置气密性良好,装好药品后,打开弹簧夹,待装置中的空气排净后才能点燃酒精灯。能说明装置中空气已经排净的现象是_____________。
(4)该同学在制取CO2的过程中,向装置B中加入某酸后,发现固体与酸没有接触,为使反应顺利进行,下列可再加入的试剂是_____________。
A.稀硝酸 B.H2SO4溶液 C.苯 D. CCl4
(5)若反应过程中CO2足量,反应结束后,该同学对硬质玻璃管中生成的固体提出了以下猜想:①生成的固体物质为Na2CO3 ② 生成的固体物质为Na2CO3和C的混合物 ③生成的固体物质为Na2CO3和Na2O的混合物 ④生成的固体物质为Na2O和C的混合物。报告给老师后,老师认为可以排除其中的3种情况,老师排除的理由是________;则钠与CO2反应的化学方程式为____________。
(6)该同学经过反思,认为上述实验设计中存在缺陷。他查阅资料后得知,PdCl2溶液可以吸收CO,同时得到黑色的Pd。于是他在装置后加装一个盛PdCl2溶液的吸收装置,该装置中发生反应的化学方程式为____________。
25℃时,用浓度均为0.1mol·L-1的Na0H 溶液和盐酸分别滴定体积均为20mL、浓度均为0.1mol·L-1的HA溶液与BOH溶液。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A. HA为弱酸,BOH为强碱
B. a点时,溶液中粒子浓度存在关系:c(B+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(BOH)
C. b点时两种协液中水的电离程度相同.且V=20
D. c、d两点溶液混合后微粒之间存在关系:c(H+)= c(OH-)+c(BOH)
太阳能光电池由于具有充电快、寿命长等特点,适于很多特殊环境和场合,现已得到广泛应用。氮化稼(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 该装置系统中只存在两种能量转化
B. Cu电极上的电极反应为:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O
C. 离子交换膜为质子交换膜,H+从右池移向左池
D. 常温下,当装置中有lmolCH4生成时,GaN电极有44.8LO2生成(不考虑O2的溶解性〕