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中国古代文献中记载了大量古代化学的研究成果,《本草纲目》中记载:“(火药)乃焰消...

中国古代文献中记载了大量古代化学的研究成果,《本草纲目》中记载:“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者,反应原理为:S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2

(1)氮原子的价层电子排布图为___________,烟花燃放过程中,钾元素中的电子跃迁的方式是___________KSNO四种元素第一电离能由大到小的顺序为___________。上述反应涉及的元素中电负性最大的是___________(填元素符号)

(2)碳元素除可形成常见的氧化物COCO2外,还可形成C2O3(结构式为)C2O3与水反应可生成草酸(HOOC—COOH)

C2O3中碳原子的杂化轨道类型为___________CO2分子的立体构型为___________

②草酸与正丁酸(CH3CH2CH2COOH)的相对分子质量相差2,二者的熔点分别为101℃、-7.9℃,导致这种差异的最主要原因可能是______________________

CO分子中π键与σ键个数比为___________

(3)超氧化钾的晶胞结构图如下:

则与K+等距离且最近的K+个数为___________,若晶胞参数为dpm,则该超氧化物的密度为___________g·cm3(用含dNA的代数式表示,设NA表示阿伏加德罗常数的值)

 

由高能量状态跃迁到低能量状态 N>O>S>K O sp2 直线型 草酸分子间能形成更多氢键 2:1 12 【解析】 根据核外电子排布特点及非金属性强弱比较第一电离能大小;根据等电子体结构及杂化轨道理论分析分子的空间结构;根据晶胞的结构计算晶胞的密度。 (1)N原子价电子数为5,其电子排布图为;焰色反应属于发射光谱,故电子是由高能量状态跃迁到低能量状态,由第一电离能递变规律及N原子的2p能级处于半充满状态得第一电离能的大小顺序为N>O>S>K;上述反应涉及的元素中氧元素的非金属性最强,故电负性最大, 故答案为;;由高能量状态跃迁到低能量状态;N>O>S>K;O; (2)①C2O3中碳原子形成3个σ键、为sp2杂化;CO2中C原子采取sp杂化,立体构型为直线型; ②草酸分子中有2个O-H键,丁酸分子中只含有一个O-H键,故草酸分子间形成的氢键数目比丁酸分子间形成的氢键数目多,因此其沸点比较高; ③CO与N2互为等电子体,结构相似,故π键与σ键个数比为2:1; 故答案为sp2;直线型;草酸分子间能形成更多氢键;2:1; (3)由晶胞图知,同一平面内与K+距离相等且最近的K+有4个,通过某一个K+且相互垂直的平面有3个,故共有12个K+符合条件;由均摊原理知每个晶胞中含有4个KO2,质量为4/NA×71g,晶胞的体积为d3×10-30cm3,故密度为:g/cm3, 故答案为12; 。  
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考点分析:
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许多含氮物质是农作物生长的营养物质。

1)肼(N2H4)N2O4常用于航天火箭的发射。已知下列反应:

N2(g)+O2(g) =2NO(g)  ΔH=+180kJ·mol1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ΔH=112kJ·mol1

2NO2(g)N2O4(g)  ΔH=57kJ·mol1

2N2H4(g)+N2O4(g) =3N2(g)+4H2O(g)  ΔH=1136kJ·mol1

N2H4O2反应生成氮气与水蒸气的热化学方程式为_________________

2)一定温度下,向某密闭容器中充入1 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g),测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示:

abc三点逆反应速率由大到小的顺序为_______。平衡时若保持压强、温度不变,再向体系中加入一定量的Ne,则平衡_______移动(正向”“逆向”)

a点时NO2的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度也可求出平衡常数Kp,则该温度下Kp=________Pa1

3)已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中,v=kc(N2O4)v=kc2(NO2)(kk只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K=10,则k=______k。升高温度,k增大的倍数_______(大于”“小于等于”)k增大的倍数。

4)氨气是合成众多含氮物质的原料,利用H2N2生物燃料电池,科学家以固氮酶为正极催化剂、氢化酶为负极催化剂,X交换膜为隔膜,在室温条件下即实现了合成NH3的同时还获得电能。其工作原理图如下:

X膜为___________交换膜,正极上的电极反应式为______________________

 

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氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,某工厂以硫化铜矿石(含CuFeS2Cu2S等)为原料制取Cu2O的工艺流程如下:

常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表:

 

FeOH2

FeOH3

CuOH2

开始沉淀

7.5

2.7

4.8

完全沉淀

9.0

3.7

6.4

 

 

(1)炉气中的有害气体成分是__________Cu2SO2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________

(2)若试剂XH2O2溶液,写出相应反应的离子方程式:________。当试剂X______时,更有利于降低生产成本。

(3)加入试剂YpH时,pH的调控范围是___________

(4)写出用N2H4制备Cu2O的化学方程式:________,操作X包括_________、洗涤、烘干,其中烘干时要隔绝空气,其目的是____________

(5)以铜与石墨作电极,电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O,写出阳极上生成Cu2O的电极反应式:__________

 

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氨基锂(LiNH2)是一种白色有光泽的结晶或粉末,熔点是390 ℃,沸点是430 ℃,溶于冷水,遇热水则强烈水解。在380400 ℃时锂与氨气直接反应可制得LiNH2,下面是实验室制备LiNH2时可能用到的装置图,回答下列问题。

(1)仅从试剂性质角度分析,下列各组试剂不宜用于实验室制备NH3的是__________(填字母)。

A. 浓氨水、CaO    B. NH4Cl固体、Ca(OH)2固体

C. 浓氨水    D. NH4NO3固体、NaOH固体

(2)用(1)中合适的试剂制取的NH3按气流方向自左向右,则图中装置的连接顺序为__________(填接口处字母),装置A的作用是__________

(3)装置C中仪器的名称是___________,盛装的试剂是___________。实验开始后,向X中通入NH3与加热仪器X的先后顺序为___________

(4)实验室还可用浓氨水与固体NaOH混合制备氨气,但多次实验表明,此方法收集到的NH3量总是比理论值低许多,其最可能的原因是_________

(5)氨基锂能与热水反应生成LiOH与一种气体,请推测该气体的成分并用实验验证你的结论:______

 

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常温下,用0.10mol·L1NaOH溶液滴定20.00mL浓度为0.10mol·L1HX溶液所得滴定曲线如下图(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是

A.常温下K(HX)≈1×1012

B.a点所示的溶液中:c(Na+)>c(X)>c(OH)=c(H+)

C.c点所示的溶液中:c(Na+)+c(HX)+c(X)=0.10mol·L1

D.相同条件下,X的水解能力弱于HX的电离能力

 

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XYZW是原子序数依次增大的四种短周期主族元素,由XY形成的一种常见的气态化合物不能稳定地存在于空气中,ZW同周期且W的最高正价是Z7倍。下列有关说法正确的是

A. 单质沸点:W<Y

B. 简单离子半径:W>X>Y>Z

C. 含氧酸的酸性:W>X

D. ZY形成的化合物中只含离子键

 

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