【化学——选修3:物质结构与性质】Cu3N具有良好的电学和光学性能,在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中,发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。
(1)与N3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是 。
(2)Cu具有良好的导电、导热和延展性,请解释Cu具有导电性的原因 。
(3)在Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛,乙醛分子中碳原子的杂化方式是__________,乙醛分子中H—C—O的键角__________乙醇分子中的H—C—O的键角(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)Cu+的核外电子排布式为 ,其在酸性溶液中不稳定,可发生歧化反应生成Cu2+和Cu,但CuO在高温下会分解成Cu2O,试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O 。
(5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构,试画出[Cu(H2O)2(Cl)2]具有极性的分子的结构式 。
(6)Cu3N的晶胞结构如图,N3-的配位数为__________,Cu+半径为a pm,N3-半径为b pm,Cu3N的密度__________g/cm3。(阿伏加德罗为常数用NA表示)
(填化学式)在空气中:将氯化铁溶液蒸干并灼烧得到的固体物质 _____;碳酸氢钠溶液蒸干并灼烧得到的固体物质________;硫酸铝溶液蒸干得到的固体物质________;亚硫酸钠溶液蒸干得到的固体物质。
决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
A的化合价B的化合价(填“>”、“<”或“=”)。
(2)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如上图所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
离子晶体 |
NaCl |
KCl |
CaO |
晶格能/kJ·mol-1 |
786 |
715 |
3401 |
则该 4种离子晶体(不包括NaCl)熔点从高到低的顺序是:。其中MgO晶体中一个Mg2+周围和它最邻近且等距离的Mg2+有个。
(3)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是。
(4)某配合物的分子结构如上图所示,则N原子的杂化方式为;基态Ni原子的电子排布式。
一氧化碳是一种重要的化工原料。
(1)高炉炼铁中发生的反应之一是:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)△H=-1kJ/mol。
温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比将
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
已知1100℃时,该反应平衡常数K=0.263,现测得高炉中(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,此时该反应.
A.向正反应向向进行 B.处于平衡状态 C.向逆反应方向进行
(2)合成氨工业中需将原料气中的CO变成CO2除去。在密闭密器中将CO和H2O混合加热到800℃,达到下列平衡:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) K=1.0
若平衡时n(H2O)/n(CO)=1,则CO转化为CO2的转化率为。
(3)用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲醛:
CO+2H2→CH3OH CO+CH3OH→HCOOCH2
已知反应①中CO的转化率为80%,反应②中两种反应物的转化率均为85%,则2.52;CO最多可制得甲酸甲醛多少吨?(写出计算过程)。
喹硫平可用于精神疾病的治疗,其结构为:
()2·
,它的合成路线如下:
请回答下列问题:
⑴写出分子式为C13H9NO4S的物质的结构简式。
⑵物质中除硫醚键(-S-)外,还含有的官能团名称为。
⑶反应⑦的类型是反应,反应⑤的目的是。
⑷写出反应④的化学方程式。
⑸以为原料合成
(用合成路线流程图表示,并
注明反应条件)。
提示:①已知:苯环上的羧基为间位定位基,如(主产物);
②合成过程中无机试剂任选,可以利用本题中相关信息。
钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置,工业上采用高炉冶炼,常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度及CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如下图:
(1)铁在元素周期表中位于周期族
(2)在温度低于570℃时,还原分两阶段完成,在温度高于570℃时,依次发生的还原反应有:(选用右图中的a、b、c、d填空)
(3)为减少高炉冶铁时,含CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是。
(a)其它条件不变,增加高炉的高度
(b)调节还原时的炉温
(c)增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
(d)将生成的铁水及时移出
(4)已知下列反应数值:
反应序号 |
化学反应 |
反应热 |
① |
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g) |
△H1= -26.7kJ·mol-1 |
② |
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) |
△H2= -50.8kJ·mol-1 |
③ |
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2 (g) |
△H3= -36.5kJ·mol-1 |
④ |
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) |
△H4 |
反应④△H4=kJ·mol-1。
(5)1100℃时, FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),平衡常数K=0.4。今在一密闭容器中,加入7.2gFeO,同时通入4.48LCO(已折合为标准状况),将其升温到1100℃,并维持温度不变,达平衡时,FeO的转化率为:。