题目内容
【题目】在元素周期表的前四周期元素A、B、C、D、E五种元素,其原子序数依次增大,B的p轨道上有两个未成对电子,A原子的第一电离能比B大,C原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍D 、E原子的最外层电子数均为1,D的单质是常见的活泼金属, E的次外层电子为全充满结构。
(1)A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是_________________(填元素符号),E原子的核外电子排布式是________________,第一电离能A>B,原因是________________________________。
(2)A与氢原子形成的18e-分子M的电子式是__________________________,M中A原子的杂化形式是________________________________。
(3)C可形成多种含氧酸,其最高价含氧酸Q的酸根的空间构型是_____________________,另一种含氧酸R的相对分子量比Q小32,且0.01molR可消耗1mol/LNaOH溶液10mL,则含氧酸R的结构式是_______________________。(已知:含氧酸中只有羟基上的氢原子可电离与碱反应)
(4)E与O2、NH3可在水溶液中发生反应生成[E(NH3)2]+,该离子在水溶液中呈无色,该离子中E的
化合价为___________,若向该离子中继续通入O2,可生成[E( NH3)4]2+,溶液变为深蓝色,请写出该反应的离子方程式____________________________。
(5)碳原子可形成多种同素异形体,C60便是其中之一,D单质可与C60分子在一定条件下发生化合反应生成一种离子化合物,其阴离子是C60-,该化合物的晶胞结构为NaC1型,则每个晶胞中含有的D+的数目是________个,已知:晶胞中最近的D+之间的距离为a pm,则该物质的密度ρ=___________g/cm3
(只需写出表达式即可)
【答案】 O、N、P [Ar]3d104sl N 的p轨道为半充满结构,比较稳定,失去一个电子所需的能量大于O sp3杂化 正四面体形 +1价 4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O==4[Cu(NH3)4]2++4OH- 4
【解析】在元素周期表的前四周期元素A、B、C、D、E五种元素,其原子序数依次增大,B的p轨道上有两个未成对电子,A原子的第一电离能比B大,C原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍,所以C应该是P,因此A是N,B是O。D 、E原子的最外层电子数均为1,D的单质是常见的活泼金属,D是K,E的次外层电子为全充满结构,E是Cu。
(1)非金属性越强,电负性越大,则A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是O、N、P;Cu原子的核外电子排布式是[Ar]3d104sl。由于N 的p轨道为半充满结构,比较稳定,失去一个电子所需的能量大于O,因此第一电离能A>B。(2) A与氢原子形成的18e-分子M是N2H4,电子式是,M中N原子的价层电子对数是4,其杂化形式是sp3杂化。(3)PO43-中P的价层电子对数是4,且没有孤对电子,所以酸根的空间构型是正四面体形;另一种含氧酸R的相对分子量比Q小32,则R的分子式为H3PO2,且0.01molR可消耗1mol/LNaOH溶液10mL,这说明R是一元酸,所以含氧酸R的结构式是 。(4)E与O2、NH3可在水溶液中发生反应生成[Cu(NH3)2]+,该离子中Cu的化合价为+1,若向该离子中继续通入O2,可生成[Cu( NH3)4]2+,该反应的离子方程式为4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-。(5)根据NaC1的晶胞结构可判断每个晶胞中含有的K+的数目是4个。已知晶胞中最近的K+之间的距离为a pm,则晶胞面对角线是2apm,所以晶胞的边长=,因此该物质的密度ρ=g/cm3。
【题目】苯是一种重要的化工原料,可利用苯合成许多有机物。工业上以苯为原料合成环己烷,方法主要是H2还原法:用苯和氢气在高温下发生加成反应,合成环己烷,如图所示。
(1)在T℃、2L的密闭容器中反应5min时,消耗标准状况下的H23360mL,用苯表示该反应速率为____________________。
(2)为了提高该反应中苯的转化率,除了可以适当改变反应温度与压强外,还可以采取的措施是____________________。
(3)工业上可用乙炔合成苯:3CHCH(g)=C6H6(l) △H =-636kJ/mol,已知C2H2(g)的燃烧热为△H =-1300kJ/mol,请写出C6H6(l)燃烧热的热化学方程式:_______________________________ 。
上述反应若保持温度不变,在不同的压强下达到平衡,各成分的物质的量如下表所示:
起始(mol) | 达平衡(mol) | |||||||
装置编号 | 总压 | C6H6(g) | H2(g) | C6H12(g) | C6H6(g) | H2(g) | C6H12(g) | |
① | 10MPa | 1 | 2.8 | 0 | ||||
② | 20MPa | 1 | 2.8 | 0 | ||||
(4)下列事实能够说明装置①中反应达平衡的是___________________(填序号)。
a.气体总压强保持不变
b.单位时间内,每消耗0.15molH2,同时消耗0.05mol环己烷蒸汽
c.苯蒸气的质量保持不变
d.气体的平均摩尔质量保持不变
(5)达平衡时,H:2的物质的量①_____②(填“>”“<”或“=”),理由是___________________。
(6) 环己烷燃烧可放出大量的热,所以工业上可用环己烷作高效燃料电池,请写出环己烷(C6H12)碱性燃料电池负极的电极反应式:_____________________________________________。
(7)列式计算装置①中反应的平衡常数Kp=______________________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。