近日，中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH，研究方面取得新进展，使用的催化剂有、、...

近日，中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH，研究方面取得新进展，使用的催化剂有、、Fe、、MgO等，相关研究成果发表于《自然一能源》上。

请回答下列问题：

（1）基态Fe原子中有___个运动状态不同的电子；基态Fe原子价电子的排布图为___，最高能层电子的电子云轮廊图形状为____。

（2）Ba元素在周期表中的分区位置是____区，元素的第一电离能：Mg_______Al(填“>”或“<”)，H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为_____(用元素符号表示)。

（3）分子的空间构型为____，其中心原子的杂化方式为_____，与互为等电子体的阳离子是_______(填离子符号，任写一种)。\

（4）已知：的熔点为770℃，的熔点为1275℃，二者的晶体类型均为___，的熔点低于的原因是___。

（5）研究发现，只含Ni、Mg和C三种元素的晶体具有超导性，该物质形成的晶体的立方晶胞结构如图所示：

①与Mg紧邻的Ni有_______个。

②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。该晶胞中原子的坐标参数a为(0，0，0)；b为(，，0)。则c原子的坐标参数为___。

③已知：晶胞中Ni、Mg之间的最短距离为a pm，阿伏加德罗常数的值为，则晶体的密度_____(用含a、的代数式表示)。

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中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部的研究团队在碱性锌铁液流电池研究方面取得新进展，该电池的总反应为。下列叙述错误的是(　　 )

A.放电时，M为电池正极，电极反应式为+e-=

B.充电时，N接电池负极，该电极发生还原反应

C.放电时，右侧贮液器中溶液浓度增大

D.放电时，电路中转移2mol电子时，负极区电解质溶液增重65g

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2017年，中科院大连化学物理研究所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组（DNL19T3）孙剑、葛庆杰研究员团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油。该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。

(1) 工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，工艺流程是将烟气冷却至15.5～26.5℃后用氨水吸收过量的CO2，该反应的化学方程式为_____________。在用氨水吸收前，烟气需冷却至15.5～26.5℃的可能原因是_________________。

(2) 该研究成果用CO2制取高辛烷值汽油的路线是先将CO2按逆水煤气反应生成CO，然后由CO与H2反应生成烃，产物中汽油组分占所有烃类产物的百分比近80%。

① 已知：H2 (g)＋O2 (g) === H2O(l)　 ΔH1= —285.8 kJ·mol-1

C8H18(l)＋O2(g) === 8CO2(g)＋9H2O(l)　 ΔH3= —5518 kJ·mol-1

试写出25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方

程式__________________________。

② 在一实验容器中充入一定量的CO2和H2，若加入催化剂恰好完全反应，且产物只生成C5以上的烃类物质和水，则CO2与H2的物质的量之比不低于________。

(3) 二甲醚(CH3OCH3)的十六烷值高，燃烧尾气中污染物少，可代替柴油。CO、CO2混合加氢的方法是在一个反应器中将合成气直接转化为二甲醚，包括以下4个反应：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　 ①

CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　 　　　 ②

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　 　　　 ③

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 　④

① 已知反应④在某温度下的平衡常数为K=400。此温度下，在一恒容密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

此时正、逆反应速率的大小：v(正) ______ v(逆) （填“>”、“<”或“＝”)。

若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，该时间内反应速率v(CH3OH)＝_____。

② 某科研小组在反应温度503K～543K，反应压强分别是3、4、5、6、7MPa，n(CO)/n(CO+CO2)=0.5的情况下计算了二甲醚的平衡收率(二甲醚实际产量与反应物总量之比)，结果如图1所示。

a~e曲线分别对应不同的压强条件，则e对应的压强是______，理由是___________。

该科研小组在反应温度523K、反应压强5MPa的条件下，按照合成反应的化学计量比进料，改变n(CO)/n(CO+CO2)的比例，二甲醚的平衡收率的变化规律如图2所示。

由图2可知，二甲醚的平衡收率随着n(CO)/n(CO+CO2)比值的增大而单调上升，其原因是________________________________________________。

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2017 年5月4 日《光明日报》报道称，中科院大连化学物理研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了CO2直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示：

下列说法正确的是

A. 反应①的产物中含有水。

B. 反应②为化合反应

C. 所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物

D. 这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气中不含氮氧化物

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2017 年5月4 日《光明日报》报道称，中科院大连化学物理研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了CO2直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示：

下列说法正确的是

A. 反应①的产物中含有水。

B. 反应②为化合反应

C. 所制得汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物

D. 这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气中不含氮氧化物

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现有的氨合成气，液体燃料合成气制备工艺复杂且能耗高，中科院大连化学物理研究所提出在混合导体透氧膜反应器中一步同时制备氨合成气和液体燃料合成气的概念，并取得研究进展。其工作原理如图所示，下列说法错误的是

A. 膜I侧相当于原电池的正极

B. O2和H2O均发生还原反应

C. 膜II侧发生的反应为:CH4+O2--2e-=2H2+CO

D. 膜II侧消耗CH4与膜I侧生成H2的物质的量之比为1：2

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2018 年 11 月《Nature Energy》报道了中科院大连化学物理研究所科学家用 Ni－BaH2/Al2O3、Ni－LiH 等作催化剂，实现了在常压、100~300℃的条件下合成氨。

(1)在元素周期表中，Li、O、H 三种元素的电负性由大到小的顺序为___________；Al 原子核外电子空间运动状态有 8 种，则该原子处于____(填“基态”或“激发态”)。

(2)氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸(NH2CH2COOH)是组成最简单的氨基酸，熔点为 182℃，沸点为 233℃。

①硝酸溶液中 NO3‑的空间构型为__________　　　 。

②甘氨酸中 N 原子的杂化类型为 ________，分子中σ键与π键的个数比为_________；其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸(熔点为－21℃，沸点为 141℃)的主要原因：一是甘氨酸能形成内盐，二是______________。

(3)[Cu(NH3)4]2+在实验室中制备方法如下：向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，请写出蓝色沉淀溶解得到深蓝色溶液的离子方程式___________________。

(4)X－射线衍射分析表明，由 Ni 元素形成的化合物 Mg2NiH4 的立方晶胞如图所示，其面心和顶点均被 Ni 原子占据，所有 Mg 原子的 Ni 配位数都相等。则 Mg 原子填入由 Ni 原子形成的 ___空隙中(填“正四面体”或“正八面体”)，填隙率是____。

(5)已知 Mg2NiH4 晶体的晶胞参数为 646.5 pm，液氢的密度为0.0708 g•cm－3。若以材料中氢的密度与液氢密度之比定义为储氢材料的储氢能力，在 Mg2NiH4 的储氢能力为____________(列出计算式即可)。

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2018年11月《Nature Energy》报道了巾科院大连化学物理研究所科学家用Ni- BaH2 /Al2O3、Ni- LiH等作催化剂，实现了在常压、100-300℃的条件下合成氨。

（1）在元素周期表中，氧和与其相邻且同周期的两种元素的第一电离能由大到小的顺序为 __ ；基态Ni2+的核外电子排布式为 ___，若该离子核外电子空间运动状态有15种，则该离子处于 ___（填“基”或“激发”）态。

（2）氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位，也是重要的化工原料，可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸（NH2CH2COOH）是组成最简单的氨基酸，熔点为182℃，沸点为233℃。

①硝酸溶液中NO3⁻的空间构型为____。

②甘氨酸中N原子的杂化类型为____，分子中σ键与π键的个数比为____，晶体类型是 ___，其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸（熔点为-2l℃，沸点为141℃）的主要原因：一是甘氨酸能形成内盐；二是____。

（3）NH3分子中的键角为107°，但在[Cu(NH3)4]2+离子中NH3分子的键角如图l所示，导致这种变化的原因是____

（4）亚氨基锂（Li2NH）是一种储氢容量高、安全性能好的固体储氢材料，其晶胞结构如图2所示，若晶胞参数为d pm，密度为ρg/cm3，则阿伏加德罗常数NA=____（列出表达式）mol-l。

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氨在化肥生产、储氢及环境治理等领域发挥着重要作用。

（1）中科院固体研究所的赵惠军和张海民研究团队以MoS2为催化剂，通过调节催化剂/电解质的表界面相互作用，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图1。将Na2SO4溶液换成Li2SO4溶液后，反应速率明显加快的主要原因是加快了下列__转化的反应速率(填标号)。

A．N2→*N2　　　　 B．*N2→*N2H　　　 C．*N2H3→*N　　　 D．*NH→*NH2

（2）2017年Dr.KatsutoshiNagaoka等带领的研究团队开发了一种可以“快速启动的氨制氢工艺”。

已知：NH3(g)=H2(g)+N2(g)　　 ΔH1=+45.9kJ·mol-1

NH3(g)+O2(g)=H2O(g)+N2(g)　　 ΔH2=-318kJ·mol-1

则快速制氢反应NH3(g)+O2(g)=H2(g)+H2O(g)+N2(g)的ΔH=___kJ·mol-1。

（3）氨在高温下分解可以产生氢气和氮气。1100℃时，在钨丝表面NH3分解的半衰期（浓度减小一半所需时间）如下表所示：

表中的t5的值为___。c(NH3)的值从2.28×10-3变化至1.14×10-3的过程中，平均反应速率v(H2)=___ mol·L-1·s-1（保留三位有效数字）。

（4）氨催化氧化时会发生两个竞争反应：

Ⅰ：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　　 ΔH=－905.0kJ·mol-1

Ⅱ：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)　　 ΔH=－1266.6kJ·mol-1

为分析某催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中存入1mol氨气和2mol的氧气，测得有关物质的物质的量随温度变化的关系如图2。

①该催化剂在低温时，选择反应___（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②520℃时，4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的平衡常数K=___（只需列出数字计算式，无需计算结果）。

（5）华南理工大学提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水，装置如图3所示。

①IrRu惰性电极有吸附O2的作用，该电极上的反应为__。

②理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH3·H2O的物质的量为__。

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最近，中国科学院大连化物所“CO2催化转化为CO的研究”获得新进展。如图是使用不同催化剂（NiPc和CoPc）时转化过程中的能量变化，下列说法不合理的是（　　 ）

A.•CO2经还原反应得到•COOH

B.该研究成果将有利于缓解温室效应，并解决能源转化问题

C.相同基团的物种分别吸附在NiPc和CoPc表面，其能量可能不同

D.催化剂可以改变CO2转化为CO反应的焓变

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