Question

【题目】中科大研制出Ni-Mo-O纳米棒复合催化剂，利用其进行尿素电解，可实现富尿素废水的净化，同时低能耗制得H2。总反应为：CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑。

完成下列填空：

(1)上述反应涉及的元素中，质子数最多的原子其核外电子排布式是___________；写出同周期元素的原子半径大小关系____________(用元素符号表示)。

(2)上述反应物与产物中，属于电解质的是_____________(填化学式)；写出可以冷冻待移植器官的物质的电子式_______________。

(3)C与N的非金属性强弱顺序为____________(用元素符号表示)，用一个化学方程式进行证明________________。

(4)已知常压下，二氧化硅熔点为1723℃，而干冰在-78.5℃时就升华，解释二者性质差异大的原因___________________。

(5)电解富尿素废水时，氢气在____极产生。若转移0.3 mol电子，两极产生的气体共__________L(标准状况)。

Answer 1

【答案】1s22s22p4 C>N>O H2O N＞C HNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2↑ CO2是分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，SiO2是原子晶体，熔化时需要克服的是共价键，所以两者之间的熔沸点差异很大 阴 5.6

【解析】

(1) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑反应涉及的元素中，质子数最多的是O元素，同周期元素有C、N、O，结合原子核外电子的排布规律和元素周期律解答；

(2) 根据电解质的概念和物质的用途分析解答；

(3) 同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，比较元素的非金属性，可以利用最高价含氧酸的酸性强弱等依据分析解答；

(4) CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，据此分析解答；

(5)电解富尿素废水制H2，根据总反应为CO(NH2)2+H2O═3H2↑+N2↑+CO2↑，阴极的电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极的电极反应：CO(NH2)2-6e-+6OH-=N2↑+CO2↑+5H2O，据此分析解答。

(1) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑反应涉及的元素中，质子数最多的是O元素，其核外电子排布式为1s22s22p4；反应涉及的元素中，同周期元素有C、N、O，同一周期自左而右，原子半径逐渐减小，原子半径C>N>O，故答案为：1s22s22p4；C>N>O；

(2) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑，反应物与产物中，属于电解质的有H2O；液氮可以用作冷冻剂，其电子式为，故答案为：H2O；；

(3) 同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，非金属性N＞C，比较元素的非金属性，可以利用硝酸与碳酸盐可以反应生成碳酸(二氧化碳和水)证明，如HNO3 + NaHCO3 = NaNO3 + H2O + CO2↑，故答案为：N＞C；HNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2↑(其他合理答案均可)；

(4) CO2是分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，SiO2是原子晶体，熔化时需要克服的是共价键，所以二氧化硅熔点为1723℃，而干冰在-78.5℃时就升华，两者之间的熔沸点差异很大，故答案为：CO2是分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，SiO2是原子晶体，熔化时需要克服的是共价键，所以两者之间的熔沸点差异很大；

(5)电解富尿素废水制H2，总反应为CO(NH2)2+H2O═3H2↑+N2↑+CO2↑，在阴极上放出氢气，电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，放出氮气的电极为阳极，电极反应：CO(NH2)2-6e-+6OH-=N2↑+CO2↑+5H2O，若转移0.3 mol电子，阴极产生0.15mol氢气，阳极产生0.05mol氮气和0.05mol二氧化碳，两极产生的气体共0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol =5.6L，故答案为：阴；5.6。