題目列表(包括答案和解析)
(8分)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,
(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: ;
(2)若已知下列數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵 | H-H | N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 | 435 | 943 |
試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能 kJ·mol-1
(3)合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是:E1______,E2______(填“增大”、“減小、”“不變”)。
(4)用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g);△H1= akJ·mol-1
N2(g)+O2(g) 2NO(g);△H2= bkJ/mol
若1mol NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱△H3= kJ/mol(用含a、b的式子表示)
【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高,生成物的能量低,所以熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92 kJ/mol。
(2)反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值,所以有943kJ/mol+3×435kJ/mol-2×3×x=-92 kJ/mol ,解得x=390 kJ/mol。
(3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)熱,所以E1和E2均減小。
(4)考查蓋斯定律的應(yīng)用,將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到
4NH3+6NO=6H2O+5N2 △H=(a-3b)kJ/mol。所以1mol NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。
(8分)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,
(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: ;
(2)若已知下列數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵 |
H-H |
N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 |
435 |
943 |
試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算N-H的鍵能 kJ·mol-1
(3)合成氨反應(yīng)通常用鐵觸媒作催化劑。使用鐵觸媒后E1和E2的變化是:E1______,E2______(填“增大”、“減小、”“不變”)。
(4)用NH3催化還原NOX還可以消除氮氧化物的污染。例如
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)
;△H1= akJ·mol-1
N2(g)+O2(g) 2NO(g);△H2= bkJ/mol
若1mol NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱△H3= kJ/mol(用含a、b的式子表示)
【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)進(jìn)程可判斷反應(yīng)物的能量高,生成物的能量低,所以熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92 kJ/mol。
(2)反應(yīng)熱就是斷鍵吸收的能量和成鍵所放出的能量的差值,所以有943kJ/mol+3×435 kJ/mol-2×3×x=-92 kJ/mol ,解得x=390 kJ/mol。
(3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)熱,所以E1和E2均減小。
(4)考查蓋斯定律的應(yīng)用,將已知的2個(gè)熱化學(xué)方程式疊加即得到
4NH3+6NO=6H2O+5N2 △H=(a-3b)kJ/mol。所以1mol NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱 kJ/mol。
(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯鹽類”融雪劑,如NaCl、MgCl2等,請(qǐng)回答:
(1)“氯鹽類”融雪劑主要成分的晶體類型為 ;
(2)冰比硫化氫熔點(diǎn)高的原因是 ,冰分子中氧原子的雜化軌道類型為 ;
(3)已知X、Y和Z為第三周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:
電離能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
X | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
Y | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
Z | 496 | 4562 | 6912 | 9543 |
元素Y第一電離能大于X的原因是 ;
(4)融雪劑對(duì)環(huán)境危害很大,如和路基上的鐵等金屬形成原電池,加快路面破損。鐵元素應(yīng)用廣泛,F(xiàn)e2+與KCN溶液反應(yīng)得Fe(CN)2沉淀,KCN過量時(shí)沉淀溶解,生成黃血鹽,結(jié)構(gòu)如圖。
①寫出鐵元素基態(tài)原子價(jià)電子的軌道表示式 ;
②已知CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,1 mol CN-中鍵數(shù)目為 ;
【解析】(1)NaCl、MgCl2等均是由離子鍵形成的離子化合物,因此形成的晶體是離子晶體。
(2)水和硫化氫雖然都是分子晶體,但水分子中存在氫鍵,所以其熔點(diǎn)高于硫化氫的。水分子中的中心原子有4對(duì)電子對(duì),其中2對(duì)是孤電子對(duì),所以雜化軌道類型是sp3。
(3)氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫第一電離能。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷X、Y、Z分別是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg為3s2構(gòu)型,此時(shí)3p0全空,特別穩(wěn)定。
(4)①元素原子的最外層電子是價(jià)電子,對(duì)于副族和第Ⅷ元素其次外層或倒數(shù)第三層電子也可以成為價(jià)電子。鐵屬于第Ⅷ元素,其價(jià)電子軌道表達(dá)式是
②氮?dú)庵械雍偷有纬傻幕瘜W(xué)鍵是氮氮三鍵,而三鍵是由2個(gè)鍵和1個(gè)鍵組成的。CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,所以1 mol CN- 中鍵數(shù)目為2NA。
(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯鹽類”融雪劑,如NaCl、MgCl2等,請(qǐng)回答:
(1)“氯鹽類”融雪劑主要成分的晶體類型為 ;
(2)冰比硫化氫熔點(diǎn)高的原因是 ,冰分子中氧原子的雜化軌道類型為 ;
(3)已知X、Y和Z為第三周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:
電離能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
X |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
Y |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
Z |
496 |
4562 |
6912 |
9543 |
元素Y第一電離能大于X的原因是 ;
(4)融雪劑對(duì)環(huán)境危害很大,如和路基上的鐵等金屬形成原電池,加快路面破損。鐵元素應(yīng)用廣泛,F(xiàn)e2+與KCN溶液反應(yīng)得Fe(CN)2沉淀,KCN過量時(shí)沉淀溶解,生成黃血鹽,結(jié)構(gòu)如圖。
①寫出鐵元素基態(tài)原子價(jià)電子的軌道表示式 ;
②已知CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,1 mol CN- 中鍵數(shù)目為 ;
【解析】(1)NaCl、MgCl2等均是由離子鍵形成的離子化合物,因此形成的晶體是離子晶體。
(2)水和硫化氫雖然都是分子晶體,但水分子中存在氫鍵,所以其熔點(diǎn)高于硫化氫的。水分子中的中心原子有4對(duì)電子對(duì),其中2對(duì)是孤電子對(duì),所以雜化軌道類型是sp3。
(3)氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫第一電離能。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷X、Y、Z分別是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg為3s2構(gòu)型,此時(shí)3p0全空,特別穩(wěn)定。
(4)①元素原子的最外層電子是價(jià)電子,對(duì)于副族和第Ⅷ元素其次外層或倒數(shù)第三層電子也可以成為價(jià)電子。鐵屬于第Ⅷ元素,其價(jià)電子軌道表達(dá)式是
②氮?dú)庵械雍偷有纬傻幕瘜W(xué)鍵是氮氮三鍵,而三鍵是由2個(gè)鍵和1個(gè)鍵組成的。CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,所以1 mol CN- 中鍵數(shù)目為2NA。
(10分)下圖是由4個(gè)碳原子結(jié)合成的6種有機(jī)物(氫原子沒有畫出)
(1)寫出有機(jī)物(a)的系統(tǒng)命名法的名稱 _________
(2)有機(jī)物(a)有一種同分異構(gòu)體,試寫出其結(jié)構(gòu)簡式 __________
(3)上述有機(jī)物中與(c)互為同分異構(gòu)體的是 (填代號(hào))
(4)任寫一種與(e)互為同系物的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式 ______
(5)上述有機(jī)物中不能與溴水反應(yīng)使其退色的有 (填代號(hào))
【解析】(1)a是異丁烷,系統(tǒng)命名法是2-甲基丙烷。
(2)異丁烷的同分異構(gòu)體是正丁烷,結(jié)構(gòu)簡式為CH3-CH2-CH2-CH3。
(3)c是2-丁烯,分子式為C4H8,因?yàn)閎、f的分子式都是C4H8,所以互為同分異構(gòu)體。
(4)e是1-丁炔,屬于炔烴類,和乙炔、丙炔等互為同系物。
(5)a和f中沒有碳碳雙鍵或碳碳三鍵,所以不能和溴水發(fā)生加成反應(yīng),使其褪色。
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