【题目】氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为 ,Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)N、O、P三种元素第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3+的常用试剂,SCN-中C原子的杂化类型为 ,1mol SCN-中含π键的数目为 NA。
(4)某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,则该多磷酸钠的化学式为 。
(5)FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe2+和Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO NiO(填“<”、“>”或“=”)原因是 。
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm,则磷化硼晶胞的边长为 cm。(用含a的代数式表示)
【答案】(1)9, Fe3+的价电子的排布为3d5,处于半充满,结构稳定,
(2)N, O,
(3)sp, 2,
(4)NaPO3或(NaPO3)n,
(5)<, FeO和NiO相比,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,但Fe2+半径大于Ni2+半径,所以FeO的晶格能小,熔点低。
(6)
【解析】
试题分析:(1)P是第三周期元素,所以P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为32=9;为26号元素,其电子排布式为:[Ar]3d64s2,Fe3+的价电子的排布为3d5,处于半充满,结构稳定,所以Fe3+比Fe2+稳定。故答案为:9; Fe3+的价电子的排布为3d5,处于半充满,结构稳定;
(2)N、O、P三种元素,由于N元素的价电子的排布为2s22p3,处于半充满,结构稳定,所以第一电离能最大的是N元素;元素的非金属性越强,其电负性越大,所以电负性最大的是O元素。
故答案为:N;O;
(3)HSCN的结构式为:H-S-C≡N,所以SCN-中C原子的杂化类型为sp杂化;一个SCN-离子中C、N原子间含有1个σ键和2π个键,所以1mol SCN-中含π键的数目为2NA。
故答案为:sp;2;
(4)根据直链多磷酸钠的阴离子的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,可知P、O原子个数比为1:3。根据化合价代数和为0可知,该物质中P、O、Na原子个数比为1:3:1。所以,该多磷酸钠的化学式为NaPO3或(NaPO3)n。
故答案为:NaPO3或(NaPO3)n;
(5)由题意知FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同属于离子晶体,FeO和NiO相比,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,但Fe2+半径大于Ni2+半径,所以FeO的晶格能小,熔点低。
故答案为:<;FeO和NiO相比,阴离子相同,阳离子所带电荷相同,但Fe2+半径大于Ni2+半径,所以FeO的晶格能小,熔点低。
(6)根据晶胞结构可知,P原子处在B原子构成的正四面体的中心位置,当P原子与B原子的最近距离为acm,P原子到最近晶胞侧面距离为cm,则磷化硼晶胞的边长为cm。
故答案为:。
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【题目】如图a、b、c.d均为石墨电极,通电进行电解。下列说法正确的是
A.甲中a的电极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O
B.电解时向乙中滴入酚酞试剂,c电极附近先变红。
C.当d电极产生2g气体时,b极有32g物质析出。
D.电解少量时间后向乙中加适量盐酸,溶液组成可以恢复到原电解前的状态。
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【题目】CH4、NH3、H2O和HF均为含10e﹣的分子。
(1)N、O、F三种元素中,与基态C原子的核外未成对电子数相等的元素是 (写元素名称),其基态原子的价层电子排布图为 。
(2)C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(3)CH4、NH3和H2O分子中,从原子轨道的重叠方向来说,三种分子均含共价键类型为 ,三种分子的中心原子的杂化轨道类型均为 。
(4)CH4燃烧生成CO、CO2和H2O。
①在CO气流中轻微加热金属镍(Ni),生成无色挥发性液态Ni(CO)4,试推测四羰基镍的晶体类型为 。
②OCN﹣与CO2互为等电子体,则OCN—结构式为 。
(5)与碳同族的硅形成的硅酸盐结构中的基本结构单元为[SiO4]四面体,由两个结构单元通过共用一个原子形成的硅酸盐阴离子的化学式为 。
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【题目】 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.1.8 g重水(D2O)中含NA个中子
B.标准状况下,2.24 L Cl2与过量稀NaOH溶液反应,转移的电子总数为0.2 NA
C.室温下,21.0 g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为1.5 NA
D.足量的铜与含2 mol H2SO4的浓硫酸充分反应,可生成NA个SO2分子
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【题目】ClO2与Cl2的氧化性相近。在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。
(1)仪器D的名称是___________,安装F中导管时,应选用图2中的___________。
(2)打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜___________(填“快”或“慢”).
(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是___________。
(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为___________,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是___________。
(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示,若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是___________,原因是___________。
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【题目】(1)25℃时,在等体积的 ① pH=0的H2SO4溶液、② 0.05 mol/L的Ba (OH)2溶液、③ pH=10的Na2S溶液、④ pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比 。
(2)常温下,0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后:
c(CH3COO) + c(CH3COOH)= mol/L
c(H+) c(CH3COO) - c(CH3COOH) +2c(OH) (填“>”、“<”或“=”)
(3)常温下,把pH=11的氢氧化钠溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,在所得溶液中离子浓度大小关系是 。
(4)常温下,把pH=2的H2SO4和pH=11的NaOH溶液混和,混和液pH=7。则两溶液的体积比是 。
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【题目】A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子 | Na+、K+、Cu2+ |
阴离子 | SO、OH- |
在下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如上图。据此回答下列问题:
(1)M为电源的_____极(填“正”或“负”),电极b上发生的电极反应为__________________。
(2)电极e上生成的气体在标准状态下的体积为________。
(3)写出乙烧杯中的电解池反应_______________________。
(4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,正确的操作__________(计算出相关数据)。
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【题目】K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
结合实验,下列说法不正确的是
A.①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B.②中Cr2O72-被C2H5OH还原
C.对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
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【题目】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
Ⅰ.氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定,其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)有氧时,在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,将过程④的离子方程式补充完整:________NH4+ + 5O2 == 2NO2- + ________H+ +__________+__________。
Ⅱ.工业合成氨原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
(3)曲线a对应的温度是 。
(4)关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 。
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系
是K(M)=K(Q)>K(N)
C.M点比N点的反应速率快
D.由曲线a可知,当压强增加到100 MPa以上,NH3的物质的量分数可达到100%
(5)如果N点时c(NH3)=0.2mol·L-1,N点的化学平衡常数K= L2/mol2 (精确到小数点后两位)。
Ⅲ.尿素是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
(6)写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________。
(7)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
①反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=
mol/(L·min)。
②已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。
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