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农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。 (1)氮原子最外电子层上有___...

农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。

1)氮原子最外电子层上有________种能量不同的电子,其原子核外存在________对自旋相反的电子。

2)一定温度、压强下,氮气和氢气反应生成1mol氨气的过程中能量变化示意图如右,请写出该反应的热化学反应方程式:_____________。(Q的数值用含字母ab的代数式表示)

下图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气H2N2的投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

3)工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因是____________________

根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数为__________

4)硫化铵晶体与晶体硅相比较,____________的熔点较高,原因是___________

5)写出等物质的量浓度等体积的硫酸氢钠与硫化铵溶液反应的离子方程________________

 

2 2 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+2(b — a)mol 该温度下催化剂的活性最好 14.5% 晶体硅 它属于原子晶体,而硫化铵属于离子晶体 H++S2-→HS- 【解析】 (1)氮原子核外电子数为7,基态原子核外电子排布为1S22S22P3,故最外层电子排布式为2S22P3;不同能级上的电子具有不同的能量,故氮原子核外最外层有2种不同能量的电子;原子核外轨道式如图所示,1S和2S能级上存在2对自旋相反的电子。 (2)反应为放热反应,Q=b-a,反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+2(b — a)mol。 (3)N2+3H2⇌2NH3该反应是放热的可逆反应,要使平衡向正反应方向移动,应降低温度,但温度过低反应速率过小,不利于工业生成效益;温度越高,反应速率越大,所以应适当升高温度,使反应速率增大;使用催化剂也能增大反应速率,但在500℃左右时催化剂的活性最大,所以选择采用500℃左右的温度;依据反应特征 N2+3H2=2NH3 △V 1 3 2 2 平衡体积V V 即反应前后气体体积减小为生成氨气的体积,相同条件下,气体体积比等于气体物质的量之比,图象分析可知平衡状态氨气体积含量42%,设平衡混合气体体积为100,氨气为体积42,则反应前气体体积100+42=142,氮气和氢气按照1:3混合,氮气体积=142×=35.5,依据化学方程式计算反应的氮气体积为21,平衡状态氮气为35.5-21=14.5,则氮气体积分数为14.5%; (4)晶体类型不同,熔点有差异。晶体硅属于原子晶体,而硫化铵属于离子晶体,所以硅的熔点较高; (5)NaHSO4 = Na++ H++ SO42- , (NH4)2S 电离生成的S2-在酸性溶液中生成HS-,故离子方程式为:H++S2- =HS-;  
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太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。完成下列填空:

1)亚铜离子(Cu)基态时的电子排布式为____________

2)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则这3种元素的第一电离能I1从大到小顺序为(用元素符号表示)_______________________________;用原子结构观点加以解释_________________________

3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具 有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3•NH3 BF3•NH3B原子的杂化轨道类型为__________N原子的杂化轨道类型为 ______________ B N之间形成 __________________ 键。

4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;金刚砂晶体属于____________(填晶体类型)在SiC结构中,每个C原子周围最近的C原子数目为 ______________

 

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碳族元素及其化合物广泛存在于自然界中,请回答下列问题:

是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。

基态Ge原子的核外电子排布式为______

C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因可能是______

比较下表中锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因

 

熔点

26

146

沸点

186

400

 

光催化还原制备的反应中,带状纳米是该反应的良好催化剂。ZnGeO的电负性由大至小的顺序是______

碳元素的単质有多种形式,其化合物在电子、材料等领域亦应用广泛。

下图所示依次是、石墨和金刚石的结构图。金刚石、石墨烯指单层石墨中碳原子的杂化形式分别为____________

属于______晶体,石墨属于______晶体。

一种含碳磁性材料的单晶胞结构如图所示。

原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。上图所示晶胞结构中A的原子坐标参数为0B1,则该晶胞中碳原子的原子坐标为______

在晶体中的堆积方式为______简单立方”“体心立方”“面心立方最密六方最密堆积。

若该晶胞的边长为apm表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度的表达式为______

 

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在研究金矿床物质组分的过程中,通过分析发现了多金属互化物.

某金属互化物属于晶体,区别晶体和非晶体可通过 ______ 方法鉴别.该金属互化物原子在三维空间里呈周期性有序排列,即晶体具有 ______ 性.

基态的核外电子排布式 ______ ;配合物常温下为液态,易溶于、苯等有机溶剂.固态 属于 ______ 晶体.

铜能与类卤素反应生成分子中含有键的数目为 ______

类卤素对应的酸有两种,理论上硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点,其原因是 ______

立方氧化镍晶体的结构如图所示,其晶胞边长为apm,列式表示NiO晶体的密度为 ______ 不必计算出结果,阿伏加德罗常数的值为人工制备的NiO晶体中常存在缺陷如图 一个空缺,另有两个被两个所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中NiO的比值却发生了变化.已知某氧化镍样品组成,该晶体中的离子个数之比为 ______

 

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如右图是元素周期表的一部分。已知R的核电荷数小于36,气态氢化物沸点:MHn>YHn

1)表中五种元素第一电离能最大的是__________(填元素符号),Y的最简单氢化物分子的空间构型为__________,基态R原子中有_________个未成对电子。

2Y的最高价氧化物熔点比M的最高价氧化物熔点低,原因是________________YZσ键与π键的个数比为___________

3YO32Y原子的杂化方式是__________,写出一种与YO32互为等电子体的粒子_________(用化学符号表示)。

4Z的一种常见氢化物能与硫酸铜反应生成配合物。请用结构简式表示该配合物中的阳离子:________

5)如图为某金属单质的面心立方晶胞结构示意图,该晶体中配位数是__________;测得此晶体的密度为2.7g.cm3,晶胞的边长为0.405nm,则此金属原子的相对原子质量为________(结果保留整数)。

 

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金属及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:

1)下列关于金属及金属键的说法不正确的是______。(填字母代号)

a.金属键没有方向性与饱和性

b.金属键是金属原子与自由电子间的相互作用

c.金属熔沸点不同的原因可以用金属键强弱解释

d.电子气理论可解释金属材料的延展性,不能解释金属有良好的导电性

2)钒广泛用于催化及钢铁工业,基态钒原子的价层电子排布图为______________

3)二茂铁又叫双环戊二烯基铁[Fe(C5H5)2],熔点是172.5173 ℃,100 ℃以上升华,二茂铁属于_____晶体。已知分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为)。已知二茂铁的每个茂环带有一个单位负电荷,则每个环中的大π键应表示为________________

4)铜可以形成一种离子化合物[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,若要确定[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4是晶体还是非晶体,最科学的方法是对其进行______实验,其中阴离子的空间构型是_____,该化合物加热时首先失去的组分是H2O,原因是________

5)最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体也具有超导性,该物质形成的晶体的立方晶胞结构如图所示。

①与Mg紧邻的Ni________个。

②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。该晶胞中原子的坐标参数为a(000)b(1/21/20)d(111)。则c原子的坐标参数为_______

③若晶胞中NiMg之间的最短距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度ρ______g·cm3(用含aNA的代数式表示)

 

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