题目内容
【题目】N 是一种重要的元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。
（1）基态N 原子的核外电子排布式是_____________；最高能级的电子云轮廓图形状为_____________；N原子的第一电离能比O原子的大，其原因是_________________________。
（2）在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，晶体结构如图所示。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构。氮原子的杂化轨道类型为_________。这种高聚氮N-N 键的键能为160kJ/mol，而N2 的键能为942kJ/mol，其可能潜在的应用是______________________。
（3）南京理工大学团队成功合成了能在室温稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，经X射线衍射测得晶体结构，其局部结构如图所示(其中N5-的立体结构是平面五元环)。下列说法正确的是________。
A.所有N 原子的价电子层均有孤对电子 B.两种阳离子均含有配位键
C.两种阳离子不是等电子体 D.阴阳离子之间只存在离子键
（4）NH3 与F2 反应生成NF3 和NH4F，这四种物质中，沸点由高到低的顺序是______；NF3中氮元素显_______价；属极性分子的有_________________。
（5）立方氮化硼称为超硬材料。晶胞结构如图所示:
硼原子的配位数是__________。若晶胞参数为anm，则晶体的密度为____g·cm3 (用NA 表示阿伏伽德罗常数的值，列出代数式)。
【答案】 1s22s22p3 哑铃形(纺锤形) N原子的2P轨道电子处半充满状态，比较稳定 sp3 制炸药(或高能燃料) BC NH4F>NH3>NF3>F2 + NH3NF3 4 1×1023/NAa3
【解析】（1）N为7号元素，基态N原子的核外电子排布式是1s22s22p3；最高能级2p能级的电子云轮廓图形状为哑铃形(纺锤形)；N原子的2P轨道电子处半充满状态，比较稳定，故N原子的第一电离能比O原子的大；（2）每个氮原子最外层均满足8电子稳定结构，N原子的最外层有5个电子，可形成3个共价键，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+
=4，氮原子的杂化轨道类型为sp3；这种高聚氮N-N键的键能为160kJ/mol，而N2的键能为942kJ/mol，其可能潜在的应用是制炸药(或高能燃料)；（3）A.分子中有两个N原子的价电子层没有孤对电子，选项A错误； B.两种阳离子水合氢离子和铵根离子均含有配位键，选项B正确；C.两种阳离子H3O+和NH4+不是等电子体，选项C正确；D.阴阳离子之间存在离子键、氢键，选项D错误。答案选BC；（4）通常离子晶体的沸点高于分子晶体，NH3存在氢键沸点较高，故NH3、F2、NF3、NH4F四种物质中，沸点由高到低的顺序是NH4F>NH3>NF3>F2；NF3中氟元素显-1价，氮元素显+3价；属极性分子的有NH3、NF3；（5）由图中信息可知，硼原子与4个N原子相连，配位数是4；若晶胞参数为anm，晶胞的体积为a3nm3，根据原子均摊法，晶胞中含有
个B原子，4个N原子，则晶体的密度为
g·cm3。
【题目】工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大损害，要进行必要的处理。
两种离子在溶液中存在如下平衡：2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O
现对某工业废水进行检测并做沉降处理，请回答下列问题：
(一)取样该工业废水，检测其中铬的含量。
步骤Ⅰ: 取25.00 mL废水，加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ：加入过量的碘化钾溶液，Cr2O72-+6I-+14H+
2Cr3++3I2+7H2O然后滴入几滴指示剂。步骤Ⅲ：将一定体积的0.1000mol·L-1 Na2S2O3溶液装入碱式滴定管中，进行滴定操作，滴定结果如下：（I2+2Na2S2O3
2NaI+Na2S4O6）
滴定次数 | Na2S2O3溶液起始读数/mL | Na2S2O3溶液终点读数/mL |
笫一次 | 1.02 | 19.03 |
第二次 | 2.00 | 19.99 |
第三次 | 0. 20 | 18.20 |
步骤Ⅳ:将上述反应后溶液进行pH调节、过滤等处理，回收沉淀，滤液倒入下水道。
（1）步骤Ⅰ加入稀硫酸酸化的目的是_____________________________；
（2）步驟Ⅱ判断滴定达到终点的现象是___________________________；
（3）以下操作会造成废水中铬含量测定值偏高的是_________________；
A. 滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度
B. 盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗
C. 滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D. 清洗后未用标准液润洗碱式滴定管
（4）25.00mL废水经酸化后，含有Cr2O72- 的物质的量为___________mol.
(二）还原沉淀法除Cr2O72-和CrO42-
该方法的工艺流程为：
（5）能说明第①步反应达到平衡状态的是_____________；（填字母代号）
a. Cr2O72- 和CrO42- 的浓度相同
b. 2v(Cr2O72-)=v(CrO42-)
c. 溶液的颜色不变
（6）第②步中，还原1molCr2O72-离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。
（7）常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32，要使c(Cr3+)降至10-5 mol·L-1，溶液的pH应调至___________。
【题目】硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的作用。
（1）在废水处理领域中，H2S或Na2S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25 ℃，在0.10 mol·L－1 H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2－)关系如下表(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
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，当溶液的pH＝5时，Mn2＋开始沉淀，MnS的溶度积为______。
（2）工业上采用高温分解H2S制取氢气，其反应为2H2S(g)
2H2(g)＋S2(g) ΔH1，在膜反应器中分离出H2。
①已知：H2S(g)H2(g)＋S(g) ΔH2；2S(g)S2(g) ΔH3，则ΔH1＝______ (用含ΔH2、ΔH3的式子表示)。
②在密闭容器中，充入0.10 mol H2S(g)，发生反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)，控制不同的温度和压强进行实验，结果如图所示。
图中压强p1、p2、p3由大到小的顺序为______，理由是______。若容器的容积为2.0 L，则压强为p3，温度为950 ℃时，反应经3 h达到平衡，化学反应速率v(S2)＝______；若压强p2＝7.2 MPa、温度为975 ℃时，该反应的平衡常数Kp＝______（用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数，计算结果保留两位有效数字）。若保持压强不变，升温至1000 ℃时，则该反应的平衡常数_____（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）工业上用惰性电极电解KHSO4饱和溶液制取H2O2，示意图如图所示：
①低温电解KHSO4饱和溶液时阳极的电极反应式为______。
②K2S2O8水解时生成H2O2和KHSO4，该反应的化学方程式______。