【题目】金刚石、石墨烯和都是碳的同素异形体,其结构示意图如图:
(1)金刚石属立方晶系,每个晶胞所包括的C原子个数为_____________。
(2)金刚石、石墨烯、木炭和都是由碳元素组成的单质。下列关于碳的单质的叙述正确的是_______(填序号)。
A.都是黑色固体
B.碳原子的排列方式不相同
C.这四种物质都很软,可作润滑剂
D.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
E.一定条件下,木炭转化成金刚石是物理变化
(3)金刚石质硬但脆,金刚石能被砸碎的原因是_______________________________。
(4)观察计算一个分子结构中含有____________个正五边形和_________个正六边形。
(5)石墨烯是单层的石墨,它是世界上已知的最薄、最坚硬的新型材料,有良好的导电性,具有很好的应用前景。石墨烯中碳原子的杂化轨道类型为___________;碳碳键的键角是___________。
(6)碳化硅()的结构与金刚石类似,设碳化硅的密度为 ,碳化硅晶体内碳硅键的键长为________________(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列表达式即可)。
【答案】8 BD 共价键具有方向性,当受到大的外力作用会发生原子间错位而断裂 12 20 杂化 120°
【解析】
(1)根据晶胞结构来数即可,顶点上的原子按来计算,面心上的原子按来计算,晶体内的原子按1个来计算;
(2)对四种同素异形体进行分析即可,注意同素异形体为不同的物质,因此之间的转化属于化学变化;
(3)金刚石是由碳原子通过共价键形成的原子晶体,因此在讨论其物理性质时应从共价键的角度来分析;
(4)可以根据假设法来进行推算(具体步骤见详解部分);
(5)观察石墨烯的结构不难发现,每个碳原子只与另外3个碳原子成键,而碳原子理论上应该形成4个共价键,因此说明必有一个键是双键;
(6)一个金刚石晶胞内有8个碳原子,因此一个碳化硅晶胞内有4个,再列出密度的表达式来计算即可。
(1)顶点面心晶体内;
(2)A.金刚石即钻石,明显不是黑色固体,A项错误;
B.正因为碳原子的排列方式不同,形成了不同同素异形体,B项正确;
C.金刚石的硬度极大,C项错误;
D.四种物质都可以被氧气充分氧化,变为二氧化碳,D项正确;
E.木炭和金刚石是两种物质,既然生成了新物质肯定是化学变化,E项错误;
答案选BD;
(3)共价键具有方向性,当受到大的外力作用会发生原子间错位而断裂;
(4)
切掉的每个顶点由一个正五边形面代替,每个正五边形有5条边,所以,一共新增加条棱。原来的正二十面体有30条棱(从图中左图很容易数出来)仍在,所以,就一共有条棱。最后说面数的变化,原正二十面体的20个面还在(虽然形状由正三角形变为正六边形),又切出12个正五边形面,所以一共是个面;
(5)石墨烯为片层结构,杂化类型为杂化,碳碳原子之间形成六元环,键角是120°;
(6)根据密度公式先求出晶胞的体积,化简后进一步求出边长为,根据晶胞结构不难看出碳硅键为体对角线的,因此给边长乘以即可。
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【题目】氮氧化物(NOx)造成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等危害,不仅破坏自然生态环境,而且严重危害人类健康。采用合适的还原剂能够实现烟气的高效脱硝。
(1)活性炭还原脱硝可防止氮氧化物污染,已知:
①N2(g)+O2(g)═2NO(g) △H1=+180.5kJmol-1
②2C(s)+O2(g)═2CO(g) △H2=-221.0kJmol-1
③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H3=-556.0kJmol-1
则反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H=__kJmol-1
(2)用活性炭对NO进行还原,采用相同质量不同粒径的同种催化剂M和N,测量相同时间内烟气的脱氮率,结果如图所示。
①在M、N两种不同粒径催化剂作用下,出现M和N两条不同的脱氮率与温度的变化曲线的原因是___。
②判断M曲线上最高点A点对应的脱氮率__(填“是“或“不是”)该温度下的平衡脱氮率。
③25℃下,用NaOH溶液作捕提剂吸收产生的CO2,不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品。某次捕捉后得到pH=12的溶液,已知:25℃下Ka2(H2CO3)=5.6×10-11,试通过计算溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=__。
(3)在一恒容密闭容器中,使用某种催化剂对反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)△H<0进行相关实验探究。改变投料比(n0(SO2):n0(NO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定SO2的平衡转化率[α(SO2)]。已知:KR=16,KZ=1,部分实验结果如图所示。
①如果要将图中R点的平衡状态改变为X点的平衡状态,应采取的措施是__。
②图中R、X、Y、Z四点对应的实验温度分别为TR、TX、TY,TZ通过计算选择下列选项中两个温度相等是__(填标号)。
A.TR和TY B.TR和TZ C.TX和TZ D.TY和TZ
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【题目】已知:C是一种合成树脂,用于制备塑料和合成纤维,D是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实。根据以下化学反应框图填空:
(1)写出A的电子式_______;C的结构简式_______;D中碳原子的杂化方式为_______
(2)写出苯和液溴反应生成E的化学方程式_______;其反应类型是_______;
(3)B中最多有_______个原子共平面
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【题目】氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如图:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为__。C的化学名称是__。
(2)③的反应试剂和反应条件分别是__,该反应的类型是__。
(3)⑤的反应方程式为__。吡啶是一种有机碱,其作用是__。
(4)G的分子式为__。
(5)H是G的同分异构体,其苯环上的取代基与G的相同但位置不同,则H可能的结构有__种。
(6)4甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4甲氧基乙酰苯胺的合成路线__(其他试剂任选)。
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【题目】下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象,其中a、b、c、d为金属电极,由此可判断四种金属的活动性顺序是( )
实验装置 | ||||
部分实验现象 | a极质量减小 b极质量增加 | b极有气泡产生 c极无变化 | d极溶解 c极有气泡产生 | 电流计指示在导线中 电流从a极流向d极 |
A. d>a>b>cB. b>c>d>aC. a>b>c>dD. a>b>d>c
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【题目】在2 L恒容绝热(不与外界交换能量)容器中进行2A(g) +B(g) =2C(g)+D(s)反应,按下表数据投料,反应10 s后达到平衡状态,测得体系压强升高,前10s内v(A)= 0.025 mol/(Ls)。下列说法正确的是
A. 达平衡时,2v正(A)=v逆(B) B. 平衡后,增加D的量,平衡逆向移动
C. 到达平衡时,n(B) =0.5 mol D. 温度升高,该反应的平衡常数减小
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【题目】亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2:1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
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【题目】研究和深度开发CO、CO2的应用具有重要的社会意义。回答下列问题:
I.CO可用于高炉炼铁,已知:
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H1=akJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol
则反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的△H=__kJ/mol。
Ⅱ.某温度下,在容积为2L的密闭容器中投入8molCO2(g)、16molH2(g)发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%。则
①0~15min内用二氧化碳表示平均反应速率v(CO2)=__,
②计算此条件下该反应的平衡常数K=__。
Ⅲ.捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH3和(NH4)2CO3等物质已经被用作工业捕碳剂。
(1)下列物质中能作为CO2捕获剂的是__。
A.Na2CO3 B.NaOH C.CH3CH2OH D.NH4Cl
(2)用(NH4)2CO3捕碳的反应:(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充人一定量的CO2气体,保持其它初始实验条件不变,分别在不同温度下,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图:
b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd从大到小的顺序为__。
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【题目】科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术,即在沙漠中喷洒一定的(聚丙烯酸酯)与水的混合物,使其与沙粒结合,形成既能阻止地下的盐分上升,又能拦截、蓄积雨水作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是( )
A.聚丙烯酸酯的单体结构式为CH3﹣CH2COORB.聚丙烯酸酯有固定的熔沸点
C.聚丙烯酸酯能发生加成反应D.合成聚丙烯酸酯的反应属于加聚反应
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