硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子分布式 ,从原子结构的角度分析,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料,同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是 。
(3)在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是 ,SiF4微粒的空间构型是 。
(4)科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。图23是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为 。
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)氨气、空气可以构成燃料电池.其电池反应原理为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则电解质溶液应该显(填“酸性”“中性”或“碱性”).正极的电极反应式为。
(2)25℃时.将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-))时.则反应的情况可能为。
A.盐酸不足.氨水剩余B.氨水与盐酸恰好完全反应 C.盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-))时.用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
(3)在0.5L恒容密闭容器中,一定量的N2与H2进行反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H=bkJ/mol,其化学平衡常数K与温度的关系如下:
温度/℃ |
200 |
300 |
400 |
K |
1.0 |
0.86 |
0.5 |
①写出该反应的化学平衡常数的表达式:__________,b________(填“大于”“小于”或“等于”)0
②400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时,此时刻该反应的v正(N2)_________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(N2).
(4)已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)∆H="-1266.8KJ/mol" ;②N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+180.5KJ/mol,写出氨高温催化氧化的热化学方程式:。
高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途.实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下:
(1)第①步加热熔融应在中进行.而不用瓷坩埚的原因是(用化学程式表示)。
(2)第④步通入CO2,可以使Mn片发生反应.生成MnO4—和MnO2。反应的离子方程式为。则完成反应时,转化为KMnO4的占全部K2MnO4的百分率约为(精确到0.1%)。
(3)第⑤步趁热过滤的是。
(4)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时.停止加热.冷却结晶、、洗涤、干燥。干燥过程中.温度不宜过高.其原因是(用化学方程式表示)。
(5)H2O2和KMnO4,都是常用的强氧化剂。若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液.则酸性高锰酸钾溶液会褪色.写出该反应的离子方程式:.该反应说明H2O2的氧化性比KMnO4(填“强”或“弱”)。
某芳香族化合物H常用作防腐剂,H可利用下列路线合成:
已知:
①A是相对分子质量为92的烃;
④D的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积之比为1:1。
回答下列问题:
(1)A的分子式为___________,由A→B的反应试剂和反应条件为____________。
(2)写出C→D的反应方程式:_________________________________________。
(3)同时符合下列条件的E的同分异构体共有____________种。
①能发生银镜反应②能使FeCl3溶液发生显色反应。
(4)检验F中含氧官能团的试剂为____________(填试剂名称),由F→G的反应类型为______。
(5)H的结构简式为_____________________________________。
镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素,它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题:
(1)基态锗原子的价电子排布式为_________________________________。
(2)沸点:NH3________AsH3(填“>”、“<”或“=”,原因是_____________________。
(3)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示,该化合物的分子式为_______,As原子采取__________杂化。
(4)H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系,解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因________________________。
(5)砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得,反应的方程式为_________________;砷化镓的晶胞结构如下图所示,其晶胞边长为a pm,则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________g(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
工业上利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬的工艺流程如下:
(1)实验室焙烧铬铁矿可选用的装置是__________(填序号)。
(2)完成下列化学方程式(在横线上填写物质的化学式及计量数):4CrO42-+6S+7H2O=4Cr(OH)3↓+3S2O32-+_____________。
(3)操作I包括过滤与洗涤,简述实验室中洗涤沉淀的操作:__________________。
(4)Cr(OH)3和Al(OH)3类似,也是两性氢氧化物,写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式________________________________。
(5)由Cr2O3冶炼Cr的化学方程式为____________________________。
(6)目前有一种采用以铬酸钠(Na2CrO4)为原料,用电化学法制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的实验装置如下图所示(已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O)。
①写出阴极的电极反应式为________________________________________。
②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则此时铬酸钠的转化率为___。