氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3
请回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子排布式为___,B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为___,CH4、H2O、CO2的键角按照由大到小的顺序排列为___。
(2)与(HB=NH)3互为等电子体的有机分子为___(填分子式)。
Ⅱ.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。
(1)印度尼赫鲁先进科学研究中心的Datta和Pati等人借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图1),每个杂环平面上下两侧最多可吸附10个H2分子。
①C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为___。
②相关键长数据如表所示:
化学键 | C—S | C=S | C16S8中碳硫键 |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据可以看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S键与C=S键之间,原因可能是___。
③C16S8与H2微粒间的作用力是___。
(2)具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子位于面心,Ag原子位于顶点,氢原子可进入到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Ag原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(晶胞结构如图2)相似,该晶体储氢后的化学式为___。
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞如图3所示,已知该晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积为___cm3(用含a、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
高三化学综合题中等难度题
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3
请回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子排布式为___,B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为___,CH4、H2O、CO2的键角按照由大到小的顺序排列为___。
(2)与(HB=NH)3互为等电子体的有机分子为___(填分子式)。
Ⅱ.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。
(1)印度尼赫鲁先进科学研究中心的Datta和Pati等人借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图1),每个杂环平面上下两侧最多可吸附10个H2分子。
①C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为___。
②相关键长数据如表所示:
化学键 | C—S | C=S | C16S8中碳硫键 |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据可以看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S键与C=S键之间,原因可能是___。
③C16S8与H2微粒间的作用力是___。
(2)具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子位于面心,Ag原子位于顶点,氢原子可进入到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Ag原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(晶胞结构如图2)相似,该晶体储氢后的化学式为___。
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞如图3所示,已知该晶体的密度为ag·cm-3,则晶胞的体积为___cm3(用含a、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,开发高效储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)是一种潜在的储氢材料,其中N原子的价电子排布式为________________。
(2)的键角由大到小的顺序为________________________,的第一电离能由大到小的顺序为_______________________________。
(3)是新型环烯类储氢材料,研究证明其分子呈平面结构(如图所示)。
①分子中原子和原子的杂化轨道类型分别为_________________________。
②测得中碳硫键的键长介于C-S键和C=S键之间,其原因可能是________________________________________________。
(4)某种铜银合金晶体具有储氢功能,它是面心立方最密堆积结构,原子位于面心,Ag原子位于顶点,H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若将原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为_________________________。
(5)是金属氢化物储氢材料,其晶胞如图所示,该晶体的密度为,则该晶胞的体积为___________(用含的代数式表示)。
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氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,其开发利用是科学家们研究的重要课题。试回答下列问题:
(1)氢气也可以作为化工生产的原料,如一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),该反应的平衡常数表达式为:_________________。在2L的恒容密闭容器中加入1.8mol H2和0.6mol N2,其中N2的量随时间的变化曲线如图。从llmin起,在其它条件不变的情况下,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为:_____________(填“a”或“b”或“c”或“d”), 达新平衡时,c(N2)的数值为:_________。
(2)在工业上也可以利用氢气合成液体燃料。如:工业上合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H<0,该过程既可以减弱CO2的温室效应,又可以充分利用CO2。反应过程中部分数据见下表(起始:T1℃、2.0L密闭容器):
达到平衡时,反应I、II对比:平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”“<”或“=”)。保持其他条件不变的情况下,若30 min时只向容器I中再充入1 mol CO2(g)和1mol H2O(g),则平衡______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3) 100 kPa时,绝热密闭容器中发生反应2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)。一定压强下,NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示。
:
300℃时,VmL NO和0.5mLO2混合发生该反应,最终混合气体的平均摩尔质量为: _________(用含V的计算式表示)。图中A、B、C三点表示不同温度、压强下达到平衡时NO的转化率,则_____点对应的压强最大。若氧气中混有氮气,容器中还同时发生了如下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H=+180kJ/mol,则此反应对NO的转化率的影响是_________ (填“增大”、“减小”或“无法判断”),理由是______。
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氢能被视为最具发歸力的清洁能源,开发新型储氣材料是氢能利用的重要研究方向。请回答下列问题:
Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如 下反应制得:3CH4+2 (HB=NH) 3+6H2O=3CO2+6H3BNH3
(1)基态B原子的价电子排布式为___________,B、C, N, O第一电离能由大到小的顺序为_________,CH4、H2O、CO2的键角按照由大到小的顺序排列为___________。
(2)与(HB=NH)3,互为等电子体的有机分子为___________(填分子式)。
Ⅱ.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。
(1)印度尼赫鲁先进科学研宄中心的Datta和Pati等人借助ADF软件对一种新 型环烯类储氢材料(C16S8)进行研宄,从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图),每个杂环平面上下两侧最多可吸附10个H2分子。
①C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为___________。
②相关键长数据如表所示:
化学键 | C-S | C=S | C16S8中碳硫键 |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S键与C=S键之间,原因可能______________________。
③C16S8与H2微粒间的作用力是___________。
(2)有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积结构,晶胞中Cu原子位于面心,Ag 原子位于顶点,氢原子可进到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为___________。
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞如上图所示,该晶体的密度为ag•cm-3,则晶胞的体积为___________cm3(用含a、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
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随着能源问题的进一步突出,氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,开发氢能已引起各国的高度重视.
Ⅰ.(1)生产氢气的方式很多,写出工业生产中采用煤为原料制取氢气的化学反应方程式: 。
(2)热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:
请回答下列问题;
①该循环工艺过程的总反应方程式为 .
②运用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出氢气的目的是 。
(3)最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢,利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为:
MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为:
2MnFe2O42MnFe2O4-x+XO2↑,MnFe2O4-x+xH2O=MnFe2O4+xH2↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问地:
① 在反应中MnFe2O4是 (填“催化剂”或“中间产物”),若MnFe2O4-x中x=0.8,则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分比为 。
②该热化学循环法制氢尚有不足之处,进一步改进的研究方向是 .
Ⅱ.(4)氢能的利用涉及氢的储存、运输和使用,镍和镧组成的一种合金LaNiX ,是较好的储氢材料,能快速可逆地存储和释放氢气。LaNix 的晶胞如右图,其储氢原理为:镧镍合金吸附H2,H2解离为原子,H储存在其中形成LaNixH6。LaNixH6中,x= 。该贮氢的镧镍合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液组成的镍氢电池被用于制作原子钟,反应原理为:LaNixH6+6NiO(OH) LaNix+6NiO+6H2O,电池放电时,发生氧化反应的电极反应式为: 。
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“氢能”被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢气的燃烧效率非常高,只要在汽油中加入4%的氢气,就可使内燃机节油40%。目前,氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) ΔH=169.8 kJ·mol-1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________。
(2)H2S热分解制氢气时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是____________;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均为非气体,写出该反应的化学方程式:________________。
(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示。图中A、B表示的物质依次是________。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为________________。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350 ℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为____________。
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(15分)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4 +2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。请回答:
①H3BNH3中是否存在配位键 (填“是”或“否”),B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 ,CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为 。
②与(HB=NH)3互为等电子体的分子为 (填分子式)
③人工可以合成硼的一系列氢化物,其物理性质与烷烃相似,故称之为硼烷。工业上可采用LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6,该反应的化学方程式为 。
④在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式。图a为一种无限长链状结构的多硼酸根,其化学式为 ,图b为硼砂晶体中阴离子,其中硼原子采取的杂化方式为 。
(2)一种铜合金具有储氢功能
①Cu2+的价层电子排布式为 。
②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是 。
③铜的单质中按ABCABC……方式堆积,设铜原子半径为a pm,则该晶体的密度为 g/cm3(阿伏伽德罗常数值为NA)
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新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向.
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得.
①基态Cl原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 .
②LiBH4由Li+和BH4﹣构成,BH4﹣的立体结构是 ,B原子的杂化轨道类型是 .
Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 .
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料.
①LiH中,离子半径Li+ H﹣(填“>”、“=”或“<”).②某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物.M的部分电离能如表所示:
I1/kJ•mol﹣1 | I2/kJ•mol﹣1 | I3/kJ•mol﹣1 | I4/kJ•mol﹣1 | I5/kJ•mol﹣1 |
738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
M是 (填元素符号).
(3)NaH具有NaCl型晶体结构,已知NaH晶体的晶胞参数a=488pm(棱长),Na+半径为102pm,H﹣的半径为 ,NaH的理论密度是 g•cm﹣3(只列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)
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