说明TiO2和配合物RuL2（SCN）2对可见光的吸收情况，推测该配合物的颜...

问答题

太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E_c－E_v）称为带隙，图中的e^－为电子、h^＋为空穴。

瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置，其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO₃纳米晶薄膜构成；系统二吸收绿色和红色光，由染料敏化的TiO₂纳米晶薄膜构成。在光照下，系统一的电子（e^－）由价带跃迁到导带后，转移到系统二的价带，再跃迁到系统二的导带，然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL₂（SCN）₂，其中中性配体L为4，4’－二羧基－2，2’－联吡啶。

说明TiO₂和配合物RuL₂（SCN）₂对可见光的吸收情况，推测该配合物的颜色。

参考答案： 由于自由Ti^4＋离子的基态电子组态为（3d）⁰，TiO₂

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1.问答题 太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E_c－E_v）称为带隙，图中的e^－为电子、h^＋为空穴。

瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置，其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO₃纳米晶薄膜构成；系统二吸收绿色和红色光，由染料敏化的TiO₂纳米晶薄膜构成。在光照下，系统一的电子（e^－）由价带跃迁到导带后，转移到系统二的价带，再跃迁到系统二的导带，然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL₂（SCN）₂，其中中性配体L为4，4’－二羧基－2，2’－联吡啶。
已知太阳光能量密度最大的波长在560um附近，说明半导体电极中TiO₂纳米晶膜（白色）必须添加光敏剂的原因。

参考答案：因纳米晶TiO₂膜几乎不吸收可见光，而太阳光能量密度最大的波长在560nm附近，故必须添加能吸收可...

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2.问答题 太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E_c－E_v）称为带隙，图中的e^－为电子、h^＋为空穴。

瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置，其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO₃纳米晶薄膜构成；系统二吸收绿色和红色光，由染料敏化的TiO₂纳米晶薄膜构成。在光照下，系统一的电子（e^－）由价带跃迁到导带后，转移到系统二的价带，再跃迁到系统二的导带，然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL₂（SCN）₂，其中中性配体L为4，4’－二羧基－2，2’－联吡啶。
分别写出半导体电极表面和对电极表面发生的电极反应式，以及总反应式。

参考答案：半导体电极表面发生的电极反应式为：4h^＋＋H₂O→O_2<...

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3.填空题若已知LaCl₃溶液的离子平均质量摩尔浓度b_±＝0.228mol.kg^-1，则此溶液的离子强度I＝（）。

参考答案：0.6mol.kg^-1

4.填空题 若原电池Ag（s）|AgCl（s）|HCl（a）|Cl₂（g，p）|Pt（s）的电池反应写成以下两种形式

则△_rG_m（1）（）△_rG_m（2），E（1）（）E（2）。

参考答案：=1/2;＝

5.问答题 太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E_c－E_v）称为带隙，图中的e^－为电子、h^＋为空穴。

瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置，其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO₃纳米晶薄膜构成；系统二吸收绿色和红色光，由染料敏化的TiO₂纳米晶薄膜构成。在光照下，系统一的电子（e^－）由价带跃迁到导带后，转移到系统二的价带，再跃迁到系统二的导带，然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL₂（SCN）₂，其中中性配体L为4，4’－二羧基－2，2’－联吡啶。
画出该配合物有旋光活性的键合异构体。

参考答案：

6.问答题 太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E_c－E_v）称为带隙，图中的e^－为电子、h^＋为空穴。

瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置，其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO₃纳米晶薄膜构成；系统二吸收绿色和红色光，由染料敏化的TiO₂纳米晶薄膜构成。在光照下，系统一的电子（e^－）由价带跃迁到导带后，转移到系统二的价带，再跃迁到系统二的导带，然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL₂（SCN）₂，其中中性配体L为4，4’－二羧基－2，2’－联吡啶。
推测该配合物的分子结构，并用Z⌒Z代表L（其中Z为配位原子），画出该配合物及其几何异构体的几何结构示意图。

参考答案：该配合物的分子结构应当为顺式结构cis－RuL₂（SCN）₂，其几何异构体为...

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7.填空题有原电池如下：Ag（s）|AgCl₂（s）|Cl{a（Cl^-1）＝0.1}||Br^-1{a（Br^-1）=0.2}|AgBr（s）|Ag（s）若已知25℃时难溶盐AgCl及AgBr的溶度积K_sp分别为1.0×10^-10与2.0×10^-13，则上述原电池在25℃时的标准电动势E^θ＝（）V。

参考答案：-0.159

8.问答题 太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E_c－E_v）称为带隙，图中的e^－为电子、h^＋为空穴。

瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置，其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO₃纳米晶薄膜构成；系统二吸收绿色和红色光，由染料敏化的TiO₂纳米晶薄膜构成。在光照下，系统一的电子（e^－）由价带跃迁到导带后，转移到系统二的价带，再跃迁到系统二的导带，然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL₂（SCN）₂，其中中性配体L为4，4’－二羧基－2，2’－联吡啶。
指出配合物RuL₂（SCN）₂中配体L的配位原子和中心金属原子的配位数。

参考答案：

配体L的配位原子是2个吡啶环上的N，中心金属原子的配位数是6。

9.填空题25℃，电池Pt|H₂（g，p^θ）|HCl（a）｝AgCl（s）|Ag（s）|的电池电动E^θ＝0.258V，已知E^θ{Cl^-1|AgCl（s）|Ag（s）}＝0.2221V，则HCl的a＝（），HCl的离子平均活度a_±＝（）。

参考答案：0.2473;0.497

10.填空题若想通过测量原电池电动势的方法来测取AgCl（s）的△fGθ_m，则需设计成一原电池，该原电池的阳极为（），阴极为（）。

参考答案：Ag（s）+Cl^-＝AgCl（s）+e^-;1/2Cl₂（g）+e^-＝Cl^-