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X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素原子序数依次增大,X、Y、Z、W为同周期元...

XYZWR五种短周期非金属元素原子序数依次增大,XYZW为同周期元素且未成对电子数之比为1232RZ同主族。请回答下列问题:

1Z的基态原子的价层电子排布图为___

2ZWR三种元素的电负性由大到小的顺序为___(用元素符号表示)。

3W的常见氢化物氧键的键能小于HF氢键的键能,但W的常见氢化物常温下为液态而HF常温下为气态的原因是___

4)某种分子式为Y4Z4W8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为___

5XR是一种耐磨材料,可由X的三溴化物和R的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。

X的三溴化物分子中X原子的杂化方式为___R的三溴化物分子的空间构型的名称为___

合成XR的化学方程式为___

6YW形成的某种常见化合物的晶胞如图,该晶体中分子的配位数为___,若晶胞的棱长为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为___g/cm3

 

O>N>P 每个H2O平均形成的氢键数目比每个HF平均形成的氢键数目多 sp2杂化 三角锥形 BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr 12 【解析】 由题干信息,X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X、Y、Z、W为同周期元素且未成对电子数之比为1:2:3:2,R和Z同主族,则X为B元素,Y为C元素,Z为N元素,W为O元素,R为P元素,根据原子核外电子排布书写价电子排布,根据价电子互斥理论及杂化轨道理论判断杂化方式及空间构型,结合均摊法进行晶胞的相关计算。 (1)根据上述分析可知,Z为N元素,其核外电子排布式为1s22s22p3,则其核外电子排布图为; (2)Z为N元素,W为O元素,R为P元素,三种元素非金属性O>N>P,非金属性越强,电负性越大,所以三种元素的电负性由大到小的顺序为O>N>P; (3)W的常见氢化物为H2O,每个分子能形成两条氢键,而每个HF分子只能形成一个氢键,虽然H2O氢键的键能小于HF氢键的键能,但每个H2O平均形成的氢键数目比每个HF平均形成的氢键数目多,H2O的熔沸点较高,因此水常温下为液态而HF常温下为气态; (4)Y4Z4W8的分子式为C4N4O8,该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键,是一种威力极强的炸药,可推知其结构简式为; (5)①X的三溴化物分子式BBr3,其中B原子的价电子对数为,则B的杂化方式为sp2杂化,R的三溴化物分子式PBr3和氨气的空间构型相似,所以R的三溴化物分子式PBr3的空间构型为三角锥形; ②XR的分子式为BP,R的三溴化物PBr3,所以合成XR的化学方程式为:BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr; (6)根据晶胞结构图可知,Y与W形成的常见化合物为CO2,晶体中分子的配位数为12,一个晶胞中CO2分子位于晶胞的顶点和面心,则一个晶胞中含有CO2分子的数目为,因此一个晶胞的质量m=,晶胞的棱长为anm,则晶胞的体积V为a3×10-21cm3,根据公式可得,晶体的密度。  
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考点分析:
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H2S是一种剧毒气体,工业生产中可以通过多种手段对其进行回收或再利用。

Ⅰ.900℃时可以用克劳斯法回收H2S气体,该过程中涉及的部分反应如下:

2H2S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g)    H=-316.8kJ•mol-1

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)    H=-1040.2kJ•mol-1

(1)4H2S(g)+2SO2(g)3S2(g)+4H2O(g)H=___

(2)若在900℃以上绝热、恒容的密闭容器中,投入一定量的H2SO2发生反应,下列说法能说明反应达到平衡状态的是___

a.混合气体密度不随时间变化而变化

b.v(O2)=2v(H2O)

c.体系压强不随时间变化而变化

d.反应体系温度不变

e.混合气体平均相对分子质量不变

f.单位时间内生成nmolS2,同时生成2nmolH2S

Ⅱ.工业上还可以通过硫化氢分解对其进行处理、利用:2H2S(g)S2(g)+2H2(g),在2.0L恒容密闭容器中充入0.1molH2S,不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如图1所示:

(3)950℃时,01.25s生成S2(g)的平均反应速率为___

(4)该反应的H___0(”““=”)1050℃达到平衡时H2S的转化率为35%,则该温度下,平衡常数K=___(保留一位有效数字),该温度下Q点时反应___(正向移动”“逆向移动不移动”)

Ⅲ.H2S废气进行利用的另一种途径是将其设计成质子膜—H2S燃料电池,反应原理为2H2S(g)+O2(g)═S2(s)+2H2O(l)。电池结构示意图如图2

(5)电极a上发生的电极反应式为___

(6)NA为阿伏伽德罗常数的值,当电路中通过3mol电子时,通过质子膜进入___(正极区负极区”)H+数目为___

 

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SO2是危害最为严重的大气污染物之一,SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。催化还原SO2不仅可以消除SO2污染,而且可得到有价值的单质S。

(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和H2O。已知CH4和S的燃烧热分别为890.3kJ/mol和297.2kJ/mol,CH4和SO2反应的热化学方程式为________________

(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图1所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示:

①分析可知X为____________(写化学式),0~t1时间段的温度为_________________,0~t1时间段用SO2 表示的化学反应速率为________________________________

②总反应的化学方程式为_______________________________

(3)焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为:2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g),恒容容器中,lmol/LSO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图3所示。

①该反应的ΔH_______________0 (填“>”或“<”)。

②计算a点的平衡常数为_______________________

(4)工业上可用Na2SO3溶液吸收SO2,该反应的离子方程式为__________________________,25℃时用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为__________________。已知:H2SO3的电离常数K1=1.3×10-2,K2=6.2×10-8

 

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高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含FeAlMgZnNiSi等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:

相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mg2+

Zn2+

Ni2+

开始沉淀的pH

8.1

6.3

1.5

3.4

8.9

6.2

6.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

2.8

4.7

10.9

8.2

8.9

 

 

 

1滤渣1”含有S__________________________;写出溶浸中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________

2氧化中添加适量的MnO2的作用是将________________________

3pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。

4除杂1”的目的是除去Zn2+Ni2+滤渣3”的主要成分是______________

5除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________

6)写出沉锰的离子方程式___________________________________________________

7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中NiCoMn的化合价分别为+2+3+4。当x=y=时,z=___________

 

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短周期主族元素 XYZQR 的原子序数依次增大,X 的简单阴离子与锂离子具有相同的电子层结构,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Q 的单质与稀硫酸剧烈反应生成 X 的单质。向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2 气体,溶液pHRZ2 体积关系如下图。下列说法正确的是(    

A.X2R 溶液的浓度为0.03mol·L1

B.最简单气态氢化物的稳定性:YZR

C.工业上通常采用电解法冶炼Q的单质

D.RZ2 通入 BaCl2Ba(NO3)2 溶液中,均无明显现象

 

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微生物燃料电池在净化废水(含有Cr2O离子)的同时能获得能源或得到有价值的化学产品,图为其工作原理。下列说法正确的是(   

A.M为电源负极,有机物被还原

B.电池工作时,N极附近溶液pH减小

C.处理1molCr2O时有14molH+从交换膜左侧向右侧迁移

D.Cr2O离子浓度较大时,可能会造成还原菌失活

 

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