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【题目】已知A、B、C、D、E是元素周期表中1~36号元素,其原子序数依次增大,且A、B、C、D为主族元素。A与另外四种元素既不在同一周期,也不在同一主族。B和C同主族,D和E同周期;元素E是周期表中的第7列元素,D的最外层电子数与最内层电子数相同,D跟B可形成离子化合物,其晶胞结构(其中B原子在晶胞内部)如图。

请回答下列问题:

(1)C-的电子排布式为_______;E元素原子的价电子排布式为________。

(2)元素B与氮元素可以形成化合物NB3,其中N-B键的化学键类型为________,根据价层电子对互斥理论可以判断NB3的空间构型为________,NB3分子中N原子的杂化方式为________杂化。

(3)A、B形成的化合物AB的相对分子质量比A、C形成的化合物AC的相对分子质量小,但AB的沸点比AC高,其原因是_________________________。

(4)从晶胞图可以得出:D与B形成的离子化合物的化学式为______________。

(5)含有D元素的化合物焰色反应为______色,焰色反应的原理是__________。

【答案】1s22s22p63s23p6 3d54s2 共价键(或极性共价键) 三角锥形 sp3 前者分子间存在氢键 CaF2 砖红 激发态电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式释放出能量

【解析】

A、B、C、D、E是元素周期表中1~36号元素,其原子序数依次增大,元素E是周期表中的第7列元素,所以E是Mn元素;D的最外层电子数与最内层电子数相同,且与E同周期,所以D是第四周期第ⅡA元素Ca元素;D跟B可形成离子化合物,根据晶胞结构判断,该晶胞中有4个D、8个B,所以该离子化合物的化学式为DB2,则B为第ⅦA元素,B和C同主族,因此B、C分别是F、Cl元素;A与另外四种元素既不在同一周期,也不在同一主族,所以A是H元素。据此解答。

(1)Cl-的核外有18个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p6;Mn是第ⅦB族元素,价电子排布式为3d54s2;

(2)NF3分子中中心原子的价层电子对数=3+(5-3×1)/2=4,有1对孤对电子,所以空间构型为三角锥形;利用杂化轨道理论判断N原子的杂化方式为sp3杂化。

(3)HF的沸点比HCl的沸点高的原因是HF分子间可以形成氢键,使分子间作用力增大;

(4)根据上面分析知D与B形成的离子化合物的化学式为CaF2;

(5)根据焰色反应判断Ca的焰色反应为砖红色;原理是激发态电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式释放出能量。

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【题目】下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是

A.4.03米大口径碳化硅反射镜

B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服

C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线

D.“玉兔二号”钛合金筛网轮

A. AB. BC. CD. D

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【题目】锂辉石(主要成分为LiAl(SiO3)2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3等杂质)是最重要的提锂矿石原料,工业上以-锂辉石为原料制备碳酸锂,其工艺流程如下:

已知:①-锂辉石化学惰性大,除HF外,几乎不与任何酸碱反应, -锂辉石在高温下可转化为β一锂辉石,β一锂辉石具有更高的化学活性。

②β一锂辉石可与浓硫酸发生反应:2β一LiAl(SiO3)2+ H2SO4(浓)Li2SO4 +Al2O3·4SiO2·H2O。

③部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表:

氢氧化物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mg(OH)2

开始沉淀pH

2.7

3.7

9.6

完全沉淀pH

3.7

4.7

11

请回答下列问题:

(1)将LiAl(SiO3)2改写成氧化物的形式为_______,1000 °C焙烧-锂辉石的目的为_____.

(2)滤渣2的主要成分为________调节pH值的范围为________。

(3)“除大部分Mg”步骤的离子方程式为______________。

(4)实验室蒸发浓缩操作中所需的仪器为酒精灯、铁架台(带铁圈)、______________。

(5)洗涤过程中检验沉淀是否洗涤干净的操作为________________________________。

(6)碳酸锂是制备锂离子电池的原料之一,某锂离子电池以CoP3作为负极材料,以LiM1.5Ni0.5O4作为正极材料,以可传导Li+的无机固体电解质c-LATP作为电解液,其工作时电池反应为Li1-x Mn0.5Ni0.5O4 + Lix(CoP3 )LiMn1.5Ni0.5O4+(CoP3),则该电池放电时负极的电极反应式为_________________,充电时阳极的电极反应式为_____________。

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【题目】如下图所示,X、Y、Q、W 都是惰性电极,将电源接通后,W极附近颜色逐渐加深。下列说法中不正确的是

A.电源的M 极为正极

B.甲装置中溶液的pH 减小

C.甲装置的两个电极上都有单质生成且物质的量之比为1︰1

D.欲用乙装置给铜镀银,U 极应该是Ag,电镀液选择AgNO3溶液

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【题目】已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是KJ/mol.根据下表所列数据判断错误的是( )

A. 元素X的常见化合价是+1价

B. 元素Y是ⅢA族的元素

C. 元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl

D. 若元素Y处于第3周期,它可与冷水剧烈反应

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【题目】溶液中除铁时还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠 [Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。下图是温度-pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域。下列说法不正确的是 {已知25℃,Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39}

A.工业生产黄铁矾钠,温度控制在85~95℃pH=1.5左右

B.pH=6,温度从80℃升高至150℃体系得到的沉淀被氧化

C.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+ 离子方程式为:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O

D.在25℃时溶液经氧化,调节溶液pH=4 ,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-9 mol·L-1

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【题目】乙烯的分子式为C2H4,是一种重要的化工原料和清洁能源,研究乙烯的制备和综合利用具有重要意义。

请回答下列问题:

(1)乙烯的制备:工业上常利用反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H制备乙烯。

已知:Ⅰ.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-1556.8kJ·mol-1;

Ⅱ.H2(g)+O2(g)=H2O(1) △H2=-285.5kJ·mol-1;

Ⅲ.C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H3=-1559.9kJ·mol-1。

则△H=___kJ·mol-1。

(2)乙烯可用于制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。向某恒容密闭容器中充入a mol C2H4(g)和 a mol H2O(g),测得C2H4(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:

①该反应为____热反应(填“吸”或“放”),理由为____。

②A点时容器中气体的总物质的量为____。已知分压=总压×气体物质的量分数,用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(KP),测得300℃时,反应达到平衡时该容器内的压强为b MPa,则A点对应温度下的KP=____MPa-1(用含b的分数表示)。

③已知:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的反应速率表达式为v正=k正c(C2H4)·c(H2O),v逆=k逆c(C2H5OH),其中,k正、k逆为速率常数,只与温度有关。则在温度从250℃升高到340℃的过程中,下列推断合理的是___(填选项字母)。

A.k正增大,k逆减小 B.k正减小,k逆增大

C.k正增大的倍数大于k逆 D.k正增大的倍数小于k逆

④若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则300℃时,C2H4(g)的平衡转化率__10%(填“>”“<”或“=”)。

(3)乙烯可以被氧化为乙醛(CH3CHO),电解乙醛的酸性水溶液可以制备出乙醇和乙酸,则生成乙酸的电极为_____极(填“阴”或“阳”),对应的电极反应式为___。

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【题目】(1)实验测得16g甲醇[CH3OH(l)]在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量,试写出甲醇燃烧热的热化学方程式:_______________________.

(2)从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程.已知反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=a kJmol﹣1.有关键能数据如表:

化学键

H-H

N-H

N≡N

键能(kJ/mol)

436

391

945

试根据表中所列键能数据估算a的数值_______________.

(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算.已知:

C(s,石墨)+O2(g)═CO2(g) △H1=﹣393.5kJmol﹣1

2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H2=﹣571.6kJmol﹣1

2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l) △H3=﹣2599kJmol﹣1

根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的反应热为:△H=____________________.

(4)在微生物作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3﹣。两步反应的能量变化示意图如图:

第一步反应是________反应(填“放热”或“吸热”),原因是_________________________

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【题目】国家实施“青山绿水工程”,大力研究脱硝和脱硫技术。

(1)H2在催化剂作用下可将NO还原为N2。如图是该反应生成1 mol水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式__________。

(2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:

反应Ⅰ:2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0,v1正=k1正·c2(NO)、v1逆=k1逆·c(N2O2);

反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)ΔH2<0,v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2)、v2逆=k2逆·c2(NO2)。

①一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=___________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ___________(填“>”“<”或“=”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。

②已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数__________(填“大于”“小于”或“等于”)k2逆增大的倍数。

(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2=H2O2+S↓。

①装置中H+向_______池迁移。

②乙池溶液中发生反应的离子方程式:_______。

(4)废水处理时,通H2S(或加S2-)能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25 ℃,某废液中c(Mn2+)=0.02 mol·L-1,调节废液的pH使Mn2+开始沉淀为MnS时,废液中c(H2S)=0.1 mol·L-1,此时pH约为_______(已知:Ksp(MnS)=5.0×10-14,H2S的电离常数:Ka1=1.5×10-7,Ka2=6.0×10-15,lg 6=0.8)。

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