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【化学选修3:物质结构与性质】Ⅰ.80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能...

【化学选修3:物质结构与性质】.80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。

(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是__________,N2F2分子中N原子的杂化方式是_____________,1mol N2F2含有___________个σ键.

(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N-Si-N___Si-N-Si(填“>”“<”或“=”),原因是__________;

II.金属元素在现代工业中也占据极其重要的地位,钛也被称为“未来的钢铁”,具有质轻,抗腐蚀,硬度大,是宇航、航海、化工设备等的理想材料。

(4)基态钛原子核外共有________种运动状态不相同的电子.金属钛晶胞如下图1所示,为_______堆积(填堆积方式)

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(5)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如下图2.化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是_____________;化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为_____________;

(6)钙钛矿晶体的结构如图3所示.假设把氧离子看做硬球接触模型,钙离子和钛离子填充氧离子的空隙,氧离子形成正八面体,钛离子位于正八面体中心,则一个钛离子被________个氧离子包围。

 

(1)洪特规则 sp2杂化 3 (2)> Si3N4晶体中Si原子周围有4个N原子,Si原子为sp3杂化,N-Si-N键角为109°28′,N原子周围连接3个Si原子,含有1对孤对电子,N原子为sp3杂化,但孤对电子对成键电子对的排斥作用更大,使得Si-N-Si键角小于109°28′ (3)22 六方最密 (4) 化合物乙分子间形成氢键 O>N>C (5) 6 【解析】 试题分析:(1)基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是洪特规则, N2F2分子结构式为F-N=N-F,分子中N原子含有1对孤对电子,N原子的杂化方式是sp2杂化,l mol N2F2含有3molσ键; (2)Si3N4晶体中Si原子周围有4个N原子,Si原子为sp3杂化,N-Si-N键角为109°28′,N原子周围连接3个Si原子,含有1对孤对电子,N原子为sp3杂化,但孤对电子对成键电子对的排斥作用更大,使得Si-N-Si键角小于109°28′; (3)Ti原子核外电子数为22,核外共有22种运动状态不相同的电子;由金属钛晶胞结构可知,属于六方最密堆积; (4)化合物乙因分子间存在氢键,则化合物乙的沸点比化合物甲高,化合物乙中C、N、O三种原子的杂化轨道形成均为sp3,同周期自左而右电负性增大,故电负性:O>N>C; (5)钛离子位于立方晶胞的角顶,被6个氧离子包围成配位八面体。 考点:物质结构的考查,涉及核外电子排布、杂化轨道与空间构型、化学键、氢键、电负性、晶胞结构与计算等。  
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【化学选修2:化学与技术】硝酸铵可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等。工业制取硝酸铵的工艺流程如下:

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(1)合成氨气的工业设备名称_______________,设备中设置热交换器的目的是____________,合成氨的原料气必须先脱硫,目的是_______________;

(2)吸收塔中反应的化学方程式为_________________________,从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是_______________;

(3)生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物,可用如下三种方法处理:

方法一:碱性溶液吸收法

NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2

方法二:NH3还原法

8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g)H=-2635kJ/mol(NO也有类似的反应)

方法三:甲烷吸收法

CH4(g)+2NO2═CO2(g)+N2+2H2O(g)H=+867kJ/mol(NO也有类似的反应)

上述三种方法中,方法一的主要缺点是_______________;

方法三和方法二相比,方法三的缺点是_______________;

(4)工业上也可以通过电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示.

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图中通入NH3的目的是_______________;

若维持电流强度为3A,电解2小时,理论上可制得NH4NO3的最大质量为_____g;(已知F=96500C•mol-l)(保留2位有效数字)

(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3.己知:NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的百分比为______________。

 

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二氯化砜(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂,实验室可利用SO2与Cl2反应制取少量的SO2Cl2,装置如图(有些支持装置省略了)所示。

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已知:SO2Cl2的熔点为-54.1,沸点为69.1,遇水能发生剧烈的水解反应,产物之一为氯化氢气体。

(1)E中的试剂是饱和食盐水,戊是贮气装置,则F瓶中气体的实验室制法是_______(用方程式表示);

(2)B处反应管冷却水应从___________(填“a”或“b”)接口通入;

(3)装置乙和丁的作用是___________;

(4)恒压漏斗具有特殊的结构,主要目的是___________;

(5)写出二氯化砜(SO2Cl2)水解反应的方程式___________;

(6)SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸的酸性强于次氯酸,选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性性强弱

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装置连接顺序为A、_____、__________DF,其中装置C的作用是_____,通过__________________________现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。

 

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甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:

CO(g)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)    H

CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)+H2O(g)   H2=-58kJ•mol-1

CO2(g)+H2(g)满分5 manfen5.comCO(g)+H2O(g)     H3=+41kJ•mol-1

回答下列问题:

(1)已知反应中的相关的化学键键能数据如下:

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则x=____________;

(2)若T时将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应,测得H2的物质的量随时间变化关系如图中状态I(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。

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T时状态I条件下,0~3min内CH3OH的平均反应速率v=_______mol/(L·min),平衡常数K=_____;

其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则改变的条件可能是_____;

其他条件不变,仅改变温度时,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态所示,则状态对应的温度_______(填“>”、“<”或“=”)T

若状态的平衡常数为K2,状态的平衡常数为K3,则K2_______(填“>”、“<”或“=”)K3

一定温度下同,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡依据的是_______。

a.容器中压强不变             

b.甲醇和水蒸汽的体积比保持不变

c.v(H2)=3vCH3OH)     

d.2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂

 

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铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某课题小组设计如下方案制备上述两种产品:

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请回答下列问题:

(1)若A为H2O(g),写出反应方程式:_______________________________;

(2)若B为NaClO3与稀硫酸,写出其氧化Fe2+的离子方程式(还原产物为Cl-)___________________;

(3)若C为KNO3和KOH的混合物,写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾(K2FeO4)的化学方程式,并配平:

□Fe2O3+□KNO3+□KOH满分5 manfen5.com□_________+□KNO2+□__________

(4)为测定溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.1000molL-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL.

已知

2Fe3++2I-═2Fe2++I2            

I2+2S2O32-═2I-+S4O42-

滴定选用的指示剂及滴定终点观察到的现象_______________________________;

溶液中铁元素的总含量为____________gL-1若滴定前溶液中H2O2没有除尽所测定的铁元素的含量将_________(偏高”“偏低不变)

 

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一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化如图所示,下列说法不正确的是(     )

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A.该温度下,加入NaHSO4可能引起由b向a的变化

B.该温度下,pH=2的盐酸与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液显中性

C.该温度下,加入Na2CO3溶液能引起b向c的变化

D.降低温度可能引起b向d的变化

 

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