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【题目】钴及其化合物在生产中有重要作用,回答下列问题

(1)钴元素基态原子的电子排布式为_________________,未成对电子数为________________。

(2)配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3是钴重要化合物

①H2O的沸点___ (填“高于”或“低于”)H2S,原因是_______;H2O中O的杂化形式为_____。H2O是_____分子(填“极性”或“非极性”)。

②[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3Co3+配位数为___。阳离子的立体构型是___________。[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3若其中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O)2] 3+的几何异构体种数有(不考虑光学异构)___________种。

(3)金属钴是由______键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Co2+和Fe2+的离子半径分别为74.5pm和78pm,则熔点CoO______FeO。

(4)一氧化钴的晶胞如图,则在每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有_____个,若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,则CoO的晶体密度为_______(用含NA和a的代数式表示。结果g/cm3,已知:M(Co)=59g/mol;M(O)=16g/mol,设阿佛加德罗常数为NA)。

【答案】 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 3 高于 H2O分子间可形成氢键 sp3 极性 6 八面体 5 金属 > 12

【解析】(1)钴元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2;未成对电子数为3个;

(2) ①H2O的沸点高于H2S,原因是H2O分子间可形成氢键;H2O中O的杂化形式为sp3;水分子是极性分子;②在配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3中,Co3+配位数为6;其阳离子的立体构型是八面体;若[Co(NH3)4(H2O) 2]Cl3中有两个NH3分子被Cl取代,所形成的[Co(NH3)2(H2O) 2] 3+的几何异构体种数有五种,

(3) 金属钴是由金属键形成的晶体;CoO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,由于Co2+的离子半径74.5pm小于Fe2+的离子半径78pm,所以CoO的熔点高于FeO的;

(5)由CoO的晶胞结构可知,每个Co2+的周围与它最接近的且距离相等的Co2+共有12个;若晶体中Co2+与O2-的最小距离为acm,即该晶胞的边长为2a cm,其体积为8 a3 cm3,该晶胞含有4个CoO分子,其质量为g,则其密度为 g/cm3;

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【题目】汽车尾气(主要成分为NOx和CO)已成为主要的空气污染物来源之一,有发生光化学烟雾污染的潜在危险。

(1)某小组同学为研究光化学烟雾的形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为CxHy(烃)、NO、NO2、O3、PAN (CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的变化如右图。根据图中数据,下列推论最不合理的是_____。(填选项序号字母)

a.NO的消失的速率比CxHy快 b.NO生成NO2

c.CxHy及NO2可以生成PAN及O3 d.O3生成PAN

(2)一定条件下,将2 mol NO与2 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列可判断反应达平衡的是_____。(填选项序号字母)

a.体系压强保持不变 b.混合气体密度保持不变

c.NO和O2的物质的量之比保持不变 d.每消耗2 mol NO同时生成2 mol NO2

(3)高温下N2和O2发生N2(g)+O2(g)2NO(g)反应,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

①右图是T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,据此判断反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)为_____(填“吸热”或“放热”)反应。

②2000℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10 mol N2与5 mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2 mol,则此刻反应的平衡常数K=_____。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol,则达到平衡后N2的转化率为_____。

③汽车净化装置里装有含Pd化合物的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如右图所示。写出其变化的总化学反应方程式:_____。

(4)为减少汽车尾气中NOx的排放,常采用CxHy(烃)催化还原NOx消除氮氧化物的污染。

例如:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2

若16 g CH4还原NO2至N2,共放出热量867 kJ,则ΔH2=_____。若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2,共转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示)。

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