陌生氧化还原反应和离子反应方程式的书写测试练习题

热点1陌生氧化还原反应和离子反应方程式的书写1.高锰酸钾与红磷相混能发生爆炸，试写出这一变化的化学方程式(KMnO4的还原产物是MnO2)：____________________________.答案30KMnO4＋18P=10K3PO4＋30MnO2＋4P2O5解析反应物是P和KMnO4，产物中有MnO2，因为是剧烈的反应，所以P应变为＋5价.根据化合价升降相等，参加反应的锰和磷的原子个数之比为5∶3.再据质量守恒定律，钾原子反应后只能产生磷酸钾，配平即可.2、高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性，是一种安全性很高的水处理剂.高铁酸钾中铁元素的化合价是________，它可以将废水中的亚硝酸钾(KNO2)氧化，同时生成具有吸附性的Fe(OH)3，该反应的化学方程式为：________________.答案＋62K2FeO4＋3KNO2＋5H2O=2Fe(OH)3(胶体)＋3KNO3＋4KOH解析根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可以推断K2FeO4中铁元素的化合价为＋6.K2FeO4与KNO2发生氧化还原反应，K2FeO4转化为Fe(OH)3，铁元素的化合价降低，则N的化合价升高，KNO2转化为KNO3，根据得失电子守恒配平化学方程式.3、为实现消除碘缺乏病的目标，国家卫生部规定食盐必须加碘，其中碘以碘酸钾或碘化钾的形式存在.(1)有人烹调时，把分别含有碘化钾和碘酸钾的加碘食盐混合，当滴食醋时，产生紫色蒸气，反应的离子方程式为__________________.(2)这两种加碘食盐可以在潮湿的空气中曝露而加以鉴别，其原理是_______________，反应的离子方程式为___________________________.答案(1)IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6CH3COOH=3I2＋6CH3COO－＋3H2O(2)KI在潮湿空气里会被空气中的O2氧化而产生紫黑色固体(或紫色蒸气)，而KIO3不被氧化4I－＋O2＋2H2O=2I2＋4OH－4、氰化钠化学式为NaCN(C元素显＋2价，N元素显－3价)，白色结晶颗粒，剧毒，易溶于水，水溶液呈碱性.(1)NaCN水溶液呈碱性，其原因是________________________________(用离子方程式解释).(2)NaCN用双氧水处理后，产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，写出该反应的化学方程式：___________________________________.答案(1)CN－＋H2OHCN＋OH－(2)NaCN＋H2O2＋H2O=NaHCO3＋NH3↑解析(1)NaCN为强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，水解反应的离子方程式为CN－＋H2OHCN＋OH－.(2)常温下，氰化钠能与过氧化氢溶液反应，生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，该气体为氨气，生成的酸式盐为碳酸氢钠，反应的化学方程式为NaCN＋H2O2＋H2O=NaHCO3＋NH3↑.5、三效催化剂是最常见的汽车尾气催化剂，能同时净化汽车尾气中的CO、CxHy、NOx，其催化剂表面物质转化的关系如图a所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图(如图b所示)确定.从最终排放的气体看，氮元素将________(填“被氧化”或“被还原”)；若NOx中，NO、NO2的体积之比为1∶1，写出生成X的化学方程式：__________________________________________________.答案被还原BaO＋NO＋NO2＋O2=Ba(NO3)2解析根据图a，NOx变为N2，N的化合价降低，被还原；根据图b，X中含有NOeq\o\al(－,3)，因此反应方程式是BaO＋NO＋NO2＋O2=Ba(NO3)2.6、过二硫酸(结构如图)是一种白色晶体，其酸及盐均为强氧化剂.(1)(NH4)2S2O8在水溶液中的电离方程式为______________________________________________________________________________________________.(2)在Ag＋及加热的条件下，S2Oeq\o\al(2－,8)可将溶液中的Mn2＋氧化为MnOeq\o\al(－,4)，该反应的离子方程式为__________________________________________________，观察到的现象是____________________.(3)由氯磺酸(ClSO3H)与过氧化氢作用可得固态的过二硫酸，该反应的化学方程式为__________________________________.答案(1)(NH4)2S2O8=2NHeq\o\al(＋,4)＋S2Oeq\o\al(2－,8)(2)2Mn2＋＋5S2Oeq\o\al(2－,8)＋8H2Oeq\o(=,\s\up15(Ag＋),\s\do15(△))2MnOeq\o\al(－,4)＋10SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋溶液颜色变为紫色(3)2ClSO3H＋H2O2=H2S2O8↓＋2HCl↑解析(2)由过二硫酸结构可知，分子中S元素处于最高价＋6价，其中的－1价O具有强氧化性，则离子方程式：5S2Oeq\o\al(2－,8)＋2Mn2＋＋8H2Oeq\o(=,\s\up15(Ag＋),\s\do15(△))2MnOeq\o\al(－,4)＋10SOeq\o\al(2－,4)＋16H＋，由于生成MnOeq\o\al(－,4)，溶液会变为紫色.7、一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH).(1)已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH5的电子式：____________________.(2)写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的反应的离子方程式：______________________________________________.(3)将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成以下化学方程式：________CuH＋________HNO3=________Cu(NO3)2＋________H2↑＋________＋________答案(1)(2)2CuH＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋2H2↑(3)616634NO↑8H2O解析(1)NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，即氮原子的最外层达到8电子稳定结构，所有氢原子达到2电子稳定结构，说明NH5是由NHeq\o\al(＋,4)和H－组成的离子化合物，电子式为.(2)CuH溶解在稀盐酸中，CuH中的H－失电子，盐酸中的H＋得电子，产生的气体为氢气，酸性溶液中2Cu＋=Cu2＋＋Cu，故离子方程式为2CuH＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋2H2↑.(3)Cu＋在酸性条件下发生反应：2Cu＋=Cu2＋＋Cu，稀硝酸具有强氧化性，能把铜氧化为硝酸铜，CuH具有还原性，因此二者反应生成氢气、一氧化氮气体、铜离子、H2O，其化学方程式为6CuH＋16HNO3=6Cu(NO3)2＋3H2↑＋4NO↑＋8H2O.8、根据信息书写有关化学(或离子)方程式，并解答有关问题.(1)①将废钒催化剂(主要成分V2O5)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合，充分反应，所得溶液显酸性，含VO2＋、K＋、SOeq\o\al(2－,4)等.写出该反应的化学方程式：________________________________.②向上述所得溶液中加入KClO3溶液，充分反应后，溶液中新增加了VOeq\o\al(＋,2)、Cl－.写出该反应的离子方程式：________________________________.(2)将酸性条件下，铁与NOeq\o\al(－,3)反应的离子方程式补充完整：eq\x()Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋eq\x()________=eq\x()Fe2＋＋NHeq\o\al(＋,4)＋eq\x()________(3)六价铬[Cr(Ⅵ)]有剧毒，废水中的Cr2Oeq\o\al(2－,7)常用铁氧磁体法除去，即把过量的FeSO4·7H2O加入含Cr2Oeq\o\al(2－,7)的废水中，调节pH<4，Fe2＋将Cr(Ⅵ)还原为Cr3＋.写出上述Fe2＋还原Cr2Oeq\o\al(2－,7)的离子方程式：____________________________________________________________________________________________.答案(1)①V2O5＋K2SO3＋2H2SO4=2VOSO4＋K2SO4＋2H2O②ClOeq\o\al(－,3)＋6VO2＋＋3H2O=Cl－＋6VOeq\o\al(＋,2)＋6H＋(2)410H＋43H2O(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O解析(1)①K2SO3为还原剂，氧化产物为K2SO4，V2O5为氧化剂，还原产物为VO2＋.②KClO3把VO2＋氧化成VOeq\o\al(＋,2)，本身被还原成Cl－，离子方程式为ClOeq\o\al(－,3)＋6VO2＋＋3H2O=Cl－＋6VOeq\o\al(＋,2)＋6H＋.热点2盖斯定律的应用1、联氨(又称联肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ/mol上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝__________________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________.答案2ΔH3－2ΔH2－ΔH1反应放热量大、产生大量气体解析根据盖斯定律，2×③－2×②－①即得2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH4，所以反应热效应之间的关系式为ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1.联氨有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂.2、已知：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－12C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1根据盖斯定律，计算反应2C(s，石墨)＋H2(g)=C2H2(g)的ΔH＝_________.答案＋226.7kJ·mol－1解析①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－1，③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1；根据盖斯定律计算(①×2＋②×eq\f(1,2)－③×eq\f(1,2))得2C(s，石墨)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH＝(－393.5kJ·mol－1)×2＋eq\f(1,2)×(－571.6kJ·mol－1)－eq\f(1,2)×(－2599kJ·mol－1)＝＋226.7kJ·mol－1.3、由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为：TiO2→TiCl4eq\o(→,\s\up15(镁/800℃/Ar))Ti已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－566kJ·mol－1③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)ΔH3＝＋141kJ·mol－1则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝_________________.答案－80kJ·mol－1解析③＋①×2－②就可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)，则ΔH＝ΔH3＋ΔH1×2－ΔH2＝－80kJ·mol－1.4、甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为___________.答案CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7kJ·mol－1解析根据盖斯定律计算(②×3－①×2＋③×2)得：CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝3×(－192.9kJ·mol－1)－2×49.0kJ·mol－1＋(－44kJ·mol－1)×2＝－764.7kJ·mol－1；则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为：CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7kJ·mol－1.5、已知：①H2的热值为142.9kJ·g－1(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量)；②N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋133kJ·mol－1③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式：_________________________________________________.答案4H2(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1100.2kJ·mol－1解析已知：①H2的热值为142.9kJ·g－1，则H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；②N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋133kJ·mol－1；③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1；根据盖斯定律由①×4－②－③×4可得4H2(g)＋2NO2(g)=4H2O(g)＋N2(g)ΔH＝(－285.8kJ·mol－1)×4－(＋133kJ·mol－1)－(－44kJ·mol－1)×4＝－1100.2kJ·mol－1，故此反应的热化学方程式为4H2(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1100.2kJ·mol－1.6、能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8kJ·mol－1、－282.5kJ·mol－1、－726.7kJ·mol－1.已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l).则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为______________________________.答案CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(l)ΔH＝－127.4kJ·mol－1解析根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，计算出目标反应的反应热ΔH＝2×(－285.8kJ·mol－1)＋(－282.5kJ·mol－1)－(－726.7kJ·mol－1)＝－127.4kJ·mol－1.7、已知：25℃、101kPa时，Mn(s)＋O2(g)=MnO2(s)ΔH＝－520kJ·mol－1S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)=MnSO4(s)ΔH＝－1065kJ·mol－1则SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是___________________.答案MnO2(s)＋SO2(g)=MnSO4(s)ΔH＝－248kJ·mol－1解析将题给三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由③－①－②可得SO2(g)＋MnO2(s)=MnSO4(s)ΔH＝(－1065kJ·mol－1)－(－520kJ·mol－1)－(－297kJ·mol－1)＝－248kJ·mol－1.8、已知下列热化学方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ·mol－1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式______________.答案FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1解析①×3－②－③×2就可得6FeO(s)＋6CO(g)=6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝－66kJ·mol－1，即FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1.9、已知：①2Cu2S(s)＋3O2(g)=2Cu2O(s)＋2SO2(g)ΔH＝－768.2kJ·mol－1②2Cu2O(s)＋Cu2S(s)=6Cu(s)＋SO2(g)ΔH＝＋116.0kJ·mol－1则Cu2S(s)＋O2(g)=2Cu(s)＋SO2(g)ΔH＝____________________.答案－217.4kJ·mol－1解析根据盖斯定律，将方程式eq\f(1,3)×(①＋②)得Cu2S(s)＋O2(g)=2Cu(s)＋SO2(g)ΔH＝eq\f(1,3)×(－768.2＋116.0)kJ·mol－1＝－217.4kJ·mol－1.热点3化学平衡常数、平衡转化率的计算1、CuCl2溶液中的铜主要以Cu(H2O)eq\o\al(2＋,4)、CuCleq\o\al(2－,4)形式存在，将CuCl2溶于浓盐酸中，存在下列平衡：Cu(H2O)eq\o\al(2＋,4)(aq)＋4Cl－(aq)CuCleq\o\al(2－,4)(aq)＋4H2O(l)ΔH＜0.(1)该反应的平衡常数表达式为_______________________.(2)常温下，测定平衡体系中：Cu(H2O)eq\o\al(2＋,4)浓度为amol·L－1、Cl－浓度为bmol·L－1、CuCleq\o\al(2－,4)浓度为cmol·L－1，Cl－的转化率为____________(用含a、b、c的字母表示).答案(1)eq\f(c（CuCleq\o\al(2－,4)）,c4（Cl－）·c[Cu（H2O）eq\o\al(2＋,4)])(2)eq\f(4c,b＋4c)解析(2)已知Cu(H2O)eq\o\al(2＋,4)(aq)＋4Cl－(aq)CuCleq\o\al(2－,4)(aq)＋4H2O(l)平衡体系中：Cu(H2O)eq\o\al(2＋,4)浓度为amol·L－1、Cl－浓度为bmol·L－1、CuCleq\o\al(2－,4)浓度为cmol·L－1，则Cl－变化的浓度为4cmol·L－1，Cl－起始的浓度为(b＋4c)mol·L－1，Cl－的转化率为eq\f(4c,b＋4c).2、T温度时，向10L恒容密闭容器中充入2molNO和2molCO发生反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－15min时达到平衡，测得0～5min内该反应速率v(N2)＝0.016mol·L－1·min－1.(1)T温度时，该反应的平衡常数K＝________.(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比为________.答案(1)800(2)4∶5解析(1)T温度时，0～5min内该反应速率v(N2)＝0.016mol·L－1·min－1，则平衡时c(N2)＝0.016mol·L－1·min－1×5min＝0.08mol·L－1，根据方程式2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，平衡时c(CO2)＝0.16mol·L－1，c(CO)＝0.04mol·L－1，c(NO)＝0.04mol·L－1，该反应的平衡常数K＝eq\f(0.162×0.08,0.042×0.042)＝800.(2)平衡时容器内压强与起始时容器内压强之比等于物质的量之比＝eq\f(（0.16＋0.08＋0.04＋0.04）×10,2＋2)＝eq\f(4,5).3、850℃时在体积为5LCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1，CO和H2O(g)浓度变化如图所示，请列式计算此条件下的平衡常数_______________________________________________________________________.答案K＝eq\f(c（CO2）·c（H2）,c（CO）·c（H2O）)＝eq\f(0.12×0.12,0.18×0.08)＝1解析CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)eq\a\vs4\al(起始浓度/,mol·L－1)0.200.3000eq\a\vs4\al(变化浓度/,mol·L－1)0.120.120.120.12eq\a\vs4\al(平衡浓度/,mol·L－1)0.080.180.120.12平衡常数K＝eq\f(c（CO2）·c（H2）,c（CO）·c（H2O）)＝eq\f(0.12×0.12,0.18×0.08)＝1.4.甲醇是重要的化工原料，利用煤化工中生产的CO和H2可制取甲醇，发生的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－99kJ·mol－1.在某温度时，将1.0molCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中，发生上述反应，在第5min时达到化学平衡状态，此时甲醇的物质的量分数为10%.甲醇浓度的变化状况如图所示：(1)从反应开始到5min时，生成甲醇的平均速率为____________________.(2)5min时达到平衡，H2的平衡转化率α＝________%，化学平衡常数K＝________.(保留两位小数)答案(1)0.025mol·L－1·min－1(2)250.59解析根据题目数据计算如下：设平衡时甲醇的物质的量浓度为x，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始0.510反应x2xx平衡0.5－x1－2xx(以上单位为mol·L－1)甲醇的物质的量分数为10%，所以eq\f(x,0.5－x＋1－2x＋x)＝10%，x＝0.125mol·L－1.(1)甲醇的平均速率为0.125÷5＝0.025mol·L－1·min－1.(2)由上述计算，反应的氢气为2×0.125＝0.25mol，转化率为eq\f(0.25,1)×100%＝25%.达到平衡时CO、H2和CH3OH的物质的量浓度分别为：0.375mol·L－1、0.75mol·L－1和0.125mol·L－1，所以平衡常数K＝eq\f(0.125,0.375×0.752)≈0.59.5、已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：温度/℃70080083010001200平衡常数1.71.11.00.60.4回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0.(填“＜”“＞”或“＝”)(2)830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1，则6s时c(A)＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；反应经过一段时间，达到平衡时A的转化率为________，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为________.答案(1)eq\f(c（C）·c（D）,c（A）·c（B）)＜(2)0.0220.0980%80%解析(1)根据反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，可写出平衡常数K＝eq\f(c（C）·c（D）,c（A）·c（B）)，随着温度升高，K值减小，即升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，即ΔH＜0.(2)6s内消耗的A为0.003mol·L－1·s－1×6s×5L＝0.09mol，则此时A的物质的量浓度为eq\f(0.20mol－0.09mol,5L)＝0.022mol·L－1；生成C的物质的量与消耗A的物质的量相等，均为0.09mol.设参与反应的A的物质的量为xmol，则平衡时A、B、C、D的物质的量分别为(0.20－x)mol，(0.80－x)mol、xmol、xmol，根据平衡常数的表达式和此时K＝1.0，求得x＝0.16，即平衡时A的转化率为80%；向该平衡体系中充入氩气，对该平衡无影响，即平衡时A的转化率依然为80%.6、研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g)K1ΔH＜0(Ⅰ)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)K2ΔH＜0(Ⅱ)(1)4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示).(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应(Ⅱ)达到平衡.测得10min内v(ClNO)＝7.5×10－3mol·L－1·min－1，回答下列问题：①平衡后n(Cl2)＝________mol.②NO的转化率α1＝________.③其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2________α1(填“＞”“＜”或“＝”)，平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”).④若要使K2减小，可采用的措施是________________.答案(1)eq\f(Keq\o\al(2,1),K2)(2)①2.5×10－2②75%③＞不变④升高温度解析(1)反应①的化学平衡常数＝eq\f(c（ClNO）,c2（NO2）)，反应②的平衡常数＝eq\f(c2（ClNO）,c2（NO）·c（Cl2）)，反应③平衡常数＝eq\f(c（Cl2）·c2（NO）,c4（NO2）)，所以计算K＝eq\f(Keq\o\al(2,1),K2).(2)2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)起始量/mol0.20.10变化量/mol0.150.0750.15平衡量/mol0.050.0250.15则平衡后氯气的物质的量为2.5×10－2mol；一氧化氮的转化率＝eq\f(0.15,0.2)＝75%；其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，随反应进行，气体体积减小，为保持恒压所以容器的体积减小，压强比恒容容器大，平衡正向移动，平衡时一氧化氮的转化率增大，平衡常数随温度变化，不随浓度或压强变化，若要使平衡常数减小，平衡逆向移动，正反应是放热的，所以可以选择升高温度.7、2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＜0是制造硝酸的重要反应之一.在800℃时，向容积为1L的密闭容器中充入0.010molNO和0.005molO2，反应过程中NO的浓度随时间变化如图所示：请回答下列问题：(1)2min内，v(O2)________mol·L－1·min－1.(2)升高温度，平衡向________(填“正”或“逆”)反应方向移动.(3)平衡时，NO的转化率是________.(4)800℃时，该反应的化学平衡常数为________.答案(1)1.25×10－3(2)逆(3)50%(4)400解析(1)v(NO)＝eq\f(0.010mol·L－1－0.005mol·L－1,2min)＝0.0025mol·L－1·min－1，则v(O2)＝eq\f(1,2)v(NO)＝1.25×10－3mol·L－1·min－1.(2)正反应放热，则升高温度平衡逆向移动.(3)起始时c(NO)＝0.010mol·L－1，平衡时c(NO)＝0.005mol·L－1，可知转化率为eq\f(0.005,0.010)×100%＝50%.(4)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)eq\a\vs4\al(起始/mol·L－1)0.0100.0050eq\a\vs4\al(平衡/mol·L－1)0.0050.00250.005则K＝eq\f(c2（NO2）,c2（NO）·c（O2）)＝eq\f(0.0052,0.0052×0.0025)＝400.热点4溶度积常数的有关计算1、利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，具体步骤如下：SO2(g)＋H2O(l)H2SO3(l)H＋(aq)＋HSOeq\o\al(－,3)(aq)ⅠHSOeq\o\al(－,3)(aq)H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,3)(aq)ⅡCa(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ⅢCa2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,3)(aq)CaSO3(s)Ⅳ该温度下，测定吸收后液体中c(Ca2＋)一直保持为0.70mol·L－1，已知Ksp(CaSO3)＝1.4×10－7，则吸收后溶液中的SOeq\o\al(2－,3)的浓度为________.答案2.0×10－7mol·L－1解析根据硫酸钙的溶度积常数表达式Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SOeq\o\al(2－,3))可知，c(SOeq\o\al(2－,3))＝eq\f(Ksp（CaSO3）,c（Ca2＋）)＝eq\f(1.4×10－7,0.70)mol·L－1＝2.0×10－7mol·L－1.2、甲烷重整可选氧化物NiO－Al2O3作为催化剂.工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH＝12(常温)，然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备.加入氨水调节pH＝12时，c(Ni2＋)为________.[已知：Ksp[Ni(OH)2]＝5×10－16]答案5×10－12mol·L－1解析pH＝12，c(OH－)＝0.01mol·L－1，Ksp[Ni(OH)2]＝5×10－16，c(Ni2＋)＝eq\f(5×10－16,（10－2）2)mol·L－1＝5×10－12mol·L－1.3、用惰性电极电解浓度较大的CuCl2溶液，当电解到一定程度，阴极附近出现蓝色Cu(OH)2絮状物.常温下，经测定阴极附近溶液的pH＝m，此时阴极附近c(Cu2＋)＝________mol·L－1.[已知：Cu(OH)2的Ksp＝2.2×10－20]答案2.2×10(8－2m解析用惰性电极电解浓度较大的CuCl2溶液，Ksp＝c2(OH－)×c(Cu2＋)，c(Cu2＋)＝eq\f(2.2×10－20,（10m－14）2)mol·L－1＝2.2×10(8－2m)mol·L－1.4、已知常温下，H2S的电离常数：K1＝1.3×10－7，K2＝7.1×10－15，则0.1mol·L－1H2S溶液的pH约为________(取近似整数值)；向浓度均为0.001mol·L－1的AgNO3和Hg(NO3)2混合溶液中通入H2S气体，开始生成沉淀的c(S2－)为_____________________.[已知：Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50，Ksp(HgS)＝1.6×10－52]答案41.6×10－49mol·L－1解析已知常温下，H2S的电离常数K1＝1.3×10－7，K2＝7.1×10－15，则0.1mol·L－1H2S溶液中氢离子浓度约为eq\r(1.3×10－7×0.1)≈10－4mol·L－1，因此pH约为4；根据溶度积常数Ksp(Ag2S)＝6.3×10－50，Ksp(HgS)＝1.6×10－52可知首先产生HgS沉淀，此时溶液中c(S2－)＝eq\f(1.6×10－52,0.001)mol·L－1＝1.6×10－49mol·L－1.5、某温度下，Ca(OH)2、CaWO4的相关数据见下表项目CaWO4Ca(OH)2－lgc(阴离子)42－lgc(Ca2＋)64将钨酸钠溶液加入石灰乳中，发生反应的离子方程式为WOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ca(OH)2(s)CaWO4(s)＋2OH－(aq)该温度下此反应的平衡常数为________.答案100解析已知CaWO4(s)WOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ca2＋(aq)，Ksp(CaWO4)＝c(WOeq\o\al(2－,4))×c(Ca2＋)＝1×10－4×1×10－6＝1×10－10；Ca(OH)2(s)2OH－(aq)＋Ca2＋(aq)，Ksp[Ca(OH)2]＝c2(OH－)×c(Ca2＋)＝(1×10－2)2×1×10－4＝1×10－8；则WOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ca(OH)2(s)CaWO4(s)＋2OH－(aq)该温度下此反应的平衡常数＝Ksp[Ca(OH)2]÷Ksp(CaWO4)＝(1×10－8)÷(1×10－10)＝100.6、常温下，Ksp[Fe(OH)2]＝1.64×10－14，则求得反应：Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡常数为________(保留一位小数).答案6.1×10－15解析Fe2＋＋2H2OFe(OH)2＋2H＋的平衡常数K＝eq\f(c2（H＋）,c（Fe2＋）)＝eq\f(c2（H＋）·c2（OH－）,c（Fe2＋）·c2（OH－）)＝eq\f(（1×10－14）2,1.64×10－14)≈6.1×10－15.7、浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子.取一定量的浓缩液，向其中滴加AgNO3溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中eq\f(c（I－）,c（Cl－）)约为________.已知Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(AgI)＝8.5×10－17.答案4.7×10－7解析当AgCl开始沉淀时，溶液中eq\f(c（I－）,c（Cl－）)＝eq\f(c（I－）·c（Ag＋）,c（Cl－）·c（Ag＋）)＝eq\f(Ksp（AgI）,Ksp（AgCl）)＝eq\f(8.5×10－17,1.8×10－10)≈4.7×10－7.8、已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀.室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度小于1×10－6mol·L－1)，需调节溶液pH范围为________.答案5.0＜pH＜7.1解析Fe3＋全部转化为Fe(OH)3时，c(OH－)＝eq\r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[Fe（OH）3]),c（Fe3＋）))＝eq\r(3,\f(3×10－39,1×10－6))＝eq\r(3,3)×10－11mol·L－1；Al3＋全部转化为Al(OH)3时，c(OH－)＝eq\r(3,\f(\a\vs4\al(Ksp[Al（OH）3]),c（Al3＋）))＝eq\r(3,\f(1×10－33,1×10－6))＝1×10－9mol·L－1，故Al3＋、Fe3＋完全沉淀时，溶液中OH－的最小浓度应为1×10－9mol·L－1，即pH最小应为5.0，因为Mn(OH)2沉淀时的最小pH为7.1，故除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋，应调节溶液至5.0＜pH＜7.1.9、已知离子浓度≤10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全；Ksp[Pb(OH)2]＝2.5×10－16，Ksp[Sb(OH)3]＝10－41，浸取“分银渣”可得到含0.025mol·L－1Pb2＋的溶液(含少量Sb3＋杂质).欲获得较纯净的Pb2＋溶液，调节pH的范围为________.(忽略溶液体积变化)答案2<pH<7解析Ksp[Pb(OH)2]＝2.5×10－16＝[Pb2＋]·[OH－]2＝0.025·c2(OH－)，则c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(Kw,c（OH－）)＝1.0×10－7mol·L－1，则pH＝7，即当pH＝7时，开始出现Pb(OH2)沉淀；已知离子浓度≤10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全，故Sb3＋完全沉淀时有：10－5·c3(OH－)＝10－41，则c(OH－)＝10－12mol·L－1，此时c(H＋)＝10－2mol·L－1，pH＝2，故欲获得较纯净的Pb2＋溶液，调节pH的范围为2<pH<7.10、某学习小组用废铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO、CuO和少量Fe)制备高铁酸钾的流程如下：(1)操作Ⅰ要在通风橱中进行，其原因是______________________________________________________________________________________________.(2)溶液A中含有的金属阳离子是________.(3)25℃时，若将溶液B中的金属离子完全沉淀，应调节c(H＋)小于________.(已知：ⅰ.Ksp[Fe(OH)3]＝2.7×10－39、Ksp[Fe(OH)2]＝4.0×10－17、Ksp[Cu(OH)2]＝1.6×10－20；ⅱ.溶液中离子浓度小于10－5mol·L－1时，可视为沉淀完全)答案(1)反应产生的氮氧化物有毒(2)Fe3＋、Cu2＋(3)2.5×10－7mol·L－1解析(1)操作Ⅰ中Fe、FeO与硝酸反应产生有毒的氮氧化物，因此操作Ⅰ须在通风橱中进行.(2)硝酸足量，因此溶液A中的金属阳离子为Fe3＋、Cu2＋.(3)溶液B中的金属离子为Cu2＋，根据提供的Ksp[Cu(OH)2]，Cu2＋沉淀完全时，c(OH－)＞eq\r(\f(1.6×10－20,10－5))＝4×10－8mol·L－1，则c(H＋)＜2.5×10－7mol·L－1.11、工业除质剂为MnF2，发生反应为(已知，该温度下MnF2、CaF2和MgF2的Ksp分别为5.0×10－3、2.0×10－10、8.0×10－11)反应Ⅰ：MnF2(s)＋Ca2＋=CaF2(s)＋Mn2＋反应Ⅱ：MnF2(s)＋Mg2＋=MgF2(s)＋Mn2＋若滤液中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，加入MnF2(s)，使Ca2＋恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有MgF2沉淀生成？__________(列式计算).答案Ca2＋恰好沉淀完全时，c2(F－)＝eq\f(2.0×10－10,1×10－5)(mol·L－1)2＝2.0×10－5(mol·L－1)2，c(Mg2＋)×c2(F－)＝0.02×2.0×10－5＝4.0×10－7＞Ksp(MgF2)，因此会生成MgF2沉淀热点5电极反应式的书写及电化学有关计算1、原电池是化学对人类的一项重大贡献.(1)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：①电池的负极是______(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应式为______.②电池工作一段时间后电解质溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”).(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率，因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池.请完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=4CO2；正极反应式：__________________________________________；电池总反应式：________________________________________.答案(1)①aCH4＋10OH－－8e－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O②减小(2)O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)2CO＋O2=2CO2解析(1)CH4在反应时失去电子，故a电极是电池的负极.由于电池工作过程中会消耗OH－，故一段时间后，电解质溶液的pH会减小.(2)正极发生还原反应，故正极电极反应式为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)，根据正极反应式＋负极反应式＝总电池反应，可推知电池总反应式应为2CO＋O2=2CO2.2、某高校的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：上述电解反应在温度小于900℃时进行，碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸盐及碳酸钙，阴极的电极反应式为3CO2＋4e－=C＋2COeq\o\al(2－,3)，则阳极的电极反应式为_______________________________.答案2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2CO2↑＋O2↑解析阳极发生氧化反应生成氧气，电极反应为2COeq\o\al(2－,3)－4e－=2CO2↑＋O2↑.3.(1)如图在碱性条件下，在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，写出阴极室的电极反应式_______________.(2)亚磷酸(H3PO3)与足量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3.电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如图：阴极的电极反应式为___________________________________；产品室中反应的离子方程式为___________________________.答案(1)BOeq\o\al(－,2)＋6H2O＋8e－=BHeq\o\al(－,4)＋8OH－(2)2H＋＋2e－=H2↑HPOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H3PO3解析(1)在阴极上电解NaBO2可制得硼氢化钠，则阴极室发生还原反应生成BHeq\o\al(－,4)，则电极反应式为BOeq\o\al(－,2)＋6H2O＋8e－=BHeq\o\al(－,4)＋8OH－.(2)阴极上氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；产品室中HPOeq\o\al(2－,3)和氢离子结合生成亚磷酸，反应的离子方程式为HPOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H3PO3.4、利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料.LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得.(1)利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液.A为________极，B为________极，A极发生________反应.(2)B极区电解液为______________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为______________________，电解过程中Li＋向________电极迁移(填“A”或“B”).(3)若电路中通过0.2mol电子时，标准状况下B极产生气体的体积为________L.(4)将LiCl溶液改为熔融LiCl时，阴极反应式为____________________，阳极反应式为__________________.答案(1)阳阴氧化(2)LiOH2Cl－－2e－=Cl2↑B(3)2.24(4)Li＋＋e－=Li2Cl－－2e－=Cl2↑解析(1)由放电顺序：H＋＞Li＋，Cl－＞OH－，故阴极：2H＋＋2e－=H2↑；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑，则A为阳极，B为阴极.(2)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极.阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑.根据电流方向，电解过程中Li＋向B电极迁移.(3)据关系式：H2～2e－可知，当转移0.2mol电子时产生0.1molH2，V(H2)＝0.1mol×22.4mol·L－1＝2.24L.(4)电解熔融LiCl时，2LiCleq\o(=,\s\up15(电解))2Li＋Cl2↑.5、铁镍蓄电池充放电时的总反应：Fe＋Ni2O3＋3H2Oeq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))Fe(OH)2＋2Ni(OH)2，电池放电时，负极反应式为____________________________，电池充电时，阳极反应式为____________________________.答案Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)22Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O解析根据方程式可知正极为Ni2O3、负极为Fe，电池放电时，负极铁失去电子转化为氢氧化亚铁，电极反应为Fe＋2OH－－2e－=Fe(OH)2，电池充电时，阳极失去电子，根据方程式可知是氢氧化镍失去电子转化为Ni2O3，即电极反应式为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－=Ni2O3＋3H2O.6、与MnO2­Zn电池类似，K2FeO4­Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为__________________，该电池总反应的离子方程式为__________________________________________.答案FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3↓＋5OH－2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－解析正极发生还原反应，K2FeO4被还原为Fe3＋，由于是碱性环境，故生成Fe(OH)3，电极反应式为FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3↓＋5OH－；负极发生氧化反应，由于是碱性环境，Zn被氧化生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2.两电极反应式相加得2FeOeq\o\al(2－,4)＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－.7、某新型可充电电池能长时间保持稳定的放电电压，该电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq\o(,\s\up15(放电),\s\do15(充电))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH.(1)放电时负极反应为__________________________.(2)充电时Fe(OH)3发生________反应.(3)放电时电子由________极流向________极.(填“正”或“负”)(4)放电时1molK2FeO4发生反应，转移电子数是________________.答案(1)Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2(2)氧化(3)负正(4)1.806×1024解析放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn－2e－＋2OH－=Zn(OH)2；电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1molK2FeO4发生反应，转移电子是3mol，数目是1.806×1024，充电时Fe(OH)3失去电子发生氧化反应.热点6晶胞的有关计算1、某晶体的晶胞结构如图所示.X(•)位于立方体顶点，Y()位于立方体中心.试分析：(1)晶体中每一个Y同时吸引着________个X，每个X同时吸引着________个Y，该晶体的化学式是____________.(2)晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有________个.(3)晶体中距离最近的2个X分别与1个Y形成的两条线的夹角为_______.答案(1)48XY2(或Y2X)(2)12(3)109°28′解析(1)同时吸引的微粒个数即指在某微粒周围距离最近的其他种类的微粒个数，观察图可知，Y位于立方体的体心，X位于立方体的顶点，每个Y同时吸引着4个X，而每个X同时被8个立方体共用，每个立方体的体心都有1个Y，所以每个X同时吸引着8个Y，X、Y的个数比为1∶2，所以化学式为XY2或Y2X.(2)晶体中每个X周围与它最接近的X之间的距离应为如图所示立方体的面对角线.位置关系分别在此X的上层、下层和同一层，每层均有4个，共有12个.(3)若将4个X连接，构成1个正四面体，Y位于正四面体的中心，可联系CH4的键角，知该夹角为109°28′.2、(1)单质O有两种同素异形体，其中沸点高的是________(填分子式)，原因是________________________；O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和________.(2)Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为________.列式表示Al单质的密度____________g·cm－3(不必计算出结果).答案(1)O3O3相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体(2)12eq\f(4×27,6.02×1023×（0.405×10－7）3)解析(1)O元素形成O2和O3两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故O3的沸点高于O2.O元素形成的氢化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶体.Na元素形成的氢化物为NaH，属于离子晶体.(2)面心立方晶胞中粒子的配位数是12.一个铝晶胞中含有的铝原子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)，一个晶胞的质量为eq\f(4,6.02×1023)×27g，再利用密度与质量、晶胞参数a的关系即可求出密度，计算中要注意1nm＝10－7cm.3、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水，生成氢气和氧气.(1)ZnO是两性氧化物，能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH)4]2－.不考虑空间构型，[Zn(OH)4]2－的结构可用示意图表示为____________，某种ZnO晶体的晶胞如图1所示，O2－的配位数为________.(2)图2是氮化镓的晶胞模型.其中镓原子的杂化方式为________杂化，N、Ga原子之间存在配位键，该配位键中提供电子对的原子是____________.氮化镓为立方晶胞，晶胞边长为apm，若氮化镓的密度为ρg·cm－3，则氮化镓晶胞边长的表达式a＝________pm(设NA表示阿伏加德罗常数的值).答案(1)8(2)sp3Neq\r(3,\f(168,NA·ρ))×1010解析(1)锌提供空轨道，OH－中的O提供孤电子对，形成配位键，结构示意图是：或，离子晶体配位数，是周围最近的异性离子的个数，即O2－最近的Zn2＋有8个.(2)根据晶胞，镓有4个共价键，因此镓的杂化类型为sp3，形成配位键，金属提供空轨道，非金属提供孤电子对，因此提供电子对的原子是N；根据晶胞的结构，Ga的个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2，N原子的个数为1＋4×eq\f(1,4)＝2，晶胞的质量为eq\f(2×84,NA)g，设晶胞的边长为apm，晶胞的体积为(a×10－10)3cm3，根据密度的定义，即a＝eq\r(3,\f(168,NA·ρ))×1010pm.4、根据晶胞结构示意图，计算晶胞的边长或密度.(1)N和Cu元素形成的化合物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为________.该化合物的相对分子质量为M，NA为阿伏加德罗常数的值.若该晶胞的边长为apm，则该晶体的密度是________g·pm－3.(2)S与Cu形成化合物晶体的晶胞如图所示.已知该晶体的密度为ag·cm－3，则该晶胞的体积为________cm3(NA表示阿伏加德罗常数的值).答案(1)Cu3Neq\f(M,NAa3)(2)eq\f(384,aNA)解析(1)该晶胞中N原子个数＝8×eq\f(1,8)＝1，Cu原子个数＝12×eq\f(1,4)＝3，所以其化学式为Cu3N，晶胞的边长为apm，其体积为a3pm3，密度＝eq\f(\f(M,NA),V)＝eq\f(M,NAa3)g·pm－3.(2)该晶胞含Cu：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，S原子个数为4，因此化学式为CuS，晶胞体积V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(4×（64＋32）,NA×ρ)＝eq\f(384,aNA)cm3.5、O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566nm，F的化学式为__________；晶胞中O原子的配位数为________；列式计算晶体F的密度__________________________________(单位为g·cm－3).答案Na2O8eq\f(4×62g·mol－1,（0.566×10－7cm）3×6.02×1023mol－1)≈2.27g·cm－3解析由示意图可知：小黑球8个全部在晶胞内部，大灰球数有8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个.根据钠和氧的化合价，可知大灰球代表氧原子，小黑球代表钠原子.则该物质的化学式为Na2O，且一个晶胞中有4个Na2O.根据密度公式ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4×62g·mol－1,（0.566×10－7cm）3×6.02×1023mol－1)≈2.27g·cm－3.6.硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示，该晶胞中硒原子的配位数为________；若该晶胞密度为ρg·cm－3，硒化锌的摩尔质量为Mg·mol－1.NA代表阿伏加德罗常数，则晶胞参数a为________pm.答案4eq\r(3,\f(4M,NAρ))×1010解析根据硒化锌晶胞结构图可知，每个锌原子周围有4个硒原子，每个硒原子周围也有4个锌原子，所以硒原子的配位数为4，该晶胞中含有硒原子数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有锌原子数为4，根据ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4M,NA),V)，所以V＝eq\f(4M,ρNA)，则晶胞的参数a＝eq\r(3,\f(4M,NAρ))cm＝eq\r(3,\f(4M,NAρ))×1010pm.7、某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示.(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________________.(2)若合金的密度为dg·cm－3，晶胞参数a＝______________nm.答案(1)3∶1(2)eq\r(3,\f(251,6.02×1023×d))×107解析(1)晶胞中含Cu原子数为eq\f(1,2)×6＝3，含Ni原子数为eq\f(1,8)×8＝1，两者数量比为3∶1.(2)由题意可得：d＝eq\f(3×64＋59,（a×10－7）3×6.02×1023)，解得a＝eq\r(3,\f(251,6.02×1023×d))×107nm.8、砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等.回答下列问题：(1)GaF3的熔点高于1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃，______________________________________________.(2)GaAs的熔点为1238℃，密度为ρg·cm－3，其晶胞结构如图所示.该晶体的类型为____________，Ga与As以________键键合.Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________.答案(1)GaF3为离子晶体，GaCl3为分子晶体(2)原子晶体共价eq\f(4π×10－30NAρ（req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As)）,3（MGa＋MAs）)×100%解析(1)GaF3、GaCl3的熔点相差较大，是因为晶体类型不同，GaF3熔点高，为离子晶体，而GaCl3的熔点低，为分子晶体.(2)GaAs为原子晶体，Ga和As之间以共价键键合.该晶胞中原子个数：Ga为4个，As为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4个，晶胞中原子所占体积为eq\f(4,3)π(req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As))×4pm3；则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为eq\f(\f(4,3)π（req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As)）×4×10－30,\f(4（MGa＋MAs）,ρ×NA))×100%＝eq\f(4π×10－30NAρ（req\o\al(3,Ga)＋req\o\al(3,As)）,3（MGa＋MAs）)×100%.热点7给定条件的同分异构体的书写和判断1、(1)的同分异构体中：①能发生水解反应；②能发生银镜反应；③能与氯化铁溶液发生显色反应；④含氧官能团处在对位.满足上述条件的同分异构体共有________种(不考虑立体异构)，写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式____________________.(2)化合物有多种同分异构体，同时满足下列条件的有________种.①能发生水解反应和银镜反应；②能与FeCl3发生显色反应；③苯环上有四个取代基，且苯环上一卤代物只有一种.答案(1)3(2)6解析(1)的同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，还能发生水解反应和银镜反应，说明含有甲酸酯(HCOO—)结构，再根据含氧官能团处在对位，可写出、、三种结构，其中核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的是.(2)由条件知同分异构体中含有酚羟基、甲酸酯基，含有4个饱和碳原子；结合条件③可写出6种符合条件的同分异构体的结构简式：.2、(1)符合下列3个条件的的同分异构体有________种.①与FeCl3溶液显色；②苯环上只有两个取代基；③1mol该物质最多消耗3molNaOH，其中氢原子共有五种不同环境的是__________________(写结构简式).(2)同时满足下列条件：①与FeCl3溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基、含C=O的的同分异构体有________种(不包括立体异构)；其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质的结构简式为_______________.答案(1)6(2)21和解析(1)同分异构体符合下列条件：①与FeCl3溶液显色，说明含有酚羟基；②苯环上只有两个取代基；③1mol该物质最多消耗3molNaOH，说明另一个取代基为，该取代基为CH3CH2CH2COO—、(CH3)2CHCOO—，这两种取代基都与酚羟基有邻、间、对3种位置关系，所以符合条件的有6种，其中氢原子共有五种不同环境的是.(2)同分异构体同时满足下列条件：①与FeCl3溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基、含C=O，苯环上有邻、间、对3种：，侧链有异构体：—COOCH3、—OOCCH3、—CH2COOH、—CH2OOCH、—OCH2CHO、—COCH2OH、—CHOHCHO7种，故异构体有3×7＝21种；核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质，即4种化学环境的H，且含有酯基结构，符合条件的结构简式为和.3、(1)化合物有多种同分异构体，写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：____________________.①能发生银镜反应②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子(2)H是的同分异构体，具有以下结构特点：①能与溴水反应，且1molH恰好与3molBr2发生取代反应；②能使FeCl3溶液显色，不能发生银镜反应；③能发生水解反应，且1molH与足量NaOH反应最多可消耗3molNaOH；则H可能有________种结构，写出其中一种：__________________.答案(1)、(2)4、、(任选一种)解析(1)由能发生银镜反应，应含醛基，因苯环上有两种不同化学环境的氢，应有两个不同取代基，且互为对位.(2)由H的性质可知它含酚羟基，且—OH的两个邻位和对位上没有取代基.1molH与3molNaOH反应，故除酚羟基外，还有一个酚酯，但不能是甲酸酯，则H的可能结构有4种.4、具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E(结构简式为)的同分异构体，0.5molW与足量碳酸氢钠溶液反应生成44gCO2，W共有________种(不含立体异构)同分异构体，其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为______________________.答案12解析0.5molW能产生1molCO2，说明1molW中含有2mol—COOH，且为只有一种官能团的二取代芳香化合物，苯环上的二取代基可能是以下四种情况：①2个取代基均为—CH2COOH，②2个取代基分别是—COOH和—CH2CH2COOH，③分别是—COOH和，④分别是—CH3和，每种情况均存在邻、间、对三种情况，共有12种同分异构体.核磁共振氢谱为三组峰说明该有机物高度对称，为.5、G的结构简式为，G的同分异构体中，与G具有相同官能团且能发生银镜反应的共有________种.(不含立体异构)答案8解析符合要求的G的同分异构体应含有碳碳双键、氰基和甲酸某酯的结构，书写时可先写出对应的甲酸丙烯酯的结构简式，有3种：、，然后将—CN作为取代基，分析上述三种结构的一取代物，上述三种结构中烃基上的氢原子种数分别为3种、3种、2种，则满足条件的G的同分异构体共8种.6、同时满足下列条件的的所有同分异构体有________种(不考虑立体异构).①能使溴的四氯化碳溶液褪色；②1mol该同分异构体与足量饱和NaHCO3反应产生88g气体.答案18解析第一步：确定官能团和基团两个“—COOH”，一个“”.第二步：排布官能团和基团(1)含有“”的四个碳原子的碳架有下列三种情况C=C—C—C，C—C=C—C，.(2)运用“定一移一”的方法，将两个羧基分别在以上三种碳架上排布，图示如下(数字表示另一个“—COOH”可能的位置)共9种情况；共5种情况；共4种情况.第三步算总数：9＋5＋4＝18种.7、乙基香草醛()的同分异构体有很多种，满足下列条件的同分异构体有________种(不考虑立体异构).①能与NaHCO3溶液反应②遇FeCl3溶液显紫色，且能与浓溴水反应③苯环上有两个烃基④苯环上的含氧官能团处于对位其中有一种同分异构体的核磁共振氢谱中出现4组峰，吸收峰的面积之比为1∶1∶2∶6的同分异构体的结构简式为______________.答案3解析乙基香草醛除苯环外，还有3个C原子、3个O原子、7个H原子，条件①说明有羧基，条件②说明有酚羟基，且酚羟基在苯环的邻位或对位必须有氢原子，条件④说明羧基和酚羟基在对位，剩余两个甲基不能都在酚羟基的邻位，符合条件的同分异构体有：、三种，其中核磁共振氢谱中出现4组峰，吸收峰的面积之比为1∶1∶2∶6的同分异构体为.8、有机物有多种同分异构体，其中属于酯类且氯原子直接连接在苯环上的同分异构体有(不考虑立体异构)________种.答案19解析有多种同分异构体，如果苯环上有2个取代基，可以为：—Cl、—OOCCH3，—Cl、—CH2OOCH或—Cl、—COOCH3，2个取代基分别有邻、间、对三种位置关系，所以共有9种位置关系；如果苯环上有3个取代基，则为：