题目内容
【题目】
K、Fe、Ni均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：
(1)K元素处于元素周期表的_____ 区，其基态原子中，核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有______个。
(2)KCl 和NaCl 均为重要的化学试剂，KCl 的熔点低于NaCl的原因为___________。
(3)从原子结构角度分析，Fe3+比Fe2+更稳定的原因是__________。
(4)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。
①写出一种与[Ni(NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。
②1mol[Ni(NH3)6]SO4中含有σ键的数目为___________。
③NH3 的VSEPR模型为_____ ；中心原子的杂化形式为_____，其杂化轨道的作用为__________。
(5)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=______g/cm3(用代数式表示)。
【答案】 s 4 K+半径大于Na+半径，KCl晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能 基态Fe3+的价电子排布式为3d5，为半充满状态，更稳定 CX4、SiX4(X表示卤素原子)中任写一种 28NA 四面体形 sp3 形成σ键和容纳孤电子对 
【解析】(1). 基态K原子的价层电子排布式为4s1，所以K元素处于元素周期表的s区，s能级的电子云轮廓图为球形，则有1s、2s、3s、4s共4个，故答案为：s；4；
(2). KCl和NaCl均为离子晶体，离子晶体的熔点高低由晶格能决定，因K+半径大于Na+半径， KCl晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能，所以KCl的熔点低于NaCl的熔点，故答案为：K+半径大于Na+半径，KCl晶体的晶格能小于NaCl晶体的晶格能；
(3). 基态Fe3+的价电子排布式为3d5，为半充满的稳定状态，而基态Fe2+的价电子排布式为3d6，更容易失去1个电子，故答案为：基态Fe3+的价电子排布式为3d5，为半充满状态，更稳定；
(4). ①. 根据等电子体的定义，与SO42－互为等电子体的分子有：CX4、SiX4(X表示卤素原子)等，故答案为：CX4、SiX4(X表示卤素原子)等（任写一种）；
②. [Ni(NH3)6]SO4中Ni2＋与6个NH3形成的6个配位键属于σ键，NH3中含有3个σ键，SO42－中含有4个σ键，所以1mol[Ni(NH3)6]SO4中含有σ键的数目为28NA，故答案为：28NA；
③. NH3中N原子价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，中心原子的杂化方式为sp3，杂化轨道的作用是形成σ键和容纳孤电子对，故答案为：四面体形；sp3；形成σ键和容纳孤电子对；
(5). 由晶胞结构图可知，每个晶胞含有2个Ni原子、4个K原子、8个F原子，则晶胞的密度ρ=
=
，故答案为： 
。
【题目】“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如:CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)△H1
反应II:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol
总反应:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol
请回答下列问题:
①反应I的△H1=______ kJ/mol
②反应II一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。
③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内气体总压强不再变化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2) D.容器内混合气体的密度不再变化
④环境为真空时,在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体,足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）
（2）将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII（填“ >”、“<”或“=”）。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCO2、3molH2 | amolCO2、bmolH2 cmol CH3OH(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不为零) |
若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。
（3）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。
