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[化学—物质结构与性质] (1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图B...

[化学—物质结构与性质]

(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

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(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2说明: 满分5 manfen5.comNF3+3NH4F

①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________(填序号)。

a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体

②基态铜原子的核外电子排布式为________。

(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:

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①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。

a.离子键  b.共价键  c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力

②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。

(4)已知苯酚(说明: 满分5 manfen5.com)具有弱酸性,其Ka=1.1 ×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子说明: 满分5 manfen5.com能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。

 

(1) (2)①a、b、d ②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (3)①a、d ②三角锥型   sp3 (4)<  中形成分子内氢键,使其更难电离出H+ 【解析】 (1)同周期从左到右,第一电离能逐渐升高,但受到全满、半满的影响,出现两处反常,Be>B,N>O; (2)NH3、NF3、F2为分子晶体;Cu为金属晶体,NH4F为离子晶体;铜位于第ⅠB族,故电子排布式为[Ar]3d104s1; (3)晶体Q为分子晶体,分子内部存在共价键,O与B之间存在配位键,与分子间存在氢键和分子间作用力(范德华力);B采用sp3杂化,存在孤对电子,故为三角锥形; (4)因为存在分子内氢键,减弱了氢离子的电离,故电离常数减小。 【考点定位】以物质结构为基础,考查原子结构、分子结构、分子间作用力、晶体结构等相关知识。
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考点分析:
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固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:

甲:Mg(NO3)2、NO2、O2  乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2    丁:MgO、NO2、N2

(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是_____________。

查阅资料得知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

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(2)实验过程

①取器连接后,放人固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E 中有气泡连续放出,表明________

②称取Mg(NO3)2固体3 .79 g置于A中,加热前通人N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。

③观察到A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。

④待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1 . 0g

⑤取少量剩余固体于试管中,加人适量水,未见明显现象。

(3)实验结果分析讨论

① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。

② 根据D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应:_____________________(填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检侧到的原因是_____________________。

③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装里进一步研究。

 

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二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。

(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。

①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,其原因是___________【已知:Ksp(BaSO4)= 1.1 ×10-10 Ksp(BaCO3)= 5.1 ×10-9

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②该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2

工艺中可以利用的单质有____________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为___________。

(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式:

 D +24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________

(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍

 

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利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既廉价又环保。

(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气

①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为­_________

②常温下,不能与M单质发生反应的是_________(填序号)

a.CuSO4溶液   b.Fe2O3   c.浓硫酸   d.NaOH    e.Na2CO3固体

(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种

①高温热分解法

已知:H2S(g)=H2+说明: 满分5 manfen5.comS2(g)

在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果见右图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:___________

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②电化学法

该法制氢过程的示意图如右。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是___________;反应池中发生反应的化学方程式为_____________________。反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________________。

 

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NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(过量)酸性溶液40.0ml混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是

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A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反

B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等

C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0 ×10-5mol·L-1·s-1

D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂

 

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某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:

mCeO2说明: 满分5 manfen5.comm-x)CeO2·xCe+xO2m-x)CeO2·xCe+xH2O+ xCO2说明: 满分5 manfen5.com mCeO2+ xH2+ xCO

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下列说法不正确的是

A.该过程中CeO2没有消耗

B.该过程实现了太阳能向化学能的转化

C.右图中△H1=△H2+△H3

D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH—2e=CO32-+2H2O

 

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