【題目】自然界中含錳元素的主要礦物有軟錳礦(MnO2·xH2O)、黑錳礦Mn3O4,大洋底部有大量錳結核礦。錳元素在多個領域中均有重要應用,用于制合金,能改善鋼的抗沖擊性能等。
(1)Mn在元素周期表中位于___區(qū),核外電子占據最高能層的符號是___,金屬錳可導電,導熱,具有金屬光澤,有延展性,這些性質都可以用“___理論”解釋。
(2)Mn3+在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2+,下列說法合理的是___。
A.Mn3+的價電子構型為3d4,不屬于較穩(wěn)定的電子構型
B.根據Mn2+的電子構型可知,Mn2+中不含成對電子
C.第四周期元素中,錳原子價電子層中未成對電子數最多
D.Mn2+與Fe3+具有相同的價電子構型,所以它們的化學性質相似
(3)在K2MnF6中,MnF62-的空間構型是正八面體,則中心原子的價層電子對數為__。該化合物中含有的共價鍵在形成過程中原子軌道的重疊方式為__。
(4)二價錳的化合物MnO和MnS熔融態(tài)均能導電,熔點MnO___MnS(選填“高于”、“等于”、“低于”)并解釋原因___。
(5)某錳氧化物的晶胞結構如圖:
該錳的氧化物的化學式為___,該晶體中Mn的配位數為____,該晶體中Mn之間的最近距離為___pm(用a、b來表示)。
【答案】d N 電子氣 A 6 “頭碰頭” 高于 均為離子晶體,O2-半徑比S2-半徑小,MnO晶格能大,熔點高 MnO2 6
【解析】
(1)Mn是25號元素,原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2;錳可導電,導熱,具有金屬光澤,有延展性,是因為有自由電子,這些性質都可以用“電子氣理論”解釋;
(2)A.Mn3+在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2+,說明Mn3+不穩(wěn)定;
B.Mn2+中價電子層不含成對電子,但是內層中含有成對電子;
C.第四周期中價電子層中未成對電子數最多的元素價電子排布式為:3d54s1;
D.Mn2+與Fe3+具有相同的價電子構型,微粒的化學性質不僅與價電子構型有關,也和微粒的電荷數、微粒半徑、原子序數有關;
(3)MnF62的空間構型是正八面體,則中心原子的價層電子對數為6;F與Mn之間的共價鍵都是共價單鍵;
(4)物質都屬于離子晶體,離子晶體的陰離子帶有相同電荷,離子半徑越小,離子鍵越強,晶格能越大,熔點越高;
(5)用均攤法計算確定化學式,并結合微粒的空間排列確定Mn的配位數;由晶胞結構可知:在該晶胞中距離相等且最近的2個Mn在晶胞體對角線的一半。
(1)Mn是25號元素,原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2,可知M在元素周期表中位于第四周期第VIIB,屬于d區(qū)元素,核外電子占據最高能層的符號是N;錳可導電,導熱,具有金屬光澤,有延展性,是因為有自由電子,這些性質都可以用“電子氣理論”解釋,故答案為:d;N;電子氣;
(2)A.Mn3+的價電子構型為3d4,Mn3+在水溶液中容易歧化為MnO2和Mn2+,說明Mn3+不穩(wěn)定,Mn3+容易變成電子半充滿的穩(wěn)定的價電子構型為3d5,3d4則屬于不穩(wěn)定的電子構型,故A正確;
B.Mn2+中價電子層不含成對電子,但是內層中含有成對電子,故B錯誤;
C.第四周期中價電子層中未成對電子數最多的元素價電子排布式為:3d54s1,是Cr元素,故C錯誤;
D.Mn2+與Fe3+具有相同的價電子構型,微粒的化學性質不僅與價電子構型有關,也和微粒的電荷數、微粒半徑、原子序數有關,因此它們的化學性質不相似,Mn2+具有強的還原性,而Fe3+具有強的氧化性,故D錯誤;
故答案選:A;
(3)MnF62的空間構型是正八面體,則中心原子的價層電子對數為6.在化合物化合物K2MnF6中含有的F與Mn之間的共價鍵都是共價單鍵,屬于σ鍵,在形成過程中原子軌道的重疊方式為“頭碰頭”,故答案為:6;“頭碰頭”;
(4)MnO和MnS都是離子晶體,離子電荷數相同,O2離子半徑小于S2的離子半徑,MnO的晶格能大,熔點更高,故答案為:高于;均為離子晶體,O2-半徑比S2-半徑小,MnO晶格能大,熔點高;
(5)在該晶體中含有的Mn原子個數為:×8+1=2,含有的O原子數目為:×4+2=4,Mn:O=2:4=1:2,所以該錳的氧化物的化學式為MnO2;根據晶胞投影圖可知:在該晶體體中與Mn原子距離相等且最近的O原子有6個,所以Mn的配位數為6;由晶胞結構可知:在該晶胞中距離相等且最近的2個Mn在晶胞體對角線的一半,晶胞的體對角線為pm,所以該晶體中Mn之間的最近距離為×pm=pm,故答案為:MnO2;6;。
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【題目】CO和H2在一定條件下合成甲醇的反應為;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1。現(xiàn)在容積均為1L的a、b、c、d、e五個密閉容器中分別充入1molCO和2molH2的混合氣體,控制溫度,進行實驗,測得相關數據如圖(圖1:溫度分別為300℃ 、500℃的密閉容器中,甲醇的物質的量:圖2:溫度分別為Tl~T5的密閉容器中,反應均進行到5min時甲醇的體積分數)。下列敘述正確的是
A. 該反應的△H1>0,且K1>K2
B. 將容器c中的平衡狀態(tài)轉變到容器d中的平衡狀態(tài),可采取的措施有升溫或加壓
C. 300℃時,向平衡后的容器中再充入0.8molCO, 0.6molH2,0.2molCH3OH,平衡正向移動
D. 500℃時,向平衡后的容器中再充入1molCH3OH,重新平衡后,H2濃度和百分含量均增大
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【題目】氣體之間的反應有其獨特的優(yōu)點,對其研究具有重要意義。
(1)在一容積可變的密閉容器中,1molCO與2molH2發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO在不同溫度下的平衡轉化率(α)與壓強的關系如圖1所示。
在B點條件下,下列敘述能說明上述反應能達到化學平衡狀態(tài)的是__。
A.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍
B. CH3OH的體積分數不再改變
C.混合氣體的密度不再改變
D.CO和CH3OH的物質的量之比保持不變
(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在__(填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)進行。
(3)化學平衡常數K(B)、K(C)、K(D)的大小關系是:_。
(4)計算圖中A點的平衡常數Kp=__。
(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數;用P1或P2或P3表示)。
(5)已知NH3(g)+NOx(g)+O2(g)N2(g)+H2O(g)(未配平),為研究NH3選擇性催化還原脫硝的反應條件,某科研小組通過一系列實驗,得出平衡時的脫硝率與氨氮比的關系[其中NH3/NO2表示氨氮比,O2%表示氧氣含量]。
①圖2中,最佳氨氮比為2.0,理由是__。
②請在圖3中,用實線畫出不使用催化劑情況下(其他條件完全相同)的圖示__。
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【題目】25℃時,電離平衡常數:
化學式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
電離平衡常數 | 1.8×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
(1)用蒸餾水稀釋0.10mol/L的醋酸,則下列各式表示的數值隨水量的增加而增大的是_____;
A. B. C. D.
(2)體積為10mLpH=2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000mL,稀釋過程pH變化如圖,則HX的電離平衡常數______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常數,稀釋后,HX溶液中水電離出來的c(H+)_____醋酸溶液中水電離出來的c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
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【題目】在 20 ℃時,某氣態(tài)烴與氧氣混合,裝入密閉容器中,點燃爆炸后,又恢復到 20 ℃, 此時容器內氣體的壓強為反應前的一半,經 NaOH 溶液吸收后,容器內幾乎成真空,此 烴的分子式可能是( )
A.CH4B.C2H6C.C3H6D.C3H8
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【題目】運用現(xiàn)代科技從苦艾精油中分離出多種化合物,其中四種的結構如下:
下列說法不正確的是( )
A.②③分子中所有碳原子不可能處于同一平面內
B.②④互為同分異構體
C.④的一氯代物有6種
D.①②③均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
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【題目】苯甲酸乙酯(C9H10O2)的別名為安息香酸乙酯。它是一種無色透明液體,不溶于水,有芳香氣味,用于配制香水、香精和人造精油,大量用于食品工業(yè)中,也可用作有機合成中間體、溶劑等。其制備方法為: +CH3CH2OH+H2O
已知:苯甲酸在100℃會迅速升華。相關有機物的性質如表所示。
名稱 | 相對分子質量 | 顏色、狀態(tài) | 沸點/℃ | 密度/(g﹒cm-3) |
苯甲酸 | 122 | 無色片狀晶體 | 249 | 1.2659 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 無色澄清液體 | 212.6 | 1.05 |
乙醇 | 46 | 無色澄清液體 | 78.3 | 0.7893 |
環(huán)己烷 | 84 | 無色澄清液體 | 80.8 | 0.7318 |
實驗步驟如下:
①在圓底瓶中加入12.20g苯甲酸,25mL95%的乙醇(過量),20mL環(huán)己烷以及4mL濃硫酸,混合均勻并加入沸石,按如圖所示裝置裝好儀器,控制溫度在65~70℃加熱回流2h。利用分水器不斷分離除去反應生成的水,回流環(huán)己烷和乙醇。
②反應結束,打開旋塞放出分水器中的液體后,關閉旋塞,繼續(xù)加熱,至分水器中收集到的液體不再明顯增加,停止加熱。
③將燒瓶內反應液倒入盛有適量水的燒杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。用分液漏斗分出有機層,水層用25mL乙醚,靜置,過濾,對濾液進行蒸餾,低溫蒸出乙醚和環(huán)己烷后,繼續(xù)升溫,接收210~213℃的餾分。
④檢驗合格,測得產品體積為12.86mL。
回答下列問題:
(1)在該實驗中,圓底燒瓶的容積最適合的是________(填序號)。
A. 25mL B.50mL C. 100mL D. 250mL
(2)步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是___________。
(3)步驟②中應控制蒸餾的溫度為_______(填序號)。
A. 65~70℃ B. 78~80℃ C. 80~85℃ D. 215~220℃
(4)步驟③加入Na2CO3的作用是_______;若Na2CO3的加入量不足,在之后蒸餾時,蒸餾燒瓶中可見到白煙生成,產生該現(xiàn)象的原因是________。
(5)關于步驟③中的萃取分液操作的敘述正確的是__________(填序號)。
A. 水溶液中加入乙醚,轉移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒轉過來,用力振搖
B. 振搖幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣
C. 經幾次振搖并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層
D. 放出液體時,應打開上口玻璃塞或將玻璃塞上的凹槽對準漏斗口上的小孔
(6)計算可得本實驗的產率為__________。
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【題目】根據如圖有關圖象,說法正確的是( )
A. 由圖Ⅰ知,反應在T1、T3處達到平衡,且該反應的△H<0
B. 由圖Ⅱ知,反應在t6時刻,NH3體積分數最大
C. 由圖Ⅱ知,t3時采取降低反應體系溫度的措施
D. 圖Ⅲ表示在10L容器、850℃時的反應,由圖知,到4min時,反應放出51.6kJ的熱量
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【題目】光電池在光照條件下可產生電壓,如下裝置可以實現(xiàn)光能源的充分利用,雙極性膜可將水解離為 H+和 OH-,并實現(xiàn)其定向通過。下列說法不正確的是
A.該裝置將光能轉化為化學能并分解水
B.雙極性膜可控制其兩側溶液分別為酸性和堿性
C.光照過程中陽極區(qū)溶液中的n(OH-)基本不變
D.再生池中的反應: 2V2+ +2H2O 2V3++2OH-+H2↑
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