题目列表(包括答案和解析)
A、Li Na K Ru Cs 还原性依次增强,F Cl Br I At 氧化性依次减弱 | B、同一周期的元素最外层电子呈现出1-8的周期性变化但第一周期除外 | C、在金属与非金属的分界线附近发现高效催化剂材料 | D、元素性质的周期性是由原子结构(主要是半径)的周期性决定 |
向一定量的K2CO3溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中离子数目也相应地发生变化,如下图所示,各条曲线与溶液中离子数目的大致对应关系描述正确的是( )
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与C2H4、H2O2-H2O发生下列一系列反应:
①、②、⑤、⑥、⑦中加入H2O2-H2O,③、④中加入C2H4。A与B、E与F有相同的化学式,但是不属于立体异构体。
⑴请画出上图A~F各字母所代表的化合物的结构式并标出Ru的氧化态。
⑵说明H2O2-H2O在上述系列反应中起哪些作用?
⑶H2O2与其它物质反应时,还能起什么作用?试用化学反应方程式说明。
(12分)车载甲醇质子交换膜燃料电池(PEMFC)将甲醇蒸气转化为氢气的工 艺有两种:(1)水蒸气变换(重整)法;(2)空气氧化法。两种工艺都得 到副产品CO。
1.分别写出这两种工艺的化学方程式,通过计算,说明这两种工艺的优缺点。有关资料(298 .15K)列于表3。
表3 物质的热力学数据
物质 | 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.上述两种工艺产生的少量CO会吸附在燃料电池的Pt或其他贵金属催化剂表面,阻碍H2的吸附和电氧化,引起燃料电池放电性能急剧下降,为此,开发了除去CO的方法。现有一组实验结果(500K)如表4。
表中PCO、PO2 分别为CO和O2的分压;rco为以每秒每个催化剂Ru活性位上所消耗的CO分子数表示的CO的氧化速率。(1)求催化剂Ru上CO氧化反应分别对CO和O2的反应级数(取整数),写出 速率方程。(2)固体Ru表面具有吸附气体分子的能力,但是气体分子只有碰到空活性位才可能发生吸附作用。当已吸附分子的热运动的动能足以克服固体引力场的势垒时,才能脱附,重新回到气相。假设CO和O2的吸附与脱附互不影响,并且表面是均匀的,以θ表示气体分子覆盖活性位的百分数(覆盖度),则气体的吸附速率与气体的压力成正比,也与固体表面的空活性位数成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反应的一种机理如下:
其中kco,ads、 kco,des分别为CO在Ru的活性位上的吸附速率常数和脱附速率常数,ko2,ads为O2在Ru的活性位上的吸附速率常数。M表示Ru催化剂表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附强得多。试根据上述反应机理推导CO在催化剂Ru表面上氧化反应的速率方程(不考虑O2的脱附;也不考虑产物CO2的吸附),并与实验结果比较。
3.有关物质的热力学函数(298.15 K)如表5。
表5 物质的热力学数据
物质 | 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,水的蒸发焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1,在298.15~3
73.15K间水的等压热容为75.6 J?K-1?mol-1。(1)将上述工艺得到的富氢气体作为质子交换膜燃料电池的燃料。燃料电池的理论效率是指电池所能做的最大电功相对于燃料反应焓变的效率。在298.15K,100 kPa下,当1 molH2燃烧分别生成H2O(l) 和 H2O(g)时,计算燃料电池工作的理论效率,并分析两者存在差别的原因。(2)若燃料电池在473.15 K、100 kPa下工作,其理论效率又为多少(可忽略焓 变和嫡变随温度的变化)?(3)说明(1)和(2)中的同一反应有不同理论效率的原因。
(12分)以下络合物分别是1913年,1973年和2001年诺贝尔奖获得者们研究过的“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为乙二胺;pph3为三苯基膦; COD为1,5-环辛二烯;
(R,R)-DIPAMP为
BINIP是一种手性双膦配体
(S)-BINAP (R)-BINAP
试问:①.它们有什么主要用途②.哪些是手性络合物,哪些不是?③请绘出手性络合物的对映异构体示意图和辨认非手性络合物的对称面。
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