题目内容

【题目】氢、碳、氮、氧、铁、铜等元素及其化合物在人们的日常生活中有着广泛的用途。回答下列问题:

(1)写出基态铜原子的价电子排布式___。

(2)实验室用KSCN溶液、检验Fe3+。C、N、O的电负性由大到小的顺序为___(用元素符号表示),一定条件下,SCN-与MnO2反应可得到(SCN)2,试写出(SCN)2的结构式___。

(3)FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃FeCl3的晶体类型是__。FeSO4常作补铁剂,SO42-的立体构型是__。

(4)CH3OH分子中O原子的杂化方式为___,键角:H-C-H___H-O-C。(填“<”、“>”、“=”)CH3OH能与H2O以任意比互溶的原因是___。

(5)已知C60分子结构和C60晶胞示意图(如图I、图Ⅱ所示):

则一个C60分子中含有σ键的个数为__,与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有__个,C60晶体的密度的表达式为__g·cm-3。

【答案】3d104s1 O>N>C N≡C—S—S—C≡N 分子晶体 正四面体形 sp3 > 可形成分子间氢键 90 12 或

【解析】

(1)铜为29号元素,基态铜原子核外有29个电子,其价电子排布式为3d104s1,故答案为:3d104s1;

(2) 同一周期元素,从左至右电负性依次增强,则C、N、O的电负性由大到小的顺序:O>N>C,(SCN)2中S与C、S与S分别形成一对共用电子对,C与N形成3对共用电子对,则(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N,故答案为:O>N>C;N≡C—S—S—C≡N;

(3)因为FeCl3的熔点为306℃,沸点为315℃,所以FeCl3是分子晶体,SO42-中S原子成键电子对数,无孤电子对,则SO42-的立体构型是正四面体形,故答案为:分子晶体;正四面体形;

(4) CH3OH分子中O原子与C、H原子形成2个σ键,由2个孤电子对,则杂化方式为sp3杂化,有孤电子对的对成键电子的排斥作用大,键角小,所以键角H-C-H>H-O-C,因为甲醇和水均可形成分子间氢键,所以CH3OH能与H2O以任意比互溶,故答案为:sp3;>;可形成分子间氢键;

(5)根据C60分子结构,C60分子中1个碳原子有2个C—C键,1个C=C键,根据均摊法,一个碳原子真正含有的σ键的个数为,即一个C60分子中含有σ键的个数为个,根据C60的晶胞结构,离C60最近的C60上面有4个,中间有4个,下面有4个,即与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有12个,一个C60的晶胞中,C60的个数为,根据公式,可得晶胞的质量为g,又晶胞的体积为a3cm3,则,故答案为:90;12;或。

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I.汽车尾气中的 NO(g)和 CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的N2 和 CO2:

(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H1= +180.5 kJ·mol-1 ②CO 的燃烧热△H2 = - 283.0 kJ·mol-l,则反应③ 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3 =_______。

(2)某研究小组在三个容积为 5 L 的恒容密闭容器中,分别充入 0.4mol NO 和 0.4 mol CO,发生反应③ 。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:

①温度:T1_____T2(填“<”“=”或“>”)。

②CO 的平衡转化率:Ⅰ_____Ⅱ_____Ⅲ(填“<”“=”或“>”)。

③反应速率:a 点的 v逆_____b 点的 v正 (填“<”“=”或“>”)。

④T2 时的平衡常数 Kc=_____。

(3)将 NO和 CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即 NO的转化率)如图所示。M 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率, 说明理由_________。

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(4)碘蒸气存在能大幅度提高 N2O 的分解速率,反应历程为:

第一步 I2(g)2I(g)快速平衡,平衡常数为K

第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) v = k1·c(N2O)·c(I) 慢反应

第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+1/2I2(g) 快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。

① k =_____(用含 K 和 k1 的代数式表示)。

②下列表述正确的是_____。

a.IO 为反应的中间产物

b.碘蒸气的浓度大小不会影响 N2O的分解速率

c.第二步对总反应速率起决定作用

d.催化剂会降低反应的活化能,从而影响△H

(5)通过 N2O 传感器可监测环境中 N2O 的含量,其工作原理如图所示

①NiO电极上的电极反应式为_____。

②N2O浓度越高,则电压表读数越_____。(填“高”或“低”)

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