题目内容

【题目】铜及其化合物有着十分重要的用途如氨基乙酸铜[结构简式为(H2NCH2COO)2Cu]常用作食品补铜剂及矿物元素饲料添加剂硒化铜纳米晶在光电转化中有着广泛地应用硫酸铜可用作配制农药等。

(1)基态硒原子的电子排布式为____基态氮原子电子的空间运动状态有__种,与硒同周期相邻的三种元素第一电离能由大到小的顺序为______

(2)(H2NCH2COO)2Cu氨基乙酸铜中碳原子的杂化轨道类型是______与氮原子成键的原子(含氮原子本身)形成的空间构型是__________

(3)硫酸铜晶体的组成可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,实验测得该物质中存在氢键且水分子成情况与冰中类似1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中氢键数目为__NA

(4)硫酸铜在高温下分解有可能得到CuO、Cu2O、SO2、SO3等物质其中CuO的熔点为1026℃。

CuO的晶体类型是_____熔点Cu2O>Cu2S的原因是______

SO2SO3属于非极性分子的是__,SO2在溶剂水与溶剂CCl4相同温度能溶解更多SO2的溶剂是___________

③铜的某种氧化物的晶胞如下图所示,则该氧化物的化学式为_______若组成粒子氧、铜的半径分别为rOpm、rCupm,密度ρg/cm3阿伏加德罗常数值为NA则该晶胞的空间利用率为______(用含π的式子表示)。

【答案】 [Ar]3d104s24p4 5 Br>As>Se sp2、sp3 三角锥 2 离子晶体 离子半径O2-<S2-,Cu2O晶格能比CuS的大 SO3 H2O Cu2O 10-30

【解析】试题分析:本题考查原子核外电子排布式的书写、第一电离能大小的比较、杂化方式和空间构型的判断、氢键的计算、晶体类型的判断、晶体熔点的比较、物质的溶解性、晶胞的分析和计算。

(1)硒的原子序数为34,Se原子核外有34个电子,根据构造原理,基态硒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4[Ar]3d104s24p4基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3电子排布图为一个原子轨道就是一种空间运动状态,基态N原子电子的空间运动状态有5Se同周期的相邻的三种元素为As、Se、Br,根据同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,As的价电子排布式为4s24p3,As4p处于半充满较稳定,第一电离能AsSe,则三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:BrAsSe。

(2)氨基乙酸铜中,连接2H的碳原子为饱和碳原子,该碳原子形成2个碳氢σ键、1个碳碳σ键和1个碳氮σ键该碳原子为sp3杂化;与氧原子连接的碳原子形成1个碳氧双键(含1个σ键和1个π键)、1个碳氧单键(σ键)和1个碳碳单键(σ键)该碳原子为sp2杂化。N原子形成2个氮氢σ键和1个碳氮σ键,N原子上有1对孤电子对,N原子为sp3杂化N原子成键的原子(含氮原子本身)形成的空间构型为三角锥形。

(3)硫酸铜晶体中存在氢键且水分子成情况与冰中类似,1mol冰晶体中存在2mol氢键,则1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中存在2mol氢键,含氢键数目为2NA

(4)①CuO的熔点较高,CuO属于离子晶体。熔点Cu2OCu2S的原因是:O2-的离子半径小于S2-,Cu2O的晶格能大于Cu2S。

②SO2的空间构型为V,SO2为极性分子;SO3的空间构型为平面正三角形,SO3为非极性分子;SO2SO3中属于非极性分子的是SO3。SO2、H2O都属于极性分子,CCl4属于非极性分子,根据相似相溶经验规律,相同温度下,能溶解更多SO2的溶剂是H2O。

均摊法”,晶胞中含Cu:4,O:8+1=2,CuO的个数比为2:1,该氧化物的化学式为Cu2O。1个晶胞中氧、铜的体积之和为(4πrCu3+2πrO310-30cm3;1mol晶体的体积为=cm3,1个晶胞的体积为cm3NA2=cm3该晶胞的空间利用率为(4πrCu3+2πrO310-30cm3cm3=10-30

练习册系列答案
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【题目】含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。

(1)氮和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。

已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8 kJ·mol-1,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1,化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为__________________,该反应的化学平衡常数K=________(用K1、K2表示)。

(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO,反应开始进行。

①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是______(填字母代号)。

A.c(CO)=c(CO2)

B.容器中混合气体的密度不变

C.v(N2)正=2v(NO)逆

D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变

②图1为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值随时间(t)的变化曲线。0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)=________,平衡时NO的转化率为________

(3)使用间接电化学法可处理燃烧烟气中的NO,装置如图所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:____________________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理____________________________________________

【答案】 4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=+526.2 kJ·mol-1 K1/K22 D 0.006 mol·L-1·min-1 80% 2HSO3-+2e+2H===S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-

【解析】(1)4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。根据盖斯定律,将-×2得:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)×2=+526.2kJ/mol,该反应的化学平衡常数K=,故答案为:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+526.2kJ/mol;

(2)对于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。

A.c(CO)=c(CO2),不表示浓度变化,不能判断是否为平衡状态,故A错误;B.反应中气体的质量不变,体积不变,容器中混合气体的密度始终不变,不能判断是否为平衡状态,故B错误;C.v(N2)=2v(NO)表示,应该是2v(N2)=v(NO),才表示正逆反应速率相等,故C错误;D.该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,容器中混合气体的平均摩尔质量不变时表示气体的物质的量不变, 说明是平衡状态,故D正确;故选D;

根据容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线,0~5min内,=0.925,根据阿伏伽德罗定律及其推论, =0.925,平衡时 =0.90,

2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)

起始(mol) 0.1 0.3 0 0

反应 2x 2x x 2x

5min及平衡 0.1-2x 0.3-2x x 2x

5min时,=0.925,解得x=0.03mol,v(N2)= = 0.006mol·L1·min1;平衡时,=0.90,解得x=0.04mol,NO的转化率=×100%=80%,故答案为:0.006 mol·L1·min1;80%;

(3)阴极发生还原反应,是亚硫酸氢根离子,得电子,生成硫代硫酸根离子,电极反应式为:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气,离子反应方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-;故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-

型】填空
束】
10

【题目】锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能,且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点,是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图:

已知:Ksp(FePO4·xH2O)=1.0×10-15Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38

(1)在合成磷酸铁时,步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH<1.9,Fe3+沉淀不完全,影响产量;如果pH>3.0,则可能存在的问题是________________

(2)步骤Ⅱ中,洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的________等离子。

(3)取3组FePO4·xH2O样品,经过高温充分煅烧测其结晶水含量,实验数据如下表:

实验序号

1

2

3

固体失重质量分数

19.9%

20.1%

20.0%

固体失重质量分数=×100%,则x_______(精确至0.1)。

(4)步骤Ⅲ中研磨的作用是__________________________________

(5)在步骤Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________

(6)H3PO4是三元酸,如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。则PO第一步水解的水解常数K1的表达式为______K1的数值最接近______(填字母)。

A.10-12.4  B.10-1.6 C.10-7.2 D.10-4.2

【题目】震惊全国的天津港“8.12”爆炸事故中,因爆炸冲击导致氰化钠泄漏而造成环境污染,可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理。

资料:氰化钠化学式NaCN(N元素-3价),白色结晶颗粒,剧毒,易溶于水

(1)NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,写出该反应的化学方程式________________

(2)某化学兴趣小组实验室制备硫代硫酸钠(Na2S2O3),并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。

【实验一】实验室通过下图装置制备Na2S2O3

①a装置中盛浓硫酸的仪器名称是_______________

b装置的作用是________________

②c装置中的产物有Na2S2O3和CO2等,d装置中的溶质有NaOH、Na2CO3,还可能有___________________

③实验结束后,在e处最好连接盛_________(选填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中任一种)的注射器,再关闭K2打开K1,目的是__________________

【实验二】测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。

已知:

① 废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。

② Ag++2CN- = [ Ag (CN)2]-, Ag++I- = AgI↓, AgI呈黄色,且CN-优先与Ag+反应。

实验如下:

取25.00 mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.000 ×10-4 mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为2.50 mL。

④滴定终点的判断方法是____________________

⑤处理后的废水中氰化钠的含量为__________mg/L,_______(选填“能”、“不能”)排放

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