【化学—选修3：物质结构与性质】我国科学家借助自主研制的新型钨钴合金催化剂攻克了...

【化学—选修3：物质结构与性质】我国科学家借助自主研制的新型钨钴合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。

（1）基态钴原子的核外电子排布式为。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式为。

（2）纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均满足稳定结构，甲醛分子属分子（选填“极性”“非极性”），其立体构型为。

（3）橙红色晶体羰基钴[Co2(CO)8]的熔点为52℃，可溶于多数有机溶剂。该晶体属于晶体，三种元素电负性由大到小的顺序为（填元素符号）。配体CO中σ键与π键数之比是。

（4）元素铁、钴、镍并称铁系元素，性质具有相似性。某含镍化合物结构如上图所示，分子内的作用力不可能含有（填序号）。

A离子键 B共价键 C金属键 D配位键 E氢键

（5）钨为熔点最高的金属，硬度极大，其晶胞结构如图所示，已知钨的密度为ρ g·cm-3，则每个钨原子的半径r＝ cm。（只需列出计算式）

（1）[Ar]3d74s2（1分）；sp2（1分）；（2）极性（1分）；平面三角形（1分）；（3）分子（1分）；O>C>Co（2分）；1∶2（2分）；（4）AC（3分）；（5）×（3分）【解析】试题分析：（1）Co的原子序数是27，则其基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其碳原子的杂化方式与石墨中的相同，为sp2。（2）已知甲醛各原子均满足稳定结构，其立体构型为平面三角形，但由于价格不对称，所以甲醛分子属极性分子。（3）橙红色晶体羰基钴[Co2(CO)8]的熔点为52℃，可溶于多数有机溶剂，这说明该晶体属于分子晶体。非金属性越强，电负性越大，因此三种元素电负性由大到小的顺序为O>C>Co。CO的结构和氮气相类似，所以配体CO中σ键与π键数之比是1∶2。（4）根据结构示意图可知分子中存在共价键、配位键和氢键，但不能存在金属键和离子键，答案选AC。（5）根据钨晶胞结构图可知晶胞中含有1＋8×1/8＝2个原子。已知钨的密度为ρ g·cm-3，则晶胞的体积是，则晶胞的边长是，因此每个钨原子的半径r＝×cm。考点：考查物质结构与性质模块

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考点分析：

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工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2）制备铁红（Fe2O3）的生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ所得溶液中铁元素的化合价是。

（2）实验室中实现步骤Ⅱ中分离操作需要的仪器有、铁架台、玻璃棒、烧杯。

（3）步骤Ⅲ中发生的离子方程式，向反应后的溶液中加入试剂，当观察到说明步骤Ⅲ已经进行完全。

（4）步骤Ⅳ中不能选用试剂调节溶液的pH（填字母编号）。

a．FeO固体 b．氢氧化钠溶液 c．Fe2O3固体 d．氨水

（5）室温下FeCO3达到溶解平衡时溶液pH＝8.5，c(Fe2+)＝1.2×10-6 mol·L-1。则FeCO3固体产物中（选填“有”或“无”）Fe(OH)2。（已知：Ksp[Fe(OH)2]＝4.8×10-16）

（6）步骤Ⅵ中发生反应的化学反应方程式为。

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NO2是形成雾霾天气的原因之一。

（1）重型车辆常在排气管内喷淋尿素［CO(NH2)2］溶液，使NO2转化为无污染物质。采用“喷淋”的目的是，反应的活化能（选填“增大”“减小”“不变”），写出该反应的化学方程式：。【已知：CO(NH2)2中N呈－3价】

（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s) =CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－160.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式。

（3）恒温下将1.6 mol NH3和0.8 mol CO2放入容积为8 L的恒容密闭容器中，反应生成NH2CO2NH4（s），下列各项能说明反应达到平衡状态的是。

a．容器内气体压强保持不变 b．CO2与NH3的速率之比为1∶2

c．NH2CO2NH4(s)质量保持不变 d．容器内温度保持不变

该反应达到平衡时，测得CO2的物质的量浓度为0.05 mol·L-1。则平衡时CO2的转化率α＝；若其他条件不变，移去少量NH2CO2NH4，CO2的转化率（选填“增大”“减小”“不变”）。

（4）为减少NO2排放，可将NO2转化为NO后通入如右图所示装置，同时补充气体物质A使NO全部转化为NH4NO3，该装置中总化学反应方程式是。

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硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O）。已知：

①Na2S2O3·5H2O是无色晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

②向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。

③Na2S2O3在20 ℃和70 ℃时的溶解度分别为60.0 g和212 g

Ⅰ 【制备产品】

实验装置如下图所示（省略夹持装置）：

（1）仪器D的名称是；G中的试剂是。

（2）装置C的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择。

a．蒸馏水 b．饱和NaHSO3溶液 c．饱和NaHCO3溶液

Ⅱ 【纯度检验】

取所得产品5.0 g，配成250 mL溶液。

（3）填写下表中的空白

实验方案	现象	结论
①取少量溶液于小试管中，滴加足量BaCl2溶液	有白色沉淀生成	产品中一定含有杂质
②将①所得混合液过滤，向洗涤后的沉淀滴加过量稀盐酸，加热，并用湿润的品红试纸置于管口		产品中含Na2SO4
品红试纸不褪色