【題目】鋁廣泛應用于航空、建筑、汽車等行業(yè),目前工業(yè)上采用電解氧化鋁和冰晶石(Na3AlF6)混合物的方法制取鋁。回答下列問題:
(1)某同學寫出了鋁原子的4種不同狀態(tài)的電子排布圖
其中能量最低的是___________(填字母),電子由狀態(tài)C到狀態(tài)B所得原子光譜為___________光譜(填“發(fā)射”或“吸收”),狀態(tài)D是鋁的某種激發(fā)態(tài),但該電子排布圖有錯誤,主要是不符合____________________________________________。
(2)熔融狀態(tài)的氯化鋁可揮發(fā)出二聚分子Al2Cl6,其結構如圖所示。
①a鍵的鍵能_________b鍵的鍵能(填“>”“<”或“=”),其理由是______________________。
②Al2Cl6中鋁原子的雜化方式為___________;AlCl3的空間結構為 ___________________。
(3)冰晶石屬于離子化合物,由Na+和AIF63-組成,在冰晶石的晶胞中,AlF63-占據(jù)的位置相當于氯化鈉晶胞中Cl-的位置。
①冰晶石的化學式為___________,一個冰晶石晶胞中Na+的個數(shù)為___________。
②已知冰晶石的密度為2.95g/cm3,則冰品石晶胞的邊長a=___________pm(列出算式即可,阿伏加德羅常數(shù)值為6.02×1023)
【答案】A 發(fā)射 洪特規(guī)則 < 共價鍵的鍵長越短,鍵能越大 sp3 平面三角形 Na3AIF6 12
【解析】
本題主要考查電子排布式特點、原子的雜化方式、分子空間構型的分析、以晶胞為單位的密度計算等知識點。
(1)根據(jù)能量最低原理,核外電子先占據(jù)能量低的原子軌道,原子軌道的能量由低到高的順序為1s<2s<2p<3s<3p。根據(jù)電子排布的特點,只有A符合能量最低原理;電子由高能級向低能級轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的光譜是發(fā)射光譜;洪特規(guī)則是指當電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,且自旋狀態(tài)相同。狀態(tài)D不符合這一規(guī)則。
(2)①因為共價鍵的鍵長越短,鍵能越大,b鍵的鍵長較大,所以a鍵的鍵能小于b鍵的鍵能;
②Al2Cl6中每個鋁原子和四個氯原子形成4個共價鍵,采取sp3雜化;AlCl3中Al只形成三個共價鍵,中心原子Al是sp2雜化,三氯化鋁的分子構型為平面三角形結構;
(3)①由化合價代數(shù)和為0可知,冰晶石的化學式為Na3AIF6;AlF63-占據(jù)的位置相當于氯化鈉晶胞中Cl-的位置,因為一個NaCl晶胞中含有4個Cl-,故一個冰晶石的晶胞中含有4個AlF63-,故一個晶胞中含有12個Na+;
②一個冰晶石的晶胞中含有4個Na3AIF6,Na3AIF6的分子量為210,由得 pm。
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【題目】工業(yè)用空氣氧化(NH4)2SO3的方法制取(NH4)2SO4,研究小組用如圖裝置模擬該過程,并通過測定反應后溶液中SO32-的濃度來計算該反應的轉(zhuǎn)化率。
實驗步驟
①按圖連接好裝置,檢查氣密性;
②取200mL0.5000mol/L的(NH4)2SO3溶液(含有一定量氨水,pH=8)裝入三頸燒瓶中,加入催化劑,控制氣體流速為300L/h,控制溫度在50℃進行實驗;
③反應2.5小時后,測定反應后溶液中SO32-的濃度。
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是____________________________________________。
(2)裝置B的作用是_______________________________________________________。
(3)C中(NH4)2SO3被氧化,該反應的離子方程式為______________________;裝置C中的反應需要控制溫度在50℃,采用的實驗措施是______________________;C中溶液的pH不能低于8,原因是____________________________________________。
(4)取20.00mL反應后的溶液于碘量瓶中,滴入3滴淀粉溶液,用0.1000mol/L的標準碘溶液滴定至終點,消耗碘水體積為18.50mL,則(NH4)2SO3的轉(zhuǎn)化率為_____________________。
(5)指出實驗裝置存在的缺陷_________________________________(寫一條)
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【題目】20℃時,將10mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和10mL 0.1mol/L的H2SO4溶液混合,2min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁。已知溫度每升高10℃,化學反應速率增大到原來的2倍,那么50℃,上述反應要看到同樣的渾濁,需要的時間是
A. 48s B. 40s C. 20s D. 15s
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【題目】氮的氧化物參與霧霾的形成,利用CO和H2在一定條件下可將NO轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。回答下列問題:
(1)汽車氣缸中發(fā)生復雜的化學反應,其中有如下三個重要反應:
反應1:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
反應2:2CO(g)2C(s)+O2(g) △H=+221 kJ/mol
反應3:C(s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
①反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H=___________。
②下列有關反應1的說法中正確的是___________。
A.反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能
B.正反應的活化能大于逆反應的活化能
C.使用催化劑可使反應1的反應熱減小
D.其它條件不變,加壓,正逆反應速率不變,平衡不移動
③定溫定容條件下,向容積為1L的密閉容器中充入一定量的NO和CO的混合氣體(總物質(zhì)的量保持4mol),平衡時NO、CO的轉(zhuǎn)化率及N2的體積分數(shù)與的關系如圖所示,CO轉(zhuǎn)化率對應的曲線為___________(填“轉(zhuǎn)化率a”或“轉(zhuǎn)化率b”,氮氣體積分數(shù)25%時該反應的平衡常數(shù)K=___________,初始時n(NO)=___________.
(2)1073K時,H2與NO可發(fā)生反應2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),該反應的正反應速率方程為:v=kca(H2)×cb(NO)(a、b分別為H2和NO的級數(shù),k為速率常數(shù))。
在定容容器中,分別充入不同濃度的NO和H2,測得該反應的正反應速率如下表所示:
利用上表數(shù)據(jù)可確定a=___________(保留整數(shù)),b=___________(保留整數(shù)),k=___________(保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】物質(zhì)的量濃度相同的NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液,當溶液體積比為3:2:1時,三種溶液中Cl﹣的物質(zhì)的量之比為
A. 3:4:3B. 1:2:3C. 3:2:1D. 1:1:1
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【題目】微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是( )
A. 微生物促進了反應中電子的轉(zhuǎn)移
B. 正極反應中有CO2生成
C. 質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)
D. 電池總反應為C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O
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【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關敘述正確的是
A. 44gCO2與C3H8的混合物中含有共用電子對數(shù)為9NA
B. 將標準狀況下2.24LSO2通入水中完全溶解,溶液中HSO32-與SO32-總數(shù)為0.1NA
C. 硝酸與銅反應得到NO2、N2O4共23g,則銅失去的電子數(shù)為0.5NA
D. 標準狀況下,8.96L的平均相對分子質(zhì)量為3.5的H2與D2混合物中含中子數(shù)0.3NA
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【題目】已知高能鋰離子電池的總反應式為2Li+FeS=Fe+Li2S,LiPF6·SO(CH3)2為電解質(zhì),用該電池為電源電解含鎳酸性廢水并得到單質(zhì)Ni的實驗裝置如圖所示。下列說法錯誤的是
A. 電極Y應為Li
B. X極反應式為FeS+2Li++2e-=Fe+Li2S
C. 電解過程中,b中NaCl溶液的物質(zhì)的量濃度將不斷減小
D. 若將圖中陽離子膜去掉,將a、b兩室合并,則電解反應總方程式發(fā)生改變
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