18．科學家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用．
（1）在Ni基催化劑作用下，CH4和CO2反應可獲得化工原料CO和H2．
①Ni元素位于元素周期表中的第VⅢ族．
②Ni與CO形成正四面體形的配合物Ni（CO）4，1mol Ni（CO）4中含8molσ鍵．
（2）一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結構（如圖所示）的水合物晶體，其相關參數(shù)如表．CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”．
　　參數(shù)
分子		分子直徑/nm分子與H2O的
結合能E/kJ•mol-1
CH40.43616.40
CO20.51229.91
①可燃冰”中分子間存在的2種作用力是氫鍵、范德華力．
②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學家提出用CO2置換CH4的設想．已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)上述圖表，從物質結構及性質的角度分析，該設想的依據(jù)是CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑，且與H2O的結合能大于CH4．

分析 （1）①Ni為28號元素，基態(tài)Ni原子的電子排布式為[Ar]3d84s2，據(jù)此可判斷Ni在周期表中位置；
②該配合物的配離子中Ni原子和C原子、CO分子中C原子和O原子之間都存在σ鍵；
（2）①可燃冰中存在水分子，水分子中存在分子間作用力和氫鍵；
②依據(jù)表格得出二氧化碳的分子直徑小于0.586nm，且與水的結合能力為29.91大于16.40，據(jù)此解答即可

解答 解：（1）①Ni為28號元素，基態(tài)Ni原子的電子排布式為[Ar]3d84s2，則Ni位于周期表中第四周期第VⅢ族，
故答案為：VⅢ；
②該配合物的配離子中Ni原子和C原子之間有4個σ鍵，CO分子中C和O之間存在1個σ鍵，1個π鍵，1個配位鍵，因此4個CO有4個σ鍵，故1mol Ni（CO）4中含有8molσ鍵，
故答案為：8；
（2）①CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”，分子晶體中作用力是范德華力，水分子之間存在氫鍵，
故答案為：氫鍵、范德華力；
②由表格可知：二氧化碳的分子直徑小于籠狀結構的空腔直徑，即0.512＜0.586，能順利進入籠狀空腔內，且二氧化碳與水的結合能力強于甲烷，即29.91＞16.40，
故答案為：CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑，且與H2O的結合能大于CH4．

點評 本題以研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用為載體，主要考查原子結構與元素周期表關系、核外電子排布以及化學鍵等知識，綜合性較強，難度中等，側重于考查學生的分析能力和對基礎知識的應用能力．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

2．在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑．請用如圖實驗裝置，選用適當?shù)幕瘜W試劑和實驗用品，設計并完成對過氧化鈉這一性質的探究．
（1）A是實驗室制取CO2的裝置，其中發(fā)生反應的離子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑；裝置B的作用是除去CO2中混有的HCl．
（2）檢驗F中氣體成分，即能說明過氧化鈉可作潛水艇供氧劑，則實驗操作的方法及現(xiàn)象是待試管集滿氣體后，用大拇指堵住試管口從水槽中取出正立，松開拇指后，將帶火星的木條迅速放在試管口，若木條復燃，則說明過氧化鈉與二氧化碳反應產生氧氣，可作供氧劑．
（3）查閱有關資料表明：2H2O+2Na2O2═4NaOH+O2↑．某研究小組用同位素標記法對過氧化鈉進行標記（Na218O2），以探究這一反應的方程式此空刪去
①甲同學從電子轉移角度得出其離子方程式為：2Na218O2+2H2O=4Na++2OH-+218OH-+18O2↑．
②乙同學發(fā)現(xiàn)：向Na2O2與水反應后的溶液中加入MnO2，又產生無色能使帶火星的木條復燃的氣體，從這個角度，寫出其反應歷程：2H2O+Na218O2=2NaOH+H218O2；2H218O2 $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H218O+18O2↑．
（4）設計并完成過氧化鈉樣品（已知所含雜質與酸堿均不反應）的純度測定：
甲、乙兩位同學各取了ag樣品并分別配制成了100.00mL溶液進行實驗，實驗操作中甲同學是將樣品直接溶于蒸餾水中；而乙同學卻是將蒸餾水先加熱煮沸，再把蒸餾水分成兩份，一份中趁熱加入樣品溶解，待冷卻到室溫后再加人另一份水來進行配制．他們分別取出各自配制的溶液20.00mL，加入酚酞數(shù)滴后，用濃度為cmol/L的鹽酸進行滴定；重復滴定操作2次，甲同學和乙同學分別計算出了所用鹽酸的體積平均值，分別為VAmL和VWmL．
①在樣品的溶解與配制中，你認為乙（填“甲”、“乙”）同學的操作是合理的，理由是：沸水能使Na2O2溶解時所生成的H2O2迅速分解，消除其對中和滴定（特別是指示劑）的影響．
②另一同學的操作將會使實驗結果偏�。ㄌ睢捌蟆薄ⅰ捌　被颉盁o影響”）．
③原過氧化鈉樣品的純度是$\frac{19.5c{V}_{W}}{a}$%．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．將等物質的量的A和B，混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），5min后測得c（D）=0.5mol•L-1，c（A）：c（B）=3：5，C的反應速率是0.1mol•L-1•min-1．
（1）x=2
（2）υ（A）=0.15mol•L-1•min-1
（3）B在5min末的濃度是1.25mol•L-1．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

6．現(xiàn)有周期表中部分元素的性質或原子結構如表：
元素編號原子結構或元素性質
X單質在常溫下為黃綠色氣體，水溶液具有漂白性
Y短周期主族元素中原子半徑最大
Z常見的金屬，既能與強酸反應又能與強堿反應
M最高正價與最低負價代數(shù)和為4
NN是一種生命元素，人體缺少該元素會發(fā)生貧血，使人臉色萎黃
有三種氧化物，其中一種氧化物具有磁性
（1）Y在元素周期表中的位置第三周期IA族；Y與氧原子個數(shù)1：1的化合物的電子式；
（2）寫出Z單質與Y的最高價氧化物對應的水化物反應的離子方程式2Al+2OH-+6H2O=2[Al（OH）4]-+3H2↑（或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑）；
（3）X單質的水溶液與M的常見氧化物可用作漂白劑，寫出兩者之間反應的化學方程式Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl；
（4）請寫出判斷Y、Z金屬性強弱的一個事實氫氧化鈉的堿性強于氫氧化鋁堿性．
（5）在沸水中加入N的某高價鹽飽和溶液可以得到一種紅褐色的液體，向該液體中逐滴加入含M的最高價氧化物的水化物溶液直至過量的過程中發(fā)生的現(xiàn)象是：先出現(xiàn)沉淀，然后沉淀溶解．
（6）已知：298K時固體Z在氧氣中燃燒生成1mol Z2O3固體時，放出熱量1676.2kJ；固體N在氧氣中燃燒生成1mol N3O4固體時，放出熱量1118.4kJ．請寫出298K時，由Z單質與N3O4反應的熱化學方程式：8Al（s）+3Fe3O4（s）=9Fe（s）+4Al2O3（s）△H=-3349.6KJ/mol．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

13．化合物A（X2YZ4）由三種元素組成．已知：
①Z的主族序數(shù)是X的主族序數(shù)的6倍；
②A的摩爾質量為198g•mol-1，A中Z的質量分數(shù)為0.323；
③A可氧化水而自身分解生成一種紅棕色物質，該紅棕色物質與鹽酸反應后，再滴加KSCN溶液呈紅色．
回答下列問題：
（1）X在周期表中的位置是第四周期ⅠA族．
（2）A中Y元素呈現(xiàn)的價態(tài)為+6．
（3）X與Z形成一種化合物B，其陰陽離子個數(shù)比為1：2，1mol B中含54mol電子，則B的電子式為．
（4）A是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料．YCl3與XClZ在強堿性條件下反應可制取A，其反應的離子方程式為2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-；與MnO2-Zn電池類似，A-Zn也可以組成堿性電池，A在電池中作為正極材料，其電極反應式為FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3↓+5OH-．

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科目：高中化學 來源： 題型：推斷題

3．A、X、Y、Z和W是原子序數(shù)依次增大的五種短周期元素．A和X可組成兩種常溫下為液態(tài)的化合物A2X、A2X2，X和Y也可組成兩種常溫下為固態(tài)的化合物Y2X、Y2X2，且Y2X、Y2X2的焰色反應均為黃色．在元素周期表中，A與Y同主族，X與Z同主族，Z與W相鄰．
（1）A2X2的結構式H-O-O-H，Y2X2的電子式．
（2）X、Z兩種元素的氫化物中熔沸點較高的是H2O（填化學式，下同）；工業(yè)上將Z的低價氧化物轉化為高價氧化物的化學方程式為2SO2+O2$?_{△}^{催化劑}$2SO3
（3）實驗室制備W單質的化學反應方程式為MnO2+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；在上述反應中氧化劑和還原劑的物質的量比為1：2．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

3．氧化鎂應用廣泛．以菱鎂礦（主要成分為MgCO3，SiO2和FeCO3）為原料制備高純氧化鎂的實驗流程如下：

（1）MgCO3與稀硫酸反應的離子方程式為MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O．
（2）加入H2O2時，反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（3）濾渣1和濾渣2的成分別是 （填化學式）SiO2、Fe（OH）3．
（4）煅燒過程存在以下反應：
2MgSO4+C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+3C$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$MgO+S↑+3CO↑
①上述煅燒過程中產生的SO2用溴水吸收，離子方程式為SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-
②得到的淡黃色固體S與熱的NaOH溶液反應，產物中元素最高價態(tài)為+4，寫出該反應的離子方程式3S+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S2-+SO32-+3H2O．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

20．二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物．綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內容之一．
硫酸生產中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）$?_{△}^{催化劑}$2SO3（g）某溫度下，SO2的平衡轉化率（a）與體系總壓強（p）的關系如圖所示．根據(jù)圖示回答下列問題：
（1）將2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強為0.10MPa．該反應的平衡常數(shù)等于800．
（2）若改在容器中加入1.0mol SO2、0.5mol O2和amol SO3，保持溫度不變反應達平衡后，體系總壓強也為0.10MPa，則a=1.0mol．SO2的平衡轉化率為60%．
（3）平衡狀態(tài)由A變到B時．平衡常數(shù)K（A）=K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

1．某同學通過如下實驗由工業(yè)廢鐵屑制備FeSO 4•7H 2O晶體：
①將5%Na 2CO 3溶液加入到盛有廢鐵屑的燒杯中（浸沒），加熱數(shù)分鐘后，將Na 2CO 3溶液除去，然后用水洗滌2-3遍．
②向洗滌過的廢鐵屑中加入過量的稀H 2SO 4，控制溫度在50-80℃之間至鐵屑耗盡．
③趁熱過濾，將濾液轉入到密閉容器中靜置，冷卻結晶．
④待結晶完畢濾出晶體，用少量冰水洗滌晶體2-3次，再用濾紙將晶體吸干．
⑤將制得的晶體放在一個小廣口瓶中，密封保存．
請完成下列問題：
（1）實驗②加試劑的量明顯不合理，理由是應有鐵屑過量（或反應中應有鐵屑剩余），否則可有Fe 3+存在．
（2）實驗④中用少量冰水洗滌晶體，其目的是：除去晶體表面H2SO4 等雜質、少量冰水還可降低晶體損耗．
三硅酸鎂可用于治療胃潰瘍，已知該物質的溶解度小，當胃酸的酸度大于潰瘍部分所能承受的酸度時，三硅酸鎂有明顯的反應．
（3）請把三硅酸鎂（Mg2Si3O8•nH2O）改寫成氧化物的形式2MgO•3SiO2•nH2O．
（4）已知三硅酸鎂與胃酸（主要成分為HCl）作用后各物質均為只含有兩種元素的化合物，寫出它與胃酸反應的化學方程式2MgO•3SiO2 •nH2O+4HCl=2MgCl2 +3SiO2 +（n+2）H2O．

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