【題目】N 是一種重要的元素,其單質(zhì)及化合物在諸多領域中都有廣泛的應用。
(1)基態(tài)N 原子的核外電子排布式是_____________;最高能級的電子云輪廓圖形狀為_____________;N原子的第一電離能比O原子的大,其原因是_________________________。
(2)在高壓下氮氣會發(fā)生聚合得到高聚氮,晶體結構如圖所示。晶體中每個氮原子與另外三個氮原子結合形成空間網(wǎng)狀結構。氮原子的雜化軌道類型為_________。這種高聚氮N-N 鍵的鍵能為160kJ/mol,而N2 的鍵能為942kJ/mol,其可能潛在的應用是______________________。
(3)南京理工大學團隊成功合成了能在室溫穩(wěn)定存在的五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,經(jīng)X射線衍射測得晶體結構,其局部結構如圖所示(其中N5-的立體結構是平面五元環(huán))。下列說法正確的是________。
A.所有N 原子的價電子層均有孤對電子 B.兩種陽離子均含有配位鍵
C.兩種陽離子不是等電子體 D.陰陽離子之間只存在離子鍵
(4)NH3 與F2 反應生成NF3 和NH4F,這四種物質(zhì)中,沸點由高到低的順序是______;NF3中氮元素顯_______價;屬極性分子的有_________________。
(5)立方氮化硼稱為超硬材料。晶胞結構如圖所示:
硼原子的配位數(shù)是__________。若晶胞參數(shù)為anm,則晶體的密度為____g·cm3 (用NA 表示阿伏伽德羅常數(shù)的值,列出代數(shù)式)。
【答案】 1s22s22p3 啞鈴形(紡錘形) N原子的2P軌道電子處半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定 sp3 制炸藥(或高能燃料) BC NH4F>NH3>NF3>F2 + NH3NF3 4 1×1023/NAa3
【解析】(1)N為7號元素,基態(tài)N原子的核外電子排布式是1s22s22p3;最高能級2p能級的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形(紡錘形);N原子的2P軌道電子處半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,故N原子的第一電離能比O原子的大;(2)每個氮原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結構,N原子的最外層有5個電子,可形成3個共價鍵,價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=3+=4,氮原子的雜化軌道類型為sp3;這種高聚氮N-N鍵的鍵能為160kJ/mol,而N2的鍵能為942kJ/mol,其可能潛在的應用是制炸藥(或高能燃料);(3)A.分子中有兩個N原子的價電子層沒有孤對電子,選項A錯誤; B.兩種陽離子水合氫離子和銨根離子均含有配位鍵,選項B正確;C.兩種陽離子H3O+和NH4+不是等電子體,選項C正確;D.陰陽離子之間存在離子鍵、氫鍵,選項D錯誤。答案選BC;(4)通常離子晶體的沸點高于分子晶體,NH3存在氫鍵沸點較高,故NH3、F2、NF3、NH4F四種物質(zhì)中,沸點由高到低的順序是NH4F>NH3>NF3>F2;NF3中氟元素顯-1價,氮元素顯+3價;屬極性分子的有NH3、NF3;(5)由圖中信息可知,硼原子與4個N原子相連,配位數(shù)是4;若晶胞參數(shù)為anm,晶胞的體積為a3nm3,根據(jù)原子均攤法,晶胞中含有個B原子,4個N原子,則晶體的密度為g·cm3。
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【題目】中國學者在水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH]中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應速率不能兼得的難題,該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實現(xiàn)的。反應過程示意圖如下:
下列說法正確的是
A. 過程Ⅰ、過程Ⅲ均為放熱過程
B. 過程Ⅲ生成了具有極性共價鍵的H2、CO2
C. 使用催化劑降低了水煤氣變換反應的ΔH
D. 圖示過程中的H2O均參與了反應過程
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【題目】Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化為Na2SO4,而NaClO被還原為NaCl,若反應中Na2Sx與NaClO的物質(zhì)的量之比為1:16,則x值是
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
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【題目】工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害,要進行必要的處理。
兩種離子在溶液中存在如下平衡:2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
現(xiàn)對某工業(yè)廢水進行檢測并做沉降處理,請回答下列問題:
(一)取樣該工業(yè)廢水,檢測其中鉻的含量。
步驟Ⅰ: 取25.00 mL廢水,加入適量稀硫酸酸化。
步驟Ⅱ:加入過量的碘化鉀溶液,Cr2O72-+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O然后滴入幾滴指示劑。步驟Ⅲ:將一定體積的0.1000mol·L-1 Na2S2O3溶液裝入堿式滴定管中,進行滴定操作,滴定結果如下:(I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6)
滴定次數(shù) | Na2S2O3溶液起始讀數(shù)/mL | Na2S2O3溶液終點讀數(shù)/mL |
笫一次 | 1.02 | 19.03 |
第二次 | 2.00 | 19.99 |
第三次 | 0. 20 | 18.20 |
步驟Ⅳ:將上述反應后溶液進行pH調(diào)節(jié)、過濾等處理,回收沉淀,濾液倒入下水道。
(1)步驟Ⅰ加入稀硫酸酸化的目的是_____________________________;
(2)步驟Ⅱ判斷滴定達到終點的現(xiàn)象是___________________________;
(3)以下操作會造成廢水中鉻含量測定值偏高的是_________________;
A. 滴定終點讀數(shù)時,俯視滴定管的刻度
B. 盛裝待測液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用待測液潤洗
C. 滴定到終點讀數(shù)時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
D. 清洗后未用標準液潤洗堿式滴定管
(4)25.00mL廢水經(jīng)酸化后,含有Cr2O72- 的物質(zhì)的量為___________mol.
(二)還原沉淀法除Cr2O72-和CrO42-
該方法的工藝流程為:
(5)能說明第①步反應達到平衡狀態(tài)的是_____________;(填字母代號)
a. Cr2O72- 和CrO42- 的濃度相同
b. 2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c. 溶液的顏色不變
(6)第②步中,還原1molCr2O72-離子,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(7)常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1,溶液的pH應調(diào)至___________。
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【題目】甲醇(CH3OH)是重要的有機化工原料,可用于制取氫氣、甲酸甲酯(HCOOCH3)。(1) 在一定條件下用氧氣催化氧化甲醇制氫氣,原料氣中n(O2)/n(CH3OH)對反應的選擇性影響如圖所示(選擇性越大表示生成的該物質(zhì)越多)。當n(O2)/n(CH3OH)=0.25 時,主要反應的化學方程式為____________,制備H2 時最好控制n(O2)/n(CH3OH)=___________。
(2)甲醇催化脫氫制甲酸甲酯的反應為:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g) △H =a kJ·mol-1
①已知 :CO(g)+ l/2O2(g)=CO2(g) △H1 =-283kJ·mol-1
2CH3OH(g)+O2(g)=2CO2(g)+4 H2(g) △H2 =-386kJ·mol-1
2CO(g)+2 H2(g)=HCOOCH3(g ) △H3 =-134kJ·mol-1
a=_________________。
②在310℃下,將2mol 甲醇置于VL恒容密閉容器中,反應20 分鐘后到達平衡,平衡時甲醇和氫氣的分壓相等。從開始到平衡時甲醇的平均反應速率為____ mol·L-1·min-1,若平衡時氣體總壓為P總=5×104Pa,Kp=_______。(已知: Kp是用平衡氣體分壓代替平衡濃度求得的平衡常數(shù)。氣體分壓=氣體總壓×氣體的物質(zhì)的量分數(shù))。若在310℃下,將2mol 甲醇置于VL恒壓密閉容器中,反應到達平衡時甲醇的分壓______氫氣的分壓(填“>”,“=”或“<”)。
(3) 電解法可消除甲醇對水質(zhì)造成的污染,原理是: 通電將Co2+ 氧化成Co3+,然后Co3+將甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+),F(xiàn)用如圖所示裝置模擬上述過程,請寫出:
①陰極的電極反應式_______________________________________。
②除去甲醇的離子方程式為_________________________。
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【題目】下列說法正確的是
A. Na與H2O的反應是熵減的放熱反應,該反應能自發(fā)進行
B. AgCl在同濃度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
C. FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同
D. Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),該固體可溶于NH4Cl溶液
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【題目】科學家發(fā)現(xiàn)對冶金硅進行電解精煉提純可降低高純硅制備成本。相關電解槽裝置如圖所示,用Cu-Si合金作硅源,在950℃利用三層液熔鹽進行電解精煉,有關說法不正確的是
A. 在該液相熔體中Cu優(yōu)先于Si被氧化,Si4+優(yōu)先于Cu2+被還原
B. 電子由液態(tài)Cu-Si合金流出,從液態(tài)鋁流入
C. 三層液熔鹽的作用是增大電解反應面積,提高硅沉積效率
D. 電流強度不同,會影響硅提純速率
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【題目】硫的化合物在科研、生活及化學工業(yè)中具有重要的作用。
(1)在廢水處理領域中,H2S或Na2S能使某些金屬離子生成極難溶的硫化物而除去。25 ℃,在0.10 mol·L-1 H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關系如下表(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。
pH | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 |
c(S2-)/ (mol·L-1) | 1.4×10-15 | 1.4×10-11 | 6.8×10-8 | 1.3×10-5 | 1.3×10-3 |
某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,當溶液的pH=5時,Mn2+開始沉淀,MnS的溶度積為______。
(2)工業(yè)上采用高溫分解H2S制取氫氣,其反應為2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1,在膜反應器中分離出H2。
①已知:H2S(g)H2(g)+S(g) ΔH2;2S(g)S2(g) ΔH3,則ΔH1=______ (用含ΔH2、ΔH3的式子表示)。
②在密閉容器中,充入0.10 mol H2S(g),發(fā)生反應2H2S(g)2H2(g)+S2(g),控制不同的溫度和壓強進行實驗,結果如圖所示。
圖中壓強p1、p2、p3由大到小的順序為______,理由是______。若容器的容積為2.0 L,則壓強為p3,溫度為950 ℃時,反應經(jīng)3 h達到平衡,化學反應速率v(S2)=______;若壓強p2=7.2 MPa、溫度為975 ℃時,該反應的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù),計算結果保留兩位有效數(shù)字)。若保持壓強不變,升溫至1000 ℃時,則該反應的平衡常數(shù)_____(填“增大”“不變”或“減小”)。
(3)工業(yè)上用惰性電極電解KHSO4飽和溶液制取H2O2,示意圖如圖所示:
①低溫電解KHSO4飽和溶液時陽極的電極反應式為______。
②K2S2O8水解時生成H2O2和KHSO4,該反應的化學方程式______。
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【題目】將30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀釋到500 mL,關于稀釋后的溶液敘述不正確的是( )
A. 濃度為0.03 mol·L-1 B. 從中取出10 mL溶液,其濃度為0.03 mol·L-1
C. 含NaOH 0.6 g D. 從中取出10 mL溶液,含NaOH 0.015 mol
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