【化学——选修3物质结构与性质】(15分)

A、B、C、D、E、F为周期表中前四周期的六种元素,它们的原子序数依次增大,且均不同族。A、B、C三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,且第一电离能I1(A)<I1(C)<I1(B),BC2+与AC2互为等电子体;D、E为同周期相邻元素;F元素位于周期表中1~18列中的第11列。请回答下列问题(答题时请用相应的元素符号表示相应元素):

 ⑴A元素的价层电子排布图为              ;BC2+的电子式为                  ;   

 基态F原子的核外电子排布简式                    

 ⑵E元素的电离能情况如图1所示。E元素在周期表中位于                    ; D元素单质形成的晶体晶胞类型属于                             堆积。

⑶A、B两元素所形成的化合物甲是首屈一指的超硬新材料,其晶胞结构如图2所示,由此可知,化合物甲的晶体类型为                  ,其硬度超过金刚石的原因是                          。化合物甲的晶体中B原子的杂化方式为           

⑷D、C两元素可形成的化合物乙。

  ①现证实化合物乙的晶体结构如图3所示,晶胞中D离子的配位数为             

  ②设D离子半径分别为a,C离子半径分别为b,则其晶体的空间利用率为           


明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al 2O3·6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石来制备Al2O3、K2FeO4和H2SO4的工艺流程如下:

请回答下列问题:

(1)“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S =2Al2O3 +9SO2,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是      _        。若生成102g Al2O3,转移的电子数目为              

(2)写出化学式:沉淀Ⅰ是                    ,沉淀Ⅱ是         ___________    

(3)熟料溶解时反应的离子方程式为______________________________________________。

(4)溶液经加硫酸调节pH后,过滤、洗涤,可得沉淀Ⅰ,证明沉淀Ⅰ已洗涤干净的实验操作和现象是                                                         

(5)写出Cl2将沉淀Ⅱ氧化为K2FeO4的化学方程式:

______________________________________                                 

(6)“焙烧”过程中生成的SO2可用于制H2SO4。已知25℃,101kPa时:

2SO2(g) + O2(g) 2SO3 (g)   △H1=-197.0kJ•mol-1

H2O(g)=H2O(l)              △H 2=-44.0 kJ·mol-1
2SO2(g) + O2(g) + 2H2O(g) =2H2SO4 (l)  △H3=-545kJ•mol-1

则SO3 (g)和H2O(l)反应的热化学方程式为                     _________            

(7)本工艺流程中可循环物质为__________________________。


 2013年9月以来,我国很多地区大面积出现雾霾,特别是华中华北尤其严重,汽车尾气、燃煤废气和冬季取暖排放的CO2等都是形成雾霾的原因。

(1)用于净化汽车尾气的反应为: 2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)   △H<0,在一定温度下,在一体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO在t1时刻达到平衡状态。

①能判断该反应达到平衡状态的标志是___________

A.在单位时间内生成1molCO2的同时消耗了1molCO

B.混合气体的密度不再改变

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.混合气体的压强不再变化

②在t2时刻将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在右图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:

(2)CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),镍与CO反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2。已知相关反应过程的能量变化如图所示

则用SO2除去CO的热化学方程式为__________________________________________________。

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H<0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是(任意填一种)____________________________________。

(4)已知反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:

实验组

温度℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验1条件下平衡常数K=____________________(保留小数点后二位)

②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是______________

③该反应的△H__________O(填“>”或“<”);若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,则此时V正  __________V(填“>”或“<”)

 0  143017  143025  143031  143035  143041  143043  143047  143053  143055  143061  143067  143071  143073  143077  143083  143085  143091  143095  143097  143101  143103  143107  143109  143111  143112  143113  143115  143116  143117  143119  143121  143125  143127  143131  143133  143137  143143  143145  143151  143155  143157  143161  143167  143173  143175  143181  143185  143187  143193  143197  143203  143211  203614 

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