题目内容
【题目】磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题：
（1）基态磷原子的核外电子排布式为____________________。
（2）P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图甲所示。
①第一电离能：磷_____________硫;电负性：磷_____________硫(填“>”或“<”)。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_____________。
③每个P4S3分子中含孤电子对的数目为______________。
（3）N、P、As、Sb均是第VA族的元素。
①上述元素的氢化物的沸点关系如图乙所示，沸点：PH3<NH3,其原因是____________________;沸点：PH3<AsH3<SbH3，其原因是_____________________________________________________。
②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为_________________。
（4）磷化铝熔点为2000℃，它与晶体硅互为等电子体，磷化铝晶胞结构如图丁所示。
①图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示，则C点的原子坐标参数为_______________。
②磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3用NA表示阿伏加德罗常数的数值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为_____________________________cm。
【答案】 1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3 > < sp3 10 NH3分子间存在分子间氢键 相对分子质量不断增大，分子间作用力不断增强 Fe3N (
，，) 
【解析】试题分析：本题考查物质结构与性质，涉及原子核外电子排布式的书写，第一电离能和电负性的比较，原子杂化方式的判断，物质沸点高低的比较，晶体化学式的确定以及晶胞的计算。
（1）P的核电荷数为15，P原子核外电子数为15，根据构造原理，基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne] 3s23p3。
（2）①P原子的价电子排布式为3s23p3，S原子的价电子排布式为3s23p4，P原子的3p处于半充满较稳定，第一电离能：P
S。非金属性：P
S，电负性：P
S。
②由结构知，P4S3中每个S原子形成2个σ键，S原子上还有2对孤电子对，则S原子为sp3杂化。
③由结构知，每个P原子形成3对共用电子对，每个P原子上有1对孤电子对；每个S原子形成2对共用电子对，每个S原子上有2对孤电子对；每个P4S3中含有的孤电子对数为4
1+3
2=10。
（3）①沸点：PH3
NH3的原因是：NH3分子间存在氢键，PH3分子间不存在氢键。沸点：PH3<AsH3<SbH3的原因是：PH3、AsH3、SbH3都属于分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，沸点升高。
②用“均摊法”，Fe：12
+2
+3=6，N全在晶胞内部，N：2，N（Fe）：N（N）=6:2=3:1，化学式为Fe3N。
（4）①对照晶胞图示，坐标系以及A、B点坐标，选A点为参照点，观察C点在晶胞中位置（体对角线
处），由A、B点坐标可以推知C点坐标为（
， 
， 
）。
②用“均摊法”，1个晶胞中Al：8
+6
=4，P：4，晶体的化学式为AlP，1mol晶体的质量为58g；设晶胞的边长为x，则晶胞的体积为x3，则ρg/cm3
NA=58g，解得x=
cm，晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为
x=
cm。
【题目】某化学研究性学习小组针对原电池形成条件，设计了实验方案，进行如下探究。
(1)请填写有关实验现象并得出相关结论。
编号 | 实验装置 | 实验现象 |
1 |
| 锌棒逐渐溶解，表面有气体生成；铜棒表面无现象 |
2 |
| 两锌棒逐渐溶解，表面均有气体生成；电流计指针不偏转 |
3 |
| 铜棒表面的现象是______________________，电流计指针___________________ |
①通过实验2和3，可得出原电池的形成条件是______________________________。
②通过实验1和3，可得出原电池的形成条件是______________________________。
③若将3装置中硫酸换成乙醇，电流计指针将不发生偏转，从而可得出原电池形成条件是___________________。
(2)分别写出实验3中Zn棒和Cu棒上发生的电极反应式：
Zn棒：______________________________。
Cu棒：______________________________。
(3)实验3的电流是从________棒流出(填“Zn”或“Cu”)，反应过程中若有0.4mol电子发生了转移，则Zn电极质量减轻___________g。
【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，在CO2中通入H2，二者可发生以下两个平行反应：
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据（其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比）：
反应序号 | T/K | 催化剂 | CO2转化率/% | 甲醇选择性/% |
① | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
② | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 10.9 | 72.7 |
③ | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
④ | 553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 71.6 |
（1）CO2的电子式是_____________。
（2）反应Ⅰ的平衡常数表达式是K=______。
（3）对比①和③可发现：同样催化剂条件下，温度升高，CO2转化率升高， 而甲醇的选择性却降低，请解释甲醇选择性降低的可能原因_______________；
对比①、②可发现，在同样温度下，采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低， 而甲醇的选择性却提高，请解释甲醇的选择性提高的可能原因____________。
（4）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有____。
a．使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b．使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c．低反应温度
d．投料比不变,增加反应物的浓度
e．增大CO2和H2的初始投料比