题目内容
【题目】(化学---选修3:物质结构与性质)“可燃冰”是蕴藏于海底的一种潜在能源。它由盛有甲烷、氮气、氧气、硫化氢等分子的水分子笼构成。
(1)水分子间通过______相互结合构成水分子笼。N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号)。
(2)从海底取得的“多金属结核”样本,样本中含铁、锰等多种金属。
①基态铬原子的电子排布式为________________。
②金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如下图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
①写出基态Cu2+的核外电子排布式_______。
②胆矾中含有的粒子间作用力是_______(填序号)。
a.离子键
b.极性键
c.金属键
d.配位键
e.氢键
f.非极性键
③在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,指出1 mol CN-中π键的数目为_______。
胆矾受热分解得到铜的某种氧化物,其晶胞结构如上图所示,则氧的配位数是_____。
【答案】氢键 N﹥O﹥S 【Ar】3d54s1 2 [Ar]3d9 a、b、d、e 1.204×1024 2
【解析】
(1)由于O的电负性特别大且原子半径较小,导致水分子之间能产生氢键,所以水分子间通过氢键相互结合构成水分子笼,同周期元素,从左到右,第一电离能逐渐增大,N原子的最外层P轨道有3个电子,处于半充满状态,稳定,第一电离能比相邻元素的第一电离能都大,同主族元素,从上到下,第一电离能逐渐减小,所以N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序为N﹥O﹥S;
(2)铬是24号元素,根据基态原子的核外电子排布规则和洪特规则的补充说明,基态铬原子的电子排布式为【Ar】3d54s1;铁的面心立方晶胞中铁原子的个数为8×+6×=4,铁的体心立方晶胞中铁原子在个数为8×+1=2,则实际含有的Fe原子个数之比为4:2=2;
(3)①铜为29号元素,根据基态原子的核外电子排布规则,电子排布式为[Ar]3d104s1,Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9;
②根据胆矾的结构示意图可以看出,H2O与Cu之间为配位键,Cu2+与SO42-为离子键,水分子间有氢键,水分子、硫酸根内部为极性共价键,胆矾中含有的粒子间作用力有离子键、极性键、配位键、氢键,选a、b、d、e;
③CN-中C与N共用三对电子,一个σ键。二个π键,1 mol CN-中π键有2NA个(1.204×1024);图中可以看出,白色为Cu,黑色为O,则氧的配位数为2。
【题目】I.CO、CO2的应用和治理是当今社会的热点问题。
CO工业上可用于高炉炼铁,发生如下反应: 1/3Fe2O3(s) + CO(g)2/3Fe(s) + CO2(g),已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
(1)该反应的正反应为_____反应(填“放热”或“吸热”),欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是____(选填序号)
a.及时吸收或移出CO2 b.增大反应体系的压强
c.用更高效的催化剂 d.粉碎矿石,增大接触面积
(2)一定条件下,在容积一定的容器中,铁和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)-Q,该反应的平衡常数表达式K=_____________。下列措施中能使平衡时增大的是______(选填编号)。
a.升高温度 b.增大压强
c.充入一定量CO d.再加入一些铁粉
II.合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)+Q(Q>0)。
一定条件下,在10 L的恒容密闭容器中,充入2 mol NH3和1 mol CO2,反应经5 min后达到平衡,测得容器中CO2的浓度为0.05molL-1 。
完成下列填空:
(1)平均反应速率υ(NH3)=____________。
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________。(填序号)
a.2υ正(NH3)=υ逆(H2O) b.气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c.NH3和CO2的比例保持不变 d.气体的压强不再发生变化
(3)为提高尿素的产率,工业上用该反应生产尿素时,合适的反应条件是_______。(填序号)
a.200℃ b.800℃ c.101 kPa d.24000 kPa