题目内容

12．氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类仅次于碳元素．
（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为F＞N＞O，氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为V形．
（2）根据等电子原理，判断NO2+离子中，氮原子轨道的杂化类型为sp，1mol NO2+所含π键的数目为2NA．
（3）氧元素与过渡元素可以形成多种价态的金属氧化物．如铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等，试写出Cr3+核外电子排布式1s22s22p63s23p63d3．
（4）钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图所示：由此可判断该钙的氧化物的化学式为CaO2．

分析 （1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；OF2分子中O原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子空间构型；　
（2）NO2+离子中N原子价层电子对个数=2+$\frac{5-1-2×2}{2}$=2，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化方式；该离子和二氧化碳是等电子体，结构相似，则每个NO2+离子中含有2个π键；
（3）Cr是24号元素，其原子核外有24个电子，Cr原子失去3个电子生成Cr3+，根据构造原理书写该离子核外电子排布式；
（4）黑色球为Ca、白色球为O，根据均摊法计算晶胞中钙离子与O22-的数目，从而确定其化学式．

解答 解：（1）同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能大小顺序是F＞N＞O；OF2分子中O原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该分子空间构型为V形，
故答案为：F＞N＞O；V；　
（2）NO2+离子中N原子价层电子对个数=2+$\frac{5-1-2×2}{2}$=2，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化方式为sp；该离子和二氧化碳是等电子体，结构相似，则每个NO2+离子中含有2个π键，所以1mol NO2+所含π键的数目为2NA，
故答案为：sp；2NA；
（3）Cr是24号元素，其原子核外有24个电子，Cr原子失去3个电子生成Cr3+，根据构造原理书写该离子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d3，
故答案为：1s22s22p63s23p63d3；
（4）由晶体的晶胞结构图可知，O22-占据棱点和体心，个数为12×$\frac{1}{4}$+1=4，钙离子占据顶点和面心，个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，个数比为1：1，则化学式为CaO2，
故答案为：CaO2．

点评 本题考查物质结构与性质，涉及电离能、核外电子排布、杂化理论、分子构型判断、晶胞计算等，侧重考查学生分析、判断及计算能力，注意第一电离能规律中的反常现象，题目难度不大．

练习册系列答案
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2．能源是制约国家发展进程的因素之一．甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚．
（1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜  AC溶液（AC=CH3COO-）来吸收合成气中的一氧化碳，其反应原理为：[Cu（NH3）2]AC（aq）+CO（g）+N3（g）?[Cu（NH3）3]AC•CO（aq）△H＜0
常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得 AC溶液的措施是加热；
（2）天然气的一个重要用途是制取H2，其原理为：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2，在一定条件下发生反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图1所示，则压强P1小于P2（填“大于”或“小于”）；压强为P2时，在Y点：v（正）大于v（逆）（填“大于”、“小于”或“等于”）． 求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=1.6．（计算结果保留两位有效数字）
（3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为：CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＜0
①在恒容密闭容器里按体积比为1：4充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是B、D；
A．逆反应速率先增大后减小 
C．反应物的体积百分含量减小
B．正反应速率先增大后减小
D．化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O；
③二甲醚燃料电池工作时，若以1.12L•min-l（标况）的速率向该电池中通入二甲醚，用该电池电解50mL 2mol•L-1 CuSO4溶液，通电0.50min后，计算理论上可析出金属铜的质量为6.4g
（4）已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ，请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式CH3OCH3（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1454.98 kJ/mol．
3．利用自然资源制备相关化学物质，下列化工生产不可行的是（　　）
A．FeS2$→_{高温}^{O_{2}}$SO2$\stackrel{H_{2}O}{→}$H2SO3$\stackrel{O_{2}}{→}$H2SO4
B．石英砂$→_{高温}^{焦炭}$粗硅$\stackrel{Cl_{2}}{→}$粗SiCl4$→_{（2）H_{2}/高温}^{（1）分馏提纯}$高纯硅
C．提取食盐后的母液$\stackrel{Cl_{2}}{→}$含Br2的液体$\stackrel{热空气}{→}$$\stackrel{冷凝}{→}$粗Br2$→_{蒸馏}^{NaBr（s）}$Br2
D．铝土矿$→_{（2）过滤}^{（1）NaOH（aq）}$NaAlO2（aq）$→_{（2）过滤}^{（1）CO_{2}}$Al（OH）3$\stackrel{煅烧}{→}$Al2O3$→_{电解}^{煅烧}$Al
20．某班同学用如下实验探究Na2CO3、NaHCO3的性质．回答下列问题：
（1）甲组同学分别取1.0g Na2CO3、NaHCO3固体，各滴加几滴水，发现盛Na2CO3的试管温度上升，而盛NaHCO3的试管温度下降；原因是碳酸钠与水反应生成Na2CO3•xH2O，属于放热反应；NaHCO3只有溶解扩散现象，吸收热量．
（2）乙组同学分别取0.1mol/L Na2CO3、0.1mol/LNaHCO3的溶液，用0.1mol/LHCl溶液滴定，pH变化与盐酸体积的关系如图所示：

①碳酸钠与盐酸反应pH有两次突变，达到两次反应终点，分别是BC（填A、B、C、D或E）．
②B点的主要溶质是NaCl和NaHCO3（用化学式表示）．
③B点小于（填“大于”或“小于”） D点的pH，主要原因是B点溶液溶解了少量二氧化碳，同时NaHCO3的浓度低于D点．
（3）丙组同学预测NaHCO3有酸性，向其溶液加入镁粉，发现有气泡和沉淀生成，写出化学方程式：2NaHCO3+Mg=MgCO3↓+Na2CO3+H2↑．
7．下列离子方程式正确的是（　　）
A．NaOH溶液中通入少量CO2：CO2+OH-═HCO3-
B．碳酸氢铵溶液中加入足量热的氢氧化钠溶液：NH4++OH-NH3↑+H2O
C．氢氧化铁溶于氢碘酸：Fe（OH）3+3H+═Fe3++3H2O
D．1 mol/L的NaAlO2溶液和2.5 mol/L的HCl溶液等体积混合：2AlO2-+5H+═Al（OH）3↓+Al3++H2O
17．下列有关非金属及其化合物的说法正确的是（　　）
A．硅酸可使紫色石蕊试液变红色
B．二氧化硫通入紫色石蕊试液中．试液先变红后褪色
C．可用锌粒与稀硝酸反应制备氢气
D．液溴易挥发，所以存放液溴的试剂瓶中应加水封保存
4．设NA代表阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是（C-12  H-1）（　　）
A．标准状况下，22.4LCCl4所含的分子数为NA
B．1mol的羟基（-OH）与1 mol的氢氧根（OH -）离子所含电子数均为9 NA
C．常温常压下，在30g 的乙烷气体分子中，碳氢键的总个数为6NA
D．一定条件下，将2molSO2与足量的O2充分反应，生成SO3的分子数为2NA
1．近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体，火力发电厂释放出大量的NOx、SO2和CO2等气体也是其原因，现在对其中的一些气体进行了一定的研究：
（1）用 CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．
已知：①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol
写出 CH4（g）与 NO2（g）反应生成 N2（g）、CO2（g）和 H2O（l）的热化学方程式：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=-955kJ/mol．
（2）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体转化为无毒气体．4CO（g）+2NO2（g）?4CO2（g）+N2（g）△H=-1200kJ•mol-1
对于该反应，温度不同（T2＞T1）、其他条件相同时，下列图象正确的是乙（填代号）．

（3）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物，某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H=a kJ/mol
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如表：
时间/min
浓度/（mol/L）     		01020304050
NO1.00.580.400.400.480.48
N200.210.300.300.360.36
CO200.210.300.3 00.360.36
①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0-20min的平均反应速率v（NO）=0.030mol•L-1•min-1；计算该反应的平衡常数K=0.56．
②30min后，只改变某一条件，根据表的数据判断改变的条件可能是CD（填字母代号）．
A．通入一定量的CO2          B．加入合适的催化剂
C．适当缩小容器的体积        D．通入一定量的NO
E．加入一定量的活性炭
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：1：1，则达到新平衡时NO的转化率降低（填“升高”或“降低”），a＜0（填“＞”或“＜”）．
（4）温度T1和T2时，分别将0.50mol CH4和1.2mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应：CH4（g）+2NO2（g）?N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=bkJ/mol．测得有关数据如表：
温度时间/min
物质的量		010204050
T1n（CH4）/mol0.500.350.250.100.10
T2n（CH4）/mol0.500.300.18x0.15
下列说法正确的是CD
A．T1＞T2，且b＞0
B．当温度为T2、反应进行到40min时，x＞0.15
C．温度为T2时，若向平衡后的容器中再充入0.50mol CH4和1.2mol NO2，重新达到平衡时，n（N2）＜0.70mol
D．温度为T1时，若起始时向容器中充入0.50mol CH4（g）、0.50molNO2（g）、1.0mol N2（g）、2.0molCO2（g）、0.50molH2O（g），反应开始时，ν（正）＞ν（逆）
2．下列说法不正确的是（　　）
A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸
B．油脂水解生成甘油和高级脂肪酸或高级脂肪酸盐
C．淀粉水解的最终产物是葡萄糖
D．重油裂解可以得到汽油

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