题目内容

金属钛代替钢铁广泛应用于宇宙火箭和导弹中，有“宇宙金属”之称。下列有关的说法中正确的是

A．原子中均含22个中子 

B．在周期表中位置相同，都在第4纵行

C．分别由组成的金属钛单质互称为同分异构体  

D．为同一核素

B
练习册系列答案
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（2009?合肥三模）某些元素的性质或原子结构信息如下表所示：
A（短周期） B（短周期） C D（短周期）
原子最外层上p电子数等于次外层电子数 原子最外层有两个未成对电子，其单质为人类生存必须物质 单质为生活中常见的金属材料，有紫红色金属光泽 单质是常见的半导体材料，广泛应用于IT行业
（1）写出A单质与浓HNO3加热反应的化学方程式：
C+4HNO3（浓）
  △  
.
 
CO2↑+4NO2↑+2H2O
C+4HNO3（浓）
  △  
.
 
CO2↑+4NO2↑+2H2O
．
（2）写出B元素在周期表中的位置
第二周期ⅥA族
第二周期ⅥA族
，写出C元素基态原子的电子排布式
1s22s22p63s23p63d104s1
1s22s22p63s23p63d104s1
．
（3）写出A与D的氧化物在高温下反应的化学方程式
2C+SiO2
 高温 
.
 
2CO+Si
2C+SiO2
 高温 
.
 
2CO+Si
．
（4）写出B、D形成的化合物与NaOH溶液反应的离子方程式：
SiO2+2OH-═SiO32-+H2O
SiO2+2OH-═SiO32-+H2O
．
（5）比较A、B、D三元素原子的第一电离能的大小
O＞C＞Si
O＞C＞Si
（由大到小用元素符号表示）

碳化硅(SiC) 、氧化铝(Al2O3) 和氮化硅（Si3N4）是优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。宇宙火箭和导弹中，大量用钛代替钢铁。
(1)Al的离子结构示意图为                  ；
Al与NaOH溶液反应的离子方程式为                                         
(2)氮化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，
其反应方程式为                                                
（3）工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：
3SiCl4(g) + x N2(g) + 6 H2(g)   Si3N4(s) + 12 HCl(g)   △H＜0  
在恒温、恒容时，分别将0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2 L密闭容器内，进行上述反应，5 min达到平衡状态，所得HCl(g)为0.3mol/L、 N2为0.05 mol/L
① H2的平均反应速率是                       
② 反应前与达到平衡时容器内的压强之比=           
③ 系数 x =     
(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH1＝＋140 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)=== CO(g)    ΔH2 ＝－110 kJ·mol－1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：
                                                                              。

碳化硅(SiC) 、氧化铝(Al2O3) 和氮化硅（Si3N4）是优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域有重要用途。宇宙火箭和导弹中，大量用钛代替钢铁。

(1)Al的离子结构示意图为                  ；

Al与NaOH溶液反应的离子方程式为                                         

(2)氮化硅抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐，

其反应方程式为                                                

（3）工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4(g) + x N2(g) + 6 H2(g)   Si3N4(s) + 12 HCl(g)   △H＜0  

在恒温、恒容时，分别将0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2 L密闭容器内，进行上述反应，5 min达到平衡状态，所得HCl(g)为0.3mol/L、 N2为0.05 mol/L

① H2的平均反应速率是                       

② 反应前与达到平衡时容器内的压强之比=           

③ 系数 x =     

(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH1＝＋140 kJ·mol－1

C(s)＋O2(g)=== CO(g)    ΔH2 ＝－110 kJ·mol－1

写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：

                                                                              。

 

1991年美国的B，M，Trost首次提出了化学反应的原子经济性的概念。原子经济性可以用原子利用率来衡量。

原子利用率（%）=

KOH是一种重要的化工原料，广泛应用于KMnO4、K2CO3的生产。

（1）某同学用KOH、CO2为原料，以提高原子利用率为原则，在实验室制取K2CO3固体。所设计的两套方案分别为：

        ①方案一：

          先配制KOH溶液，然后通过过量CO2，再经过蒸发结晶、灼烧得到K2CO3固体。在蒸发结晶过程中用玻璃棒搅拌的目的是

                                                                            。

②方案二：

  第一步骤为：配制KOH溶液并将其等分于两烧杯中。

 第二步骤作为：向其中一烧杯中通入                       ，反应的化学方程式为                                     。

将两溶液混合，再经蒸发结晶、灼烧便可得到K2CO3固体。

③试从原子经济性的角度评价上述实验方案。

                                                                 。

（2）工业上利用KOH和MnO2为原料制取KMnO4。主要生产过程分两步进行：

第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热之熔化，并连续搅拌以制取K2MnO4；第二步为电解K2MnO4的浓溶液制取KMnO4。

①第一步反应的化学方程式为                           。

②电解K2MnO4的浓溶液时，电解池中阴极的实验现象为                 。

③用KOH、MnO2等为原料制取K2MnO4过程中的原子利用率为           。

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