题目内容
【题目】X、Y、Z、Q、R、T是前四周期原子序数依次增大的六种元素,其中X元素形成的气体单质密度最小,Y元素氢化物的水溶液呈碱性,Z、R元素最外层电子数相同且Z的原子序数为R的一半,Q的原子半径在第三周期中最大,T是目前应用最广泛的金属。回答下列问题:
(1)T在周期表中的位置是___________________,其M层上的电子排布式为_______________。
(2)Y、Z、R的第一电离能由大到小的顺序为_________________(用元素符号表示)。
(3)根据等电子体原理,Y2Z分子的结构式为________________。
(4)YZ能被TRZ4溶液吸收生成配合物[T(YZ)(X2Z)5]RZ4,该配合物中含有的化学键类型有_______,RZ42-离子中R原子的杂化方式为_____________________。
(5)由Q与Z、R可形成多种化合物,写出Q2Z2的电子式:____________,
Q2Z熔点比Q2R高,其原因是________________________________________。
(6)QX晶体的结构与NaCl相同,若Q+与最邻近X-的核间距离为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则QX晶体的密度为______________________g/cm3。
【答案】 第四周期第Ⅷ族 3s23p63d6 N>O>S N=N=O 离子键、共价键、配位键 sp3(杂化) Na2O中O2-半径比Na2S中S2-半径小,所以Na2O晶格能更大,则熔点更高 ×1030
【解析】X、Y、Z、Q、R、T是前四周期原子序数依次增大的六种元素,其中X元素形成的气体单质密度最小,X为H元素;Y元素氢化物的水溶液呈碱性,Y为N元素;Z、R元素最外层电子数相同且Z的原子序数为R的一半,则Z为O元素,R为S元素;Q的原子半径在第三周期中最大,Q为Na元素;T是目前应用最广泛的金属,T为Fe元素。
(1)T为Fe元素,是26号元素,在周期表中位于第四周期第Ⅷ族,其M层上的电子排布式为3s23p63d6,故答案为:第四周期第Ⅷ族;3s23p63d6;
(2)根据同一周期从左到右,第一电离能逐渐增大,同一主族,从上到下,第一电离能逐渐减小,由于N的2p为半充满结构,较为稳定,第一电离能大于O,N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S,故答案为:N>O>S;
(3)N2O与CO2互为等电子体,结构相似,根据等电子体原理,结构式为N=N=O,故答案为:N=N=O;
(4)NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中含有的化学键有离子键、共价键、配位键,SO42-离子中S原子与4个氧原子相连,没有孤电子对,采用sp3杂化,故答案为:离子键、共价键、配位键 ; sp3;
(5)过氧化钠的电子式为;Na2O中O2-半径比Na2S中S2-半径小,所以Na2O晶格能更大,则熔点更高,故答案为:;Na2O中O2-半径比Na2S中S2-半径小,所以Na2O晶格能更大,则熔点更高;
(6)在氢化钠晶体中,每个晶胞中含有4个钠离子和4个氢离子,晶胞的边长为2a pm,所以1mol晶胞的体积是8NAa3pm3,1mol晶胞的质量为4×24.5g,晶体的密度== g/pm3=×1030g/cm3,故答案为: ×1030。
【题目】研究CO2转化成有机物实现碳循环对实现社会的可持续发展具有重要的意义。将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(1)。
(1)已知一定压强下,该反应在温度升高时,CH3OCH3(g)的浓度减小,则反应的焓变△H_____0,熵变△S_______0(分别填“>”、“<”、或“=”)。
(2)相同条件下,在体积为2L的密闭容器内选用不同的催化剂,生成物二甲醚CH3OCH3的量随时间变化如图所示。
①图中0-4min内A的反应速率v(CO2)=________。该温度下平衡常数的表达式为________。
②下列有关说法正确的是______(填字母序号)。
A.反应的活化能大小顺序是:Ea(A)<Ea(B)< Ea(C)
B.升高温度能使反应速率加快,是因为活化分子百分数增大
C.单位时间内消耗CO2与生成H2的数目为3:1时,说明反应已经达到平衡
D.增大压强,平衡正向移动,平衡常数K值增大
(3)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时各物质的起始投料量,在不同的压强下,平衡时生成物二甲醚CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
序号 | 起始投料量不同的压强下, 平衡CH3OCH3(g)的量不同的压强 | P1 | P2 | P3 |
I | 2.0 molCO2 6.0molH2 | 0.10mol | 0.04 mol | 0.02mol |
II | 1.0molCO2 3.0molH2 | X1 | Y1 | Z1 |
III | 1.0mol CH3OCH3 3.0mol H2O | X2 | Y2 | Z2 |
①P1___P2(填“ >”、“<”或“=”);判断理由为____________。
②X1=______________。
③P2下,III中CH3OCH3的平衡转化率为_____________。