题目内容
【题目】元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族，e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
(1)b、c、d中第一电离能最大的是_____(填元素符号)，e的价层电子轨道表示式为____。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，三角锥形分子的中心原子的杂化方式为____。
(3)这些元素形成的含氧酸中，HNO2、H2SO3的中心原子价层电子对数之和为____，H2SO3和H2SO4酸根的空间构型分别为____、____。
(4)e单质晶体结构如图1，此晶胞模型名称为____，e原子半径为r cm，e的相对原子质量为M，晶胞密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数为_____mol-1（用r、ρ表示）。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。
该化合物中，阴离子为____，阳离子中存在的化学键类型有______；该化合物加热时首先失去的组分是______（填“H2O”或“NH3”），判断理由是_______。
【答案】N 
sp3 7 三角锥形 正四面体 面心立方晶胞 
SO42- 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键键长较长而比较弱
【解析】
元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同，则a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8个，则c核外电子排布为2、6，因此c是O元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于c，则b核外电子排布式是1s22s22p3，b原子序数为7，所以b是N元素；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e原子核外电子数为2+8+18+1=29，e为Cu元素；d与c同族，且原子序数小于e，所以d为S元素。
(1)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻主族元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小；e的价层电子为3d、4s电子；
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为NH3，根据价层电子对互斥理论确定该分子的中心原子的杂化方式；
(3)根据价层电子对理论分析这些元素形成的含氧酸中的中心原子的价层电子对数之和，根据原子的价层电子对数确定H2SO3和H2SO4酸根的空间构型；
(4)根据晶胞结构判断晶胞晶体类型；根据晶胞的基本结构可知其中含有的Cu原子数，利用密度ρ=
计算阿伏伽德罗常数；
(5)这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4且不含孤电子对；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知：其阳离子中铜离子配位数是6，在八面体上下顶点上的分子中含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子，有两个H2O分子；正方形平面上四个顶点上的分子中含有3个共价键且含有一个孤电子对，该分子为NH3分子，共有4个NH3分子。
根据上述分析可知：a为H元素；b是N元素； c是O元素；d为S元素；e为Cu元素。
(1)b是N，c是O，d为S。由于同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；同一主族元素的第一电离能随着原子序数增大而减小，所以b、c、d三种元素第一电离能最大的是N元素；e是Cu元素，其价层电子为3d、4s电子，则其价层电子排布图为；
(2)a是H元素，H和其他元素形成的二元共价化合物中，物质分子呈三角锥形的为NH3，该分子的中心N原子形成3个共价健N-H，同时N原子上还含有一个孤电子对，价层电子对数为4，所以N原子的杂化方式为sp3杂化；
(3)这些形成的含氧酸中，HNO2的分子的中心N原子的价层电子对数为2+
=3，H2SO3的中心S原子的价层电子对数为3+
=4，所以HNO2、H2SO3的中心原子价层电子对数之和为3+4=7；亚硫酸H2SO3的酸根SO32-中的S原子价层电子对数为：3+
=4，且含有一对孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；硫酸H2SO4的酸根SO42-中的S原子价层电子对数为：4+
=4，中心原子S上无孤对电子，所以其空间构型为正四面体形；
(4)根据Cu晶胞结构可知:Cu晶胞模型类型为立方面心结构；在一个Cu晶胞中含有的Cu原子个数为：8×
+6×
=4，Cu的相对原子质量为M，则晶胞质量m=
g，假设晶胞边长为L，Cu原子半径为r cm，则
L=4r cm，所以L=2r cm，晶胞体积为V=
=
=16
cm3， 则晶胞密度ρ=
，所以NA=
/mol；
(5)根据已知条件可知五种元素形成的1：1型离子化合物的阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4，且不含孤电子对，则该离子为SO42-；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知，其阳离子中的中心离子Cu2+配位数是6，配位体是H2O、NH3，其中H2O有2个，NH3有4个，H2O、NH3与Cu2+之间通过配位键结合，H2O中存在H-O共价键，NH3中存在H-N共价键，故阳离子中含有配位键和共价键；元素的非金属性O>N，且原子半径O<N，使得配位体H2O和Cu2+的配位键比配位体NH3与Cu2+的配位键要弱，因此该化合物在加热时首先失去的组分是H2O。
【题目】下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是
选项 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
A | 相同温度下，同时向 ①4 mL 0.1 molL-1 KMnO4酸性溶液和②4 mL 0.2 molL-1 KMnO4酸性溶液中，分别加入4 mL 1 molL-1 H2C2O4溶液 | ①中溶液先褪色 | 该实验条件下，KMnO4浓度越小，反应速率越快 |
B | 向煤炉中灼热的煤炭上洒少量水 | 产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺 | 加少量水后，可使煤炭燃烧放出更多的热量 |
C | 加热2NO2(g) | 颜色加深 | 证明正反应是放热反应 |
D | 分别测定室温下等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH | 后者较大 | 证明非金属性 S＞C |
A.AB.BC.CD.D
【题目】机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。
I．汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。
（1）已知： C(s)+O2(g) =CO2(g) △H1 ＝ 393.5kJ·mol1
2C(s)+O2(g) =2CO(g) △H2 ＝ 221.0 kJ·mol1
N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H 3 ＝+180.5 kJ·mol1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_________________________。
（2）研究CO和NO的催化反应，用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中，不同时间NO和CO浓度如下表：
时间（s） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/（104mol·L1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/（103mol·L1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
① 前4 s内的平均反应速率υ(CO) ＝______mol·L1·s1。
② L、X可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时，NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是______。判断L1、L2的大小关系______，并简述理由：______________________________。
（3）实验测得，v正=k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。
①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数______（填“>”、“<”或“=”）k逆增大的倍数。
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则k正︰k逆 =__________。（保留一位小数）
II. 有人利用反应C(s)+2NO(g) 
N2(g)+CO2(g) ΔH = 34.0 kJ·mol1，用活性炭对NO进行吸附。现在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应，经相同时间测得NO的转化率随温度的变化如图B所示。由图可知最高转化率对应温度为450℃。低于450℃时，NO的转化率______（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡转化率，判断理由是________________________；高于450OC时，NO的转化率降低的可能原因是___________（填标号）
A．催化剂活性降低 B．平衡常数变小 C． 反应活化能增大
