【題目】I.碳元素廣泛存在于自然界中,對人類生命和生活具有重要意義。含碳化合物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設中有廣泛的應用。
(1)寫出基態(tài)碳原子的電子排布式________________, CO2是_______分子(填“極性”或“非極性”),中心碳原子采取的雜化類型是_____________。
(2)碳和硅是同主族元素,下列能說明二者非金屬性相對強弱的是_________(填編號)。
a.CH4的穩(wěn)定性比SiH4強 b.SiH4的沸點比CH4高
c.碳酸的酸性大于硅酸 d.SiO2+Na2CO3 =Na2SiO3+CO2↑
II.氮化硅(Si3N4)是一種重要的陶瓷材料,可用石英與焦炭在800℃氮氣氣氛下合成:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=__________________。已知平衡常數(shù):K(800℃)>K(850℃),則正反應是__________反應(填“放熱”或“吸熱”)
(2)任寫兩種能提高二氧化硅轉(zhuǎn)化率的措施______________、______________。
(3)Mg在空氣中燃燒可微量生產(chǎn)氮化鎂(Mg3N2)。Mg3N2溶于足量的稀硫酸可得到兩種正鹽,寫出該反應的化學方程式__________________________________________________。
(4)磷化銦是一種半導體材料,其晶胞如下圖所示。寫出磷化銦的化學式______________;In的配位數(shù)(與之距離最近的原子數(shù)目)為_______________。
【答案】1s22s22p2或[He] 2s22p2 非極性 sp ae 放熱 降溫 減壓或增大氮氣濃度 Mg3N2+4H2SO4=3MgSO4+ InP 4
【解析】
I.(1)碳原子為6號元素,核外6個電子,依據(jù)核外電子排布規(guī)律,其電子排布式為:1s22s22p2或[He]2s22p2;二氧化碳為直線型分子,正負電荷重心能夠重合,為非極性分子;二氧化碳中C原子的價層電子對數(shù)=2+(4-2×2)÷2=2,為sp雜化;
(2)a.CH4的穩(wěn)定性比SiH4強,可知C的非金屬性比Si強,故a選;
b.硅烷與甲烷都是分子晶體,分子晶體沸點與分子間作用力強弱有關,與C和Si非金屬性強弱無關,故b不選;
c.碳酸、硅酸分別是C和Si的最高價含氧酸,碳酸的酸性大于硅酸,可以判斷非金屬性C強于Si,故c選;
d.SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,該反應為高溫下的反應,高溫下二氧化碳揮發(fā),促進反應正向進行,所以不能用于判斷C和Si的非金屬性的強弱,故d不選;
故答案為:ac。
II.(1)化學平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪乘積的比值,根據(jù)方程式可知該反應的平衡常數(shù)表達式為K=;已知平衡常數(shù):K(800℃)>K(850℃),則升高溫度,平衡常數(shù)減小,平衡逆向移動,正反應為放熱反應;
(2)提高二氧化硅轉(zhuǎn)化率,即使平衡正向移動,可采取的措施有,降低溫度,減小壓強,增大N2濃度等,
(3)Mg在空氣中燃燒可微量生產(chǎn)氮化鎂(Mg3N2)。Mg3N2溶于足量的稀硫酸可得到兩種正鹽,根據(jù)原子守恒可知應該是硫酸銨和硫酸鎂,反應的化學方程式為:Mg3N2+4H2SO4=(NH4)2SO4+3MgSO4;
(4)根據(jù)晶胞圖可知磷化銦晶胞中:In原子數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4,P原子數(shù)目為4,所以磷化銦的化學式為InP,In的配位數(shù)為4。
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【題目】Ⅰ.已知X元素和碳元素同主族,位于周期表中的第1個長周期,是最早使用的半導體材料。短周期元素Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少3,它們形成的化合物的分子式是XY4。
(1)元素Y原子核外電子有___________種不同運動狀態(tài)。
(2)X元素原子的價電子的軌道表示式為______________________________.
(3)若X、Y兩元素電負性分別為2.1和3.0,則XY4中X與Y之間的化學鍵為________(填“共價鍵”或“離子鍵”)。
(4)該化合物分子為________(填“極性”或“非極性”)分子。
Ⅱ. 已知X、Y為第3周期的兩種元素,其原子的部分電離能(kJ·mol-1)如下表所示:
I1 | I2 | I3 | I4 | |
X | 496 | 4562 | 6912 | 9540 |
Y | 577 | 1817 | 2754 | 11578 |
(5)Y單質(zhì)與X的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式為:_________。
(6)X晶體采用的堆積方式與金屬鉀相同,X晶體采用下列________(填字母)堆積方式。
(7)NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構相似,其中三種晶體的晶格能數(shù)據(jù)如下表:
晶體 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ·mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
四種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是____________________。
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【題目】已知A、B、C、D、E、F是含有同一種元素的化合物,其中F是能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體,A和 B是汽車尾氣的主要成分,它們之間能發(fā)生如下反應:
①;
②白煙;
③
(1)寫出它們的化學式:A______,C______,D______,F______.
(2)寫出反應的化學方程式,并按要求填空:_______________________________,這個反應______填“屬于”或“不屬于”氧化還原反應;
(3)工業(yè)生產(chǎn)C的過程中有一步反應為F經(jīng)催化氧化生成B和,寫出該步反應的化學方程式:________________________________.
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【題目】目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇(CH3OH)。反應的化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),該反應的能量變化如圖所示:
(1)該反應是__反應(填“吸熱”或“放熱”),判斷的理由是___。
(2)某溫度時,在體積為2L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,測得CO2的物質(zhì)的量隨時間變化如下表所示:
時間/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.85 | 0.7 | 0.25 | 0.25 |
從反應開始到5min末,用CO2表示的該反應的平均速率為__;反應達平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率為__;要提高此反應的速率,可以采取___措施(填寫2條)。
(3)若維持(2)的條件不變,能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是__(填序號)。
A.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
B.CO2、H2、CH3OH、H2O濃度相等的狀態(tài)
C.CO2、H2、CH3OH、H2O總物質(zhì)的量保持不變的狀態(tài)
D.CO2的轉(zhuǎn)化率保持不變的狀態(tài)
(4)依據(jù)原電池原理,將甲醇設計成燃料電池如圖:
則a為__極(填“正”或“負”);H+從__極區(qū)向__極區(qū)遷移(用圖中字母填);b極上O2發(fā)生反應電極反應式為:__。
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【題目】(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩極各滴入幾滴酚酞試液,則:
①電解池中X極上的電極反應式是:_________,在X極附近觀察到的現(xiàn)象____________
②Y電極上的電極反應式是:__________________,總反應化學方程式是:_____。
(2) 如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,X電極的材料是____。CuSO4溶液的濃度 ____(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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【題目】設NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是()
A.1 mol硫單質(zhì)在過量氧氣中完全燃燒產(chǎn)生NA個SO3分子
B.5.4 g鋁單質(zhì)與足量NaOH溶液反應,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.6NA
C.標準狀況下,36 g H2O中含有氧原子數(shù)為1 mol
D.標準狀況下,22.4 L SO3中含有氧原子數(shù)為3NA
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【題目】紅簾石礦的主要成分為Fe3O4、Al2O3、MnCO3、Mg0少量MnO2等。工業(yè)上將紅簾石處理后運用陰離子膜電解法的新技術提取金屬鈺并制得綠色高效的水處理劑(K2FeO4)。工業(yè)流程如下:
(1)在稀硫酸浸取礦石的過程中,MnO2可將Fe2+氧化為Fe3+,寫出該反應的離子方程式:________。
(2)浸出液中的陽離子除H+、Fe2+、Fe3+外還有_______(填離子符號)。
(3)已知:不同金屬離子生成生成氫氧化物沉淀所需的pH如下表:
離子 | Fe3+ | A13+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
開始沉淀的pH | 2.7 | 3.7 | 7.0 | 7.8 | 9.6 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 4.7 | 9.6 | 9.8 | 11.1 |
步驟②中調(diào)節(jié)溶液的pH等于6,調(diào)節(jié)pH的試劑最好選用下列哪種試劑:_______(填選項字母,下同)濾渣B除掉雜質(zhì)后可進一步制取K2FeO4,除掉濾渣B中雜質(zhì)最好選用下列哪種試劑:_____。
a.稀鹽酸 b.KOH c.氨水 d.MnCO3 e.CaCO3
(4)濾渣B經(jīng)反應④生成高效水處理劑的離子方程式_______________。
(5)電解裝置如圖所示,箭頭表示溶液中陰離子移動的方向;則與A電極連接的是直流電源的_____極。陽極電解液是稀硫酸,若陰極上只有錳單質(zhì)析出,當生成11g錳時,另一個電極上產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為________。
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【題目】花椒毒素(H)有抗實驗性心律失常、鎮(zhèn)痛、抗炎等作用。由芳香族化合物A為原料合成H的一種合成路線如下:
已知:+ClCH2CH2Cl+HCl
回答下列問題:
(1)A的化學名稱是 _____(用系統(tǒng)命名法)。
(2)G中所含官能團的名稱是 ____。
(3)碳原子上連有4個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳。E中___。ㄌ“有”或“沒有”)手性碳。
(4)反應⑥的反應類型是 ____ 。
(5)D的結(jié)構簡式為 _____。
(6)F與足量NaOH溶液反應的化學方程式為 ____。
(7)芳香族化合物W是D的同分異構體,能發(fā)生銀鏡反應和水解反應,遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;W的核磁共振氫譜有5組峰,且面積比為1∶2∶2∶2∶1。符合上述要求的W有____種。
(8)有機物M()是一種重要的化工原料。設計由鄰苯二酚和氯乙酰氯(ClCH2COCl)為起始原料制備有機物M的合成路線____。(無機試劑及有機溶劑任用)
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【題目】過氧化鈣是一種新型的多功能無機化工產(chǎn)品,常溫下是無色或淡黃色粉末,易溶于酸,難溶于水、乙醇等溶劑。某實驗小組在低溫和通入氨氣的堿性條件下,利用鈣鹽與過氧化氫反應制取CaO2·8H2O沉淀(該反應是一個放熱反應)。
(1)儀器X的名稱是___,檢查整個裝置氣密性的方法為:____
(2)儀器B的作用是_______,CaO2的電子式為______
(3)寫出A中發(fā)生反應的化學方程式:______。
(4)制取CaO2·8H2O時,冰水浴維持反應在0~5℃的低溫下進行,原因是____。生成CaO2·8H2O的化學方程為____。
(5)2.76 gCaO2·8H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線,140℃時完全脫水,雜質(zhì)受熱不分解)如圖所示。
①試確定60℃時CaO2·xH2O中x=______。
②該樣品中CaO2的質(zhì)量分數(shù)為______(保留4位有效數(shù)字)。
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