第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
(1)下列叙述正确的是 。(填字母)
A.CH2O与水分子间能形成氢键
B.CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C.C6H6分子中含有6个键和1个大
键,C6H6是非极性分子
D.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表:
元 素 |
Mn |
Fe |
|
电离能 /kJ·mol-1 |
I1 |
717 |
759 |
I2 |
1509 |
1561 |
|
I3 |
3248 |
2957 |
Mn元素价电子排布式为 ,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是 。
(3)根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域,其中Ti属于 区。
(4)Ti的一种氧化物X,其晶胞结构如图所示,则X的化学式为 。
(5)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN-离子,可在X的催化下,先用NaClO将CN-氧化成CNO-,再在酸性条件下CNO-继续被NaClO氧化成N2和CO2。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为 。
②与CNO-互为等电子体微粒的化学式为 (写出一种即可)。
③氰酸(HOCN)是一种链状分子,它与异氰酸(HNCO)互为同分异构体,其分子内各原子最外层均已达到稳定结构,试写出氰酸的结构式 。
(本题共17分)铁元素、氮元素有多种可变价态,在氧化还原反应中常以不同价态出现,根据题中信息,完成下列填空:
28.金属与硝酸反应通常还会生成NO和NO2,当n(NO): n(NO2)<1时,产生的气体可以完全被氢氧化钠溶液吸收,写出除去这两种气体的方法,以化学方程式表示、
29.室温下,0.1mol/L的亚硝酸、次氯酸钠的电离常数HNO2:Ki ="7.1×" 10-4, HClO: Ki ="2.98×" 10-8,将0.1mol/L的亚硝酸稀释100倍,c(H+)=将(填“不变”、“增大”、“减小”);Ki值将(填“不变”、“增大”、“减小”)。写出HNO2、HClO、NaNO2、NaClO四种物质,可能相互之间发生的离子互换反应的离子方程式。
30. 亚硝酸钠与氯酸钠都是白色粉末,且都有咸味,但亚硝酸盐都有毒性,通常它们可以通过加入热的白醋鉴别,亚硝酸钠遇到白醋会产生红棕色刺激性气味气体,该气体为;实验室鉴别氯化钠和亚硝酸钠的方法之一是测定等浓度NaNO2、NaClO的pH,其鉴别的理由是。
31.现有11.2g铁单质恰好与稀硝酸反应,生成无污染的单质气体,该单质气体为,在反应后的溶液中加入铜粉,铜粉可以继续溶解,且无气体生成,铁与稀硝酸的反应产物中一定含有的金属阳离子是,若反应后的溶液最多可溶解铜粉6.4g,写出上述过程中铁与稀硝酸反应的化学方程式。
(本题共13分)氨的催化氧化是工业制硝酸的重要反应,500°C,其反应方程式为:
4NH3(g) +5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)+Q,完成下列填空:
23.如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是
a.减压 b.增加NH3的浓度c.升温d.将水液化移走
24.在500℃时,在2L密闭容器中加入10mol NH3、10mol O2,上述可逆反应达到平衡,过程如图所示,在a时刻改变反应条件,重新达到平衡,该改变的条件可能是,比较b时刻与c时刻反应氨的转化率大小(填“>”或“<”)bc。其它条件不变,c时刻加压后,若平衡正向移动,其原因可能是,若在d时刻重新达到平衡,请在图中画出c到d的相关变化图像。
25.工业上以氨和空气为原料生产硝酸,请画出硝酸工业的物质流程图。
26.氨中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是,短周期元素原子所形成的与N3-电子排布相同的离子所对应的原子的半径从大到小的排列顺序为 。其中非金属元素形成的氢化物的稳定性由强到弱为的顺序为(用化学式表示)。
27.已知NH3与N2H4都是氮的氢化物,N2H4的电子式是 。NH3与N2H4都具有还原性,可以与其它强氧化剂反应,例如在一定条件下,氨可以被双氧水氧化为游离态氮,写出该反应的化学方程式 。
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,已知键能如下:N2(g)945 kJ/mol ;O2(g)498 kJ/mol ;NO(g)630 kJ/mol
写出该反应的热化学方程式: 。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOX的排放。
①当尾气中空气不足时,NOX在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:。
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOX生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO <2oCaO <38SrO<56BaO。原因是(已知:元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOX的吸收能力逐渐增强)。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式:。
(16分)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题:
(1)Y在元素周期表中的位置为________________。
(2)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)_________________________。
(3)QX的电子式为___________;QX与水反应放出气体的化学方程式为____________。
(4)X、Z两元素能形成两种化合物的电子式分别为和。
(5)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:
其中C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。
①写出C的结构式__________________;
②如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,由A转化为B的离子方程式_______。
(14分)某些化学反应可表示为:A+B→C+D+H2O。请回答下列问题:
(1)若A、C、D均含有氯元素,且A中氯元素的化合价介于C与D之间,则该反应的离子方程式为_________________________________。
(2)若A为黑色固体,C是黄绿色气体,则该反应的离子方程式为__________________。
(3)若A为第二周期的单质,B为第二周期某元素最高价氧化物的水化物,C、D均为气体,则该反应的化学方程式为___________________________________________。
(4)若C为NaCl,D是能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体,则A是______或_______,B为________(填化学式,下同)。
(5)若C、D均是能使澄清石灰水变浑浊的气体,则A、B分别为______和______。