题目内容
【题目】锌是人体必需的微量元素,明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题:
(1)基态Zn原子的价电子排布式为____________,在周期表中位置为________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①组成[Zn(NH3)4]SO4的元素中,除H外其余元素的第一电离能由大到小排序为________________________。
②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液,未出现浑浊,其原因是___________________________。
③已知[Zn(NH3)4]2+的空间构型与SO42-相同,则在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的杂化类型为________。
④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶体中存在的有________。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键
D.配位键 E.范德华力 F.金属键
(3)ZnS晶胞结构如图(已知a为硫离子,b为锌离子)所示,ZnS晶体的熔点约为1 700 ℃。
①已知晶体密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值。则1个ZnS晶胞的体积为________cm3。
②ZnO与ZnS结构相似,熔点为1 975 ℃,其熔点较高的原因是_____________________________。
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【答案】3d104s2 第四周期ⅡB族 N>O>S>Zn [Zn(NH3)4]2+难电离,溶液中Zn2+浓度很小,无法产生沉淀 sp3 ABD
O2-的半径比S2-的小,ZnO晶体的晶格能较大
【解析】
(1)基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,由此可确定基态Zn原子的价电子排布式和其在周期表中位置。
(2)①一般情况下,元素的非金属性越强,第一电离能越大,但N的2p轨道半充满,处于较稳定状态,所以第一电离能出现反常,其第一电离能比O大;Zn为金属,其第一电离能比非金属小。②[Zn(NH3)4]2+中,Zn2+与NH3结合力强,难以发生电离,所以溶液中Zn2+浓度很小,无法产生沉淀。③[Zn(NH3)4]2+的空间构型为正四面体,由此可确定Zn2+的杂化类型。④[Zn(NH3)4]SO4中含有离子键、极性共价键、配位键。(3) 由题图知,一个ZnS晶胞中含有4个Zn2+,含S2-的个数为8×
+6×
=4,1个ZnS晶胞的质量为
g,由此可求出1个ZnS晶胞的体积。②O2-的半径比S2-的小,故ZnO晶体的晶格能较大。
(1)基态Zn原子的价电子排布式为3d104s2,在周期表中位置为第四周期ⅡB族。答案为:3d104s2;第四周期ⅡB族;
(2)①一般情况下,元素的非金属性越强,第一电离能越大,但N的2p轨道半充满,处于较稳定状态,所以第一电离能出现反常,其第一电离能比O大;Zn为金属,其第一电离能比非金属小,故N、O、S、Zn的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S>Zn。答案为:N>O>S>Zn;
②[Zn(NH3)4]2+中,Zn2+与NH3结合力强,难以发生电离,所以溶液中Zn2+浓度很小,无法产生沉淀。答案为:[Zn(NH3)4]2+难电离,溶液中Zn2+浓度很小,无法产生沉淀;
③[Zn(NH3)4]2+的空间构型为正四面体,Zn2+的杂化类型为sp3杂化。答案为:sp3;
④[Zn(NH3)4]SO4中含有离子键、极性共价键、配位键。答案为:ABD;
(3)①由题图知,一个ZnS晶胞中含有4个Zn2+,含S2-的个数为8×
+6×
=4,1个ZnS晶胞的质量为
g,故1个ZnS晶胞的体积为
cm3。答案为:
;
②O2-的半径比S2-的小,故ZnO晶体的晶格能较大,熔点较高。答案为:O2-的半径比S2-的小,ZnO晶体的晶格能较大。
【题目】H2是一种重要的清洁能源。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol,
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ/mol,H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1,则ΔH1=___kJ/mol,该反应自发进行的条件为_____。
A.高温 B.低温 C.任何温度条件下
(2)恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中加入1molCO和2.2molH2,发生反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。
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①压强:p1____p2。(填“>”<”或“=”)
②M点时,H2的转化率为_____(计算结果精确到0.1%), 该反应的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是______(填字母);
A.容器内压强保持不变 B.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
C.混合气体的相对分子质量保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)
N2(g)+2H2O(1),实验测得反应速率的表达式为v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号 | c(NO)/(mol/L) | c(H2)/(mol/L) | v/(mol·L-1·min-1) |
1 | 0.10 | 0.10 | 0.414 |
2 | 0.10 | 0.20 | 1.656 |
3 | 0.50 | 0.10 | 2.070 |
由表中数据可知,m=_____,n=_____。
②上述反应分两步进行:i.2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(1)(慢反应);ii
A.H2O2是该反应的催化剂 B.反应i的活化能较高
C.总反应速率由反应ii的速率决定 D.反应i中NO和H2的碰撞仅部分有效
(4)2018年我国某科研团队利用透氧膜,一步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料。其工作原理如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。工作过程中,膜I侧所得
=3,则膜I侧的电极方程式为________。
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