题目内容

2．A、B、C、D四种元素的原子序数依次递增，A、B的基态原子中L层未成对电子数分别为3、2，C在短周期主族元素中电负性最小，D元素被称为继铁、铝之后的第三金属，其合金多用于航天工业，被誉为“21世纪的金属”，其基态原子外围电子占据两个能级且各能级电子数相等．请回答下列问题：
（1）A、B、C三种元素的第一电离能由小到大的顺序是Na＜O＜N（填元素符号）．
（2）D元素基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2．
（3）白色晶体C3AB4中阴离子的空间立体构型是正四面体，中心原子的杂化方式是sp3
（4）中学化学常见微粒中与A2B互为等电子体的分子有CO2或CS2（任写一种即可）．
（5）已知D3+可形成配位数为6的配合物．现有组成皆为DCl3•6H2O的两种晶体，一种为绿色，另一种为紫色．为测定两种晶体的结构，分别取等量样品进行如下实验：①将晶体配成水溶液，②滴加足量AgNO3溶液，③过滤出AgCl沉淀并进行洗涤、干燥、称量；经实验测得产生的沉淀质量：绿色晶体是紫色晶体的$\frac{2}{3}$．
依据测定结果可知绿色晶体的化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O，该晶体中含有的化学键有abd
a．离子键     b．极性键      c．非极性键      d．配位键．

分析 A、B、C、D四种元素的原子序数依次递增，A、B元素的基态原子L电子层中末成对电子数分别为3、2，则A原子核外电子排布式为1s22s22p3，A为氮元素；B的原子序数大于氮元素，则B原子核外电子排布式为1s22s22p4，B为氧元素；短周期主族元素中C元素的电负性最小，则C为Na元素；D元素被称为继铁、铝之后的第三金属，其合金多用于航天工业，被誉为“21世纪的金属”，其基态原子外围电子占据两个能级且各能级电子数相等，则D为Ti元素，结合元素周期率以及题目要求解答该题．

解答 解：（1）氮元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，结合金属性越强第一电离能越小，则第一电离能由小到大的顺序是Na＜O＜N，故答案为：Na＜O＜N；
（2）D为Ti元素，核外电子排布式为[Ar]3d24s2，故答案为：[Ar]3d24s2；
（3）该白色晶体为Na3NO4，NO43-离子中N原子价层电子对数=4+$\frac{5+3-2×4}{2}$=4，N原子没有孤对电子，故其为正四面体结构，N原子采取sp3杂化，
故答案为：正四面体；sp3；
（4）A2B为N2O，价电子为16，含有3个原子，则对应的等电子体为CO2 或CS2，故答案为：CO2 或CS2；
（5）Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，即绿色晶体的化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O，含有离子键、极性键、配位键，
故答案为：[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O；abd．

点评 本题物质结构与性质，为高考常见题型，题目涉及核外电子排布、电离能、杂化轨道与微粒结构、等电子体、配合物等，推断元素是解题关键，注意掌握等电子体的概念，注意配合物中内界离子与外界离子的区别，难度中等．

练习册系列答案
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13．被誉为“太空金属”的钛（Ti），在自然界中主要以金红石（TiO2）的形式存在．由于金红石熔点高，为金属Ti的直接制备带来了困难．在工业上常常采用将其先转化成熔沸点较低的TiCl4后再进行还原的方法．金红石转化成TiCl4的反应方程式如下：
TiO2+2C+2Cl2═TiCl4+2CO
（1）指出该反应的氧化剂Cl2，氧化产物CO；
（2）用双线桥法标出电子转移；
（3）当有6mol电子转移，则有3mol还原剂被氧化．
14．对于可逆反应：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），下列叙述不能说明该反应已达到平衡状态的是（　　）
A．化学反应速率：4v正（O2）=5v逆（NO）
B．NH3、O2、NO、H2O的分子个数比是4：5：4：6
C．单位时间内生成4 mol NO的同时消耗6 mol H2O
D．反应混合物中NH3的体积分数不再改变
10．目前人们对环境保护、新能源开发很重视．
（1）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，如图1图象正确的是乙（填代号）．

（2）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
CO200.210.300.300.360.36
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（CO2）=0.015mol•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，根据上表的数据判断改变的条件可能是bc（填字母代号）．
a．加入一定量的活性炭          b．通入一定量的NO
c．适当缩小容器的体积          d．加入合适的催化剂
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5：3：3，则达到新平衡时NO的转化率降低（填“升高”或“降低”），△H＜0（填“＞”或“＜”）．
（3）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ/mol
③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-87.0 kJ•mol-1．
（4）一种氨燃料电池，使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液．
电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O；
请写出通入图2中a气体一极的电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O；每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为0.6mol．
17．以NaCl等为原料制备KClO4的过程如下：
①在无隔膜、微酸性条件下，发生反应：NaCl+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NaClO3+H2↑（未配平）
②在NaClO3溶液中加入KCl发生复分解反应，降温结晶，得KClO3．
③一定条件下反应：4KClO3=3KClO4+KCl，将产物分离得到KClO4．
（1）电解时，产生质量为2.13g NaClO3，同时得到H2的体积为1.344L（标准状况）．
（2）向NaClO3溶液中加入KCl能得到KClO3的原因是低温时，KClO3溶解度小，从溶液中结晶析出．
（3）该过程制得的KClO4样品中含少量KCl杂质，为测定产品纯度进行如下实验：
准确称取5.689g样品溶于水中，配成250mL溶液，从中取出25.00mL于锥形瓶中，加入适量葡萄糖，加热使ClO4-全部转化为Cl-（反应为：3KClO4+C6H12O6═6H2O+6CO2↑+3KCl），加入少量K2CrO4溶液作指示剂，用0.20mol/L AgNO3溶液进行滴定至终点，消耗AgNO3溶液体积21.00mL．滴定达到终点时，产生砖红色Ag2CrO4沉淀．
①已知：Ksp（AgCl）=1.8×10-10，Ksp（Ag2CrO4）=1.1×10-12，若c（CrO42-）=1.1×10-4mol/L，
则此时c（Cl-）=1.8×10-6mol/L．
②计算KClO4样品的纯度（请写出计算过程．）n（AgNO3）=0.2000mol•L-1×0.021L=0.0042mol，
n（KCl）总=n（AgNO3）=0.0042mol
n（KClO4）+n（KCl）=0.0042mol，
n（KClO4）×138.5g•mol-1+n（KCl）×74.5g•mol-1=0.56890g，
n（KClO4）=0.0040mol，
m（KClO4）=0.004mol×138.5g•mol-1=0.554g，250ml溶液中m（KClO4）=5.54g
KClO4样品的纯度=$\frac{5.54g}{5.689g}$×100%=97.3%．
7．A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水．据此回答下列问题：
（1）A和D的氢化物中，沸点较低的是D（选“A”或“D”）原因是H2O分子间存在氢键．
（2）元素C在元素周期表中的位置是第三周期ⅢA族，B的最高价氧化物对应的水化物的电子式为．
（3）A、D、E可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2：2：1，该盐的名称为次氯酸钙．它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质，写出生成D单质反应的离子方程式为ClO-+2H++Cl-═Cl2↑+H2O．
（4）用电子式表示D、E的化学反应过程．
14．氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池．
（1）已知：
2CH3OH（1）+3O2（G）═2CO2（G）+4H2O（g）△H1=-1275.6kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ•mol-1
H2O（g）═H2O（1）△H3=-44.0kJ
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式．
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应：
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞O
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a．则T1＞T2 （填“＜”、“＞”或“=“，下同）；A、B、C三点处对应平衡常数（KAKBKC）的大小关系为KA=KB＞KC；
②100℃时，将1molCH4和2molH2O通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是ad（填序号）．
a．容器的压强恒定
b．单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3molH2
c．容器内气体密度恒定
d．3v正（CH4）=v逆（H2）
③如果达到平衡时CH4的转化率为0.5，则100℃时该反应的平衡常数K=2.25．
11．甲醇是21世纪应用最广泛的清洁燃料之一，通过下列反应可以制备甲醇：CO （ g ）+2H2 （ g ）?CH3OH （ l ）△H
（1）已知：
化学式H2（g）CO（g）CH3OH（l）
标准燃烧热（25℃）
△H/kJ•mol-1		-285.8-283.0-726.5
计算上述反应的△H=-128.1kJ•mol-1．
（2）在容积可变的密闭容器中充入1mol CO （ g ） 和2molH2 （ g ）生成CH3OH（ g ），H2的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图1所示．

①该反应的△S＜0，图中的T1＜T2（填“＜”、“＞”或“=”）．
②当达到平衡状态A 时，容器的体积为2L，此时该反应的平衡常数为4，若达到平衡状态B 时，则容器的体积V（B）=0.4L．
③在该容器中，下列措施可增加甲醇产率的是B．
A．升高温度                  B．从平衡体系中及时分离CH3OH
C．充入He                  D．再充入0.5mol CO和1mol H2
（3）在容积固定为2L的密闭容器中充入2molCO（ g ）和6molH2（ g ）生成CH3OH（ g ），反应时间与物质的量浓度的关系如图2所示，则前10分钟内，氢气的平均反应速率为0.16mol•L-1•min-1；若15分钟时升高体系温度，在20分钟时达到新平衡，此时氢气的转化率为33.3%，请在图2中画出15-25分钟c （CO）的变化曲线．
12．下列说法中正确的是（　　）
A．1 mol H2中含有6.02×1023个HB．1 mol氧含有6.02×1023个O2
C．1 mol CaCl2溶液里含有1 mol离子D．1 mol H+中含有H+数为NA

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