题目内容
【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)
X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是________;X基态原子的电子排布图是
Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________(写出元素名称)。R原子结构示意图为 。
(2)XY
的立体构型是________;R2+的水合离子中,
提供孤电子对的原子是________(写出元素符号)。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
![]()
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是____________________________________。
37.物质结构 每空2分
(1)1s22s22p4
氯
(2)①V形 ②O
(3)2∶1
(4)2Cu+8NH3·H2O+O2===2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O(1分)
【解析】
试题分析::X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大,XY2是红棕色气体,应是NO2,则X为N元素、Y为O元素;X与氢元素可形成NH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等,则M层电子数为2,故Z为Mg;R2+离子的3d轨道中有9个电子,R原子核外电子数=2+8+8+9+2=29,则R为Cu元素,(1)Y为O元素,基态原子的电子排布式是1s22s22p4,Z为Mg元素,所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素,答案为:1s22s22p4;Cl;(2)NO2-离子中心N原子孤电子对=[5+1-2x2]:2=1,价层电子对数=2+1=3,故NO2-离子的立体构型是V形;Cu2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是H2O中O原子,答案为:V形;O;(3)晶胞中阳离子处于体心与顶点,晶胞中阳离子数目=1+8×1/8=2,阴离子处于处于体内及面上,晶胞中阴离子数目=2+4×1/2=4,故晶胞中阴离子与阳离子的个数比是4:2=2:1,答案为:2:1;(4)将Cu单质的粉末加入NH3的浓溶液中,通入O2,充分反应后溶液呈深蓝色,说明得到四氨合铜络离子,还应生成氢氧根离子与水,该反应的离子方程式是2Cu+8NH3?H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
考点:考查核外电子排布、电离能、分子结构、配合物、晶胞等知识。
下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
| 实验事实 | 热化学方程式 | 评价 |
A | 已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ·mol-1,将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合 | H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) =BaSO4(s)+ 2H2O(l) △H=-114.6 kJ·mol-1 | 正确 |
B | 醋酸与稀氢氧化钠溶液混合 | CH3COOH(aq)+NaOH(aq) =CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ·mol-1 | 不正确;因为醋酸状态为“aq”,而不是“l”。 |
C | 160 g SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ | SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) △H=-130.3 kJ·mol-1 | 不正确;因为反应热为△H=-260.6kJ·mol-1 |
D | 已知25℃、101 kPa下,120g石墨完全燃烧放出热量3935.1 kJ | C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.51 kJ·mol-1 | 不正确;同素异形体要注名称:C(石墨) |
工业上利用天然气(主要成分是CH4)与H2O进行高温重整制备合成气(CO+H2),CO和H2在一定条件下能制备甲醛、甲醚等多种有机物。已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1;18.0 g水蒸气液化时的能量变化为44.0 kJ。
![]()
(1)写出甲烷与水蒸气在高温下反应制合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积固定为2 L的密闭容器中充人0.40mol CH4(g)和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。3 min时改变条件,反应进行到4 min时,体系中各物质的物质的量如下表所示:
t/min | n(CH4)/mol | n(H2O)/mol | n(CO)/mol | n(H2)/mo1 |
4 | 0.18 | 0.38 | 0.22 | 0.66 |
则3~4min之间,平衡向 (填“正”或“逆”)反应方向移动,3min时改变的条件是 。
(3)已知温度、压强和碳水比
对该反应的影响如图所示。
![]()
①图1中,两条曲线所示温度的关系:t1 t2(填“>”、“<”或“=”,下同)
②图2中,两条曲线所示碳水比的关系:x1 x2
③图3中,两条曲线所示压强的关系:p1 p2
(4)以天然气(假设杂质不参与反应)为原料的燃料电池示意图如图所示。
![]()
①放电时,正极的电极反应式为
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0mol·L-1KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8 960 mL。放电完毕后,电解质溶液中各离子浓度的大小关系为 。