【化学——选修3:物质结构与性质】
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3 [三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
①基态Fe3+的M层电子排布式为 。
②配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x= 。 Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型);
(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如右图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长 a = cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
(3)下列有关的说法正确的是 。
A.第一电离能大小:S>P>Si |
B.电负性顺序:C<N<O<F |
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低 |
D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线型,相同条件下SO2的溶解度更大 |
E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
(4)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。回答下列问题:
① Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,1mol Y2X2含有σ键的数目为
。
② 化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是 。
③ 元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。
现有8种元素的性质、数据如下表所列,它们属于第二或第三周期。
回答下列问题:
(1)③的元素符号是,⑧的元素名称是。①在元素周期表中的位置是(周期、族)。
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是;名称是;碱性最强的化合物是:;
(3)比较④和⑦的氢化物的稳定性(用化学式表示)。
(4)写出实验室制取⑦的氢化物的化学方程式。
(5)写出⑦的氢化物与①的常见单质在Pt催化下反应的化学方程式:。
(6)写出②最高价氧化物对应水化物跟⑤的氢化物水溶液反应的离子方程式:。
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)在密闭容器中,使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是。升高平衡体系的温度(保持体积不变), 混合气体的平均相对分子质量。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:___________________________。
(3)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是_____。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度
c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若a mol CO和H2的混合气体(H2的体积分数为80%)与H2O反应,得到1.14a mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为_____________。上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:_____________________________________。
汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致: N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH>0。已知该反应在2404℃时,平衡常数K=6.4×10-3。
请回答下列问题。
(1)该反应的平衡常数表达式为____________________________________。
(2)该温度下,向2 L密闭容器中充入N2和O2各1mol,平衡时,N2的转化率是________%(保留整数)。
(3)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1 mol/L、4.0×10-2 mol/L和3.0×10-3 mol/L,此时反应________(填“处于化学平衡状态”、“向正方向进行”或“向逆方向进行”),理由是_____________________。
(4)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,如图变化趋势正确的是________。
向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下:
(1)已知反应一经发生,铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式:_____。当温度降低时,化学平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
(2)氨气是制取硝酸的重要原料,合成氨反应的化学方程式如下:N2+3H22NH3,该反应在固定容积的密闭容器中进行。
①下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 |
B.v正(N2)=v逆(H2) |
C.容器内压强保持不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
②若在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2 L固定容积的密闭容器中,5 min后反应达平衡时,n(N2)=1.0 mol,n(H2)=0.8 mol,n(NH3)=0.8 mol,则反应速率v(H2) =_____,平衡常数=________。
③若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。
( 12分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示,已知1 mol SO2(g) 被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
回答下列问题:
(1)E的大小对该反应的反应热有无影响?。
(2)该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?,理由是_________。
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自己被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:。
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,写出S(s)与O2生成 SO3(g)的热化学方程式:。