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【选修3:物质结构与性质】(13分)某钙钛型复合氧化物(如图),以A原子为晶胞的...

【选修3物质结构与性质】(13分)某钙钛型复合氧化物(如图),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化(巨磁电阻效应)。

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(1)用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式      。在图中,与A原子配位的氧原子数目为      

(2)基态Cr原子的核外电子排布式为       ,其中电子的运动状态有        种。

(3)某些钙钛型复合氧化物能够催化NO直接分解为N2和O2,N和O的基态原子中,未成对的电子数目比为       

(4)下表是几种碳酸盐的热分解温度和阳离子半径

碳酸盐

CaCO3

SrCO3

BaCO3

热分解温度/

900

1172

1360

阳离子半径/pm

99

112

135

请解释碳酸钙热分解温度最低的原因:_____________。

(5)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏伽德罗常数。对金属钙的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为a pm阿伏加德罗常数的值为NA,金属钙的密度为         g·cm-3用含a和NA的式子表示)。

 

(13分) (1)ABO3(2分) 12 (2分) (2)1s22s22p63s23p63d54s1(2分) 24(2分) (3)3∶2(1分) (4)碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子,使碳酸根分解为二氧化碳分子的结果。钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易,氧化钙晶格能大,所以碳酸钙分解温度低。(2分) (5)1.6×1032/(NA·a3)(2分) 【解析】 试题分析:(1)A位于顶点,B位于体心,O位于面心,则晶胞中A的个数为8*1/8=1,B的个数为1,O的个数为6*1/2=3,所以化学式为ABO3。晶胞中与A最近的氧原子位于同一平面内的面心和定点,每个晶胞中有3/2个氧与A距离最近,而A为8个晶胞共有,则与A原子配位的氧原子数目为8*3/2= 12 。(2)铬元素为24号,原子核外有24个电子,所以电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1;每个电子的运动状态都不同,所以有24种不同的电子。(3)氮原子和氧原子的价电子排布分别为2s22p3,,2s22p4,则未成对的电子数目为3:2。(4)从表格中得出,这些物质的阴离子是相同的,均为碳酸根,阳离子的半径越大,分解温度越高,碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子,使碳酸根分解为二氧化碳分子的结果。钙离子由于半径小和氧离子结合更为容易,氧化钙晶格能大,所以碳酸钙分解温度低。(5)钙的晶胞为面心立方最密堆积,则晶胞中含有钙的数目为4晶胞的体积为(a×10-10)3cm3,则1cm3钙晶体中含有的晶胞数目为:1/(a×10-10)3,则密度=[40 ×4/NA]/[ 1/(a×10-10)3]=1.6×1032/(NA·a3). 考点:电子排布,晶胞计算  
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考点分析:
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【选修2:化学与技术】(13分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如下图所示:

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(1)该流程中可以循环的物质是            

(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式           ,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果      

(3)图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是       ,E电极的名称是      

(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的离子方程式为             

(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得30%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45 ×104A,该电解槽的电解效率为          

 

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(15运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义

(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示根据图回答下列问题

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2SO2(g)+O2(g)满分5 manfen5.com2SO3(g)H______0(“>”“<”)

一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是___________(填字母编号)。

a.体系的密度不发生变化

b.SO2与SO3的体积比保持不变

c.体系中硫元素的质量百分含量不再变化

d.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3

e.容器内的气体分子总数不再变化

(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g满分5 manfen5.com 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

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该反应的平衡常数表达式为       ,升高温度,平衡常数        (填“增大”或“减小”或“不变”)。

由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)=       ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为        (填“a”或“b”或“c”或“d”)

图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是     点,温度T1     T2(填“>”或“=”或“<”)

(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈        性,所得溶液中c(H+)- c(OH)=      (填写表达式)(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5

 

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(12分)(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。

查阅资料(NH4)2SO4在260和400时分解产物不同。

实验探究该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)

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实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL)。通入N2排尽空气后,于260加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色,取下装置B,加入指示剂,用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-

(1)仪器X的名称是________。

(2)滴定前,下列操作的正确顺序是_________(填字母编号)。

a.盛装0.2000mol/L NaOH溶液      

b.用0.2000mol/L NaOH溶液润洗

c.读数、记录     

d.查漏、清洗       

e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面

(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是________mol

实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32,无SO42。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。

(4)检验装置D内溶液中有SO32,无SO42的实验操作和现象是__________。

(5)装置B内溶液吸收的气体是____________

(6)(NH4)2SO4在400分解的化学方程式是_____________

 

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(8 分)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质,当汽车发生碰撞时,产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。

(1)NaN3是气体发生剂,受热分解产生N2和Na,N2的电子式为      

(2)Fe2O3是主氧化剂,与Na反应生成的还原产物为        (已知该反应为置换反应)。

(3)NaHCO3是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而发生分解,其化学方程式为       

(4)100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N233.6L(标准状况)。

①用碱石灰除去的物质为     

②该产气药剂中NaN3的质量分数为     

 

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(7分)某消毒液的主要成分为 NaClO(混有少量 NaCl),请用相应的化学用语来解释下列事实。

(1)该消毒液可用NaOH溶液吸收 Cl2 制备,化学方程式为__________。

(2)该消毒液的 pH 约为 12,离子方程式为________________。

(3)向 FeSO4 溶液中滴入少量该溶液,溶液颜色变成棕黄色,反应的离子方程式为_______________。

(4)该消毒液不能与洁厕灵(主要成分为浓盐酸)混用,否则会产生中毒危险。若将二者混合,每产生 1 mol Cl2,转移电子个数约为_____________。

 

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