【化学——选修3:物质结构与性质】磷化硼(BP)和氮化硼(BN)是受到高度关注的耐磨涂料,它们的结构相似,右下图为磷化硼晶体结构中最小的重复结构单元。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成:BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr。回答下列问题:
(1)上述反应物中的一种元素,其基态原子具有八种不同能量的电子,写出其基态原子的价电子排布式 。
(2)BP中每个B或P原子均形成几个共价键,其中有一个配位键,其中提供孤电子对的是 原子。
(3)磷化硼的晶体类型是 ,B原子的杂化方式是 ,每生成1molBP,共形成 molB-P键。
(4)已知BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr反应中,P元素被还原,判断电负性:P B(填“>”、“<”)
(5)BBr3分子中,键角为 ,为 (填“极性”或“非极性”)分子。
(6)氮化硼晶体的熔点要比磷化硼晶体高,其原因是 。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是;表示反应中和热ΔH="-" 57.3 kJ·mol-1的是。(填“ΔH1”、“ΔH2”和“ΔH3”等)
A.C(s)+1/2O2(g) = CO(g)ΔH1 |
B.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)ΔH2 |
C.C(s)+O2(g)= CO2(g)ΔH3 |
D.![]() ![]() ![]() |
E.NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l)ΔH5
F.2NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH6
(2)在25℃、101kPa下,16.0g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热363.0kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。
(3)化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关(键能可以简单理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量),下表是部分化学键的键能数据:
化学键 |
P—P |
P—O |
O==O |
P==O |
键能kJ/mol |
a |
360 |
500 |
434 |
已知白磷(P4)的燃烧热为2378kJ/mol,白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如上图所示,则上表中a=(保留到整数)。
研究NO2、SO2 等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)铜与浓硝酸反应生成NO2的化学反应方程式是。
(2)NO2可用水吸收,该反应的化学反应方程式是。
(3)工业上可将SO2通入浓的Fe2(SO4)3溶液中来治理污染得副产物绿矾和硫酸,写出该反应的离子方程式。
(4)利用反应6NO2 + 8NH37N2 + 12H2O也可处理NO2。当反应转移0.6mol电子时,则消耗的NH3在标准状况下的体积是L。
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=" -" 196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2=" -" 113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的
ΔH=kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以物质的量之比1∶2置于恒容密闭容器中发生上述反应。
①下列能说明反应达到平衡状态的是()。
A.体系压强保持不变 | B.SO3和NO的体积比保持不变 |
C.混合气体颜色保持不变 | D.每消耗1 mol SO3的同时消耗1 mol NO2 |
②测得上述反应平衡时NO2与SO2物质的量之比为1∶11,该反应的平衡常数K =(保留1位小数)。
[化学——选修3:物质结构与性质](15分)前四周期原子序数依次增大的六种元素A、B、C、D、E、F中,A、B属于同一短周期元素且相邻,A元素所形成的化合物种类最多,C、D、E、F是位于同一周期的金属元素,基态C、F原子的价电子层中未成对电子均为1个,且C、F原子的电子数相差为10,基态D、E原子的价电子层中未成对电子数分别为4、2,且原子序数相差为2。
(1)六种元素中第一电离能最小的是(填元素符号,下同),电负性最大的是。
(2)黄血盐是由A、B、C、D四种元素形成的配位化合物C4[D(AB)6],易溶于水,广泛用作食盐添加剂(抗结剂)。请写出黄血盐的化学式,1 mol AB-中含有π键的数目为,黄血盐晶体中各种微粒间的作用力不涉及(填序号)。
a.离子键
b.共价键
c.配位键
d.金属键
e.氢键
f.分子间的作用力
(3)E2+的价层电子排布图为,很多不饱和有机物在E催化下可与H2发生加成反应:如①CH2=CH2、②HC≡CH、③、④HCHO。其中碳原子采取sp2杂化的分子有(填物质序号),HCHO分子的立体结构为形,它加成产物的熔、沸点比CH4的熔、沸点高,其主要原因是(须指明加成产物是何物质)。
(4)金属C、F晶体的晶胞结构如图(请先判断对应的图),C、F两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为。金属C的晶胞中,若设该晶胞的密度为a g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,C原子的摩尔质量为M,则表示C原子半径的计算式为。
(15分)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5,该反应不能彻底。回答下列问题:
(1)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成lmol AX5时,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为。
(2)一定条件下,反应AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行a、b、c三组实验,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①用P0表示开始时总压强,P表示平衡时总压强,用α表示AX3的平衡转化率,则α的表达式为。由此计算实验c中 AX3的平衡转化率:αc为。若在实验a中再加入0.1mol AX5,再次达平衡后AX3的平衡转化率将。(填“增大、减小或不变”)
②下列不能说明反应达到平衡状态的是。
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
B.混合气体密度保持不变 |
C.体系中X2的体积分数保持不变 |
D.每消耗1 mol AX3的同时消耗1 mol AX5 |
③计算实验a从反应开始至到达平衡v(AX5)化学反应速率为mol/(L·min)。(保留2位有效数字)
④图中3组实验从反应开始至到达平衡时的化学反应速率v(AX5)由大到小的次序为(填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件是:b 、c 。该反应在实验a和实验c中的化学平衡常数的大小关系是KaKc(填“>、< 或 =”),其中Kc=(注意标明单位,且保留小数点后1位)。
(12分)在右图均用石墨作电极的电解池中,甲池中为500mL含某一溶质的蓝色溶液,乙池中为500mL稀硫酸,闭合K1,断开K2进行电解,观察到A电极表面有红色的固态物质生成,B电极有无色气体生成;当溶液中的原有溶质完全电解后,立即停止电解,取出A电极,洗涤、干燥、称量,电极质量增重1.6g。请回答下列问题:
(1)电解过程中,乙池C电极发生反应的电极反应式。
(2)甲池电解时反应的离子方程式。
(3)甲池电解后溶液的pH=,要使电解后溶液恢复到电解前的状态,则需加入,
其质量为g。(假设电解前后溶液的体积不变)
(4)电解后若再将K1断开,闭合K2,电流计指针发生偏转,则D电极发生反应的电极反应式。