已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为 ,该元素的符号是 。
(2)Y元素原子的电子排布图为 ,元素X与Y的电负性比较:X Y(填“>”或“<”)。
(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为 。
(4)由元素X与镓元素组成的化合物A为第三代半导体。已知化合物A的晶胞结构如图所示。(黑球位于立方体内,白球位于立方体顶点和面心)
请写出化合物A的化学式 ;化合物A可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃下反应制得,反应的化学方程式为 。
(5)已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式为 。
合成某药物的流程“片段”如下:
已知:
请回答下列问题:
(1)A的名称是 。
(2)反应②的化学方程式: 。
(3)B的结构简式为 ;反应③的有机反应类型: 。
(4)X是水解产物的同分异构体,且遇氯化铁溶液发生显色反应,写出X所有的可能结构简式: 。
(5)某同学补充A到B的流程如下:
①T的分子式为 ,如果条件控制不好,可能生成副产物,写出一种副产物的结构简式: 。
②若步骤II和III互换,后果可能是 。
A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下表:
元素 |
相关信息 |
A |
可形成自然界硬度最大的单质 |
B |
与A元素同周期,核外有三个未成对电子 |
C |
最外层电子数是其电子层数的3倍 |
D |
第一电离能至第四电离能分别是I1=578KJ/mol,I2=1817KJ/mol,I3=2745KJ/mol, I4=11575KJ/mol |
E |
常温常压下,E的单质是固体,其氧化物是形成酸雨的主要物质 |
F |
F的一种同位素的质量数为63,中子数为34 |
(1)A、B、C元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。F的基态原子核外电子排布式为 。
(2)AE2是一种常用的溶剂,是 (填“极性”或“非极性”)分子,分子中σ键与π键个数比为 。
(3)写出D与NaOH溶液反应的离子方程式 。DB形成的晶体与金刚石类似,它属于 晶体。B的最简单氢化物容易液化,理由是
(4)已知F的晶体结构如图所示,又知F的密度为9.00g·cm-3,则晶胞边长为 ;FEC4常作电镀液,其中EC42-的空间构型是 ,其中E原子的杂化轨道类型是 。
(5)F的一种氯化物晶胞体结构如图所示,该氯化物的化学式是 。
某厂的酸性工业废水中含有一定量的Na+、Al3+、Fe3+、Cu2+、Cl-。该厂利用如图所示的工艺流程图,利用常见的气体氧化物、酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、NaCl晶体和金属铜,产生了很好的社会经济效益。
请填写下列空白:
(1)图中试剂1是________,试剂2是________。试剂4最好是________。
(2)步骤1和步骤2所用到的玻璃仪器是________________。
(3)步骤1反应的离子方程式为________________________。
(4)步骤5反应的离子方程式为________________________。
(5)Al(OH)3可用以下三种途径制备
①AlNaAlO2
Al(OH)3 ②Al
Al2(SO4)3
Al(OH)3
③
上述三途径制备Al(OH)3你认为最佳途径是 ,理由是 。
某化工厂冶炼金属、回收硫的工艺流程如下:
I.回收硫
(1)工业上,采用饱和亚硫酸钠溶液吸收烟气中二氧化硫,写出离子方程式: 。然后,加热吸收液收集SO2。将二氧化硫、空气在稀硫酸中构成原电池,负极反应式为 。
II.冶炼铜
(2)工业上,火法冶炼铜分两步:第一步,含铜矿(主要成分是Cu2S)在空气中煅烧生成氧化亚铜和刺激性气味气体;第二步,氧化亚铜和铜矿在高温下反应生成铜和刺激性气体。写出冶炼铜的总反应方程式: 。
(3)用电解法精炼粗铜(含银、金、铁、锌杂质),装置如图所示。下列说法不正确的是 。
A.Y极为粗铜、X极为纯铜 |
B.X极净增质量等于Y极净减质量 |
C.铜盐溶液作精炼铜的电解质溶液 |
D.若电路有1 mol电子转移,则X极净增32 g |
(4)几种金属离子的沉淀pH:
金属氢氧化物 |
开始沉淀pH |
完全沉淀的pH |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.7 |
Cu(OH)2 |
4.6 |
6.4 |
Zn(OH)2 |
5.9 |
8.9 |
铜盐溶液中Fe2+、Zn2+对精炼铜可能会产生影响。工业上,除去Fe2+方法是,在酸性混合溶液中加入 (选填:双氧水、次氯酸钠、氯水或高锰酸钾溶液)将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为 。加入碱调节溶液pH范围为 。
工业生产硝酸铵的流程如下图所示
(1)硝酸铵的水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”);其水溶液中各离子的浓度大小顺序为: 。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如下图。
①曲线a对应的温度是 。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率 |
B.P点原料气的平衡转化率接近100%,是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件 |
C.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N) |
D.M点对应的H2转化率是75% |
E.如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,N点的化学平衡常数K≈0.93
(3)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为二步反应:第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138 kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下左图所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第__________步反应决定,总反应进行到________min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=_______________mol·L-1·min-1。
③在右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。