题目内容
【题目】[化学——选修3：物质结构与性质】
A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种元素，A的一种同位素可用于考古中测定生物的死亡年代； B与A同周期，其s能级电子数比p能级电子数多；C原子的最外层电子数是次外层的3倍；D与B同主族；E的原子序数为29。回答下列问题：
（1）五种元素中第一电离能最大的是 （填元素符号），其中D原子价电子排布图为 。
（2）元素B的简单气态氢化物的沸点 （填“高于”或“低于”）元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是 ； A的简单气态氢化物中心原子的杂化轨道类型为 。
（3）BC3-的立体构型为 ，与其互为等电子体的分子是 （写化学式）。
（4）EC在加热条件下容易转化为E2C，从原子结构的角度解释原因 ；E原子的外围电子排布式为 ，E晶体的堆积方式为 （填序号）
①简单立方堆积 ②体心立方堆积
③六方最密堆积 ④面心立方最密堆积
（5）硼与D可形成一种耐磨材料F，其结构与金刚石相似（如右图），可由硼的三溴化物和D的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。写出合成F的化学方程式： 。F的晶胞边长为a pm，则该晶体密度的表达式为 g·cm-3。 (用含a、NA的式子表示，不必化简）。
【答案】（1）N 
（2）高于 NH3分子间形成氢键，而CH4分子间没有氢键 sp3
（3）平面三角形 SO3、SeO3、BF3、BCl3等
（4）Cu2+价电子为3d9， 而Cu+价电子为3d10，处于全充满状态，能量低，稳定。
[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1 ④
（5）Br3＋PBr3＋3H2
BP＋6HBr 
【解析】
试题分析：A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种元素，A的一种同位素可用于考古中测定生物的死亡年代，则A为碳元素； B与A同周期，其s能级电子数比p能级电子数多，原子核外电子数排布式为1s22s22p3，则B为N元素；C原子的最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，故C为O元素；D与B同主族，则D为P元素；E的原子序数为29，则E为Cu;（1）非金属性越强第一电离能越大，N元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，故N元素的第一电离能最大，D为P元素，原子价电子排布式为3s23p3，原子价电子排布图为 
；（2）元素A、B的简单气态氢化物分别为CH4、NH3，NH3分子之间存在氢键，沸点高于甲烷的，甲烷分子中C原子形成4个C-H将，没有孤对电子，故碳原子采取sp3杂化，故答案为：高于；NH3分子之间存在氢键；sp3；
（3）NO3-中N原子孤电子对数=(5+1-2×3)/2=0，价层电子对数=3+0=3，立体构型为平面三角形，与其互为等电子体的分子是SO3；
（4）Cu2+离子外围电子排布为3d9，而Cu+离子外围电子排布为3d10，为全满稳定状态，Cu2O更稳定，CuO在加热条件下容易转化为Cu2O，Cu原子的外围电子排布式为：3d104s1，Cu晶体的堆积方式为面心立方最密堆积，故答案为：Cu2+离子外围电子排布为3d9，而Cu+离子外围电子排布为3d10，为全满稳定状态，Cu2O更稳定；3d104s1；④；
（5）硼与P可形成一种耐磨材料F，其结构与金刚石相似（如图），则F为BP，可由硼的三溴化物和D的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成，合成F的化学方程式：BBr3+PBr3+3H2
BP+6HBr，
金刚石晶胞中C原子数目为4+8×
+6×
=8，则晶胞中B、P原子数目均为4，晶胞质量为4×（11+31）/NAg，晶胞边长为a pm，则该晶体密度为4×（11+31）/NAg÷（a×10-10 cm）3=。
【题目】I．已知：反应
4HCl(g)+O2(g) 
2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH = —115.6 kJ/mol
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH = —184 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = —44 kJ/mol
写出H2燃烧热的热化学方程式 。
II．实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：
，它所对应的化学方程式为：
（2）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
A(g) + 3B(g)
2C(g) + D（s） ΔH，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/K | 300 | 400 | 500 | … |
K/(mol·L－1)2 | 4×106 | 8×107 | K1 | … |
请完成下列问题：
①判断该反应的ΔH 0（填“>”或“<”）
②在一定条件下，能判断该反应一定达化学平衡状态的是 （填序号）。
A．3v(B)（正）=2v(C)（逆） B．A和B的转化率相等
C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变
（3）已知N2 (g)+ 3H2(g)
2NH3(g) △H<0
①在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂。10分钟后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80％，此时氨气的体积分数为： ，用氮气表示的反应速率为： 。
②保持①中的温度和容积不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2、NH3的物质的量，若反应达平衡后，混合气体中NH3的体积分数与①中的相同，那么： 若a= 0.5，c= 3，则b= ，在此情况下反应起始时将向 反应方向进行。
③保持①中的温度和容积不变，若按下列四种配比作为起始物质，达平衡后容器内N2的转化率大于①中的是 。（填序号）
A．4molNH3 B．1.5molN2、7.5molH2和1molNH3
C．1molN2、5molH2和2molNH3 D．1molN2、6molH2和2molNH3
（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，负极的电极反应式为 。
②假设装置中盛装100.0 mL 3.0 mol·L-1 KOH溶液，放电时参与反应的氧气在标准状况下体积为8960 mL。放电完毕后，电解质溶液中的溶质是 电解质溶液中各离子浓度的大小关系为 。
