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    14．钒是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业．

    回答下列问题：
    （1）钒在元素周期表中的位置为第4周期ⅤB族，其价层电子排布图为．
    （2）钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示．晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为4、2．
    （3）V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂．SO2 分子中S原子价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2；SO3的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3；该结构中S-O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为a（填图2中字母），该分子中含有12个σ键．
    （4）V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为正四面体；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为NaVO3．

    分析 （1）由题意知，钒的核电荷数为23，则可以推知钒在元素周期表中的位置为第4周期ⅤB族，根据核外电子的轨道能量排布顺序知，1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p，因此推断其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，注意由于4s轨道能量比3d轨道能量低，因此先排4s轨道，因此其价层电子排布式为3d34s2，以此书写电子排布图；
    （2）由晶胞可知，V位于顶点和体心，O有4个位于面心，2个位于体心；
    （3）SO2分子中S原子形成2个δ键，孤电子对数为$\frac{6-2×2}{2}$=1，SO3气态为单分子，该分子中S原子形成3个δ键，没有孤对电子，SO3的三聚体中S原子形成4个δ键，以此判断空间构型和杂化类型；SO3的三聚体中每个S形成，存在S=O键和S-O键，S=O键长较短；
    （4）VO43-中，V形成4个δ键，孤电子对数为$\frac{5+3-4×2}{2}$=0，为正四面体结构，由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价，以此判断形成的化合物的化学式．

    解答 解：（1）由题意知，钒的核电荷数为23，则可以推知钒在元素周期表中的位置为第4周期ⅤB族，根据核外电子的轨道能量排布顺序知，1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p，因此推断其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，注意由于4s轨道能量比3d轨道能量低，因此先排4s轨道，因此其价层电子排布式为3d34s2，则电子排布图为，
    故答案为：第4周期ⅤB族；；
    （2）由晶胞可知，V位于顶点和体心，阳离子个数为1+8×$\frac{1}{8}$=2，O有4个位于面心，2个位于体心，则阴离子个数为4×$\frac{1}{2}$+2=4，
    故答案为：4；2；
    （3）SO2分子中S原子形成2个δ键，孤电子对数为$\frac{6-2×2}{2}$=1，SO2分子中S原子价层电子对数是3，为V形结构，
    SO3气态为单分子，该分子中S原子形成3个δ键，没有孤对电子，则为sp2杂化，
    SO3的三聚体中S原子形成4个δ键，为sp3杂化；SO3的三聚体中每个S形成，存在S=O键和S-O键，S=O键长较短，即a较短，该分子中含有σ键数目为3×4=12，
    故答案为：3；V形；sp2；sp3；a；12；
    （4）VO43-中，V形成4个δ键，孤电子对数为$\frac{5+3-4×2}{2}$=0，为正四面体结构，由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为+5价，则形成的化合物化学式为NaVO3，
    故答案为：正四面体；NaVO3．

    点评 本题综合考查物质的结构和性质，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握杂化类型以及价层电子数的判断，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．碳、氮的化合物在工农业生产中应用广泛．
    （1）在一定条件下，联氨（N2H4）与H2O2反应生成N2和H2O．反应过程中的能量变化如图所示．该反应属于放热反应．（填写“吸热反应”或“放热反应”）．
    甲胺（CH3NH2）在水溶液中发生反应：CH3NH2+H2O?CH3NH2．H2O?CH3CH3++OH-，
    CH3NH3Cl溶液中离子浓度的大小顺序为c（Cl-）＞c（CH3NH3+）＞c（H+）＞c（OH-）．
    （2）工业上可采用CO与H2合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0
    T1℃时，在容积为2L的两个密闭容器中充入CO、H2进行实验，反应过程中部分数据如下表所示：
     序号 实验条件 反应时间 CO（g）/mol H2（g）/mol CH3OH（g）/mol
     实验Ⅰ 恒温恒容 0min 2 4 0
     10min  2.8 
     20min 1  
     实验Ⅱ 绝热恒容 0min 2 4 0
    ①实验I前10min内的平均反应速率v（H2）=0.06mol•L-1•min-1．
    ②对于实验I，20min时反应达平衡，其它条件不变，若向容器中再充入0.1molCO（g）和0.2mol CH3OH（g），则平衡逆向移动（填“正向”、“逆向”或“不”）；若将温度变为T2℃，再次达到平衡时CH3OH的物质的量为1.2mol，则CO的转化率为60%．
    ③实验I、Ⅱ均达到平衡时，平衡常数KI＞KⅡ（填“＞”、“＜”或“=”）．
    （3）T℃时，将碳酸钡加入Na2SO4溶液中，沉淀发生转化，写出反应的离子方程式BaCO3（s）+SO42-（aq）=BaSO4（s）+CO32-（aq）．反应后过滤，所得滤液呈碱性（填写“碱性”、“酸性”或“中性”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一．
    （1）如图1是1mol NO2气体和1mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：NO2（g）+CO（g）═CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol-1；
    已知：N2 （g）+2NO2 （g）?4NO（g）△H=+292.3kJ•mol-1，
    则反应：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g） 的△H=-760.3kJ•mol-1；
    （2）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中充入20mol NO2和5molO2发生反应：4NO2（g）+O2（g）?2N2O5（g）；已知体系中n（NO2）随时间变化如下表：
    t（s）050010001500
    n（NO2）（mol）2013.9610.0810.08
    ①写出该反应的平衡常数表达式：K=$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}{O}_{5}）}{{c}^{4}（N{O}_{2}）．c（{O}_{2}）}$，已知：K300℃＞K350℃，则该反应是放热反应（填“放热”或“吸热”）；
    ②反应达到平衡后，NO2的转化率为49.6%，若要增大NO2的转化率，可采取的措施有AD
    A．降低温度       B．充入氦气，使体系压强增大
    C．再充入NO2     D．再充入4mol NO2和1mol O2
    ③图2中表示N2O5的浓度的变化曲线是C，用O2表示从0～500s内该反应的平均速率v=0.00151mol•L-1•s-1．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    2．美籍华裔钱永键等三位科学家因在发现和研究绿色荧光蛋白方面的杰出贡献被授予诺贝尔化学奖．绿色荧光蛋白是一种蛋白质，下列有关绿色荧光蛋白的说法中，错误的是（　　）
    A．属于高分子化合物
    B．水解后可得到多种氨基酸
    C．可用于蛋白质反应机理的研究
    D．加入CuSO4溶液后所得的沉淀能用溶于水

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．3-甲基戊烷的一氯代产物有（不考虑立体异构）（　　）
    A．2种B．3种C．4种D．5种

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    19．元素周期表中，一稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s24p6，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，B、D两元素原子的次外层电子数为18，E、D两元素处于同族，且在该族元素中，E的气态氢化物的沸点最高．

    （1）B元素在周期表中的位置第四周期ⅡB族； D的最高价氧化物的水化物的化学式为HBrO4．
    （2）E的气态氢化物在同族元素中沸点最高的原因是：HF分子间存在氢键，破坏它需要较高的能量．
    （3）A、C两元素第一电离能前者大于后者（填“大于”或“小于”）．无论是A和C的单质还是A和C的氢化物的固体，均能与水剧烈反应生成气体，当上述四种固体分别与足量水反应时，满足n（消耗固体）：n（气体）：n（转移电子）=1：1：1关系的反应的化学方程式KH+H2O=KOH+H2↑．
    （4）B元素能形成多种配合物，如B2+可与NH3形成配离子[B（NH3）4]2+．其配体的空间构型为三角锥形；图1表示B与某种元素X形成的化合物晶胞，如果该化合物中B和X通过离子键结合，该晶体中阳离子的配位数为4．
    若B和X通过共价键结合，则该化合物的化学式为a（a  ZnX   b ZnX2  c ZnX3），
    （5）A和E可形成离子化合物，其晶胞结构如图2示．该化合物的电子式．则晶胞中与A离子距离相等且最近的E离子围成的几何体形状是正方体．

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    6．某有机样品在氧气中完全燃烧，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重6.6g，若该有机物可与金属钠反应产生H2，则该有机物样品可能是（　　）
    A．乙醇B．1-丙醇C．丙酸D．丙三醇

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．为鉴定卤代烃中的卤素原子，鉴定实验步骤为：①加入AgNO3溶液；②加入少许卤代烃试样；③加热；④加入NaOH溶液；⑤加入过量的HNO3溶液．正确的操作顺序是（　　）
    A．②④③①B．②③①C．②④③⑤①D．②⑤③①

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    4．已知如表所列元素的原子半径，根据表中数据，推测磷元素的原子半径可能是（　　）
    元素NSOSi
    原子半径/10-10m0.751.020.741.17
    A．0.80×10-10 mB．1.10×10-10 mC．1.20×10-10 mD．0.70×10-10 m

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