【化学选修3-物质结构与性质】a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,相关信息如下表所示。
a |
原子核外电子分别占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同 |
b |
基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1 |
c |
在周期表所列元素中电负性最大 |
d |
位于周期表中第4纵行 |
e |
基态原子M层全充满,N层只有一个电子 |
请回答:
(1)d属于________区的元素,其基态原子的价电子排布图为_________。
(2)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种,任意画出一种________。
(4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为________(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A,则A的空间构型为________;A的中心原子的轨道杂化类型为________;与A互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
(5)e与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体,在晶胞中e原子处于面心,该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由e原子与Au原子构成的四面体空隙中,储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似,该晶体储氢后的化学式为________,若该晶体的相对分子质量为M,密度为ag/cm,则晶胞的体积为________(
用表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)在一定条件下,RO3n-和氯气可发生如下反应:RO3n- + Cl2 + 2OH- = RO42- + 2Cl- +H2O;由以上反应可知在RO3n-中,元素R的化合价是。
(2)实验室可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,反应方程式如下:2KMnO4 + 16HCl(浓) =" 2KCl" + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O;当有0.10mol电子发生转移时,生成氯气的体积(标准状况),发生反应的高锰酸钾的质量为,被还原的氯化氢的物质的量。
下列做法合理的是_________(填序号)。
①用无色试剂瓶盛放新制氯水
②海水淡化能解决淡水供应危机,向海水中加净水剂明矾可以使海水淡化
③用托盘天平称量11.7 g氯化钠固体
④2010年云南遭遇百年一遇的全省性特大旱灾,缓解旱情的措施之一是可以用干冰或溴化银进行人工降雨
(13分)
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=" -92.4" kJ/mol据此回答以下问题:
(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是(填序号)。
①反应压强为20Mpa~50Mpa②500℃的高温③铁触媒作催化剂④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。
(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2T1(填>、=、<),判断的依据是:
(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下:
反应一:C(s)+H2O(g)H
2(g)+CO(g) 平衡常数K1
反应二:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K2
① K1的表达式:K1=
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
实验组别 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
1 |
2 |
0.8 |
1.2 |
5 |
2 |
900![]() |
0.5 |
1 |
0.2 |
0.8 |
3 |
3 |
T |
a |
b |
c |
d |
t |
(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为
(Ⅱ)在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为(填序号)
A.其它条件不变温度T<900℃ | B.其它条件不变温度T>900℃ |
C.充入一定量氖气 | D.使用高效催化剂 |
(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(1)已知298K时,Fe(OH)3的溶度积常数=2.6×10-39,Mg(OH)2的溶度积常数
=5.6×
,取适量浓度均为0.1mol/L的MgCl2和FeCl3混合液(含HCl),加入一定量的MgCO3达到沉淀溶液平衡,测得pH=4.00,则此温度下残留在溶液中的c(Fe3+)=______________;
有没有Mg(OH)2沉淀生成______________填“有”或“无”),理由是________________________________。
(2)酸HnA与碱B(OH)m完全反应生成正盐.
①若HnA为HCl,且该盐溶液的pH<7,用离子方程式说明原因:
②若将0.4mol·L-1的NaOH溶液与0.2mol·L-1的HnA溶液等体积混合后pH=10,
则HnA为(填序号).
a.一元强酸 b. 一元弱酸 c. 二元强酸 d. 二元弱酸
(3)某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产来提取镁,主要过程如下:回答下列问题:
ⅰ.从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有溶液的烧杯中,充分搅拌后经过滤、洗涤可得纯净的Mg(OH)2。
ⅱ.过程③的转化需要在HCl气流中加热,HCl的作用是
ⅲ.写出过程④中发生反应的化学方程式
(1)燃料电池作为绿色能源得到迅速发展,二甲醚(CH3OCH3)质子交换膜燃料电池的电池反应为:CH3OCH3+3O22CO2+3H2O,制取二甲醚的反应如下:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ·mol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.7kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5kJ·mol-1
①写出由CO和H2制取二甲醚和CO2的热化学方程式:。
②二甲醚质子交换膜燃料电池是以酸性溶液为电解质溶液,二甲醚从一个电极通入,O2从另一电极通入,中间为质子交换膜,通入O2的一极为极,电极反应式为
(2)钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程的有关问题。
①工业用热还原法炼铁,写出由CO还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3)的化学方程式:
_________________________________________________________
②生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中,当铁锈被除尽后,溶液中发生的化合反应的化学方程式____________________________________________________
③下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀_____________
④在实际生产中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下,请回答:
A电极对应的金属是(写元素名称),
B电极的电极反应式是 ________________