題目列表(包括答案和解析)
A、Li Na K Ru Cs 還原性依次增強,F Cl Br I At 氧化性依次減弱 | B、同一周期的元素最外層電子呈現出1-8的周期性變化但第一周期除外 | C、在金屬與非金屬的分界線附近發現高效催化劑材料 | D、元素性質的周期性是由原子結構(主要是半徑)的周期性決定 |
向一定量的K2CO3溶液中緩慢地滴加稀鹽酸,并不斷攪拌。隨著鹽酸的加入,溶液中離子數目也相應地發生變化,如下圖所示,各條曲線與溶液中離子數目的大致對應關系描述正確的是( )
A.NS:K+;
MP:H+; QR:C; OT:HC
; RU:Cl-
B.NS:K+;
MP:C;
OQR:HC
; OT:Cl-; RU:H+
C.NS:K+;
MP:Cl-; QR:H+; OT:HC; RU:C
D.NS:K+;
MP:H+; OQR:Cl-; OT:C; RU:HC
RuO4與C2H4、H2O2-H2O發生下列一系列反應:
①、②、⑤、⑥、⑦中加入H2O2-H2O,③、④中加入C2H4。A與B、E與F有相同的化學式,但是不屬于立體異構體。
、耪埉嫵錾蠄DA~F各字母所代表的化合物的結構式并標出Ru的氧化態。
⑵說明H2O2-H2O在上述系列反應中起哪些作用?
⑶H2O2與其它物質反應時,還能起什么作用?試用化學反應方程式說明。
(12分)車載甲醇質子交換膜燃料電池(PEMFC)將甲醇蒸氣轉化為氫氣的工 藝有兩種:(1)水蒸氣變換(重整)法;(2)空氣氧化法。兩種工藝都得 到副產品CO。
1.分別寫出這兩種工藝的化學方程式,通過計算,說明這兩種工藝的優缺點。有關資料(298 .15K)列于表3。
表3 物質的熱力學數據
物質 | ΔfHm | Sm |
CH3OH(g) | -200.66 | 239.81 |
CO2(g) | -393.51 | 213.64 |
CO(g) | -110.52 | 197.91 |
H2O(g) | -241.82 | 188.83 |
H2 (g) | 0 | 130.59 |
2.上述兩種工藝產生的少量CO會吸附在燃料電池的Pt或其他貴金屬催化劑表面,阻礙H2的吸附和電氧化,引起燃料電池放電性能急劇下降,為此,開發了除去CO的方法。現有一組實驗結果(500K)如表4。
表中PCO、PO2 分別為CO和O2的分壓;rco為以每秒每個催化劑Ru活性位上所消耗的CO分子數表示的CO的氧化速率。(1)求催化劑Ru上CO氧化反應分別對CO和O2的反應級數(取整數),寫出 速率方程。(2)固體Ru表面具有吸附氣體分子的能力,但是氣體分子只有碰到空活性位才可能發生吸附作用。當已吸附分子的熱運動的動能足以克服固體引力場的勢壘時,才能脫附,重新回到氣相。假設CO和O2的吸附與脫附互不影響,并且表面是均勻的,以θ表示氣體分子覆蓋活性位的百分數(覆蓋度),則氣體的吸附速率與氣體的壓力成正比,也與固體表面的空活性位數成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反應的一種機理如下:
其中kco,ads、 kco,des分別為CO在Ru的活性位上的吸附速率常數和脫附速率常數,ko2,ads為O2在Ru的活性位上的吸附速率常數。M表示Ru催化劑表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附強得多。試根據上述反應機理推導CO在催化劑Ru表面上氧化反應的速率方程(不考慮O2的脫附;也不考慮產物CO2的吸附),并與實驗結果比較。
3.有關物質的熱力學函數(298.15 K)如表5。
表5 物質的熱力學數據
物質 | ΔfHm | Sm |
H2 (g) | 0 | 130.59 |
O2(g) | 0 | 205.03 |
H2O (g) | -241.82 | 188.83 |
H2O (l) | -285.84 | 69.94 |
在373.15K,100kPa下,水的蒸發焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1,在298.15~3
73.15K間水的等壓熱容為75.6 J?K-1?mol-1。(1)將上述工藝得到的富氫氣體作為質子交換膜燃料電池的燃料。燃料電池的理論效率是指電池所能做的最大電功相對于燃料反應焓變的效率。在298.15K,100 kPa下,當1 molH2燃燒分別生成H2O(l) 和 H2O(g)時,計算燃料電池工作的理論效率,并分析兩者存在差別的原因。(2)若燃料電池在473.15 K、100 kPa下工作,其理論效率又為多少(可忽略焓 變和嫡變隨溫度的變化)?(3)說明(1)和(2)中的同一反應有不同理論效率的原因。
(12分)以下絡合物分別是1913年,1973年和2001年諾貝爾獎獲得者們研究過的“明星”分子,
1.Cis-[Co(en)2Cl2]+; 2.Cis-[Pt(en)Cl2];
3.[Rh(PPh3)3Cl]+ 4.[Ru(BINAP)Cl2]
5.[Rh((R,R)-DIPAMP)COD]+BF-4
式中 en為乙二胺;pph3為三苯基膦; COD為1,5-環辛二烯;
(R,R)-DIPAMP為
BINIP是一種手性雙膦配體
(S)-BINAP (R)-BINAP
試問:①.它們有什么主要用途②.哪些是手性絡合物,哪些不是?③請繪出手性絡合物的對映異構體示意圖和辨認非手性絡合物的對稱面。
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