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【题目】中科大研制出Ni-Mo-O纳米棒复合催化剂,利用其进行尿素电解,可实现富尿素废水的净化,同时低能耗制得H2。总反应为:CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2

完成下列填空:

(1)上述反应涉及的元素中,质子数最多的原子其核外电子排布式是___________;写出同周期元素的原子半径大小关系____________(用元素符号表示)

(2)上述反应物与产物中,属于电解质的是_____________(填化学式);写出可以冷冻待移植器官的物质的电子式_______________

(3)CN的非金属性强弱顺序为____________(用元素符号表示),用一个化学方程式进行证明________________

(4)已知常压下,二氧化硅熔点为1723℃,而干冰在-78.5℃时就升华,解释二者性质差异大的原因___________________

(5)电解富尿素废水时,氢气在____极产生。若转移0.3 mol电子,两极产生的气体共__________L(标准状况)

【答案】1s22s22p4 C>N>O H2O NC HNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2 CO2是分子晶体,熔化时需要克服分子间作用力,SiO2是原子晶体,熔化时需要克服的是共价键,所以两者之间的熔沸点差异很大 5.6

【解析】

(1) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2反应涉及的元素中,质子数最多的是O元素,同周期元素有CNO,结合原子核外电子的排布规律和元素周期律解答;

(2) 根据电解质的概念和物质的用途分析解答;

(3) 同周期元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,比较元素的非金属性,可以利用最高价含氧酸的酸性强弱等依据分析解答;

(4) CO2是分子晶体,SiO2是原子晶体,据此分析解答;

(5)电解富尿素废水制H2,根据总反应为CO(NH2)2+H2O═3H2↑+N2↑+CO2,阴极的电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极的电极反应:CO(NH2)2-6e-+6OH-=N2↑+CO2↑+5H2O,据此分析解答。

(1) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2反应涉及的元素中,质子数最多的是O元素,其核外电子排布式为1s22s22p4;反应涉及的元素中,同周期元素有CNO,同一周期自左而右,原子半径逐渐减小,原子半径C>N>O,故答案为:1s22s22p4C>N>O

(2) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2,反应物与产物中,属于电解质的有H2O;液氮可以用作冷冻剂,其电子式为,故答案为:H2O

(3) 同周期元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,非金属性NC,比较元素的非金属性,可以利用硝酸与碳酸盐可以反应生成碳酸(二氧化碳和水)证明,如HNO3 + NaHCO3 = NaNO3 + H2O + CO2,故答案为:NCHNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2↑(其他合理答案均可)

(4) CO2是分子晶体,熔化时需要克服分子间作用力,SiO2是原子晶体,熔化时需要克服的是共价键,所以二氧化硅熔点为1723℃,而干冰在-78.5℃时就升华,两者之间的熔沸点差异很大,故答案为:CO2是分子晶体,熔化时需要克服分子间作用力,SiO2是原子晶体,熔化时需要克服的是共价键,所以两者之间的熔沸点差异很大;

(5)电解富尿素废水制H2,总反应为CO(NH2)2+H2O═3H2↑+N2↑+CO2,在阴极上放出氢气,电极反应:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,放出氮气的电极为阳极,电极反应:CO(NH2)2-6e-+6OH-=N2↑+CO2↑+5H2O,若转移0.3 mol电子,阴极产生0.15mol氢气,阳极产生0.05mol氮气和0.05mol二氧化碳,两极产生的气体共0.25mol,在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol =5.6L,故答案为:阴;5.6

练习册系列答案
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B

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C

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+3KCl(aq)中,加KCl 固体

红色变浅

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D

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