[题目]最新研制的人造纳米“竹子可充分利用太阳能.并将其有效转化为氢能源.“竹子的竹节和竹茎.分别由硫化镉和硫化锌两种不同的半导体材料组成.(1)已知Cd与Zn位于同一副族.且在Zn的下一周期.则Cd的价电子排布图为 .已知Zn与Cu的能量变化如图所示.试解释步骤②吸收能量大于步骤④的原因 .(2)CdS燃烧可生成CdO和SO2.SO2在空气中遇到微尘会缓慢转� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】最新研制的人造纳米“竹子”可充分利用太阳能，并将其有效转化为氢能源。“竹子”的竹节和竹茎，分别由硫化镉和硫化锌两种不同的半导体材料组成。

（1）已知Cd与Zn位于同一副族，且在Zn的下一周期，则Cd的价电子排布图为___。已知Zn与Cu的能量变化如图所示，试解释步骤②吸收能量大于步骤④的原因___。

（2）CdS燃烧可生成CdO和SO2，SO2在空气中遇到微尘会缓慢转化为SO3。SO2中S的杂化方式为___，SO3分子的空间构型为___。

（3）O、S、Se为同主族元素，已知其对应氢化物的相关数据如下表：

①H2Se沸点高于H2S的原因为___。

②H2O的分解温度高于H2S的原因为___。

（4）已知ZnS熔点为2830℃；CdS熔点为1750℃，则二者属于___晶体，ZnS熔点更高的原因为___。

（5）如图为ZnS的晶胞图。若已知最近的锌离子之间距离为apm，则ZnS晶体的密度为___g·cm-3（列出计算式即可）。

【答案】 Cu+的3d轨道为全满结构，能量低，更稳定 sp2 平面三角形 H2Se和H2S均为分子晶体，H2S相对原子质量小，分子间作用力小，沸点低原子半径：O＜S，故共价键O-H键的键长小于S-H键，键能：O-H＞S-H，因此H2O的稳定性高于H2S，分解温度更高（或O-H键比S-H键稳定，H2O的分解温度比H2S更高，或其他合理答案）离子由于离子半径Cd2+大于Zn2+，故晶格能ZnS＞CdS，则熔点ZnS＞CdS

【解析】

(1)Zn的价层电子排布式为3d104s2，根据Zn与Cd在周期表的位置关系分析；全满状态时结构稳定，再失去一个电子时需要的能量更多；

(2)利用中心原子价电子对互斥理论分析杂化类型和空间构型；

(3)①分子晶体的相对分子质量越大熔沸点越高；

②半径越小，键长越短，键能越大分析；

(4)根据熔沸点判断晶体类型；离子半径越小，晶格能越大，熔沸点越高；

(5)根据晶胞的结构，利用密度公式计算。

(1)由于Zn的价层电子排布式为3d104s2，可见与Zn同一副族且在Zn下一周期的Cd的价电子排布为4d105s2；价电子排布图为：；由能量变化图可知I1(Cu)＜I1(Zn)，I2(Cu)＞I2(Zn)，由于Cu+的3d轨道为全满结构，能量低，较稳定，而Zn+的4s轨道有一个电子，Cu+再失去一个电子时需要的能量更多；

(2)SO2中S的的价层电子对数=2+(6-2×2)=3，所以硫原子采用sp2杂化，SO3中S的的价层电子对数=3+(6-3×2)=3，所以硫原子采用sp2杂化，空间构型为平面三角形；

(3)①H2Se和H2S均为分子晶体，由于分子晶体相对原子质量H2Se＞H2S，故分子间作用力H2Se＞H2S，因此沸点H2Se＞H2S；

②由于原子半径：O＜S，故共价键O-H键的键长小于S-H键，键能：O-H＞S-H，因此H2O的稳定性高于H2S，则分解温度高于H2S；

(4)由于ZnS熔点为2830℃；CdS熔点为1750℃，都比较高，故都属于离子晶体；由于离子半径Cd2+大于Zn2+，故晶格能ZnS＞CdS，则熔点ZnS＞CdS；

(5)由于最近的Zn原子间的距离（即顶点与面心之间的距离）为apm，故面对角线为2apm，则晶胞的边长为apm=a×10-10cm，故晶胞的体积为(a×10-10)3cm3，而晶胞中Zn原子都在晶胞的顶点和面上，数目有8×+6×=4个，S原子在晶胞的内部，共有4个，即一个晶胞中有4个ZnS，则质量为4×g，故密度为g·cm-3。

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【题目】钒（V）为过渡元素，可形成多价态化合物，在工业催化、新材料、新能源等领域有广泛应用。

（1）金属钒熔点很高，可由铝热反应制得。

已知25℃、101 KPa时

4A1（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H1=akJmol-1

4V（s）+5O2（g）═2V2O5（s）△H2=bkJmol-1

则用铝热反应冶炼金属V（s）的热化学方程式为______。

（2）全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统，工作原理如图所示：

查阅相关资料可知：

离子种类	VO2+	VO2+	V3+	V2+
颜色	黄色	蓝色	绿色	紫色

①该电池放电时，VO2+发生还原反应，则正极的反应式是______。

②当完成储能时，负极溶液的颜色为______。

③电池放电时，负极区溶液的pH将______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

④用该钒电池在铁制品上镀铜，铁制品应与电池的______极（填“A“或“B“）相连。若电镀开始时两电极质量相等，电镀一段时间后，两电极质量之差为128g，此时转移电子的物质的量为______。

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【题目】亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂，其沸点为－5.5℃，易水解。已知：AgNO2微溶于水，能溶于硝酸，AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2，某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度，相关实验装置如图所示。

(1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置，发生反应的离子方程式为___________。

(2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择合适的装置，其连接顺序为 a→________________(按气流方向，用小写字母表示)。

(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯：

①实验室也可用 B 装置制备 NO ， X装置的优点为___________________________________。

②检验装置气密性并装入药品，打开K2，然后再打开K3，通入一段时间气体，其目的是____________，然后进行其他操作，当Z中有一定量液体生成时，停止实验。

(4)已知：ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。

①设计实验证明 HNO2是弱酸：_____________。(仅提供的试剂：1 molL-1盐酸、 1 molL-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。

②通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水，配制成250 mL 溶液；取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中，以K2CrO4溶液为指示剂，用c molL-1 AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是__________，亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_________。(已知： Ag2CrO4为砖红色固体； Ksp(AgCl)＝1.56×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝1×10-12)

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【题目】氮氧化物（NOx）造成酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等危害，不仅破坏自然生态环境，而且严重危害人类健康。采用合适的还原剂能够实现烟气的高效脱硝。

（1）活性炭还原脱硝可防止氮氧化物污染，已知：

①N2（g）+O2（g）═2NO（g） △H1=+180.5kJmol-1

②2C（s）+O2（g）═2CO（g） △H2=-221.0kJmol-1

③2CO（g）+O2（g）═2CO2（g） △H3=-556.0kJmol-1

则反应C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H=__kJmol-1

（2）用活性炭对NO进行还原，采用相同质量不同粒径的同种催化剂M和N，测量相同时间内烟气的脱氮率，结果如图所示。

①在M、N两种不同粒径催化剂作用下，出现M和N两条不同的脱氮率与温度的变化曲线的原因是___。

②判断M曲线上最高点A点对应的脱氮率__（填“是“或“不是”）该温度下的平衡脱氮率。

③25℃下，用NaOH溶液作捕提剂吸收产生的CO2，不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品。某次捕捉后得到pH=12的溶液，已知：25℃下Ka2（H2CO3）=5.6×10-11，试通过计算溶液中c（CO32-）：c（HCO3-）=__。

（3）在一恒容密闭容器中，使用某种催化剂对反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）△H＜0进行相关实验探究。改变投料比（n0（SO2）：n0（NO2）]进行多组实验（各次实验的温度可能相同，也可能不同），测定SO2的平衡转化率[α（SO2）]。已知：KR=16，KZ=1，部分实验结果如图所示。