题目内容
【题目】已知铜的配合物A结构如图。请回答下列问题:
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(1)写出基态Cu的外围电子排布式_____________________________________。
(2)配体氨基乙酸根(H2NCH2COOˉ)受热分解可产生CO2和N2,N2中σ键和π键数目之比是__________;N2O与CO2互为等电子体,则N2O的电子式为____________。
(3)在Cu催化下,甲醇可被氧化为甲醛,甲醛分子中HCO的键角_____(选填“大于”、“等于”或“小于”)120°;甲醛能与水形成氢键,请在如图中表示出来_____。
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(4)立方氮化硼如图与金刚石结构相似,是超硬材料。立方氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为___________;
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(5)Cu晶体的堆积方式如图所示,设Cu原子半径为a,晶体中Cu原子的配位数为________,晶体的空间利用率为______。(已知:
,列式并计算出结果)
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【答案】3d104s1 1∶2
大于
4∶1 12 74.76%
【解析】
(1)Cu原子核外有29个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式;
(2)根据N2的结构式为N≡N判断σ键和π键数目之比;等电子体的结构相似,根据二氧化碳电子式书写N2O的电子式;
(3)甲醛中C是sp2杂化,是平面三角形,结合孤对电子与成键电子对的作用分析判断键角的大小;甲醛分子中的O原子和水分子中的H原子能形成氢键;
(4)该晶胞中N原子在晶胞内部,每个N原子形成4个B-N键,计算判断B-N键个数与B原子个数之比;
(5)Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积,据此判断配位数;立方体的面的对角线长是4r,计算出立方体的棱长和晶胞的体积,根据晶胞的结构计算出Cu原子的个数,最后根据晶体的空间利用率=
×100%计算。
(1)Cu原子核外有29个电子,根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1,所以基态Cu的外围电子排布式为:3d104s1,故答案为:3d104s1;
(2)N2的结构式为N≡N,σ键和π键数目之比为1∶2;等电子体的结构相似,根据二氧化碳电子式可以书写N2O的电子式为
,故答案为:1∶2;
;
(3)甲醛中C是sp2杂化,是平面三角形,C原子在三角形内部,C-H与C-H键夹角理论上是120°,但由于有羰基氧的孤对电子的排斥,实际键角应该略小于120°,所以甲醛分子中HCO的键角大于120°;甲醛分子中的O原子和水分子中的H原子能形成氢键,其氢键表示为
,故答案为:大于;
;
(4)该晶胞中N原子在晶胞内部,个数是4,每个N原子形成4个B-N键,B-N键个数为16;B原子位于晶胞顶点和面心,个数=8×
+6×
=4,则B-N键与B原子个数之比为16∶4=4∶1,故答案为:4∶1;
(5)Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积,所以配位数是12;由图可知,立方体的面的对角线长是4a,所以立方体的棱长=2
a,1个Cu的体积是
πa3,晶胞中Cu原子的个数=8×
+6×
=4个,所以晶体的空间利用率为
×100%=74.76%,故答案为:12;74.76%。
【题目】研究化学反应时,既要考虑物质变化与能量变化,又要关注反应的快慢与限度。回答下列问题:
(1)NH3还原NO是重要的烟气脱硝技术,其反应过程与能量关系如图所示
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①上图中因为改变了反应条件,反应的活化能:b_______(填“>”“<"或“=”)a。
②脱硝反应的热化学方程式可表示为反应物→生成物△H=______(用E1、E2的代数式表示)。
③研究发现,一定条件下的脱硝反应过程可能如图所示,根据氧化还原反应中物质的作用,NO为_______剂,脱硝总反应的化学方程式为_______________。
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(2)一定温度下,将不同物质的量的H2O(g)和CO分别通入容积为1L的恒容密容器中,进行反应H2O(g)+CO(g)
CO2(g)+H2(g),得到如表所示的三组数据
试验编号 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡时间/min | ||
H2O(g) | CO(g) | CO(g) | H2(g) | |||
1 | 650 | 2.0 | 4.0 | 3.0 | 1.0 | 5 |
2 | 900 | 1.0 | 2.0 | 1.8 | 0.2 | 4 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①4mim内,实验2中v(CO2)=______; 900℃时,反应的平衡常数为______;降低温度时,平衡常数会________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②650℃时,若在此容器中充入2.0 mol H2O(g)、1.0molCO(g)、1.0 mol CO2(g)和 xmol H2(g),要使反应在开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是__________。
若a=2.0.b=1.0,则平衡时实验2中H2O(g)和实验3中CO(g)的转化率(a)的关系为a(H2O) _______ (填“>”<”成=”)a(CO)。