题目内容
【题目】A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、 D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是______(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)A和D与氢元素形成的最简单氢化物中,其中沸点较高的是_____(填分子式),原因是________________;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和______。
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物E, E的立体构型为______,中心原子的杂化轨道类型为______。
(4)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞边长a=5.66x10-8cm, F 的化学式为______:晶胞中A 原子的配位数为_________;列式计算晶体F的密度(g·cm-3)_______________________________。(列算式即可)
【答案】O 1s22s22p63s23p3 H2O 水分子之间能形成氢键 分子晶体 离子晶体 三角锥形 sp3 Na2O 8
【解析】
由A2-和B+具有相同的电子层结构可知,A与B位于相邻周期,并且A为ⅥA元素 ,B为ⅠA元素;由C的核外电子总数为最外层电子数的3倍可知,仅当最外层电子个数为5时成立,所以C为P元素;那么A和B分别为O和Na元素;由于D与C同周期,且D元素最外层只有一个未成对电子,那么D为Cl元素。
(1)周期表从左到右,元素的电负性逐渐变大;周期表从上到下,元素的电负性逐渐减小;因此四种元素中电负性最大的是O;通过分析可知,C为P元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;
(2)通过分析可知,A为O元素,D为Cl元素,B为Na元素;O和Cl形成的简单氢化物分别为H2O和HCl,其中H2O的沸点较高;因为H2O分子间可以形成氢键;A形成的氢化物为H2O,属于分子晶体;B形成的氢化物为NaH,属于离子晶体;
(3)通过分析可知,E为PCl3,具有3个成键电子对以及一个孤电子对,分子构型为三角锥形,P原子采用sp3杂化方式形成的杂化轨道;
(4)通过分析可知,A为O元素,B为Na元素;由晶胞结构可知,大球在晶胞的面心以及顶点处,小球在晶胞的内部,因此一个晶胞中大球和小球的个数比为1:2,此外O2-半径大于Na+,所以该物质即为Na2O;A对应的粒子即O2-,是晶胞中较大的球,配位数为8;该晶体的密度为:。
【题目】能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题。请根据所学化学知识回答下列问题:
(1)汽车上安装催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。
已知:N2(g) + O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ·mol-1;
2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ·mol-1;
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1;
则尾气转化反应2NO(g) +2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=________________。
(2)某硝酸厂利用甲醇处理废水。在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______________。
(3)煤的间接液化是先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇。若在一定温度下,向1 L密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),经10 min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下:
物质 | CO | H2 | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 1.2 | 1.0 | 0.6 |
①该反应的平衡常数表达式为:K=_____________________。
②该时间内反应速率υ(H2)=_________________。
③平衡时CO的转化率为_________________(保留1位小数)