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利用铟(In)与锡(Sn)形成的金属间化合物InSn为基体,N(C2H5)3为催...

利用铟(In)与锡(Sn)形成的金属间化合物InSn为基体,N(C2H5)3为催化剂,可将CO2H2转化为HCOOH,反应的化学方程式为:CO2+H2HCOOH。回答下列问题:   

(1)InAl为同族元素,其核外电子占据最高能层的符号为O,则In在元素周期表中的位置为___。基态In原子最高能级电子云轮廓图为____形。

(2)Sb为第ⅤA族从上到下的第四种元素,其价电子的轨道表示式为______

(3)化学方程式中涉及的四种非金属元素电负性由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。写出与CO2互为等电子体的一种阴离子____(填离子符号)

(4)催化剂N(C2H5)3分子中N原子的杂化方式为_____,其中碳原子成键电子对的空间构型为_____

(5)HCOOH在水中溶解度远大于CO2的原因为____________

(6)InSb晶体晶胞为立方晶胞(如图1),晶胞参数为631 pmSb位于顶点和面心,In位于Sb原子构成的四面体的体心。InSb晶体常用作金属锂的镶嵌材料,某种镶嵌锂之后的晶胞如图2,晶胞参数为664 pm(“代表锂原子)

   

①图1所示晶胞中,距离最近的两个In原子间的距离为______pm(已知≈1.4)

②图2所示晶胞的密度为______g·cm−3(列出计算式即可)

 

第五周期第ⅢA族 哑铃型 H<C<N<O SCN- sp3 正四面体 HCOOH分子与水分之间形成了氢键 441.7 g·cm−3   【解析】 In核外电子占据最高能层的符号为O,In和铝位于同一主族,判断出电子层数和最外层电子数;Sb和氮位于同一主族,为第ⅤA族从上到下的第四种元素,为第五周期,最外层电子数为5,从而写出价电子轨道式;根据H、C、N、O在周期表的位置判断电负性的大小;CO2的价电子数为16,找到16个电子,三个原子行成的阴离子;催化剂N(C2H5)3的N原子价层电子对数为4对,判断杂化方式;碳原子成键电子对数为4对,判断出空间构型;利用相似相容解释;距离最近的两个In原子间的距离为面对角线的一半;晶胞的密度为ρ=,据此分析。 (1)In与Al为同族元素,其核外电子占据最高能层的符号为O,共有5层电子,则In在元素周期表中的位置为第五周期第ⅢA族,基态In原子最高能级为5p,电子云轮廓图为哑铃形; (2)Sb为第ⅤA族从上到下的第四种元素,说明位于第五周期,最外层电子数为5,其价电子的轨道表示式为; (3)化学方程式中涉及的四种非金属元素分别为H、C、N、O,非金属性C、N、O都大于H,故电负性大于H,C、N、O位于同一周期,从左到右电负性增强,电负性由小到大的顺序为H<C<N<O; CO2共有16个价电子,原子数为3,与CO2互为等电子体的一种阴离子SCN-; (4)催化剂N(C2H5)3分子中N原子成键电子对数为三对,剩余1对孤对电子,价层电子对数为4对,杂化方式为sp3杂化,其中碳原子有亚甲基和甲基,成键电子对都是4对,空间构型为正四面体; (5) HCOOH分子中含有电负性较大的元素O,容易和水分子中的氢原子之间形成氢键,故HCOOH在水中溶解度远大于CO2; (6) ①图1所示晶胞中,距离最近的两个In原子间的距离为面对角线的一半,面对角线的长度为×631 pm,两个In原子间的距离为×631 pm=441.7pm; ②图2中,Sb位于顶点和面心,个数为;In位于体心,个数为4;锂位于棱上和体心,个数为,所示晶胞的密度为ρ= g·cm−3。
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研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。回答下列问题:

(1)甲醇(CH3OH)可替代汽油作为公交车的燃料,写出由COH2生产甲醇的化学方程式___。用该反应合成1mol液态甲醇放出热量128.1kJ。又知2H2(g)+CO(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH−766.6kJ·mol−1H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44kJ·mol−1。请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_____

(2)一定条件下,CH4可与NO2反应降低氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH−875.3kJ·mol−1;该反应是___________(自发非自发”)反应。用NH3催化还原NOx也可降低氮氧化物的污染,反应的方程式为NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(l)ΔH0,该反应的平衡常数表达式为__________

(3)常温下,某NaNO2HNO2混合溶液的pH5c()c(HNO2)=101,则混合溶液中的水解常数为_______

(4)在不同温度下的恒容容器中,将燃煤尾气中的SO2净化后与O221的物质的量之比混合反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH0,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

T1___T2(”“”)

C点的正反应速率v(C)A点的逆反应速率v(A)的大小关系为v(C)___v(A)(”“”)

BSO2的转化率为_______

(5)25℃时,将SO2通入蒸馏水中模拟酸雨形成过程,实验数据如下图。50s300s时间段溶液pH降低的原因是_______;用化学方程式表示500s时溶液pH降低的原因________

 

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钪是一种稀土元素,在国防、航空、核能等领域具有重要的应用。氯化钪(ScCl3)是一种可溶于水的灰白色固体,是制备钪的重要原料。工业上从钛磁铁矿中(主要成分有Fe3O4TiO2和少量Sc2O3)提取ScCl3的一种工艺如下图所示。

回答下列问题:

(1)若在实验室中实现工艺中的过程②,需要的实验操作包括_____,过程②和过程③都用到的主要仪器为____

(2)工艺中的过程④通常使用抽滤,装置如图所示,仪器A为抽滤瓶,利用抽气泵将抽滤瓶中的空气抽走而产生负压,抽滤相对于普通过滤的优点是______。仪器B的作用为_____。设计实验方案检验得到的水层中是否含有Fe3+ ________

(3)Sc2(C2O4)3灼烧时除生成Sc2O3,还生成了COCO2,化学方程式为_____

(4)把得到的Sc2O3固体与焦炭混合,将干燥纯净的Cl2通入赤热的混合物反应制备ScCl3,反应的气态产物在相同条件下对H2的相对密度为14,该反应的化学方程式为_____

(5)已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)=1.8×10−10Ksp(Ag2CrO4)=2×10−12。取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水,配成溶液,滴入几滴K2CrO4溶液,用AgNO3标准溶液滴定,当溶液中出现砖红色沉淀时达到滴定终点。计算说明滴定时选择K2CrO4溶液作为指示剂的理由_____[出现砖红色沉淀时,c()约为5.0×10−3 mol·L−1;溶液中离子的浓度小于1×10−5 mol·L−1时,认为该离子已不存在]

 

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1,2−二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料,不溶于水,易溶于有机溶剂,沸点83.6℃;在光照下逐渐分解;碱性条件下水解程度较大。实验室采用乙烯液相直接氯化法制备1,2−二氯乙烷,相关反应原理和实验装置图如下:

C2H5OHCH2=CH2↑+H2O

Cl2(g)+CH2=CH2(g)CH2ClCH2Cl(l)  ΔH

回答下列问题:

(1)仪器A的名称是_____。写出甲装置发生反应的离子方程式_______

(2)己装置的作用是____。丙和戊装置除了干燥气体,还有一个重要作用是____

(3)庚中采用甘油浴加热,该加热方式的优点是_________

(4)丁装置中长玻璃导管B的作用是______________。先装入1,2−二氯乙烷液体,其作用是______(选填序号)

a 溶解Cl2和乙烯       b 作催化剂     c 促进气体反应物间的接触

(5)制得的1,2−二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,逐出Cl2和乙烯采用的方法是_____

(6)产品纯度的测定:量取5.0 mL逐出Cl2和乙烯后的产品,产品密度为1.2 g·mL−1,加足量稀NaOH溶液,加热充分反应:CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+ 2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性,然后加入1.000 mol·L−1AgNO3标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35 g白色固体,则产品中1,2−二氯乙烷的纯度为______%

 

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常温下,向10 mL 0.1 mol·L−1一元弱酸HA中缓慢滴加0.1 mol·L−1 NaOH溶液,溶液温度与滴加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是

A.m=10

B.a点:2c(Na+)=c(A)

C.b点:水的电离程度比纯水中的小

D.c点:c(OH)−c(H+)=2c(HA)+c(A)

 

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2019年诺贝尔化学奖授予了三位研究锂电池的科学家,以表彰他们在锂离子电池发展方面所做出的突出贡献。磷酸铁锂电池是锂离子电池的一种,常用石墨包裹上铜箔作负极,LiPF6的有机溶液作电解质。该电池的总反应方程式为Li1−xFePO4+LixC6LiFePO4+C6。下列说法错误的是

A.放电时,负极反应式为LixC6−xe=xLi++C6

B.充电时,阳极反应式为LiFePO4−xe=Li1−xFePO4+xLi+

C.若用该电池精炼铜,阴极增重12.8 g,则电池中移向正极的Li+0.2 mol

D.磷酸铁锂(LiFePO4)是电池的电极材料之一,其中铁的化合价为+2

 

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