题目内容
【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】
I．2015年国产C919大型客机正式下线，标志着我国成为世界上少数几个具有自行研制大型飞机的国家之一，标志着我国航空工业进入了新的发展阶段。
（1）飞机的外壳通常采用镁－铝合金材料，铝的价电子排布图为 ，第一电离能：镁 （填“大于”或“小于”）铝。
（2）现代飞机为了减轻质量而不减轻外壳承压能力，通常采用复合材料--玻璃纤维增强塑料，其成分之一为环氧树脂，常见的E51型环氧树脂中部分结构如下图所示：
其中碳原子的杂化方式为 ，个数比为 。
II．大型飞机的发动机被誉为航空工业皇冠上的“宝石”。制造过程中通常采用碳化钨做关键部位的材料。
（3）钨元素位于周期表的第六周期第VIB族，请写出其外围电子排布式 ；
（4）下图为碳化钨晶体的一部分结构， 碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙，并不破坏原有金属的晶格，形成填隙+固溶体，也称为填隙化合物。在此结构中，其中钨原子有 个，1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有 个 ，下列金属元素的堆积方式与碳化钨晶胞中碳原子和钨原子所处位置类似的是 。
A. Fe Cu B.Ti Au C.Mg Zn D.Cu Ag
（5）假设该部分晶体的体积为Vcm3，碳化钨的摩尔质量为M g/mol，密度为b g/cm3,则阿伏加德罗常数NA用上述数据可以表示为 。
【答案】（1）
（1分），大于（1分）
（2）sp2（1分）sp3（1分）,2：1
（3）5d46s2或者5d56s1（2分）
（4）6（1分），6（1分），C（2分）（5）
（3分）
【解析】
试题分析：（1）铝是13号元素，最外层有3个电子，根据核外电子排布规律，铝的价电子排布图为；镁、铝属于同一周期元素，镁原子的最外层电子排布为2s2，处于全充满状态，相对比较稳定，第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能都大，所以第一电离能：镁大于铝；
（2）根据环氧树脂的结构简式可知，分子中碳元素部分形成单键，部分形成苯环，因此碳原子的杂化轨道类型是sp2、sp3；对应个数比为12：6＝2：1。
（3）钨元素位于周期表的第六周期第VIB族，其外围电子排布式为5d56s1。
（4）碳化钨晶体结构类似于金属Zn、Ti、Mg的六方最密堆积，差别在于每层是碳和钨交替排列的，所以配位数减半为6个，即在此结构中，其中钨原子有6个，1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有6个，下列金属元素的堆积方式与碳化钨晶胞中碳原子和钨原子所处位置类似的是C。
（5）利用均摊法计算，该晶胞中钨原子个数＝2×6×1/3×1/2+2×1/2+1+6×1/3＝6个，晶胞中碳原子各为6个。已经知道晶胞体积，根据密度＝m÷V，b＝6M÷(NA×V),所以NA＝。
【名师点晴】考查轨道排布图、第一电离能、杂化类型的判断，晶胞的计算等知识。
【题目】碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。回答下列问题：
（1）碳酸和草酸均为二元弱酸，其电离分为两步进行，已知其电离常数的有关数据如下表：向Na2CO3溶液中滴加草酸溶液，开始时所发生反应的离子方程式为 。
H2CO3 | H2C2O4 | |
K1 | 4.2×10-7 | 5.4×10-2 |
K2 | 5.6×10-11 | 5.4×10-5 |
（2）常温时，C和CO的燃烧热△H分别为－394.0 kJ·mol-1、－283.0 kJ·mol-1，该条件下C转化为CO的热化学方程式为 。
（3）氢气和一氧化碳在一定条件下可合成甲醇，反应如下
2H2(g）＋CO(g）
CH3OH(g） △H＝Q kJ·mol-1。
①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K）如下表：
温度(℃） | 250 | 300 | 350 |
K(L2·mol-1） | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由此可判断Q 0(填“＞”、“＝”或“＜”）
②一定温度下，将6 mol H2和2mol CO充入到体积为2 L的密闭容器中，10 min时反应达到平衡状态，此时测得c(CO）＝0.2 mol·L-1，该温度下的平衡常数K＝ 。0～10 min内，反应速率v(CH3OH）＝ 。
③在两个密闭容器中分别都充入20 mol H2和10 mol CO，测得一氧化碳的平衡转化率随温度(T）、压强(p）的变化如下图所示：
A、B两点压强大小关系：p1 p2(填“＞”、“＝”或“＜”）。若A点对应容器的容积为20 L，则B点对应的容器的容积为 L。
