题目内容
【题目】A、B、C、D、E为前四周期元素,且原子序数依次增大。气体AB遇空气变红棕色,C原子内层电子数是最外层电子数的5倍,D在同周期元素中电负性最大,E的硫酸盐溶液呈蓝色。回答下列问题:
(1)A原子有________种能量不同的电子;D原子的M能层电子的运动状态有________种。
(2)元素A的第一电离能________(填“大于”“小于”或“等于”)元素B的第一电离能;AB2-的立体构型是________;气体AB中含有的σ键和π键个数之比为________。
(3)元素C与D所形成的化合物的某种晶胞结构如图所示,则晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________.
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(4)E基态原子的核外电子排布式为________,将E单质的粉末加入A的简单气态氢化物的浓溶液中,并不断鼓入空气充分反应,得到深蓝色的溶液,该反应的离子方程式是________。
【答案】3 7 大于 V形 1∶2 2∶1 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
【解析】
A、B、C、D、E为前四周期元素,且原子序数依次增大,由气体AB遇空气变红棕色可知,A为N元素、B为O元素;C原子内层电子数是最外层电子数的5倍,则C是Mg元素;E的硫酸盐溶液呈蓝色,则E为Cu元素;D的原子序数小于E,且在同周期元素中电负性最大,则D为Cl元素。
(1)A为N元素,原子的电子排布式为1s22s22p4,则原子核外有1s、2s和2p三种能量不同的电子;D为Cl元素,M能层上有七个电子,则电子的运动状态有七种,故答案为3;7;
(2)N原子2p轨道为半充满的稳定状态,则元素N的第一电离能大于元素O的第一电离能;NO2-中氮原子的孤电子对数为
,价层电子对数为
,故NO2-的立体构型是V形;NO为直线型极性分子,分子中N原子采取sp杂化,有1个σ键、1个π键和一个大π键,则σ键和π键个数之比为1:2,故答案为小于;V形 ;1:2;
(3)晶胞中阳离子处于体心与顶点,晶胞中阳离子数目为
,阴离子处于体内及面上,晶胞中阴离子数目为
,故晶胞中阴离子与阳离子的个数比是4:2=2:1,故答案为2:1;
(4)将Cu单质的粉末加入NH3的浓溶液中,通入O2,铜被氧气氧化生成四氨合铜配离子,反应的离子方程式为2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O,故答案为2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
【题目】氨可用于制取氨水、氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等,因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业.
(1)以甲烷为原料可制得合成氨用的氢气,有关反应的能量变化如下图所示:
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写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:_______________。
(2)已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g);△H= -94.4kJ·mol-1,在某容积为2L的恒容容器中发生合成氨反应,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
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①前20min内v(NH3)=________mol/(L·min),放出的热量为________。
②45min时采取的措施是________;时段III条件下反应的平衡常数为________(保留3位有效数字)。
(3)一定温度下,将不同量的CO2、NH3分别通入某恒容密闭容器中进行下列反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(l)+H2O(g);△H<0,得到如下数据:
实验组 | 起始量/mol | 平衡时的转化率 | 平衡时气体平均相对分子质量 | ||
NH3(g) | CO2(g) | NH3(g) | CO2(g) | ||
1 | 2 | 1 | a1 | a2 | M1 |
2 | 4 | 2 | a3 | a4 | M2 |
3 | n1 | n2 | a5 | a6 | M3 |
①a1________a4(填“<”、“=”或“>”);M1________ M2(填“<”、“=”或“>”)。
②若a5>a6,则n1,n2必须满足的关系是________。
(4)室温时将氨通入500mL 0.1mol·L-1盐酸中至pH=6,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________________________________。
(5)氨、空气、KOH溶液可构成燃料电池,反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O,反应一段时间后,电解质溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【题目】目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示:
化学反应 | 焓变 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)+CO(g) | ΔH1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g) | ΔH2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g) | ΔH3 | K3 | |||
请回答下列问题:
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=________(用K1、K2表示);根据反应③判断ΔS___0(填“>”、“=”或“<”),在______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)500℃时,测得反应③在某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol/L、0.8mol/L、0.3mo/L、0.15mol/L,则此时v正________v逆(填“>”、“=”或“<”)。