(每空2分,共16分).已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为产生温室效应的主要气体。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24, ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)B的氢化物分子的立体构型是 其中心原子采取 _杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式 ;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为 。
(4) E的核外电子排布式是__ ,ECl3形成的配合物的化学式为 。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反
应的化学方程式是
硼酸(H3BO3)与铝酸(H3AlO3)结构相似,可写成B(OH)3。
(1)已知H3BO3的电离常数为5.8×10﹣10,H2CO3的电离常数为Ka1=4.4×10﹣7、Ka2=4.7×10﹣11。向盛有饱和硼酸溶液的试管中,滴加0.1mol/L Na2CO3溶液, (填“能”或“不能”)观察到气泡逸出。
(2)已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3+OH﹣=B(OH)4﹣,写出硼酸的电离方程式 ,它是 元酸。(填“一”或“二”或“三”)
(3)硼酸和甲醇在浓硫酸存在下生成B(OCH3)3,B(OCH3)3可与NaH反应制得易溶于水的强还原剂硼氢化钠(NaBH4)。①NaBH4中氢元素的化合价为 ,写出生成NaBH4的化学方程式 。
②写出生成B(OCH3)3的化学方程式 。
③用NaBH4和过氧化氢可以设计成一种新型碱性电池。该电池放电时,每摩尔NaBH4释放8mole﹣。写出这种电池放电反应的离子方程式 。
(4)H3BO3可以通过电解的方法制备。工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
①写出阳极的电极反应式 。
②分析产品室可得到H3BO3的原因 。
(5)过硼酸钠晶体(NaBO3·4H2O)是一种优良的漂白剂,在70℃以上加热会逐步失去结晶水。 实验测得过硼酸钠晶体的质量随温度变化的情况如下图所示,则T2℃时所得晶体的化学式为 。
“低碳循环”引起了全世界的高度重视,减排CO2的一种方法是:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
(1)500℃时有容积为2L的密闭容器中充入2mol CO2和6mol H2,测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
①反应的ΔS (填“>”或“<”)0,从反应开始到平衡,H2的平均反应速率:
υ(H2)=__________mol/(L·s)。
②该反应的平衡常数K=__________(保留二位有效数字);平衡时H2的转化率为________。
③将上述平衡体系的温度升高至700℃,平衡常数K=5.01,则ΔH 0(填“>”或“<”或“﹦”);为了加快化学反应速率且使体系中气体的物质的量减少,其他条件不变时,可采取的措施有 __________(填序号)。
a.升高温度 b.缩小容器的容积 c.使用合适的催化剂 d.再充入CO2气体
(2)已知:①H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
③2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1257.5 kJ·mol-1
写出液态甲醇不完全燃烧生成CO气体和液态H2O的热化学方程式:
硼及其化合物在现代工业、生活和国防中有着重要的应用价值。
(1)基态硼原子的电子排布式是 ;最简单的硼烷是B2H6(乙硼烷),结构如右图所示,其中B原子的杂化方式为 ;
(2)三氯化硼和三氟化硼常温下都是气体,都有强烈的接受孤电子对的倾向。推测它们固态时的晶体类型为 ;三氟化硼与氨气相遇,立即生成白色固体,写出该白色固体结构式,并标注出其中的配位键 ;
(3)经结构研究证明,硼酸晶体中B(OH)3单元结构如图Ⅰ所示。各单元中的氧原子通过O﹣H…O氢键连结成层状结构,其片层结构及键长、层间距数据如图Ⅱ所示。层与层之间以微弱的分子间力相结合构成整个硼酸晶体。
①H3BO3是一元弱酸,写出它与水反应的化学方程式 ;
②根据结构判断下列说法正确的是 ;
a.硼酸晶体有滑腻感,可作润滑剂 b.H3BO3分子的稳定性与氢键有关
c.含1mol H3BO3的晶体中有3mol氢键 d.H3BO3分子中硼原子最外层为8e-稳定结构
(4)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,右图为其晶胞结构示意图。
①该功能陶瓷的化学式为 ;
②第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。
某探究性学习小组设计如右图所示装置分别进行如下探究实验,请回答下列问题:
实验 |
药品 |
制取气体 |
量气管中的液体 |
Ⅰ |
Cu、稀HNO3 |
H2O |
|
Ⅱ |
NaOH固体、浓氨水 |
NH3 |
|
Ⅲ |
镁铝合金、足量NaOH溶液 |
H2 |
H2O |
(1)实验I通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度,有的同学认为该实验设计不可行,主要原因是 ;
(2)实验Ⅱ中量气管中的液体最好是 (填字母编号, 下同)
A.NaOH溶液 B.氨水 C.煤油 D.氯化铵溶液
实验剩余的NH3需吸收处理,以下各种尾气吸收装置中,不能防止倒吸的是 ;
(3)①写出实验Ⅲ中涉及的离子反应方程式 ;
②反应前,先对量气管进行第一次读数。读数时,应注意的操作是 ,并使视线与凹液面最低处相平;反应后,待装置温度冷却到室温时,再对量气管进行第二次读数。实验前,如拆去导管D,测得的气体体积将 (填“偏大”、“偏小”、或“无影响”)。
③实验Ⅲ在25℃、1.01×105Pa条件下获得以下数据:
编号 |
镁铝合金质量 |
量气管第一次读数 |
量气管第二次读数 |
① |
1.0g |
10.0mL |
376.6mL |
② |
1.0g |
10.0mL |
364.7mL |
③ |
1.0g |
10.0mL |
377.0mL |
根据上述数据,计算出镁铝合金中铝的质量分数为 。
有一未知的无色溶液,可能含有以下离子中的若干种(忽略由水电离产生的H+、OH-):H+、NH4+、K+、Mg2+、Fe3+、Al3+,NO3-、CO32-、SO42-,现取两份100mL溶液进行如下实验:
①第一份加入足量的BaCl2溶液后,有白色沉淀
产生,经洗涤、干燥后,称量沉淀质量为6.99g;
②第二份逐滴滴加NaOH溶液,测得沉淀的物质的
量与NaOH溶液的体积关系如右图所示。根据上述
实验事实,回答以下问题:
(1)该溶液中一定不存在的阳离子有 ;
(2)在实验②中,NaOH溶液滴至b ~c段过程中发生的离子反应方程式为 ;NaOH溶液的浓度为 (用字母c、d表示);
(3)原溶液确定含有Mg2+、Al3+、H+,其物质的量之比n(Mg2+):n(Al3+):n(H+)为 ;
(4)原溶液中NO3-的浓度为c(NO3-),则c(NO3-)的取值范围为 。