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【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具...

【化学——选修3物质结构与性质15分)金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具有良好的生物相容性,它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛Ti3N4为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料,经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1)

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上图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:

 

I1

I2

I3

I4

I5

电离能/kJ·mol-1

738

1451

7733

10540

13630

请回答下列问题:

(1)Ti基态原子外围电子排布式为________________;

(2)M是_________填元素符号,该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积,配位数为___________

(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图2所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子__________,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为________________

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(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图3所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为_____________g·cm-3NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有___________个

(5)科学家通过X-射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下:

离子晶体

NaCl

KCl

CaO

晶格能/kJ·mol-1

786

715

3401

KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为________________。

 

(1)3d24s2(2)Mg 12(3)7 O>N>C (4) 12(5)TiN>CaO>KCl 【解析】 试题分析:(1)Ti为22号元素,根据核外电子排布规律可知原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2。 (2)M是短周期金属元素,M的第三电离能剧增,处于ⅡA族,能与TiCl4反应置换出Ti,则M为Mg.Mg晶体属于六方最密堆积,配位数为12。 (3)化合物甲的分子中采取sp2杂化的碳原子为:苯环上的六个、羰基中的一个,共7个;采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O,同一周期元素中,元素电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大,所以它们的电负性关系为:O>N>C。 (4)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为:6×1/2+8×1/8=4,该晶胞中Ti原子个数为:1+12×1/4 =4,所以晶胞的质量m=g,而晶胞的体积V=(2a×10-10)3cm3,所以晶体的密度ρ=;以晶胞顶点N原子研究,与之距离相等且最近的N原子处于面心位置,每个顶点为8个晶胞共用.每个面为2个晶胞共用,故与之距离相等且最近的N原子为=12; (5)离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则有TiN>CaO,由表中数据可知CaO>KCl,则TiN>CaO>KCl。 【考点定位】本题主要是考查物质结构和性质,涉及等电子体、晶胞结构与计算、核外电子排布、杂化方式、电负性、晶体熔沸点比较等 【名师点晴】该题是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础。解答的难点是晶胞结构判断与计算,答题时注意晶胞中微粒的计算方法——均摊法的灵活应用。即    
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【化学——选修2:化学与技术】粗铜精炼后的阳极泥中含有Cu、Au和PbSO4等杂质,湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如图所示:

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(1)电解精炼含铜、金、铅的粗铜时,电解液应该用__________溶液作电解液,电解时阳极的电极反应式为_______________和Cu-2e===Cu2+

(2)焙烧阳极泥时,为了提高焙烧效率,采取的合理措施是________________,焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外,还有__________填化学式);

(3)完成操作Ⅰ的主要步骤__________________,过滤,洗涤,干燥

(4)写出用SO2还原AuCl的离子反应方程式_____________________

(5)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作,请指出流程图中另一处类似的做法__________________

(6)用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用________________________

[已知298 K时,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,Ksp(PbSO4)=1.82×10-8]。

 

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已知A为常见金属,X、Y为常见非金属,X、E、F、G常温下为气体,Y为黑色固体,常温下C为无色液体,B是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广。现用A与石墨作电极,B的浓溶液作电解质,构成原电池。有关物质之间的转化关系如图(其中有些反应的条件及部分生成物被略去):

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请填写下列空白:

(1)原电池反应中正极的电极反应式为                

(2)反应的化学方程式为                  

(3)反应为A在某种气体中燃烧,生成单质Y和A的氧化物,其反应方程式为           

(4)操作b”                   

(5)反应的化学方程式为                       

(6)检验气体E的试剂及现象是                   

(7)已知E可与次氯酸钠溶液反应生成K,K和E的组成元素相同,且一分子K中有18个电子,则K中所含的化学键类型                        

 

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低碳循环引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以低碳经济正成为科学家研究的主要课题

(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为 2 L的恒容密闭容器中进行反应CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g),得到如下组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达平衡所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

实验1条件下平衡常数K1=          (保留2位小数,下同)

实验2中以v(CO)表示的反应速率为_________,该反应的逆反应           (填吸热放热)反应,实验2条件下化学平衡常数K2___________K1(填“>”、“<”或“=”);

2)已知在常温常压下:

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  △H=-1275.6 kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  △H=-566.0 kJ/mol

③H2O(g)= H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                

3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。

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该电池极的电极反应为          

该电池工作时,溶液中的OH向________极移动。

 

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亚硝酸钠NaNO2被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。

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已知:室温下,①2NO+Na2O2===2NaNO2;②3NaNO2+3HCl===3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;③酸性条件下,NO或NO2都能与MnO4反应生成NO3和Mn2+

请按要求回答下列问题:

(1)检查完该装置的气密性,装入药品后,实验开始前通入一段时间气体X,然后关闭弹簧夹,再滴加浓硝酸,加热A控制B中导管均匀地产生气泡。则X为________,上述操作的作用是__________

(2)B装置中反应的化学方程式为________________________

(3)D装置中反应的离子方程式为________________________

(4)预测C中反应开始阶段,固体产物除NaNO2外,还含有的副产物有Na2CO3和__________为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加装置E,则E中盛放的试剂名称为__________

(5)利用改进后的装置,将4.68 g Na2O2完全转化成为NaNO2,理论上至少需要木炭__________g,为提高NaNO2的产量,在不改变实验装置的条件下,可在B中加入__________物质

 

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某有机物的分子式为C4H8O2,下列有关其同分异构体数目的说法中错误的是

A.属于酯类的有4种                   B.属于羧酸类的有2种

C.既含有羟基又含有醛基的有3种       D.存在分子中含有六元环的同分异构体

 

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