题目内容

11．A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大．第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素．D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满．请回答下列问题：
（1）A、B、C第一电离能最大的元素其基态原子有3种不同能量的电子．基态D原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1．
（2）A的最高价氧化物对应的水化物分子中，其中心原子采取sp2杂化；BC3-的空间构型为平面三角形（用文字描述）．
（3）1mol AB-中含有的π键数目为2NA．
（4）如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和D的原子个数比是1：5．
（5）最新科技发现用高能射线照射液态氢化物H2C时，一个H2C分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子．该阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与S02的水溶液反应的离子方程式2H2O++SO2=4H++SO42-．

分析 A、B、C、D都是前36号元素，它们的核电荷数依次增大，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，故原子核外电子排布为1s22s22p2，故A为碳元素；C是地壳中含量最高的元素，所以C是O元素；B原子的最外层p轨道的电子为半满结构，最外层电子排布为2s22p3，故B为N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，故D元素原子各层电子数分别为2、8、18、1，是29号Cu元素，据此解答．

解答 解：A、B、C、D都是前36号元素，它们的核电荷数依次增大，第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级，故原子核外电子排布为1s22s22p2，故A为碳元素；C是地壳中含量最高的元素，所以C是O元素；B原子的最外层p轨道的电子为半满结构，最外层电子排布为2s22p3，故B为N元素；D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满，故D元素原子各层电子数分别为2、8、18、1，是29号Cu元素．
（1）C、N、O元素是同一周期元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能C＜O＜N，N原子核外电子排布式1s22s22p3，有3种能量不同的单子，D为Cu元素，原子核外电子数为29，其原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，
故答案为：3；1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）H2CO3中C原子最外层电子数全部成键，没有孤电子对，成1个C=O双键，2个C-O单键，杂化轨道数目为3，采取sp2杂化，NO3-中N原子形成3个σ键，孤电子对=$\frac{5+1-2×3}{2}$=0，则应为平面三角形，
故答案为：sp2；平面三角形；
（3）将CN-中C原子及1个负电荷换成1个N原子，可得的等电子体N2，CN-中形成C≡N三键，1个CN-含有2个π键，故1mol CN-中含有的π键个数为2NA，
故答案为：2NA；
（4）由晶胞结构可知，Ca原子处于顶点，晶胞中含有Ca原子数目为8×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子处于晶胞内部与面上、面心，晶胞中Cu数目为1+4×$\frac{1}{2}$+4×$\frac{1}{2}$=5，故该合金中Ca和Cu的原子个数比为1：5，
故答案为：1：5；
（5）由H2O分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，该阳离子与SO2水溶液反应离子方程式为：2H2O++SO2=4H++SO42-，
故答案为：2H2O++SO2=4H++SO42-．

点评 本题以元素的推断为载体，考查了电离能、杂化理论、分子结构、核外电子排布规律、晶胞计算等知识点，是对物质结构知识的综合考查，侧重对知识迁移的运用、分析解决问题的能力考查，注意同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但ⅢA族、VA族高于同周期相邻元素的．

练习册系列答案
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1．下列关于多电子原子的核外电子运动规律的叙述正确的是（　　）
①核外电子是分层运动的　②所有电子在同一区域里运动  ③能量高的电子在离核近的区域里运动　④能量低的电子在离核近的区域里运动．
A．①②B．①④C．②③D．③④
2．下列数值关系中不正确的是（　　）
A．原子序数=原子核内质子数
B．元素的种数=原子种数
C．元素周期表中主族序数=原子的最外层电子数
D．元素周期表中周期数=原子的电子层数
19．下列有关物质应用的说法正确的是（　　）
A．烧碱可做食品干燥剂B．经常接触铅笔芯易造成铅中毒
C．盐类都可以用作调味品D．蚕丝的主要成分是蛋白质
6．研究发现，含pm2.5的雾霾主要成分有SO2、NOx、CxHy及可吸入颗粒等．
（1）雾霾中能形成酸雨的物质是SO2 和 NOX
（2）为消除NOx对环境的污染，可利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体．
已知：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.48kJ•mol-1
N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=+180.50kJ•mol-1
①下列表示NH3（g）与NO（g）在一定条件下反应，生成无污染气体的能量转化关系示意图1正确的是：a（填字母）

②图2是反应4NH3（g）+6NO（g）?5N2（g）+6H2O（g） 过程中NH3的体积分数随X变化的示意图2，X代表的物理量可能是温度或压强，原因是因为该反应是放热及体积增大的可逆反应，升高温度或增大压强，平衡均逆向移动，使NH3的体积分数增大．

（3）图3电解装置可将雾霾中的SO2、NO转化为（NH4）2SO4，①阴极的电极反应式是NO+5e-+6H+=NH4++H2O．
②物质A是H2SO4（填化学式），理由是根据反应：5SO2+2NO+8H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$（NH4）2SO4+4H2SO4，产物中除有（NH4）2SO4外还有H2SO4．
（4）为减少雾霾、降低大气中有害气体含量，研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大．机动车尾气污染物的含量与空/燃比（空气与燃油气的体积比）的变化关系示意图如图4：
请解释：①随空/燃比增大，CO和CxHy的含量减少的原因是空/燃比增大，燃油气燃烧更充分，故CO、CxHy含量减少．
②当空/燃比达到15后，NOx减少的原因可能是因为反应 N2（g）+O2（g）?2NO（g） 是吸热反应，当空/燃比大于15后，由于燃油气含量减少，燃油气燃烧放出的热量相应减少，环境温度降低，使该反应不易进行，故NOx减少．
16．扁桃酸甲酯是一种重要的化工产品．其结构如图所示，下列有关扁桃酸甲酯的说法中不正确的是（　　）
A．分子式为C9H10O3
B．可以发生取代反应、加成反应、氧化反应和还原反应
C．1mol该物质最多可与4mol H2发生加成反应
D．其苯环上的二氯代物共有六种结构
3．向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸．下列离子方程式可能与事实相符的是（　　）
A．OH-+2CO32-+3H+→2HCO3-+H2OB．2OH-+CO32-+3H+→HCO3-+2H2O
C．2OH-+CO32-+4H+→CO2↑+3H2OD．OH-+CO32-+3H+→CO2↑+2H2O
9．某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4，较多的CuSO4和少量Na2SO4．为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜．请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案．（可供选择的试剂为铁粉、稀H2SO4、NaOH溶液等试剂）
（1）操作a的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯．
（2）固体E的成分为Fe和Cu，加入的试剂④为稀硫酸，发生的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．
（3）加入试剂①的目的是将溶液中的Fe2+和Cu2+转化为沉淀，便于与含有Na+的溶液分离．
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO4.7H2O晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（5）若废水中硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液，其中c（Cu2+）=0.1mol/L，c（Fe2+）=0.4mol/L，c（SO42-）=0.6mol/L，已知氢离子浓度忽略不计，则c（Na+）为0.2mol/L．
10．用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义．
（1）已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H1
2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）△H2
NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）△H3
则△H3=$\frac{△{H}_{1}-△{H}_{2}}{2}$ （用△H1、△H2 表示），如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、K2、K3，则K3=$\sqrt{\frac{{K}_{1}}{{K}_{2}}}$（用K1、K2 表示）．
（2）如图1所示，A是恒容的密闭容器，B是一个体积可变的充气气囊．保持恒温，关闭K2，分别将2mol NO 和1mol O2 通过K1、K3 分别充入A、B 中，发生的反应为2NO（g）+O2（g）?2NO2（g）[[不考虑2NO2（g）?N2O4（g）]，起始时A、B 的体积相同均为a L．

①下列说法和示意图2正确，且既能说明A容器中反应达到平衡状态，又能说明B容器中反应达到平衡状态的是a．
a．A、B 容器中气体的颜色均不再发生变化
b．A、B 容器中NO 和O2物质的量浓度比均为2：1
②T℃时，A 容器中反应达到平衡时的平衡常数Kp=8×10-2（kPa）-1．若A 容器中反应达到平 衡时p（NO2）=200kPa，则平衡时NO的转化率为66.7%． （Kp 是用平衡分压代替平衡浓=×度计算所得平衡常数，分压 总压 物质的量分数）
（3）将0.2mol SO2 和0.15mol O2通入2L 的密闭容器中，测得SO2的物质的量随时间变化如图3实线所示．
编号abcde
n（SO2）/mol0.160.120.090.070.07
t/min2581522
①ab段平均反应速率大于（填“大于”“小于”或“等于”）bc 段平均反应速率：de 段平均反应速率为0．
②仅改变某一个实验条件，测得SO2 的物质的量随时间变化如图3中虚线所示，则改变的条件加入催化剂是加入催化剂．

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