题目内容
【题目】向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水,先出现现象a,继续滴加浓氨水,现象a逐渐消失,得到一种含二价阳离子的深蓝色透明溶液,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4H2O.这种二价阳离子的立体结构如图所示(4个NH3与Cu2+共面,跟H2O-Cu2+-H2O轴线垂直)。请回答以下问题:
(1)基态Cu原子的价电子轨道表示式__。
(2)硫酸铜水溶液滴加浓氨水的变化过程,现象a是__;写出生成深蓝色透明溶液的离子方程式: __。
(3)NH3与Cu2+可形成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3具有相同的空间构型,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是__。
(4)请在二价阳离子的立体结构图中用“→”表示出其中的配位键__。
(5)已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构变化角度来看,能生成Cu2O的原因是__。
【答案】 形成蓝色沉淀 Cu(OH)2+4NH3H2O=[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O F的电负性比N大,N-F成键电子对偏向F,导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键 CuO中铜的价层电子排布为3d9,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是
【解析】
(1)Cu为29号元素,价电子排布为3d104s1;
(2)向硫酸铜溶液中滴氨水,氨水和硫酸铜反应首先生成氢氧化铜蓝色沉淀;当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,注意根据离子的立体结构可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+离子,据此书写方程式;
(3)NF3中N-F成键电子对偏向于F原子,N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子;
(4)配合物中,配位体提供孤电子对,中心原子提供空轨道形成配位键,[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中,Cu2+提供空轨道,N、O原子提供孤对电子,据此标出化学键;
(5)高温下CuO→Cu2O+O2,Cu2+的价电子为3d9,Cu+的价电子为3d10,固相中Cu+更稳定。
(1)铜是29号元素,价电子排布为3d104s1,则其价电子轨道表示式为:;
(2)向硫酸铜溶液中滴氨水,氨水和硫酸铜反应首先生成氢氧化铜蓝色沉淀;则现象a是形成蓝色沉淀;继续滴加氨水,沉淀溶解,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,注意根据离子的立体结构可知生成[Cu(NH3)4(H2O)2]2+离子,反应的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3H2O=[Cu(NH3)4(H2O)2]2++2OH-+2H2O;
(3)F的电负性大于N元素,NF3中N-F成键电子对偏向于F原子,导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强,N原子上的孤对电子难与铜离子形成配离子,所以NF3不易与Cu2+形成配离子;
(4)硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤对电子,生成络合物而使溶液澄清,[Cu(NH3)4(H2O)2]2+为配离子,Cu2+提供空轨道,N、O原子提供孤对电子,则以配位键结合,此化学键可表示为:;
(5)高温下CuO→Cu2O+O2,Cu2+的价电子为3d9,Cu+的价电子为3d10,固相中Cu+更稳定,因此能够生成Cu2O的原因可以解释为:CuO中铜的价层电子排布为3d9,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是。
【题目】烟气(主要污染物SO2、NOX)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中的SO2、NOx 的含量。
(1) O3氧化烟气中SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1。则2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1
(2)T℃时,利用测压法在刚性反应器中,投入一定量的NO2发生反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g),体系的总压强 p随时间 t的变化如下表所示:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反应温度,则平衡后体系压强 p______24.00 MPa(填“>”、“<”或“=”),原因是____________。
②15min 时,反应物的转化率 α=______。
③T℃时反应3NO2(g) 3NO(g)+O3(g)的平衡常数Kp=____________(Kp 为以分压表示的平衡常数,分压等于总压乘以该气体的物质的量分数)
(3)T℃时,在体积为2L的密闭刚性容器中,投入2 mol NO2发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得:v正=k正 c2(NO2),v逆=k逆 c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。在温度为T℃时NO2的转化率随时间变化的结果如图所示(反应在5.5min时达到平衡):
①在体积不变的刚性容器中,投入固定量的NO2发生反应,要提高NO2转化率,可采取的措施是______________、___________。
②由图中数据,求出该反应的平衡常数为_________。
③计算A 点处v正/v逆=_________________________(保留1位小数)。