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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年冀教新版选修3化学上册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、下列各组原子中彼此化学性质一定相似的是()A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C.2p轨道上有一对成对电子的X原子和3p轨道上只有一对成对电子的Y原子D.最外层都只有一个电子的X、Y原子2、下列用最外层电子排布式所表示的各对原子中,能形成共价化合物的是()A.3s23p1和2s22p4B.3s2和2s22p5C.2s22p2和3s23p5D.3s2和3s23p63、可以正确描述碳原子结构的化学用语是A.碳-12原子:B.原子结构示意图:C.原子核外能量最高的电子云图像:D.原子的轨道表示式:4、以下微粒含配位键的是。
①N2H5+②CH4③OH-④NH4+⑤Fe(CO)3⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①④⑤⑥⑦⑧B.①②④⑦⑧C.①③④⑤⑥⑦D.全部5、关于原子轨道的说法正确的是()A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合形成C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道D.凡AB3型的共价化合物,其中中心原子A均采用sp3杂化轨道成键6、下列有关说法正确的是A.BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2熔融状态下不导电B.三聚氰胺()是共价化合物,分子中既含有极性键,也含非极性键,分子式为C3H6N3C.N和P元素均为非金属元素,不可能同时存在于离子化合物中D.将SO2和CO2的混合气体通入BaCl2溶液中,溶液变浑浊是因为生成了BaSO3和BaCO3白色沉淀7、有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是(假设金属的摩尔质量为Mg•mol-1,金属原子半径为rcm,用NA表示阿伏加德罗常数的值)
A.金属Mg采用②堆积方式B.①和③中原子的配位数分别为:8、12C.对于采用②堆积方式的金属,实验测得Wg该金属的体积为Vcm3,则阿伏加德罗常数NA的表达式为D.④中空间利用率的表达式为:×100%评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)8、多电子原子中,原子轨道能级高低次序不同,能量相近的原子轨道为相同的能级组。元素周期表中,能级组与周期对应。下列各选项中的不同原子轨道处于同一能级组的是A.ls、2sB.2p、3sC.3s、3pD.4s、3d9、已知X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,X是周期表中的原子半径最小的元素,Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,Z的核电荷数是Y的2倍,W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍。下列说法不正确的是A.原子半径:Z>W>RB.W、R对应的简单氢化物的稳定性前者大于后者C.W与X、W与Z形成的化合物的化学键类型完全相同D.电负性R>Y、X10、以为原料,采用电解法制备电源TMAH[化学式]是一种高效;绿色工艺技术。原理如图;M、N是离子交换膜。下列说法错误的是。
A.a是电源正极B.M为阴离子交换膜C.中N原子均为杂化D.通过1mol电子时,电解池中可产生16.8L(STP)气体11、工业上用合成气(CO和H2)制取乙醇的反应为2CO+4H2CH3CH2OH+H2O;以CO、O2、NH3为原料,可合成尿素[CO(NH2)2]。下列叙述错误的是A.H2O分子VSEPR模型为V形B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子的杂化形式为sp3C.在上述涉及的4种物质中,沸点从低到高的顺序为H2<H2O3CH2OHD.CO(NH2)2分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:112、干冰汽化时,下列所述内容发生变化的是()A.分子内共价键B.分子间作用力C.分子间的距离D.分子内共价键的键长13、铁镁合金是目前已发现的储氢密度较高的储氢材料之一;其晶胞结构如图所示(黑球代表Fe,白球代表Mg)。则下列说法不正确的是。
A.铁镁合金的化学式为Mg2FeB.晶体中存在的化学键类型为金属键、离子键C.晶胞中Fe与Mg的配位数均为4D.该晶胞的质量是g评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)14、核电站为防止发生核辐射事故;通常用含有铅的水泥做成屏蔽罩,内衬钢板,反应的压力容器用铁;铜等具有反辐射合金材料制成。
(1)水泥中通常含有碳、氧、硅、铝等元素,则这四种元素的基态原子中3p能级上存在电子的有______(填元素符号)
(2)写出二价铜离子的基态电子排布式:______
(3)铅的核电荷数为82,写出铅原子的价电子排布式:______15、根据构造原理写出下列原子或离子的核外电子排布式。
(1)Ti:_____________________________________________________;
(2)Cr:____________________________________________________;
(3)铜:___________________________________________________;
(4)Fe3+:_________________________________________________。16、Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料,可制备Cu₂O。
(1)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为__________;推测抗坏血酸在水中的溶解性:____________(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(2)一个Cu2O晶胞(见图2)中,Cu原子的数目为__________。17、(1)铁在元素周期表中的位置为_____,基态铁原子有个未成对电子_____,三价铁离子的电子排布式为_____。
(2)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号_____,该能层具有的原子轨道数为_____;铝元素的原子核外共有_____种不同运动状态的电子、_____种不同能级的电子。
(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_____形象化描述。在基态14C原子中,核外存在_____对自旋相反的电子。
(4)中国古代四大发明之一——黑火药,它的爆炸反应为:2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑,除S外,上述元素的电负性从大到小依次为_____,第一电离能从大到小依次为_____。
(5)有以下物质:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥CH4,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N),⑩Ar,既有σ键又有π键的是______;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是______;不存在化学键的是______。
(6)在BF3分子中,F—B—F的键角是______,硼原子的杂化轨道类型为______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体构型为______。18、试用VSEPR理论判断:_____________。物质孤对电子对数轨道杂化形式分子或离子的形状SO3PO43-NCl3CS219、CuCl和CuCl2都是重要的化工原料;常用作催化剂;颜料、防腐剂和消毒剂等。
已知:①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2,SnCl2等还原制得:
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
2CuCl2+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子:
请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为_________;H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_____________
(2)SO2分子的空间构型为_____________
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为_________乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_____________
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有______(填字母)。
A.配位键B.极性键C.离子键D.非极性键20、A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C;D为同周期元素;C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是______(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是_____(填分子式),原因是_______;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为______和______。
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物E,E的立体构型为______,中心原子的杂化轨道类型为______。
(4)化合物D2A的立体构型为___,中心原子的价层电子对数为______,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为_________。
(5)A和B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A原子的配位数为_________;列式计算晶体F的密度(g.cm-3)_____。
21、按要求回答下列问题。
(1)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_______(填序号,下同),违反能量最低原理的是_____,违反泡利不相容原理的是_____,违反洪特规则的是_______。
①Si:
②Al:
③Co3+最外层:
④Mg2+:1s22s22p6
⑤Sc:1s22s22p63s23p63d3
⑥Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
(2)物质:①甲烷②硫化氢③氢氧化镁④氨气⑤乙烯。条件符合条件物质的序号既含极性键又含非极性键______含有极性键的极性分子______上述分子中键角由大到小的顺序______
(3)甲图FeO晶胞中与Fe2+最近的Fe2+的个数为__________;乙图晶胞中A、B两种微粒个数比为______;丙图晶胞中A、B两种微粒个数比为_________。
甲.乙.丙.22、已知钼(Mo)的晶胞如图所示,钼原子半径为apm,相对原子质量为M,以NA表示阿伏加德罗常数的值。
(1)钼晶体的堆积方式为__。
(2)钼原子的配位数为__。
(3)构成钼晶体的粒子是__。
(4)金属钼的密度为__g·cm-3。评卷人得分四、工业流程题(共1题,共8分)23、饮用水中含有砷会导致砷中毒,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在;可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)砷在元素周期表中的位置为_______;AsH3的电子式为______;
(2)下列说法正确的是_________;
a.酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
b.原子半径:S>P>As
c.第一电离能:S
(3)沉淀X为__________(填化学式);
(4)“一级沉砷”中FeSO4的作用是________。
(5)“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为__________;
(6)关于地下水中砷的来源有多种假设,其中一种认为富含砷的黄铁矿(FeS2)被氧化为Fe(OH)3,同时生成导致砷脱离矿体进入地下水。FeS2被O2氧化的离子方程式为______________。评卷人得分五、计算题(共4题,共28分)24、(1)石墨晶体的层状结构,层内为平面正六边形结构(如图a),试回答下列问题:图中平均每个正六边形占有C原子数为____个、占有的碳碳键数为____个,碳原子数目与碳碳化学键数目之比为_______。
(2)2001年报道的硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。如图b所示的是该化合物的晶体结构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有1个镁原子,6个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为_______。25、用X射线研究某金属晶体,测得在边长为360pm的立方晶胞中含有4个金属原子,此时金属的密度为9.0g/cm3。试回答下列问题:
(1)此金属晶胞属于哪一种类型?_______
(2)求每个晶胞的质量。_______
(3)求此金属的相对原子质量。_______
(4)求此金属原子的原子半径(pm)。_______26、如图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30g·cm-3;钨的相对原子质量为183.9.假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
(1)每一个晶胞中分摊到__________个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a。_____________
(3)计算钨的原子半径r(提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。___________
(4)计算金属钨原子采取的体心立方密堆积的空间利用率。____________27、通常情况下;氯化钠;氯化铯、二氧化碳和二氧化硅的晶体结构分别如下图所示。
(1)在NaCl的晶胞中,与Na+最近且等距的Na+有_____个,在NaCl的晶胞中有Na+_____个,Cl-____个。
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过_________结合在一起。
(3)1mol二氧化硅中有______mol硅氧键。
(4)设二氧化碳的晶胞密度为ag/cm3,写出二氧化碳的晶胞参数的表达式为____nm(用含NA的代数式表示)评卷人得分六、原理综合题(共3题,共12分)28、Ⅰ.为了探究一种固体化合物甲(仅含3种元素)的组成和性质;设计并完成如下实验:(气体体积已经换算成标准状况下的体积)
请回答:
(1)写出化合物甲的化学式________。
(2)写出形成溶液C的化学方程式:_____________。
(3)写出气体A通入溶液D中,发生反应的离子反应方程式__________。
Ⅱ.近年来化学家又研究开发出了用H2和CH3COOH为原料合成乙醇(反应Ⅰ);同时会发生副反应Ⅱ。
反应Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1
反应Ⅱ.CH3COOH(g)+H2(g)CO(g)+CH4(g)+H2O(g)△H2>0
已知:乙醇选择性是转化的乙酸中生成乙醇的百分比。请回答:
(1)反应Ⅰ一定条件下能自发进行,则△H1___0。(填“>”或“<”)
(2)某实验中控制CH3COOH和H2初始投料比为1∶1.5,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:。温度(K)催化剂乙酸的转化率(%)乙醇选择性(%)573甲4050573乙3060673甲5535673乙4050
①有利于提高CH3COOH转化为CH3CH2OH平衡转化率的措施有______。
A使用催化剂甲B使用催化剂乙。
C降低反应温度D投料比不变;增加反应物的浓度。
E增大CH3COOH和H2的初始投料比。
②673K甲催化剂作用下反应Ⅰ已达平衡状态,测得乙酸的转化率为50%,乙醇的选择性40%,若此时容器体积为1.0L,CH3COOH初始加入量为2.0mol,则反应Ⅰ的平衡常数K=_____。
③表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CH3COOH转化成CH3CH2OH的选择性有显著的影响,其原因是_________________。
(3)在图中分别画出I在催化剂甲和催化剂乙两种情况下“反应过程-能量”示意图。_____
29、磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。请回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价电子轨道表示式(电子排布图)为____,O2-核外电子有___种运动状态。
(2)锂的紫红色焰色是一种_______光谱,LiFePO4中阴离子VSEPR模型名称为______,中心原子的杂化轨道类型为____。
(3)一般情况下,同种物质固态时密度比液态大,但普通冰的密度比水小,原因是____________;H2O2难溶于CS2,简要说明理由:____________________。
(4)Li2O是离子晶体,其晶体能可通过如图甲的Born-Haber循环计算得到。可知,Li2O晶格能为____kJ/mol。
(5)磷化钛熔点高;硬度大;其晶胞如图乙所示。
①磷化钛晶体中Ti原子周围最邻近的Ti数目为____;设晶体中Ti原子与最邻近的P原子之间的距离为r,则Ti原子与跟它次邻近的P原子之间的距离为_______。
②设磷化钛晶体中Ti、P原子半径分别为apm、bpm,它们在晶体中紧密接触,则该晶胞中原子的空间利用率为_____(用a、b表示)。30、铁氰化钾,化学式为K3[Fe(CN)6],主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
(1)基态K原子核外电子排布简写式为___________。K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是_________,各元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。
(2)(CN)2分子中存在碳碳键,则分子中σ键与π键数目之比为_______。KCN与盐酸作用可生成HCN,HCN的中心原子的杂化轨道类型为_________。
(3)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物熔点为253K,沸点为为376K,其固体属于_____晶体。
(4)右图是金属单质常见的两种堆积方式的晶胞模型。
①铁采纳的是a堆积方式.铁原子的配位数为_____,该晶体中原子总体积占晶体体积的比值为____(用含π的最简代数式表示)。
②常见的金属铝采纳的是b堆积方式,铝原子的半径为rpm,则其晶体密度为_____g·cm-3(用含有r、NA的最简代数式表示)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】
A.原子核外电子排布式为1s2是He,原子核外电子排布式为1s22s2是Be;二者性质不同,故A项错误;
B.原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素;原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca;Fe、Zn等元素,价电子数不同,性质不相同,故B项错误;
C.2p轨道上有一对成对电子的X为O元素;3p轨道上只有一对成对电子的Y为S元素,二者位于周期表同一主族,最外层电子数相同,性质相似,故C项正确;
D.最外层都只有一个电子的X;Y原子;可能为H与Cu原子等,性质不同,故D项错误;
综上,本题选C。2、C【分析】【详解】
A.最外层电子排布式为3s23p1是Al,2s22p4是O;二者形成氧化铝,为离子化合物,故A不选;
B.最外层电子排布式为3s2是Mg,2s22p5是N,二者形成化合物Mg3N2;为离子化合物,故B不选;
C.最外层电子排布式为2s22p2是C,3s23p5是Cl,二者形成化合物CCl4;为共价化合物,故C选;
D.最外层电子排布式为3s2是Mg,3s23p6是S;二者形成化合物为硫化镁,为离子化合物,故D不选;
故选C。3、C【分析】【详解】
A.碳﹣12原子的质子数为6、质量数为12,该原子正确表示为:故A错误;
B.核电荷数表示方法错误,碳原子正确的原子结构示意图为:故B错误;
C.原子核外能量最高的电子为2p轨道电子,P轨道电子云呈纺锤形,其电子云图象为:故C正确;
D.碳原子正确的轨道表示式为:故D错误;
答案选C。4、A【分析】【详解】
①N2H5+中有一个H+与一个N原子间形成配位键;
②CH4中4个H原子与C原子间形成共价单键;不存在配位键;
③OH-中O与H间形成共价键;不存在配位键;
④NH4+中有1个H+与N原子间形成配位键;
⑤Fe(CO)3中配位体CO与中心原子Fe之间形成配位键;
⑥Fe(SCN)3中配位体SCN-与Fe3+间形成配位键;
⑦H3O+中有1个H+与O原子间形成配位键;
⑧[Ag(NH3)2]OH中配位体NH3与Ag+间形成配位键。
综合以上分析,①④⑤⑥⑦⑧中都存在配位键。故选A。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型不一定都是正四面体,如NH3;属于三角锥形,A错误;
B.sp3杂化轨道指一个原子同一电子层内由一个ns轨道和三个np轨道发生杂化形成的轨道;不是不同原子的杂化,B错误;
C.sp3杂化轨道的定义就是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组新轨道;C正确;
D.比如BCl3属于sp2杂化;D错误;
答案选C。6、A【分析】【分析】
【详解】
A.氯化铝是共价化合物,晶体属于分子晶体,熔融状态下不导电,BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似,故BeCl2也为共价化合物;熔融状态下不导电,故A正确;
B.三聚氰胺分子中不存在由同种元素的原子形成的共价键,即不存在非极性键,分子中含有3个C、6个N,6个H,则分子式为C3N6H6;故B错误;
C.N和P元素均为非金属元素,可能同时存在于离子化合物中,如(NH4)3PO4;故C错误;
D.SO2和CO2与氯化钡溶液都不反应;因此溶液不会变浑浊,如果变浑浊,可能是空气中的氧气将亚硫酸氧化生成硫酸,产生硫酸钡沉淀,故D错误;
故选A。7、D【分析】【分析】
金属晶胞的堆积模型包括简单立方堆积;体心立方堆积、六方最密堆积、面心立方最密堆积;然后根据每种堆积模型进行分析即可;
【详解】
A;②为体心立方堆积;Mg、Zn、Ti为六方最密堆积,③为六方最密堆积,即金属Mg采用③的堆积方式,故A错误;
B;①为简单立方堆积;其配位数为6,③为六方最密堆积,其配位数为12,故B错误;
C、②为体心立方堆积,金属原子半径与正方体边长的关系根据晶胞的模型,晶胞中含有金属原子的个数为8×1/8+1=2,因此该晶胞的质量为=边长与金属半径的关系是边长=即晶胞的体积为cm3,即有推出阿伏加德罗常数为故C错误;
D、④为面心立方最密堆积,边长与金属原子半径的关系是即cm,晶胞的体积为cm3,金属原子位于顶点和面心,属于晶胞的原子有8×1/8+6×1/2=4,原子的体积为cm3,因此空间利用率的表达式为×100%;故D正确。
【点睛】
难点是空间利用率的计算和阿伏加德罗常数的计算,这类题的关键点,找出原子半径与边长的关系,即哪些原子是刚性接触。二、多选题(共6题,共12分)8、CD【分析】【详解】
A.ls在K能层上;2s在L能层上,二者原子轨道能量不相近,不处于同一能级组,故A不符合题意;
B.2p在L能层上;3s在M能层上,二者原子轨道能量不相近,不处于同一能级组,故B不符合题意;
C.3s和3p都在M能层上;二者原子轨道能量相近,处于同一能级组,故C符合题意;
D.3d在M能层上;4s在N能层上,但由于4s的能量低于3d,电子在填充轨道时,先填充4s轨道,在填充3d轨道,因此二者原子轨道能量相近,处于同一能级组,故D符合题意;
答案选CD。9、BC【分析】【分析】
已知X;Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素;X是周期表中原子半径最小的元素,所以X是H;Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,这说明Y是第ⅣA族元素;Z的核电荷数是Y的2倍,且是短周期元素,因此Y是C,Z是Mg;W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍,且原子序数大于Mg的,因此W是第三周期的S;R的原子序数最大,所以R是Cl元素,据此解答。
【详解】
根据以上分析可知X是H;Y是C,Z是Mg,W是S,R是Cl。
A.同周期自左向右原子半径逐渐减小;则原子半径:Z>W>R,故A正确;
B.W是S;R是Cl,非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性:Cl>S,则对应的简单氢化物的稳定性前者小于后者,故B错误;
C.X是H,Z是Mg,W是S,H2S含有的化学键是极性共价键;MgS含有的化学键是离子键,因此W与X;W与Z形成的化合物的化学键类型完全不相同,故C错误;
D.X是H;Y是C,R是Cl,非金属性越强,其电负性越强,三种元素中Cl的非金属性最强,则电负性R>Y;X,故D正确;
答案选BC。10、CD【分析】【详解】
A.(CH3)4N+移向右室,HCO3-移向左室;阴离子移向阳极,即a是电源正极,A正确;
B.HCO3-经过M移向左室;M为阴离子交换膜,B正确;
C.中,(CH3)4N+的C、N原子均为杂化,但是,HCO3-中的C原子为杂化;C错误;
D.通过1mol电子时,阴极室H+放电,2H++2e-=H2↑产生H2为0.5mol,阳极室OH-放电,4OH--4e-=2H2O+O2↑,产生O2为0.25mol,同时,溶液中剩下的H+与HCO3-反应还要产生二氧化碳;因此,产生的气体大于0.75mol,体积大于16.8L(STP)气体,D错误。
答案选CD。11、AC【分析】【详解】
A.水分子中价层电子对数为2+=4;所以VSEPR模型为正四面体结构,A错误;
B.CH3CH2OH分子中亚甲基(-CH2-)上的C原子形成了4个σ键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,所以C原子的杂化形式为sp3杂化;B正确;
C.四种物质都是由分子构成的分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,在室温下H2和CO是气体,H2O和CH3CH2OH是液体,气体的沸点小于液体物质的沸点,分子间作用力H222O和CH3CH2OH分子之间都存在分子间作用力,而且分子间还存在氢键,由于氢键:H2O>CH3CH2OH,所以物质的沸点CH3CH2OH2O,故四种物质的沸点从低到高的顺序为H23CH2OH2O;C错误;
D.CO(NH2)2分子中含有的σ键数目为7个;含有π键的数目是1个,所以分子中含有的σ键与π键的数目之比为7:1,D正确;
故答案选AC。12、BC【分析】【详解】
汽化是液态变气态的过程;是物理变化,二氧化碳分子没有改变,只是分子间的距离发生了变化,因此分子内的共价键没有任何变化;共价键的键长自然而然也不变,由于分子间距离增大,分子间的作用力被减弱,答案选BC。
【点睛】
A容易错,同学经常错误地以为,分子晶体熔化、汽化等变化时共价键断裂了。13、BC【分析】【分析】
【详解】
A.根据均摊法,该晶胞中Fe原子的数目为=4,Mg原子的个数为8,Fe、Mg原子个数之比=4:8=1:2,所以其化学式为Mg2Fe;故A正确;
B.金属晶体中存在金属键;该晶体属于合金,属于金属晶体,所以只含金属键,故B错误;
C.根据晶胞结构示意图可知,距离Mg原子最近且相等的Fe原子有4个,即Mg的配位数为4,而该晶体的化学式为Mg2Fe;所以Fe的配位数为8,故C错误;
D.晶胞中Fe原子个数为4,Mg原子个数为8,所以晶胞的质量为=g;故D正确;
故答案为BC。三、填空题(共9题,共18分)14、略
【分析】【详解】
(1)碳、氧、硅、铝四种元素分别位于第2、2、3、3周期,第3周期元素的原子的基态原子中3p能级上才有可能存在电子,铝的电子排布式为硅的电子排布式为故的3p能级上存在电子;
(2)铜的基态电子排布式为失去最外层4s上第一个电子和次外层3d上的一个电子后形成二价铜离子,其基态电子排布式为
(3)铅的核电荷数为82,位于周期表第6周期第ⅣA族,为p区元素,最外层有4个电子,故铅原子的价电子排布式为
【点睛】
铅的价电子排布式可以根据铅在周期表中的位置直接写出,因为铅是主族元素,最外层电子即为价电子,不必写出铅的电子排布式然后从中找出价电子排布式。【解析】15、略
【分析】【详解】
(1)Ti为22号元素,根据核外电子排布规律可知其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2;
(2)Cr为24号元素,根据洪特规则可知其电子排布式中3d为半充满结构:1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1;
(3)铜为29号元素,根据洪特规则可知其电子排布式中3d为全充满结构:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;
(4)Fe3+为26号元素Fe失去外围的三个电子,其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。【解析】①.1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2②.1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1③.1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1④.1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d516、略
【分析】【详解】
(1)根据抗坏血酸的分子结构,该结构中有两种碳原子,全形成单键的碳原子和双键的碳原子,全形成单键的碳原子为sp3杂化,双键的碳原子为sp2杂化;根据抗环血酸分子结构;分子中含有4个-OH,能与水形成分子间氢键,因此抗坏血酸易溶于水;
(2)晶胞的计算:白球位于顶点和内部,属于该晶胞的个数为8×1/8+1=2,黑球全部位于晶胞内部,属于该晶胞的个数为4,化学式为Cu2O,因此白球为O原子,黑球为Cu原子,即Cu原子的数目为4。【解析】①.sp3、sp2②.易溶于水③.417、略
【分析】【详解】
(1)铁为26号元素,位于元素周期表的第4周期Ⅷ族;基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,有4个未成对电子;铁原子失去4s两个电子和3d一个电子形成铁离子,所以铁离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;
(2)原子中;离原子核越远的电子层其能量越高,所以Si原子中M电子层能量最高;该原子中含有3个s轨道;6个p轨道,所以一共有9个轨道;铝元素原子的核外共有13个电子,其每一个电子的运动状态都不相同,故共有13种,有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级;
(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述;基态14C原子的核外电子排布为1s22s22p2;1s;2s为成对电子,自旋方向相反,2p能级为单电子,自旋方向相同,核外存在2对自旋相反的电子;
(4)同周期元素从左到右电负性增强,金属性越强的元素电负性越小,故O>N>C>K;同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,由于N的核外2p轨道排3个电子,半充满,较稳定,比相邻元素的第一电离能都高,所以第一电离能从大到小依次为N>O>C>K;
(5)含双键和三键的分子既有σ键又有π键;为④⑤⑨;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的物质只有氢气,即⑦;稀有气体不含化学键,即⑩;
(6)BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ键,中心原子上的孤电子对数=(3-3×1)=0,杂化轨道数目为3,BF3分子的中心原子B原子采取sp2杂化,中心原子上没有孤对电子,所以其空间构型就是平面三角形,键角是120°;BF4-中B原子的价层电子对=4+(3+1-1×4)=4;该离子中不含孤电子对,为正四面体结构。
【点睛】
电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和电子的自旋状态共同决定,没有运动状态完全相同的电子存在,所以核外有几个电子,就有几种运动状态不同的电子;非金属性越强,电负性越强,第一电离能同周期元素从左到右增强趋势,但是ⅡA族ⅤA族元素比相邻元素都高。【解析】①.第4周期Ⅷ族②.4③.1s22s22p63s23p63d5④.M⑤.9⑥.13⑦.5⑧.电子云⑨.2⑩.O>N>C>K⑪.N>O>C>K⑫.④⑤⑨⑬.⑦⑭.⑩⑮.120°⑯.sp2⑰.正四面体形18、略
【分析】【分析】
SO3价层电子对数为PO43-价层电子对数为NCl3价层电子对数为CS2价层电子对数为
【详解】
SO3价层电子对数为轨道杂化形式为sp2;VSEPR模型为平面三角形,由于孤对电子对数为0,分子构型为平面三角形;
PO43−价层电子对数为轨道杂化形式为sp3;VSEPR模型为四面体形,由于孤对电子对数为0,离子构型为正四面体形;
NCl3价层电子对数为轨道杂化形式为sp3;VSEPR模型为四面体形,由于孤对电子对数为1,分子构型为三角锥形;
CS2价层电子对数为轨道杂化形式为sp,VSEPR模型为直线形,由于孤对电子对数为0,分子构型为直线形;
故答案为:0、sp2、平面三角形;0、sp3、正四面体形;1、sp3、三角锥形;0、sp、直线形。【解析】。物质孤对电子对数轨道杂化形式分子或离子的形状SO30sp2平面三角形PO43−0sp3正四面体NCl31sp3三角锥形CS20sp直线形19、略
【分析】【分析】
(1)根据铜的原子序数为29;结合能量最低原理书写基态原子的电子排布式,根据电负性的变化规律比较电负性大小;
(2)根据判断SO2分子含有的σ键以及孤电子对数判断空间构型;
(3)根据价层电子对数判断乙二胺分子中氮原子的杂化类型;根据是否含有氢键分析二者熔沸点高低不同的原因;
(4)根据成键原子的特点判断化学键类型。
【详解】
(1)铜的原子序数为29,根据能量最低原理其态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;在元素周期表中同一周期从左到右元素的电负性逐渐增强,同一主族从上到下元素的电负性逐渐减弱,可知电负性强弱顺序为O>N>H;
(2)SO2分子中含有2个σ键,孤电子对数==1;所以分子为V形;
(3)乙二胺分子中氮原子形成4个σ键,价层电子对数为4,氮原子为sp3杂化;乙二胺分子间可以形成氢键,物质的熔沸点较高,而三甲胺分子间不能形成氢键,熔沸点较低;
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键中N与Cu之间为配位键,C-C键为非极性键,C-N、N-H、C-H键为极性键,不含离子键,故答案为:ABD;【解析】①.1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1②.O>N>H③.V形④.sp3杂化⑤.乙二胺分子间能形成氢键而三甲胺分子之间不能形成氢键⑥.ABD20、略
【分析】【分析】
C核外电子总数是最外层电子数的3倍,应为P元素,C、D为同周期元素,则应为第三周期元素,D元素最外层有一个未成对电子,应为Cl元素,A2-和B+具有相同的电子构型;结合原子序数关系可知A为O元素,B为Na元素。
【详解】
(1)四种元素分别为O、Na、O、Cl,电负性最大的为O元素,C为P元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p3;
(2)A为O元素,有O2、O3两种同素异形体,二者对应的晶体都为分子晶体,因O3相对原子质量较大;则范德华力较大,沸点较高,A的氢化物为水,为分子晶体,B的氢化物为NaH,为离子晶体;
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物为PCl3,P形成3个δ键,孤电子对数为(5-3×1)/2=1,则为sp3杂化;立体构型为为三角锥形;
(4)化合物D2A为Cl2O,O为中心原子,形成2个δ键,孤电子对数为(6-2×1)/2=2,则中心原子的价层电子对数为4,立体构型为V形,氯气与湿润的Na2CO3反应可制备Cl2O,反应的方程式为2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl;
(5)A和B能够形成化合物F为离子化合物,阴离子位于晶胞的顶点和面心,阳离子位于晶胞的体心,则Na的个数为8,O的个数为8×1/8+6×1/2=4,N(Na):N(O)=2:1,则形成的化合物为Na2O,晶胞中O位于顶点,Na位于体心,每个晶胞中有1个Na与O的距离最近,每个定点为8个晶胞共有,则晶胞中O原子的配位数为8,晶胞的质量为(4×62g/mol)÷6.02×1023/mol,晶胞的体积为(0.566×10-7)cm3,则晶体F的密度为=2.27g•cm-3。【解析】O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)O3O3相对分子质量较大,范德华力大分子晶体离子晶体三角锥形sp3V形42Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl
(或2Cl2+2Na2CO3=Cl2O+CO2+2NaCl)Na2O8=2.27g•cm-321、略
【分析】【分析】
核外电子排布需满足3个原理或规则;即:
能量最低原理:原子核外电子先占有能量较低的轨道;然后依次进入能量较高的轨道;
泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;
洪特规则:在等价轨道(相同电子层;电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道;且自旋方向相同,据此回答。
【详解】
(1)①Si的3p轨道的两个电子应为图上违反了洪特规则,①错误;
②Al的2p轨道成对的电子应当自旋相反;图上违反了泡利不相容原理,②错误;
③Co为27号元素,Co3+有24个电子,价电子排布图应为图上违反了洪特规则,③错误;
④Mg2+有12-2=10个电子,其核外电子排布式为:1s22s22p6;④正确;
⑤Sc为21号元素,基态Sc原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d14s2;题上违反了能量最低原理,⑤错误;
⑥Cr为24号元素,基态Cr原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1;⑥正确;
综上所述;④⑥正确。
故答案为:④⑥;⑤;②;①③;
(2)活泼金属与非金属原子之间易形成离子键;非金属原子之间易形成共价键,同种原子之间形成的共价键称为非极性键,不同种原子之间形成共价键称为极性键。
①甲烷:C和H之间以极性键结合成正四面体;键角109°28’,正负电荷重心重合,为非极性分子;
②硫化氢中S和H之间以极性键结合;硫化氢是V形分子,键角92°,正负电荷重心不重合,为极性分子;
③氢氧化镁中Mg2+和OH-之间以离子键结合;是离子化合物,H和O之间以极性键结合;
④氨气中N和H之间以极性键结合;为三角锥形分子,键角107°18’,正负电荷重心不重合,为极性分子;
⑤乙烯(CH2=CH2)中;C和C以非极性键结合成碳碳双键,C和H之间以极性键结合,乙烯是平面型分子,键角120°,正负电荷重心重合,为非极性分子;
故答案为:⑤;②④;⑤①④②;
(3)甲:以上面面心的Fe2+为例,该Fe2+到水平面的四个Fe2+,下方的4个侧面面心的Fe2+,还有上方的4个侧面面心的Fe2+的距离都相当;为最小距离;
乙图:根据均摊法,A粒子个数=6=0.5,B粒子个数==2;A;B粒子个数比=0.5:2=1:4;
丙图:A粒子个数==1,B粒子个数=12=3;A;B粒子个数比=1:3。
故答案为:12;1:4;1:3。
【点睛】
采用均摊法计算粒子个数时,正三棱柱顶点的粒子有12个晶胞共用,上、下棱上的粒子有4个晶胞共用,侧棱上的粒子有6个晶胞共用。【解析】④⑥⑤②①③⑤②④⑤①④②121:41:322、略
【分析】【详解】
(1)由晶胞结构可知;钼晶体的堆积方式为面心立方最密堆积,答案为:面心立方最密堆积;
(2)由晶胞结构可知;一个钼原子的周围有12个钼原子,则钼原子的配位数为12,答案为:12;
(3)金属晶体的成键粒子为金属离子和自由电子;故构成钼晶体的粒子是金属离子和自由电子,答案为:金属离子;自由电子;
(4)由晶胞结构可知,8个钼原子位于顶点,6个钼原子位于面上,利用均摊法,每个晶胞中钼原子的个数为则1mol晶胞质量为:钼原子间紧密接触,则可知晶胞中正方形的对角线为4apm,则正方形的边长为即晶胞的边长为故根据答案为:
【点睛】
金属晶体中体心立方堆积、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a,原子半径为r):
(1)面对角线长=
(2)体对角线长=
(3)体心立方堆积
(4)面心立方堆积【解析】①.面心立方最密堆积②.12③.金属离子、自由电子④.四、工业流程题(共1题,共8分)23、略
【分析】【分析】
废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,加入硫化钠生成As2S3沉淀,为防止As2S3与硫离子反应再次溶解,所以再加入硫酸亚铁除去过量的硫离子,过滤得到As2S3和FeS,滤液中加入过氧化氢将亚砷酸氧化成砷酸,亚铁离子氧化成铁离子,再加入CaO沉淀砷酸根、铁离子、硫酸根,得到Ca2(AsO4)2、FeAsO4、Fe(OH)3、CaSO4沉淀和低浓度含砷废水。
【详解】
(1)As元素为33号元素,与N元素同主族,位于第四周期第VA族;AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个As-H键,电子式为:
(2)a.同周期主族元素自左而右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物酸性增强,同主族自上而下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物酸性减弱,酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4;故a正确;
b.同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径依次增大,原子半径:As>P>S,故b错误;
c.同主族元素自上而下第一电离能减小,P和S同周期,但是P原子3p能级为半满状态,更稳定,第一电离能更大,所以第一电离能P>S>As;故c错误;
综上所述选a;
(3)根据分析可知沉淀为微溶物CaSO4;
(4)As2S3与过量的S2-存在反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq),所以需要加入FeSO4除去过量的硫离子;使平衡逆向移动,一级沉砷更完全;
(5)含砷物质物质为H3AsO3,加入过氧化氢可以将其氧化成H3AsO4,根据电子守恒和元素守恒可得化学方程式为H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
(6)根据题意可知FeS2被O2氧化生成Fe(OH)3、根据元素守恒可知反应物应该还有H2O,FeS2整体化合价升高15价,一个O2降低4价,所以二者的系数比为4:15,再根据元素守恒可得离子方程式为4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+。
【点睛】
同一周期元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折,当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能大于相邻元素。【解析】第四周期第VA族aCaSO4沉淀过量的S2-,使As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2(aq)平衡逆向移动,使一级沉砷更完全H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O4FeS2+15O2+14H2O=4Fe(OH)3+8+16H+五、计算题(共4题,共28分)24、略
【分析】【分析】
(1)石墨晶体的层状结构;层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用;
(2)根据均摊法计算晶胞中Mg原子和B原子的个数;进而确定化学式。
【详解】
(1)图中层内每个碳原子由3个正六边形共用,每个碳碳键由2个正六边形共用,则平均每个正六边形占有C原子数为6=2个、占有的碳碳键数为6=2个;碳原子数目与碳碳化学键数目之比为2:3;
(2)根据晶体结构单元可知,在六棱柱顶点上的镁原子被6个六棱柱共用,在上下底面上的镁原子被两个六棱柱共用,根据均摊法可知晶胞中Mg原子的个数为2×+2×6×=3,B原子的个数为6,所以Mg原子和B原子的个数比为3:6=1:2,所以化学式为MgB2。【解析】232:3MgB225、略
【分析】【分析】
(1)根据金属晶体的堆积方式进行分析;
(2)根据晶胞的边长可计算晶胞的体积;再根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量;
(3)根据摩尔质量M=NA乘以一个原子的质量可计算金属的摩尔质量;再根据相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量可得金属的相对原子质量;
(4)根据在面心立方晶胞中,原子的半径r与晶胞的边长的关系,晶胞的边长=可计算金属原子的原子半径。
【详解】
(1)根据题意;该立方晶胞中含有4个金属原子可知,该金属晶胞属于面心立方晶胞;
故答案为面心立方晶胞;
(2)根据晶胞的边长为360pm,可得晶胞的体积为(3.6×10-8)3cm3,根据质量=密度×体积,可得晶胞的质量m=9.0g/cm3×(3.6×10-8)cm3≈4.2×10-22g;
故答案为4.2×10-22g;
(3)金属的摩尔质量=NA乘以一个原子的质量=6.02×1023×(4.2×10-22÷4)=63.21(g/mol);相对原子质量在数值上等于该元素的摩尔质量;
故答案为63.21;
(4)在面心立方晶胞中,设原子的半径为r,则晶胞的边长=因此,金属原子的原子半径为=×360pm≈127.26pm;
故答案为127.26pm;
【点睛】
第(2)问在计算晶胞质量时单位的换算时学生们的易错点,首先单位要统一,要将pm换算为cm,其次1pm=10-10cm,则360pm=3.6×10-8cm,另外经常用到的还有纳米与厘米的换算,1nm=10-7cm。【解析】面心立方晶胞4.2×10-22g63.21127.26pm26、略
【分析】【详解】
(1)晶胞中每个顶点的钨原子为8个晶胞所共有,体心钨原子完全为该晶胞所有,故晶胞中钨原子个数为故答案为:2;
(2)已知金属钨的密度为ρ,钨的相对原子质量是M,每个晶胞中含有2个钨原子,则每个晶胞的质量为又因为每个晶胞的体积为a3,所以晶胞的密度解得故答案为:0.3163nm;
(3)晶胞体对角线的长度为钨原子半径的4倍,则计算得出钨原子半径为故答案为:0.137nm;
(4)每个晶胞中含2个钨原子,钨原子为球状,根据则体心立方结构的空间利用率为故答案为:68%。【解析】20.3163nm0.137nm68%27、略
【分析】【分析】
(1)氯化钠晶体中氯离子位于定点和面心;钠离子位于边和体心;
(2)阴;阳离子之间的静电作用为离子键;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度
【详解】
(1)晶胞中位于体心的钠离子和位于边上Na+的短离最近,则最近且等距的Na+共有12个Na+;晶胞中Na+的个数为1+12=4,Na+的个数为8+6=4;
(2)在CsCl的晶胞中,Cs+与Cl-通过离子键结合在一起;
(3)二氧化硅是原子晶体;每个硅原子与4个氧原子形成硅氧键,则1mol二氧化硅中有4mol硅氧键;
(4)晶胞中CO2分子数目为8+6=4,晶胞的质量为g,晶胞的体积为(anm)3=(a×10-7cm)3,晶胞的密度则a=nm=nm。
【点睛】
均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是:①顶点:每个顶点的原子被8个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;②棱:每条棱的原子被4个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;③面上:每个面的原子被2个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占份额;④内部:内部原子不与其他晶胞分享,完全属于该晶胞。【解析】1244离子键4六、原理综合题(共3题,共12分)28、略
【分析】【分析】
Ⅰ.固体甲在空气中灼烧生成的气体A能使品红褪色,加热后恢复红色,说明气体A为SO2,且物质的量为=0.04mol;固体乙用NaOH溶解后并过滤,固体丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液变红色,说明固体丙为Fe2O3,其物质的量为=0.005mol;固体乙有部分固体能溶解于NaOH,质量为1.82g-0.8g=1.02g,若为Al2O3,则其物质的量为=0.01mol,此时固体甲中含有的三种元素的总质量为0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,则固体乙为Fe2O3和Al2O3的混合物;
Ⅱ.(1)△H-T△S<0的反应可自发进行;
(2)①结合平衡的移动因素分析;一般当平衡正向进行时,可提高反应物的转化率;
②673K时,在甲催化剂作用下反应Ⅰ已达平衡状态,此时容器体积为1.0L,若CH3COOH初始加入量为2.0mol,结合三行计算列式得到平衡浓度,反应Ⅰ的平衡常数K=
③不同的催化剂催化效率不同;
(3)加入催化剂;可降低反应的活化能,催化能力越强,活化能越低,但反应热不变。
【详解】
Ⅰ.固体甲在空气中灼烧生成的气体A能使品红褪色,加热后恢复红色,说明气体A为SO2,且物质的量为=0.04mol;固体乙用NaOH溶解后并过滤,固体丙用稀硫酸溶解后的溶液中滴加KSCN溶液变红色,说明固体丙为Fe2O3,其物质的量为=0.005mol;固体乙有部分固体能溶解于NaOH,质量为1.82g-0.8g=1.02g,若为Al2O3,则其物质的量为=0.01mol,此时固体甲中含有的三种元素的总质量为0.04mol×32g/mol+0.005mol×2×56g/mol+0.01mol×2×27g/mol=2.38g,则固体乙为Fe2O3和Al2O3的混合物;
(1)由分析知化合物甲的组成元素是Fe、Al和S,三者的物质的量之比为0.01mol:0.02mol:0.04mol=1:2:4,则化合物甲的化学式为FeAl2S4;
(2)氧化铝溶于NaOH溶液生成偏铝酸钠,发生反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(3)气体A为SO2气体,溶液D含有Fe3+,通入SO2后发生氧化还原反应,所得溶液中生成Fe2+和SO42-,发生反应的离子反应方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4H+;
Ⅱ.(1)Ⅰ.CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1,反应△S<0,满足△H-T△S<0,则△H1<0;
(2)①已知CH3COOH(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H1<0;
A.使用催化剂甲不影响平衡的移动,无法提高CH3COOH转化为CH3CH2OH平衡转化率;故A错误;
B.使用催化剂乙不影响平衡的移动,无法提高CH3COOH转化为CH3CH2OH平衡转化率;故B错误;
C.降低反应温度平衡正向移动,可提高CH3COOH转化为CH3CH2OH平衡转化率;故C正确;
D.投料比不变,增加反应物的浓度,相当于增大压强,平衡向正反应移动,可提高CH3COOH转化为CH3CH2OH平衡转化率;故D正确;
E.增大CH3COOH和H2的初始投料比,即相当于增大CH3COOH的浓度,平衡向正反应方向移动,可提高H2的转化率,但CH3COOH转化为CH3CH2OH平衡转化率降低;故E错误;
故答案为CD;
②控制CH3COOH和H2初始投料比为1:1.5,673K时,在甲催化剂作用下反应Ⅰ已达平衡状态,乙酸转化率50%,此时容器体积为1.0L,若CH3COOH初始加入量为2.0mol;乙醇的选择性为0%,则反应Ⅰ中:
CH3COOH(g)+2H2(g)═CH3CH2OH(g)+H2O(g)
起始量(mol/L)2300
变化量(mol/L)2×50%=121×0.41×0.4
平衡量(mol/L)110.40.4
反应Ⅰ的平衡常数K==0.16;
③表中实验数据表明,此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对CH3COOH转化成CH3CH2OH的选择性有显著的影响;
(3)从表中数据分析,在催化剂乙的作用下,乙醇的选择性更大,说明催化剂乙对反应Ⅰ催化效果更好,催化剂能降低反应的活化能,说明使用催化剂乙的反应过程中活化能更低,故图为
【点睛】
复杂化学式的确定的解题特点:常给出一种成分较为复杂的化合物及其发生某些化学反应时产生的现象,通过分析、推理、计算,确定其化学式。此类题目往往将计算、推断融为一体,计算类型灵活多变,具有较高的综合性,在能力层次上要求较高。其解题的一般方法和思路:一是依据题目所给化学事实,分析判断化合物的成分;二是以物质的量为中心,通过计算确定各成分的物质的量之比。【解析】①.FeAl2S4(或Al2FeS4或FeS•Al2S3或Al2S3•FeS)②.Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O③.2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42—+4H+④.<⑤.CD⑥.0.16或5/32⑦.表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对乙醇选择性有影响。⑧.29、略
【分析】【分析】
(1)Fe的电子排布式是[Ar]3d64s2,O2-核外电子总数为10;其原子核外有10种运动状态不同的电子;
(2)PO43-中P原子价层电子对个数=且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型及P原子的杂化形式;
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