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【化学—选修3:­­物质结构与性质】现有前四周期六种元素X、Y、Z、E、F、G,...

【化学选修3­­物质结构与性质】现有前四周期六种元素X、Y、Z、E、F、G,它们的原子序数依次增大,除G外,其五种元素都是短周期元素。X、Y、E三种元素组成的化合物是实验室常用燃料。取F的化合物做焰色反应实验,其焰色呈黄色,G的单质是生活中常见的一种金属,GE是黑色固体。请回答下列问题:

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(1)写出基态G原子电子排布式:          ;Y、Z、E、F、G的第一电离能最大的是          (用元素符号表示)。

(2)X、Y、Z形成3原子分子M,每个原子价层电子均达到稳定结构。M分子的结构式为         。1molM含满分5 manfen5.com键数目为         

(3)根据价层电子对互斥理论(VESPR)推测:ZE2-的立体构型为         ,YE32-的中心原子杂化类型为         

(4)Z与X形成的简单化合物极易溶解在E与X形成的简单化合物的原因是________。

(5)G晶胞结构如图所示。已知立方体的棱长为apm,G 晶体密度为bg·cm-3,则阿伏加德罗常数NA=        (用含ab的代数式表示)。

 

(1)1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar] 3d104s1 N(2)H—C≡N 2×6.02×1023或2NA(3)V形或角形 sp2 (4)H2O、NH3之间易形成氢键(5)mol-1 【解析】 试题分析:X、Y、E三种元素组成的化合物是实验室常用燃料,因此该燃料为酒精,所以X为氢元素、Y为碳元素、E为氧元素,X、Y、Z、E的原子序数依次增大,所以Z为氮元素,F的化合物做焰色反应实验,其焰色呈黄色,F为钠元素,G的单质是生活中常见的一种金属,E是氧元素,GE是黑色固体,所以G是铜元素。 (1)G是铜元素,原子序数是29,所以基态铜原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar] 3d104s1;在同一周期中从左向右,第一电离能逐渐增大,但第ⅡA族和第ⅤA族元素由于最外层处于全满和半满状态,所以第一电离能都高于相邻主族的元素,同一主族从上到下,第一电离能逐渐减小,所以C、N、O、Na、Cu的第一电离能由小到大的顺序为 Na<Cu<C<O<N,因此第一电离能最大的是N; (2)X、Y、Z形成3原子分子M,每个原子价层电子均达到稳定结构,所以M的分子式为HCN,其结构式为H-C≡N,根据结构式可知,单键不含有π键,叁键中含有2个π键,则1mol HCN中含π键数目为2×6.02×1023或2NA; (3)ZE2-为NO2-,YE32-为CO32-,NO2-中氮原子的价层电子对数为=3,氮原子有一对孤电子对,所以NO2-的空间构型为V形或角形,CO32-中碳原子的价层电子对数为=3,所以碳原子的杂化方式为sp2杂化; (4)E、Z分别与X形成的简单化合物为H2O、NH3,由于水分子与氨分子之间者存在氢键,所以极易溶解; (5)根据晶胞结构图可知,每个铜晶胞中含有铜原子数为8×1/8+6×1/2=4,根据b=,可得NA=mol-1。 考点:考查核外电子排布、分子结构、微粒结构、晶胞计算等  
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【化学—化学与技术】

工业合成上氨及氨氧化法制硝酸的流程图如下,回答下列问题:

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(1)工业合成氨的原料是N2和H2设备A的名称是           ;其中N2可从空气中分离出来,方法是先将空气              ,然后              即可得到;H2可以水和天然气为原料在催化剂作用下高温制取,其化学方程式为_________     

(2)在原料气制备过程中必须进行脱硫,目的是____________________。

(3)利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气(含NO、NO2),既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,已知NO和NO2按1:1通入碱液中生成亚硝酸盐。

上述工艺中采用气-液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是                                ;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是       (填化学式)。

该工艺需控制NO 和NO2 物质的量之比接近1:1。若n(NO):n(NO2)1:1,则会导致            ;若n(NO):n(NO2)1:1,则会导致            

(4) 某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是95%,NO制HNO3的产率是90%,则制HNO3所用的NH3的质量占总耗NH3质量的        %(保留三位有效数值)。

 

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银氨溶液可用于检测CO气体,实验室研究的装置如图:

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已知:银氨溶液的化学式:

Ag(NH3)2OH

反应结束后试管C底部有黑色

沉淀生成,

分离出上层清液和底部黑色

固体备用。

(1)甲酸(HCOOH)遇浓硫酸分解生成CO和H2O,该反应体现浓硫酸的           性。

(2)装置A中软管的作用是                            

(3)为验证上层清液中产物的成分,进行如下实验:

a.测得上层清液pH为10。

b.向上层清液中滴加几滴Ba(OH)2溶液,发现有白色浑浊出现,同时产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

c.取新制的银氨溶液滴加几滴Ba(OH)2溶液,无明显现象。

实验c的目的是                                

根据上述实验现象判断,上层清液中产物成分为          (填化学)。

(4)设计实验证明黑色固体的成分是Ag:

可供选择的试剂有:浓硫酸、浓硝酸、NaOH溶液、NaCl溶液。

取少量上述黑色固体,用蒸馏水洗净,                    ,说明黑色固体是Ag单质。(补充必要的实验内容及实验现象)

(5)从银氨溶液中回收银的方法是:向银氨溶液中加入过量盐酸,过滤,向沉淀AgCl中加入羟氨(NH2OH),充分反应后可得银,羟氨被氧化为N2

写出生成AgCl沉淀的离子反应                         

若该反应中消耗3.3 g羟氨,理论上可得银的质量为                  g。

 

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铜及其化合物在工业上有许多用途。回答下列问题:

(1)某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:

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浸取反应中氧化剂的化学式为        ;滤渣的成分为MnO2        (写化学式)

“除铁”这一步反应在25进行,加入试剂A为__________,若A后溶液PH调为4,溶液中Fe3+离子浓度为            mol/L。已知Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38

“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式                     

滤液经蒸发结晶得到的盐主要是                         (写化学式)。

(2)某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜,进行了一系列探究活动。

下图1为某实验小组设计的原电池装置,盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂,反应前电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差25.8g,则导线中通过了_____   mol电子,若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动,则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差△m=         g满分5 manfen5.com

其他条件不变,若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池,如图2所示,电流计指针偏转方向与先前一样,但偏转角度明显减小。一段时间后,乙池石墨棒浸入液面以下部分析出了一层紫红色固体,甲池铜丝附近溶液的pH___(填“减小”、“增大”或“不变”) ,乙池中石墨为_____极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)

 

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发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。

(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g) 满分5 manfen5.comCO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率, 若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的H ________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g); ΔH=-49.0 kJ·mol-1

在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO23 mol H2,测得CO2(g) CH3OH(g)

浓度随时间变化如图1所示

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09min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2) = _________________________

在相同条件下,密闭容器的体积缩至0.5 L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ

a. 0 < Q < 29.5    b. 29.5 < Q < 36.75    c. 36.75 < Q < 49  d. 49 < Q < 98

在一定条件下体系中CO2平衡转化率(α)与LX的关系如图2所示LX 分别表示温度或压强。

iX表示的物理量是  ________________

ii. 判断L1L2的大小关系,并简述理由:________

3用铜基催化剂光照条件下由CO2H2O制备CH3OH的装置示意图如图3所示,该装置工作时阴极的电极反应式是_____________________

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4CO2NH3为原料合成尿素,在合成塔中的主要反应可表示如下:

反应2NH3(g)CO2(g) 满分5 manfen5.com NH2CO2NH4(s)   H1= ­__________________

反应NH2CO2NH4(s) 满分5 manfen5.com CO(NH2)2(s)H2O(g)   H2=72.49kJ·mol1

总反应:2NH3(g)CO2(g) 满分5 manfen5.com CO(NH2)2(s)H2O(g) H=86.98kJ·mol1

反应H1=_______________

 

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T时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g) 满分5 manfen5.comC(s) H<0,按照

不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化

如图中曲线(实线)所示,下列判断正确的是

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A.T 时,该反应的平衡常数值为4

B.c点没有达到平衡,此时反应向逆向进行

C.若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于T

D.T时,直线cd 上的点均为平衡状态

 

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