题目内容
【题目】
镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。
(1)Cu位于元素周期表第四周期,铜原子核外电子有____种不同的运动状态,Cu+的核外电子排布式为________。
(2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴、阳离子个数比为______,该氧化物的电子式为_______________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4H2O,其结构示意图如下,胆矾晶体存在_____化学键,其中SO42-空间构型是______,采用的杂化方式是______。晶体中H、O、S元素电负性由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氟化物 | NaF | MgF2 | SiF4 |
熔点/K | 1266 | 1534 | 183 |
解释表中氟化物熔点差异的原因:_____________________________。
(5)金属Mg的堆积方式是六方最密堆积(如左图所示),其晶胞如右图所示镁原子半径为r㎝,阿伏伽德罗常数为NA,则金属镁的晶体密度为______g/㎝3。(用r、NA表达)
【答案】 29 [Ar]3d10 1:1 Cu2+ 共价键和配位键离子键 正四面体形 sp3杂化 O>S>H 氟化钠和氟化镁是离子晶体,四氟化硅是分子晶体,一般情况离子晶体熔沸点比分子晶体高。由于Mg2+半径比Na+半径小,Mg2+带电荷比Na+大,氟化镁的晶格能比氟化钠大,所以氟化镁的熔点较高 g/㎝3
【解析】 (1)Cu是29号元素,核外电子有29种不同的运动状态的电子,Cu+的核外电子排布式为[Ar]3d10,故答案为:29; [Ar]3d10;
(2)根据均摊法可知,在每个晶胞中含有氧原子数为8×+6×=4,铜原子数为4,晶胞中阴、阳离子个数比为1:1,化学式为CuO,电子式为,故答案为:1:1;;
(3)根据胆矾CuSO4·5H2O结构示意图,胆矾晶体存在共价键、配位键和离子键,其中SO42-中S原子的价层电子对数为4,采用sp3杂化,空间构型为正四面体形;根据元素的非金属性越强,电负性越大,H、O、S元素电负性由小到大的顺序为O>S>H,故答案为:共价键、配位键和离子键;正四面体形;sp3杂化;O>S>H;
(4) 氟化钠和氟化镁是离子晶体,四氟化硅是分子晶体,一般情况离子晶体熔沸点比分子晶体高。由于Mg2+半径比Na+半径小,Mg2+带电荷比Na+大,氟化镁的晶格能比氟化钠大,所以氟化镁的熔点较高,故答案为:氟化钠和氟化镁是离子晶体,四氟化硅是分子晶体,一般情况离子晶体熔沸点比分子晶体高。由于Mg2+半径比Na+半径小,Mg2+带电荷比Na+大,氟化镁的晶格能比氟化钠大,所以氟化镁的熔点较高;
(5)镁原子的半径为rcm,晶胞底面为平行四边形,其各边长为a=2r,所以平行四边形的面积为S=aasin60°=a2,晶胞中平行四面体的h=2×边长为a的四面体的高=2×a=a,所以V(晶胞)=S×h=a2×a=a3=8r3,
晶胞中Mg原子个数为1+×1=2,则金属镁的密度ρ=== g/㎝3,故答案为: 。
【题目】页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和H2)。CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应 CH4(g) + H2O(g)==CO(g)+3H2(g) △H1
已知:
①CH4、H2、CO 的燃烧热(△H)分别为-a kJmol-1、-b kJmol-1、-c kJmol-1;
②H2O(l) =H2O(g) △H=+dkJmol-1
则△H1= ___________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJmol-1。
(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2,在10 L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如右图所示,200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:
t/min | 0 | 1 | 3 | 5 |
n(H2)/mol | 8.0 | 5.4 | 4.0 | 4.0 |
①△H2_________(填“>”“<”或“ = ”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施:________________________ 。
③下列说法正确的是____________(填标号)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
C.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度
D.图中压强p12
④03 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=_________mol L-1·min-1。
⑤200℃时,该反应的平衡常数K =_______。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡____________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)甲烷、氧气和KOH溶液可组成燃料电池。标准状况下通入5.6 L甲烷,测得电路中转移1.2 mol电子,则甲烷的利用率为________________。