题目内容

5．氮是地球上极为丰富的元素．
（1）Li3N晶体中氮以N3-存在，基态N3-的核外电子的轨道表示式为．
（2）N≡N的键能为942kJ/mol，N-N单键的键能为247kJ/mol，计算说明N2中的π键比σ键稳定（填“σ”“π”）．
（3）根据表数据，写出氮气与氢气反应生成氨气的热化学方程式N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
化学键N-NN=NN≡NN-HH-H
键能/kJ•mol-1159418946391436

分析 （1）N3-离子原子核外共有10个电子，根据能量最低原理可写出电子排布式，再用泡利原理画出核外电子排布图；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，计算出1个π键的键能再判断；
（3）化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，反应热等于反应物总键能减生成物总键能．

解答 解：（1）N原子原子序数为7，N3-离子原子核外共有10个电子，且最外层达到稳定结构，根据能量最低原理可写出电子排布式1s22s22p6，每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对，则用轨道表示即核外电子排布图为：；
故答案为：；
（2）N≡N中含有2个π键，1个σ键，已知N≡N键能为942kJ/mol，N-N单键键能为247kJ/mol，则1个π键的键能为$\frac{942-247}{2}$kJ/mol=347.5kJ/mol，则N2中的π键键能大于σ键键能，较稳定，
故答案为：π；σ；
（3）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，对于反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），
反应热△H=3×436 kJ/mol+946kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol，即热化学方程式是N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ/mol，
故答案为：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．

点评 本题考查了核外电子排布图的书写、化学键的稳定性判断、热化学方程式的书写，难点是化学键稳定性的判断，侧重对学生能力的培养，意在巩固学生的基础，提高学生的答题能力和学习效率．

练习册系列答案
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10．下列离子检验的方法正确的是（　　）
A．某溶液中滴加AgNO3溶液有白色沉淀，说明原溶液中一定含有Cl-
B．某溶液先加足量盐酸无现象，再滴加BaCl2溶液有白色沉淀，则原溶液中一定含有SO42-
C．某无色溶液滴入酚酞显红色，该溶液中一定含有大量的H+
D．某溶液中滴加稀硫酸生成无色气体，说明原溶液中一定含有CO32-
16．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示．
（1）反应物是X、Y，生成物是Z
（2）X的转化率是30%
（3）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程为3X+Y?2Z．
13．恒温恒容下，将2mol气体A和2mol气体B通入体积为2L的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）+B（g）?xC（g）+2D（s），2min后反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol/L．
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为0.6mol•（L•min）-1．
（2）x=3．
（3）A的转化率与B的转化率之比为2：1．
（4）下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志是BC（填字母）．
A．压强不再变化  B．气体密度不再变化
C．气体平均相对分子质量不再变化          D．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1．
20．硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理．用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+．实验步骤如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有b．
（a） 容量瓶（b） 烧杯（c） 烧瓶
（2）步骤 II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是bc．
（a） 控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比       （b） 确定下一步还原所需铁的量
（c） 确定氧化Fe2+所需NaClO3的量      （d） 确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NaCl+3H2O
若改用HNO3氧化，则反应方程式如下（NOx有毒）：6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NO↑+4H2O
已知1mol HNO3价格0.16元、1mol NaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的得弊，利是原料成本低，弊是产生的气体对大气有污染．
聚合硫酸铁溶液中SO42-Fe3+物质的量之比不是3：2．根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42?与Fe3+物质的量之比．
（4）测定时所需的试剂ac．
（a） NaOH       （b） FeSO4       （c） BaCl2   （d）aClO3
（5）需要测定Fe2O3和BaSO4的质量（填写化合物的化学式）．
（6）选出测定过程中所需的基本操作bed（按操作先后顺序列出）．
（a） 萃取、分液  （b） 过滤、洗涤 （c） 蒸发、结晶（d） 冷却、称量 （e）烘干或灼烧．
10．溴乙烷是一种重要的有机化工原料，其沸点为38.4℃．制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应，该反应的化学方程式是CH3CH2OH+HBr$→_{△}^{浓硫酸}$CH3CH2Br+H2O．
实际通常是用溴化钠与一定浓度的硫酸和乙醇反应．某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如图，实验操怍步骤如下：
①检查装置的气密性；
②在圆底烧瓶中加入95%乙醇、80%硫酸，然后加入研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片；
③小心加热，使其充分反应．
请问答下列问题．
（1）装置A的作用是冷凝回流．
（2）反应时若温度过高，则有SO2生成，同时观察到还有一种红棕色气体产生，该气体的分子式是Br2．
（3）反应结束后，得到的粗产品呈棕黄色．为了除去粗产品中的杂质，可选择下列试剂中的a（填写上正确选项的字母）．
a．稀氢氧化钠溶液b．乙醇c．四氯化碳
该实验操作中所需的主要玻璃仪器是分液漏斗 （填仪器名称）．
（4）要进一步制得纯净的溴乙烷，司继续用蒸馏水洗涤，分液后，再加入无水CaCl2，然后进行的实验操作是b（填写正确选项的字母）．
a．分液b．蒸馏c．萃取
（5）为了检验溴乙烷中含有溴元素，不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验，其原因是溴乙烷不能与硝酸银溶液反应生成沉淀．通常采用的方法是取少量溴乙烷，然后④①③②（按实验的操作顺序选填下列序号）．
①加热②加入AgNO3溶液③加入稀HNO3酸化④加入NaOH溶液．
17．纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的三种方法：
方法Ⅰ用炭粉在高温条件下还原CuO
方法Ⅱ电解法，反应为2Cu+H2O $\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$ Cu2O+H2↑．
方法Ⅲ用肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2
（1）工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法Ⅰ，其原因是反应条件不易控制，若控温不当易生成Cu而使Cu2O产率降低．
（2）已知：2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=Cu2O（s）△H=-akJ•mol-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CO（g）△H=-bkJ•mol-1
Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）=CuO（s）△H=-ckJ•mol-1
则方法Ⅰ发生的反应：2CuO（s）+C（s）=Cu2O（s）+CO（g）；△H=-（b-2c-$\frac{a}{2}$）kJ•mol-1．
（3）方法Ⅱ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，该电池的阳极生成Cu2O反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O．
（4）方法Ⅲ为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2．该制法的化学方程式为4Cu（OH）2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O．
（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：2H2O（g）$?_{Cu_{2}O}^{光照}$2H2（g）+O2（g）△H＞0，水蒸气的浓度（mol/L）随时间t（min）变化如表所示．
序号温度01020304050
①T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480
②T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480
③T20.100.0940.0900.0900.0900.090
下列叙述正确的是C（填字母代号）．
A．实验的温度：T2＜T1
B．实验①前20min的平均反应速率 v（O2）=7×10-5 mol•L-1 min-1
C．实验②比实验①所用的催化剂催化效率高．
14．汽车尾气是城市的主要空气污染物，研究控制汽车尾气成为保护环境的首要任务．在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物进行相互反应，生成无毒物质；或者使用新型燃料电池作汽车动力，减少汽车尾气污染．
（1）H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的．
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
则H2（g）与NO（g）反应生成N2（g）和H2O（l）的热化学方程式是2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-752.1 kJ•mol-1．
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率．图表示在其他条件不变时，反应：2CO（g）+2NO（g）?2CO2（g）+N2（g） 中NO的浓度[c（NO）]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线．
①该反应的△H＜0 （填“＞”或“＜”）．
②若催化剂的表面积S1＞S2，在右图中画出c （NO） 在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线．
（3）在某温度时，按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间/s01234
c （NO）（×10-3 mol•L-1）1.000.500.200.100.10
c （CO）（×10-3 mol•L-1）3.002.502.202.102.10
不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响，按要求完成以下计算（写出计算过程，只写出计算结果的不给分）：①计算前2s内的△c （CO2）；
②计算前2s内的平均反应速率v （N2）；
③计算达到平衡时NO的转化率．
15．下列关于胶体应用与其性质的对应不正确的是（　　）
A．鉴别胶体与浊液（丁达尔效应）B．高压除尘（电泳现象）
C．河海交汇处可沉积沙洲（聚沉）D．喷雾剂的应用（布朗运动）

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