【題目】B、N、Ti、Fe都是重要的材料元素,其單質(zhì)及化合物在諸多領(lǐng)域中都有廣泛的應用。
(1)基態(tài)Fe2+的電子排布式為_____;Ti原子核外共有________種運動狀態(tài)不同的電子。
(2)BH3分子與NH3分子的空間結(jié)構(gòu)分別為_________;BH3與NH3反應生成的BH3·NH3分子中含有的化學鍵類型有_______,在BH3·NH3中B原子的雜化方式為________。
(3)N和P同主族?茖W家目前合成了N4分子,該分子中N—N—N鍵的鍵角為________;N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量,推測其用途___________。(寫出一種即可)
(4)NH3與Cu2+可形成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3具有相同的空間構(gòu)型,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是____。
(5)納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑,其催化的一個實例如圖所示;衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲,主要原因是______;衔镆抑胁扇sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序為________。
【答案】1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 或[Ar]3d6 22 平面正三角形、三角錐形 共價鍵、配位鍵 sp3 60° 制造火箭推進劑或炸藥(其他合理答案均可) F 的電負性比 N 大,N—F 成鍵電子對偏向 F,導致 NF3 中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強,難以形成配位鍵 化合物乙分子間存在氫鍵 N>O>C
【解析】
(1)鐵為26號元素,原子失去最外層4s能級2個電子,形成Fe2+,據(jù)此書寫核外電子排布式,核外的每個電子的運動狀態(tài)均不同;
(2)NH3分子中氮原子含有孤電子對,BF3分子中B元素不含孤電子對,導致其空間構(gòu)型不同;根據(jù)價層電子對互斥理論確定BF3的分子空間構(gòu)型;
(3)N4分子與P4結(jié)構(gòu)相似,為正四面體構(gòu)型,每個面均為正三角形;N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量,據(jù)此判斷用途;
(4)NF3中N-F成鍵電子對偏向于F原子,N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子;
(5)氫鍵的存在導致物質(zhì)熔沸點升高;化合物乙中能形成sp3雜化的原子有C、N、O元素,同一周期元素,元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,據(jù)此排序。
(1)鐵原子失去最外層4s能級2個電子,形成Fe2+,核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;Ti元素原子核外有22個電子,所以原子中運動狀態(tài)不同的電子共有22種,故答案為:1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;22;
(2)NH3分子中氮原子含有孤電子對,BF3分子中B元素不含孤電子對,BF3中B原子含有3個σ鍵且不含孤電子對,所以BF3為平面三角形構(gòu)型,NH3中N原子含有3個σ鍵和1個孤電子對,所以NH3為三角錐構(gòu)型;BF3NH3分子中含有的化學鍵類型有共價鍵、配位鍵;在BF3NH3中B原子的價層電子對數(shù)為4+0=4,雜化方式為sp3,故答案為:平面正三角形;三角錐型;共價鍵、配位鍵;sp3;
(3)N4分子中N原子形成3個σ鍵、含有1對孤對電子,雜化軌道數(shù)目為4,N原子采取sp3雜化,每個面為正三角形,N-N 鍵的鍵角為60°;N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量,可以制造火箭推進劑或炸藥,故答案為:60°;制造火箭推進劑或炸藥;
(4)F的電負性大于N元素,NF3中N-F成鍵電子對偏向于F原子,導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強,N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子,所以NF3不易與Cu2+形成配離子,故答案為:F的電負性比N大,N-F成鍵電子對偏向F,導致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強,難以形成配位鍵;
(5)氫鍵的存在會導致物質(zhì)熔沸點升高,乙中含有分子間氫鍵、甲不含氫鍵,所以化合物乙熔沸點高于甲;化合物乙中能形成sp3雜化的原子有C、N、O元素,同一周期元素,元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,所以第一電離能N>O>C,故答案為:化合物乙分子間存在氫鍵;N>O>C。
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【題目】在密閉容器中,加熱等物質(zhì)的量的NaHCO3和Na2O2的固體混合物,充分反應后,容器中固體剩余物是( )
A. Na2CO3和Na2O2 B. Na2CO3和NaOH
C. NaOH和Na2O2 D. NaOH、Na2O2和Na2CO3
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【題目】廢舊顯示屏玻璃中含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì)。某課題小組以此玻璃粉末為原料,制得 Ce(OH)4和硫酸鐵銨礬[Fe2(SO4) 3(NH4) 2SO424H2O]流程設(shè)計如下:
已知:Ⅰ.酸性條件下,鈰在水溶液中有Ce3+、Ce4+兩種主要存在形式,Ce4+有較強氧化性;Ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于 NaOH溶液。
回答以下問題:
(1)反應②中H2O2的作用是___________。
(2)反應③的離子方程式是________。
(3)已知有機物 HT 能將Ce3+從水溶液中萃取出來,該過程可表示為:2Ce3+ (水層)+ 6HT(有機層)2CeT3 (有機層)+ 6H+(水層),從平衡角度解釋:向 CeT3 (有機層)加入H2SO4獲得較純的含Ce3+的水溶液的原因是_______。
(4)硫酸鐵銨礬[Fe2(SO4) 3·(NH4) 2SO4·24H2O]廣泛用于水的凈化處理,其凈水原理用離子方程式解釋是___________。
(5)用滴定法測定制得的 Ce(OH)4 產(chǎn)品純度。
若所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后再進行滴定,則測得該Ce(OH)4 產(chǎn)品的質(zhì)量分數(shù)____。(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
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【題目】在容積為2 L的恒容密閉容器中充入1 mol CO2(g)和3.5 mol H2(g),在一定條件下發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。反應進行8 min時達到平衡狀態(tài),測得n(CH3OH)=0.5mol。該反應的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如圖1所示,CO2的轉(zhuǎn)化率如圖2所示,下列說法錯誤的是
A. 在圖1中,曲線Ⅱ表示該反應的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系
B. 該溫度下,平衡常數(shù)K=0.25
C. 其他條件不變下,圖2中x可表示溫度或壓強或投料比c(CO2)/c(H2)
D. 用二氧化碳合成甲醇體現(xiàn)了碳減排理念
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【題目】鋁及其化合物在生產(chǎn)生活中具有重要的作用。
(1)鋁屬于活潑金屬卻能在空氣中穩(wěn)定存在,原因是(用化學用語及相關(guān)文字說明)___。
(2)鋁電池性能優(yōu)越,在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中有廣泛的應用。鋁—空氣電池以其環(huán)保、安全而受到越來越多的關(guān)注,其原理如圖所示。
該電池的正極反應方程式為___,當鋁電極質(zhì)量減少9克,則另一極通入的氧氣的體積在標準狀況下為___。
(3)AlCl3與NaN3在高溫下反應可制得高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化鋁(AlN),且生成N2。寫出反應化學方程式為___。
(4)在元素周期表中,砷位于鋁的下一周期,與氮元素同主族,寫出AsH3分子的電子式為___,相同壓強下,AsH3的沸點___NH3(填“大于”或“小于”)。
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【題目】常溫下,現(xiàn)有0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液,pH=7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分數(shù)(平衡時,各微粒濃度占總微粒濃度之和的分數(shù))與pH的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是
A.當pH=9時,溶液中存在下列關(guān)系:c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(HCO3-)>c(CO32-)
B.將0.2 mol CO2通入1 L 0.3 mol·L-1 NH3·H2O溶液中充分反應,則有:c(HCO3-)+3c(H2CO3)-c(CO32-)>0
C.向pH=6.5的上述溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液時,NH4+和HCO3-濃度逐漸減小
D.分析可知,常溫下水解平衡常數(shù)Kh(HCO3-)的數(shù)量級為10-7
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【題目】甲醇與水蒸氣重整制氫可直接用于燃料電池;卮鹣铝袉栴}:
(1)已知甲醇分解反應:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H1=+90.64 kJ·mol-1;
水蒸氣變換反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.20 kJ·mol-1。
則CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H3=___________kJ·mol-1。
(2)科學家通過密度泛函理論研究甲醇與水蒸氣重整制氫反應機理時,得到甲醇在Pd(III)表面發(fā)生解離時四個路徑與相對能量的關(guān)系如圖所示,其中附在Pd(III)表面的物種用*標注。此歷程中活化能最小的反應方程式為_____________________________________________。
(3)在0.1MPa下,將總進料量為1 mol且n(CH3OH):n(H2O)=1:1.3的混合氣體充入一剛性密閉容器中反應。
①實驗測得水蒸氣變換反應的速率隨溫度的升高明顯下降,原因是____________________。
②平衡時,測得CH3OH的含量在給定溫度范圍內(nèi)極小,H2、H2O(g)、CO、CO2四種組分的含量與反應溫度的關(guān)系如圖所示,曲線b、c對應物質(zhì)的化學式分別為________、________。
(4)573.2K時,向一剛性密閉容器中充入5.00 MPa CH3OH使其分解,t h后達平衡時H2的物質(zhì)的量分數(shù)為60%,則t h內(nèi)v(CH3OH)=_____MPa·h-1,其分壓平衡常數(shù)Kp=_____MPa2。
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【題目】在一定溫度下,冰醋酸加水稀釋過程中溶液的導電能力如下圖所示,請回答:
(1)寫出醋酸的電離方程式___________________________________________。
(2)a、b、c三點溶液中氫離子濃度由小到大的順序為__________________ 。
(3)a、b、c三點中醋酸的電離程度最大的是_________。
(4)取甲、乙兩份等體積c點的溶液,甲用蒸餾水稀釋10倍,乙用蒸餾水稀釋100倍,則稀釋后甲、乙兩溶液中的H+濃度:c(H+)甲_____ 10c(H+)乙(填“大于”、“小于”或 “等于”)
(5)醋酸與氨水反應的離子方程式:__________________ 。
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【題目】將FeCl3溶液和KI溶液混合,發(fā)生反應:2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)。下列各項能判斷上述可逆反應達到平衡狀態(tài)的是
A. 溶液顏色不再變化
B. c(K+)不再變化
C. c(Fe3+)與c(Fe2+)之和不再變化
D. v正(I-)=2v正(I2)
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