[题目](化学–选修3:物质结构与性质)碳.氧.氮.镁.铬.铁.铜是几种重要的元素.请回答下列问题:(1)在第二周期的元素中.第一电离能介于B与N之间的元素有种.(2)查阅相关资料发现MgO的熔点比CuO的熔点高得多.其原因是 .(3)Fe与CO能形成一种重要的催化剂Fe(CO)5.该分子中σ键与π键个数比为 .请写出一个与CO互为等电子体的离子: .(4)金属� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】（化学–选修3：物质结构与性质）碳、氧、氮、镁、铬、铁、铜是几种重要的元素，请回答下列问题：

(1)在第二周期的元素中，第一电离能介于B与N之间的元素有_________种。

(2)查阅相关资料发现MgO的熔点比CuO的熔点高得多，其原因是_____________。

(3)Fe与CO能形成一种重要的催化剂Fe(CO)5，该分子中σ键与π键个数比为______________。请写出一个与CO互为等电子体的离子：________________。

(4)金属铬是一种银白色，极硬，耐腐蚀的金属，铬的化合物种类繁多，如：Gr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+。

①K2Cr2O7具有很强的氧化性，能直接将CH3CH2OH氧化成CH3COOH，试写出基态铬原子的价层电子排布式__________；CH3COOH分子中碳原子的杂化类型为___________。

②该配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中，中心离子的配位数为_______，NH3的VSEPR模型为_______。

③铜铬合金的晶胞如图所示，已知晶胞中Cr和Cu原子间的最近距离为 apm,则该晶体的密度为_______g·cm-3(用含a的代数式表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)。

【答案】3 Mg2+半径比Cu2+半径小，MgO的晶格能比CuO高，因此MgO的熔点高 1∶1 C22-、CN- d54s1 sp3、sp2 6 四面体形

【解析】

同周期，从左向右第一电离能增大，但因全充满和半充满原因，出现ⅡA族和ⅢA族、ⅤA族和ⅥA族第一电离能反常；Mg2+半径比Cu2+半径小，MgO的晶格能比CuO高；Fe（CO）5中含有6个σ键和2个π键；等电子体中原子数和价电子数都相同；Cr的原子序数为24，共4个电子层，最外层电子数为1；乙酸为CH3COOH，甲基中C形成4个共价单键，-COOH中C形成1个双键和2个单键；配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中，Cr3=为配位体，H2O和NH3为配位体；氨气分子中价层电子对个数为4；

（1）同周期，从左向右第一电离能增大，但因全充满和半充满原因，出现ⅡA族和ⅢA族、ⅤA族和ⅥA族第一电离能反常则第二周期元素中，第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O，共3种。（2）离子电荷数大，离子半径小的晶格能大，相应表现为熔点高、硬度大，Mg2+与Cu2+所带电荷相同，但是前者半径比后者小，相应表现为晶格能大，熔点大。（3）Fe（CO）5中含有6个σ键和2个π键，故σ键与π键的数目之比为3：1；C22—、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体。（4）Cr的原子序数为24，共4个电子层，最外层电子数为1，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p6

3d54s1，则价层电子排布式 3d54s1；乙酸为CH3COOH，甲基中C形成4个共价单键，-COOH中C形成1个双键和2个单键，则C的杂化方式分别为sp3、sp2；配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中，Cr3=为配位体，H2O和NH3为配位体，所以配位数为6；氨气分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+（5-3×1）×1/2=4，VSEPR模型为正四面体结构。在晶胞中，Cr原子位于顶点，Cu原子位于棱边中点，该晶胞中N原子个数=8×1/8=1，Cu原子个数=12×1/4=3，晶胞质量m为244/NA，晶胞的边长为apm，晶胞的体积为（apm）3=（a×10-10cm）3，则ρ=m/V=g/cm3。

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（2）银电极的电极反应式是______________________________。

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反应I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=―905.0 kJ·molˉ1

反应 II：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=？

（1）

化学键	H—O	O===O	N≡N	N—H
键能kJ·molˉ1	a	b	c	d

△H=__________________ 。

（2）在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2，在某催化剂的作用下进行反应I，则下列有关叙述中正确的是__________________。

A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B．若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时，说明反应已达平衡

C．当容器内n(NO)/n(NH3)=1时，说明反应已达平衡

（3）氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2，测得有关物质的量关系如下图：

①该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”）。

②520℃时，4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=___________________ (不要求得出计算结果，只需列出数字计算式）。

③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有_______________

A．使用催化剂Pt/Ru
B．使用催化剂Cu/TiO2

C．增大NH3和O2的初始投料比
D．投料比不变，增加反应物的浓度

E．降低反应温度

（4）纳米级Cu2O 由于具有优良的催化性能而受到关注，工业上常用电解法Cu2O，其反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑ 采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如图所示，则阳极上的电极反应式为___________________，当生成_______克Cu2O时，就会有NA个阴离子通过离子交换膜。