【题目】N、Cu及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为__________________。
(2)铜与钾处于同周期且最外层电子数相同,铜的熔沸点及硬度均比钾大,其原因是___________________________。
(3)NH3分子的立体构型为_________,中心原子的杂化类型是_________。
(4)N、S、P是组成蛋白质的常见元素。三种元素中第一电离能最大的是_________,电负性最小的是_________。(填元素符号)
(5)已知:Cu2O熔点为1235℃,CuCl熔点为426℃,则可判定Cu2O为_________ (填“离子晶体”或“分子晶体”,下同),CuCl为_________。
(6)氮与铜形成的一种化合物的晶胞结构如图所示。
与每个Cu原子紧邻的Cu原子有_________个,阿伏加德罗常数的数值为NA,该晶体的密度为_________ (列出计算式)g·cm-3。
【答案】3d104s1 铜原子半径较小且价电子数较多,金属键更强 三角锥形 sp3 N P 离子晶体 分子晶体 8
【解析】
(1)铜是29号元素,基态铜原子的价电子排布式为3d104s1。
(2)铜原子半径较小且价电子数较多,金属键更强。
(3)NH3中孤对电子数为1,N原子的杂化类型是sp3。
(4)N原子2p轨道处于半充满状态,能量低,故第一电离能最大,同周期随着原子序数增大电负性增大,同主族自上而下电负性减小。
(5)根据熔点大小可判断。
(6)根据均摊法计算。
(1)铜是29号元素,基态铜原子的价电子排布式为3d104s1,故答案为:3d104s1 。
(2)铜与钾处于同周期且最外层电子数相同,铜的熔沸点及硬度均比钾大,其原因是:铜原子半径较小且价电子数较多,金属键更强,故答案为:铜原子半径较小且价电子数较多,金属键更强。
(3)NH3中孤对电子数为1,N原子的杂化类型是sp3,分子的立体构型为三角锥形,故答案为:三角锥形;sp3。
(4)N原子2p轨道处于半充满状态,能量低,故第一电离能最大,同周期随着原子序数增大电负性增大,同主族自上而下电负性减小,故P元素的电负性最小,故答案为:N ;P。
(5)根据熔点大小可判断,Cu2O为离子晶体,CuCl为分子晶体,故答案为:离子晶体; 分子晶体。
(6)由图可知,Cu原子都在棱上,与每个Cu原子紧邻的Cu原子有8个,在立方晶胞中,顶点粒子占1/8,棱上粒子占1/4,因此一个晶胞中,Cu的数目为3 ,N的数目为1,该晶体的化学式为Cu3N,Cu3N的摩尔质量为206g/mol,1nm=10-9m=10-7cm,密度=质量/体积=(206/NA)g/(0.38×10-7cm)3=,故答案为:8; 。
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【题目】一定温度下,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在密闭容器中进行,一段时间后达到平衡,下列措施不能使平衡发生移动的是( )
①增加C的物质的量 ②保持体积不变,充入N2使体系压强增大 ③将容器的体积缩小一半 ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
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【题目】硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,示意图如图所示,该电池工作时的反应为4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5。下列说法错误的是
A. 电极a的电势比VB2极的高
B. VB2极的电极反应式为2VB2-22e-+22OH-=2B2O3+V2O5+11H2O
C. 放电时,OH-由VB2极向a电极移动
D. 若采用稀盐酸作电解质溶液,则该电池发生的总反应改变
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【题目】资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。某工厂以酸性工业废水(含H+、Al3+、Mg2+、Cr2O72—、SO42—)以及硫酸厂废气(SO2)为原料提取铬的工艺流程如下:
有关数据如下表所示。
化合物 | Mg(OH)2 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 |
完全沉淀的pH | 10.5 | 4.3 | 5.3 |
开始溶解的pH | — | 7.8 | 9.2 |
Ksp近似值 | 5.6×10-12 | 1.3×10-33 | 6.3×10-31 |
请回答下列问题:
(1)步骤①中发生主要反应的离子方程式为__________________________。
(2)步骤②中加入适量Al2O3的目的是__________________________。
(3)为了达到实验目的,步骤③中加入NaOH溶液,应调节溶液的pH范围为_________。
(4)步骤⑥向滤液B中通入过量CO2,反应的离子方程式为__________________________。
(5)工业上也常采用下列装置,利用电解法处理含铬废水。
①在电解过程中阳极区pH增大的原因是_______________________。
②理论上每处理含1 mol K2Cr2O7的废水,阴极区得到的气体体积为_________(标准状况)L。
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【题目】高聚物H是一种光刻胶,其中的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的化学名称是_________。
(2)B生成C的反应类型为_________,F与G反应生成H的反应类型为_________。
(3)H中官能团的名称为___________________________。
(4)C的结构简式为__________________,G的结构简式为__________________。
(5)已知E与D,F与CH3OH分别含有相同的官能团,写出D与CH3OH反应生成E和F的化学方程式:________。
(6)芳香族化合物X是G的同分异构体,1 mol X与足量银氨溶液反应生成4 mol Ag,则X的结构简式有_____(不考虑立体异构)种,写出核磁共振氢谱显示有五种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:2:2:2:1的X的结构简式:___________(任写一种)。
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【题目】下列图示与对应叙述相符合的是 ( )
A. 图 I:反应N2+3H22NH3在恒温情况下,反应速率与压强的关系
B. 图Ⅱ:反应H2+I22HI达平衡后,升高温度时反应速率随时间的变化
C. 图Ⅲ:反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0,水蒸气含量随时间的变化
D. 图Ⅳ:反应2SO2+O22SO3达平衡后,缩小容器体积,各成分物质的量随时间的变化
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【题目】CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) ΔH = a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:
①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L·min)。
②在2min~4min间,v(Cl2)正______v(Cl2)逆 (填“>”、“=”或“<”), 该温度下K =______。
③已知X、L可分别代表温度或压强,下图表示L一定时,CO的 转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是__________;a_________0 (填“>”,“=”,“<”)。
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体:2CO(g)+2NO(g)2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是____________________。
②已知:测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种,方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为______________________;方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式_______________。
(3)用CO和H2可以制备甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_______________。
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【题目】醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一种重要的有机化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)与合成气(CO、H2)为原料,醋酸锂、碘甲烷等为催化剂,在高压反应釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸。
回答下列问题:
(1)合成二甲醚:
Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol.
已知:H-H的键能为436kJ/mol,C=O的键能为803kJ/mol,H-O的键能为464kJ/mol,则C≡O的键能为_____kJ/mol;
(2)二甲醚(DME)与合成气一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反应方程式为2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃时,向2L恒容密闭反应釜中加入0.2molCH3OCH3、0.4molCO、0.1molH2发生上述反应,10min达到化学平衡,测得VAC的物质的量分数为10%。
①0~10min内,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=______;该温度下,该反应的平衡常数K=__________。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是______(填选项字母)。
A.v正(DME)=v逆(H2)≠0
B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.c(CO):c(VAC)=4:1
③保持温度不变,向反应釜中通入氩气增大压强,则化学平衡______(填“向正反应方向”“向逆反应方向"或“不”)移动。
(3)常温下,将浓度均为2.0mol/L的醋酸锂溶液和醋酸溶液等体积混合,测得混合液的pH=8,则混合液中c(CH3COO-)=______mol/L。
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