
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)碼填寫清楚,將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。
2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂;非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡簽字筆書寫,字體工整、筆跡清晰。
3.請(qǐng)按照題號(hào)順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試卷上答題無效。
4.作圖可先使用鉛筆畫出,確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。
5.保持卡面清潔,不要折疊,不要弄破、弄皺,不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。
可能用到的原子量:H-1 C-12 O-16 Mn-55
一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 生活中處處有化學(xué)。下列說法錯(cuò)誤的是
A. 絢麗的煙花與電子由低能級(jí)躍遷至高能級(jí)時(shí)放出的能量有關(guān)
B. 可通過向溶液中加入大量的水,同時(shí)加熱來制備
C. 在日常裝修中,溶解油漆一般用有機(jī)溶劑(如乙酸乙酯等)而不用水
D. “暖寶寶貼”是利用原電池原理加快鐵的腐蝕而進(jìn)行發(fā)熱的
【答案】A
【解析】
【詳解】A.電子由低能級(jí)躍遷至高能級(jí)時(shí)需要吸收能量,絢麗的煙花與電子由高能級(jí)躍遷至低能級(jí)時(shí)放出的能量有關(guān),A錯(cuò)誤;
B.溶液中加入大量的水,同時(shí)加熱,鈦離子水解最終轉(zhuǎn)化為,B正確;
C.油漆主要是非極性物質(zhì),乙酸乙酯是非極性溶劑,水是極性溶劑,根據(jù)相似相溶原理可知,油漆易溶于非極性分子組成的溶劑中,C正確;
D.暖寶寶中的炭粉、鐵粉、食鹽、水混合,F(xiàn)e發(fā)生吸氧腐蝕而放熱,利用原電池原理,D正確。
故選A。
2. 下列N原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最高的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
原子核外電子排布式中,電子所占的軌道能量越高,該原子的能量就越高,對(duì)于N原子,軌道的能量2p>2s>1s,因此2p軌道的電子越多,能量越高。
【詳解】A.該圖是N原子的基態(tài)的電子排布圖,2p軌道有3個(gè)電子;
B.該圖中1s軌道有1個(gè)電子激發(fā)后躍遷到2p軌道,2p軌道有4個(gè)電子;
C.該圖中2s軌道有1個(gè)電子激發(fā)后躍遷到2p軌道,2p軌道有4個(gè)電子;
D.該圖中1s、2s軌道各有1個(gè)電子激發(fā)后躍遷到2p軌道,2p軌道有5個(gè)電子;
綜上所述,D中2p軌道的電子最多,能量最高,故選D。
3. 下列各組物質(zhì)中,化學(xué)鍵類型相同,晶體類型也相同的是
A. 和B. 和C. NaH和HBrD. NaOH和KCl
【答案】B
【解析】
【詳解】A.是共價(jià)晶體,是分子晶體,二者晶體類型不同,A錯(cuò)誤;
B.和是含有極性鍵的分子晶體,B正確;
C.NaH是離子晶體,HBr是分子晶體,二者晶體類型不同,C錯(cuò)誤;
D.NaOH含離子鍵和共價(jià)鍵,KCl只含離子鍵,二者化學(xué)鍵類型有所不同,D錯(cuò)誤。
故選B。
4. 下列有關(guān)說法正確的是
A. 含有共價(jià)鍵的晶體一定是共價(jià)晶體
B. 同一能層內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域一定相同
C. 電負(fù)性越大,元素的非金屬性越強(qiáng),第一電離能也越大
D. 中心原子采取雜化的型分子一定是非極性分子
【答案】D
【解析】
【詳解】A.分子晶體、離子晶體、共價(jià)晶體中都可以含共價(jià)鍵,故A錯(cuò)誤;
B.核外電子不在同一區(qū)域里運(yùn)動(dòng),能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域里運(yùn)動(dòng),能量低的電子在離核近的區(qū)域里運(yùn)動(dòng),同一能層有不同能級(jí),故B錯(cuò)誤;
C.元素電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng),但第一電離能不一定越大,例如電負(fù)性:NO,故C錯(cuò)誤;
D.中心原子采取雜化且為型分子是以中心原子為中心的正四面體結(jié)構(gòu),一定是非極性分子,故D正確;
故選D。
5. 下列化學(xué)用語表示正確的是
A. 羥基()的電子式為:
B. 基態(tài)核外電子排布式為
C. 空間填充模型,可表示分子,也可表示分子
D. 硫酸鋁溶液與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.羥基()的電子式為,故A錯(cuò)誤;
B.基態(tài)核外電子排布式為,故B錯(cuò)誤;
C.甲烷分子、四氯化碳分子均為正四面體形,但原子半徑:,分子填充模型為,故C錯(cuò)誤;
D.硫酸鋁水解顯酸性,碳酸氫鈉水解顯堿性,二者混合時(shí)水解相互促進(jìn),生成沉淀和氣體,離子方程式為,故D正確;
故選D。
6. 布洛芬是最常用的非甾體類解熱鎮(zhèn)痛藥,其分子結(jié)構(gòu)如下圖所示,下列有關(guān)說法正確的是
A. 分子中所有碳原子有可能共面
B. 分子中含兩種官能團(tuán)為羧基和苯基
C. 可以用X射線衍射測(cè)定分子晶體結(jié)構(gòu)
D. 苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子VSEPR模型均為四面體形
【答案】C
【解析】
【詳解】A.帶星號(hào)的C原子為雜化,不可能所有碳原子共面,A錯(cuò)誤;
B.苯基不是官能團(tuán),B錯(cuò)誤;
C.將X射線衍射技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)化合物(特別是復(fù)雜的生物大分子)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定,可以獲得更為直接且詳盡的結(jié)構(gòu)信息,C正確;
D.苯環(huán)側(cè)鏈上羧基中碳為雜化,VSEPR模型為平面三角形,D錯(cuò)誤;
故答案選C。
7. 有四種有機(jī)物:①,②,③,④,下列有關(guān)此四種物質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是
A. ①可以由炔烴與氫氣加成獲得B. ②的二溴代物有3種
C. 能通過加氫反應(yīng)得到③的炔烴有2種D. ④能生成3種沸點(diǎn)不同的一氯代物
【答案】A
【解析】
【詳解】A.①中任意2個(gè)相鄰碳原子上不能同時(shí)含有2個(gè)氫原子,所以①不可以由炔烴與氫氣加成獲得,故A錯(cuò)誤;
B.②的二溴代物有三種結(jié)構(gòu),分別是:、、,故B正確;
C.③中只有2種相鄰碳原子是同時(shí)含有2個(gè)以上的氫原子,所以相應(yīng)的炔烴是2種,結(jié)構(gòu)簡式為:,,故能通過加氫反應(yīng)得到③的炔烴有2種,C正確;
D.④中不同的氫原子有3種,一氯代物有三種,D正確。
故選A。
8. CdSe的一種晶體為閃鋅礦型結(jié)構(gòu),晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為,已知晶胞參數(shù)為anm。下列有關(guān)說法正確的是
A. 原子坐標(biāo)參數(shù)B為
B. 晶胞中Se原子的配位數(shù)為8
C. Cd、Se之間的最短距離為nm
D. Se原子填充在Cd原子形成的四面體空隙中,空隙利用率為25%
【答案】C
【解析】
【詳解】A.將CdSe晶胞分為8個(gè)小立方體,Se處于互不相鄰的4個(gè)小立方體的體心,原子坐標(biāo)參數(shù)A為,根據(jù)0點(diǎn)定位,故B的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為,A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)均攤法,該晶胞中含有Cd為,即4個(gè)Cd、4個(gè)Se,Cd在頂點(diǎn),與Se構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)為正四面體,與其距離最近的Se原子的個(gè)數(shù)為4,故B錯(cuò)誤;
C.Se原子在晶體內(nèi)的位置為體對(duì)角線的處,故Cd、Se之間的最短距離為nm,故C正確;
D.據(jù)圖可知Se原子填充在Cd原子形成的四面體空隙中,空隙數(shù)為8,占據(jù)了4個(gè),空隙利用率為50%,故D錯(cuò)誤;
故選C。
9. 聚吡咯作柔性電極材料,其單體為吡咯(),吡咯中所有原子共面,且分子中含有與苯類似大π鍵(,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù))。已知為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 1ml吡咯中σ鍵數(shù)為B. 吡咯中N原子的雜化軌道類型為
C. 吡咯熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)戊二烯()D. 吡咯中的大π鍵表示為
【答案】C
【解析】
【詳解】A.每個(gè)吡咯有4個(gè)碳原子,每個(gè)碳原子有碳?xì)滏I(4個(gè)),碳碳單鍵(3個(gè))、碳氮(2個(gè))、氮和氫(1個(gè))之間有σ鍵,1 ml吡咯中含有的σ鍵數(shù)為,A錯(cuò)誤;
B.吡咯中所有原子共面,N原子為雜化,B錯(cuò)誤;
C.吡咯熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于環(huán)戊二烯,主要原因是吡咯分子間存在氫鍵,而環(huán)戊二烯分子間沒有氫鍵,C正確;
D.該吡咯分子中4個(gè)C原子和1個(gè)N原子參與形成大π鍵,4個(gè)C原子各提供一個(gè)電子,1個(gè)N原子提供一對(duì)孤對(duì)電子,因此該吡啶中的大π鍵表示為,D錯(cuò)誤。
故選C。
10. 室溫下,,通過下列實(shí)驗(yàn)探究、溶液的性質(zhì):
實(shí)驗(yàn)1:用pH試紙測(cè)定0.1ml?L溶液的pH,測(cè)得pH約為10。
實(shí)驗(yàn)2:向0.1ml?L溶液中通入過量的,再滴入2滴紫色石蕊試劑,溶液呈紅色。
實(shí)驗(yàn)3:向?qū)嶒?yàn)2溶液中逐滴滴加一定體積的鹽酸,測(cè)得溶液pH為3。
實(shí)驗(yàn)4:向0.1ml?L溶液中加入等體積、等濃度的溶液,產(chǎn)生白色沉淀。
下列說法正確的是
A. 0.1ml?L的溶液中存在:
B. 實(shí)驗(yàn)2可以得出:
C. 實(shí)驗(yàn)3得到的溶液中存在:
D. 實(shí)驗(yàn)4中可推測(cè)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.中亞硫酸根會(huì)水解,弱酸根的水解是分步的,,A錯(cuò)誤;
B.向0.1ml?L溶液中通入過量的,反應(yīng)產(chǎn)生,再滴入2滴紫色石蕊試劑,溶液呈紅色,說明溶液呈酸性,也就是電離大于水解,溶液中存在:,可知,根據(jù)電離大于水解可知,即 ,B正確;
C.由,,,可得,C錯(cuò)誤;
D.實(shí)驗(yàn)4產(chǎn)生白色沉淀說明生成了,溶液與溶液等體積、等濃度反應(yīng),假設(shè)體積為V,產(chǎn)生沉淀說明,有,即,D錯(cuò)誤;
故答案為:B。
11. 西北工業(yè)大學(xué)曾華強(qiáng)課題組借用足球烯核心,成功實(shí)現(xiàn)了高效且選擇性可精準(zhǔn)定制的離子跨膜運(yùn)輸,如圖所示。已知:圖中的有機(jī)物為“冠醚”,命名規(guī)則是“環(huán)上原子個(gè)數(shù)-冠醚-氧原子個(gè)數(shù)”。下列說法正確的是
A. 冠醚分子中C原子的雜化類型為
B. 冠醚和堿金屬離子通過離子鍵形成超分子
C. 不同冠醚與不同堿金屬作用,中心堿金屬離子的配位數(shù)是不變的
D. 18-冠-6與作用不與和作用,反映了超分子“分子識(shí)別”的特征
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由題干冠醚的分子結(jié)構(gòu)簡式可知,冠醚分子中C原子周圍均形成了4個(gè)σ鍵,即其周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,故碳原子的雜化類型為,A錯(cuò)誤;
B.冠醚與堿金屬離子之間的配位鍵屬于共價(jià)鍵,不是離子鍵,B錯(cuò)誤;
C.中心堿金屬離子的配位數(shù)是隨著空穴大小不同而改變的,C錯(cuò)誤;
D.冠醚識(shí)別堿金屬離子的必要條件是冠醚空腔直徑與堿金屬離子直徑適配,18-冠-6與作用,但不與或作用說明超分子具有“分子識(shí)別”的特征,D正確;
故答案選D。
12. Vilsmeier試劑是有機(jī)反應(yīng)中的一種重要原料,由以下反應(yīng)生成。W、X、Y、Z、Q為短周期主族元素且三個(gè)短周期均有分布且X、Y、Z同周期,五種元素中X的電負(fù)性最大,Y元素原子最高能級(jí)的不同軌道都有電子且自旋方向相同,Z元素各能級(jí)的電子數(shù)相等,W元素的一種核素不含中子,該五種元素的原子在以上有機(jī)結(jié)構(gòu)中均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是
A. 第一電離能:X>Y>Z
B. 分子中,X為+2價(jià)
C. W、Y、Q三種元素可以組成離子化合物
D. 基態(tài)Q原子核外電子有17種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、Q為短周期主族元素且三個(gè)短周期均有分布,Y元素原子最高能級(jí)不同軌道都有電子且自旋方向相同,即2p軌道上有3個(gè)自旋方向相同的電子,核外電子排布式為,則Y為N元素;Z元素各能級(jí)的電子數(shù)相等,即為,則Z為C元素;W元素的一種核素不含中子,則W為H元素;五種元素的原子在有機(jī)結(jié)構(gòu)中均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),由結(jié)構(gòu)簡式可知,W、X、Y、Z、Q形成共價(jià)鍵的數(shù)目分別為1、2、3、4、1,且Q能形成帶1個(gè)單位負(fù)電荷的陰離子,五種元素中X的電負(fù)性最大,則X為O元素、Q為Cl元素。
【詳解】A.同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),元素的第一電離能大于相鄰元素,則第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C,故A錯(cuò)誤;
B.氧元素的電負(fù)性大于氯元素,則分子中氧元素呈-2價(jià),故B錯(cuò)誤;
C.氫、氮、氯三種元素可以形成含有離子鍵、極性鍵、配位鍵的離子化合物氯化銨,故C正確;
D.氯元素的原子序數(shù)為17,基態(tài)原子的電子排布式為,由核外電子排布規(guī)律可知,共有九個(gè)軌道,所以有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故D錯(cuò)誤。
故選C。
13. 鈦原子(Ti)在一定條件下和碳原子可形成氣態(tài)團(tuán)簇分子,分子模型如圖所示(白球表示Ti原子,黑球表示碳原子),它的化學(xué)式為
A. B. TiCC. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】由題意可知該物質(zhì)是氣態(tài)團(tuán)簇分子而不是晶體,該結(jié)構(gòu)就是其分子結(jié)構(gòu),分子中含有的原子就是其化學(xué)式中含有的原子,直接數(shù)出其中的Ti原子和C原子個(gè)數(shù)即可,根據(jù)分子模型可知一個(gè)分子中含有12+1=13個(gè)碳原子,8+6=14個(gè)鈦原子,因此化學(xué)式為,故選A。
14. 據(jù)圖所示,下列說法正確的是
A. 短周期某元素的前5個(gè)電子的電離能如圖1所示,則該元素是Be
B. 圖2表示石墨的層狀結(jié)構(gòu),石墨為混合型晶體,其片層之間存在范德華力,因此具有導(dǎo)電性
C. 已知圖3、圖4為結(jié)構(gòu)圖,則可以用紅外光譜法區(qū)別圖3和圖4
D. 0.1ml/L溶液的pH隨溫度變化的曲線如圖5中a所示
【答案】D
【解析】
【詳解】A.從圖上看出是的五倍多,說明該原子最外層有兩個(gè)電子,該原子至少有5個(gè)電子,,故該原子是第三周期的Mg原子,故A錯(cuò)誤;
B.石墨晶體的層與層之間存在分子間作用力,層內(nèi)存在大π鍵,層內(nèi)存在自由移動(dòng)的電子,因此具有導(dǎo)電性,故B錯(cuò)誤;
C.圖3為晶態(tài)、圖4為非晶態(tài),用X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以區(qū)別,故C錯(cuò)誤;
D.溫度升高,促進(jìn)溶液中的鋁離子水解,溶液中水解產(chǎn)生的氫離子增多,如圖5中a所示,pH減小,故D正確;
故選D。
二、非選擇題:共4小題,共58分。
15. MOFs是一種有機(jī)-無機(jī)雜化材料,兼有無機(jī)材料的剛性和有機(jī)材料的柔性特征,使其在現(xiàn)代材料研究方面呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿驼T人的發(fā)展前景。我國科研的工作者制備了一種鉍基MOF復(fù)合材料,可用作高性能的鉀離子電池的負(fù)極材料,如圖所示?;卮鹣铝袉栴}:
(1)鉍(Bi)原子序數(shù)為83,在元素周期表的分區(qū)為_______區(qū)。中陰離子的鍵角比H2O_______(填“大”或“小”);BTC的核磁共振氫譜中有_______組峰。
(2)該反應(yīng)的有機(jī)溶劑化學(xué)式為(乙二醇),易溶于水和乙醇的原因是_______。
(3)MOF材料與ZnO復(fù)合可制備熒光材料ZnO-MOF,ZnO溶于氨水生成,1ml共有_______ml的σ鍵,也可溶于氨水生成,寫出該反應(yīng)的離子方程式:_______。
(4)MOF還可以電催化還原,裝置原理如圖所示。電極b的電極反應(yīng)式為_______,電極a上生成1ml時(shí),理論上可還原標(biāo)準(zhǔn)狀況下_______1L。
【答案】(1) ①. p ②. 大 ③. 3
(2)乙二醇和水分子間、乙二醇和乙醇分子間存在氫鍵
(3) ①. 16 ②.
(4) ①. ②. 44.8
【解析】
【小問1詳解】
鉍元素的原子序數(shù)為83,則其基態(tài)原子的外圍電子排布式為,在元素周期表的p區(qū);硝酸根離子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3、孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,氮原子的雜化方式為雜化,離子的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,鍵角為120°,的氧原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為2,VSEPR模型為四面體形,空間構(gòu)型為V形,鍵角小于120°;BTC中羧基間位,整個(gè)分子高度對(duì)稱,等效氫的個(gè)數(shù)為3,故在核磁共振氫譜上有3組峰;
故答案為:p;大;3;
【小問2詳解】
乙二醇(),易溶于水和乙醇原因是乙二醇和水分子間、乙二醇和乙醇分子間存在氫鍵;
故答案為:乙二醇和水分子間、乙二醇和乙醇分子間存在氫鍵;
【小問3詳解】
配離子中配位鍵和N-H鍵都為σ鍵,則1 ml中含有的σ鍵的物質(zhì)的量為16 ml;溶解生成的Zn2+,與氨水中NH3形成形成配位鍵,生成,促進(jìn)的溶解,離子方程式是;
故答案為:16;;
【小問4詳解】
電極b上是發(fā)生反應(yīng)生成CO,碳的化合價(jià)降低,得電子,則電極b為陰極,發(fā)生反應(yīng):;a電極為陽極,H2O在a電極失去電子生成O2和H+,根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式,若生成1 ml,則可還原2 ml ,其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為44.8 L;
故答案為:;44.8。
16. 三氯化六氨合鈷主要用于磷酸鹽的測(cè)定和鈷鹽的制備。實(shí)驗(yàn)室以活性炭為催化劑,用制備(鈷為+3價(jià)),裝置如圖所示。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
I.稱取研細(xì)的10.0g和5.0g于燒杯中溶解,將溶液轉(zhuǎn)入三頸燒瓶,加入25mL濃氨水和適量活性炭粉末,逐滴加入5mL30%的溶液。
Ⅱ.控制反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)一段時(shí)間后,得到溶液。
Ⅲ.在一定條件下,經(jīng)過一系列的操作制得。
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱為_______,儀器b中盛裝的試劑為_______(填“堿石灰”或“無水氯化鈣”)。
(2)步驟Ⅱ中控制反應(yīng)溫度為60℃,溫度不能過高的原因是_______。
(3)步驟Ⅲ制得晶體的一系列的過程:加熱濃縮、_______、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌并干燥。在冷卻結(jié)晶之前還需要加入適量的濃鹽酸,除了抑制水解之外加入濃鹽酸的作用是_______。
(4)制備過程中可能會(huì)有和副產(chǎn)物生成,中的配體為_______。為正八面體結(jié)構(gòu),C(Ⅲ)處于八面體的中心,則有_______種不同的結(jié)構(gòu)(不考慮光學(xué)異構(gòu))。
【答案】(1) ①. (球形)冷凝管 ②. 無水氯化鈣
(2)減少氨的揮發(fā)和的分解
(3) ①. 趁熱過濾 ②. 增大氯離子濃度,利用同離子效應(yīng),促進(jìn)鈷配合物完全析出,提高產(chǎn)率
(4) ①. 和 ②. 2
【解析】
【分析】將NH4Cl和晶體溶解后所得混合溶液倒入三頸燒瓶中,加熱活性炭作催化劑,先加濃氨水,在逐滴加入H2O2溶液,水浴加熱,發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過分離提純最終得到,以此分析解答;
【小問1詳解】
)儀器a的名稱為球形冷凝管;儀器b中盛裝的試劑為無水氯化鈣,吸收揮發(fā)的氨氣;
【小問2詳解】
步驟Ⅱ中控制反應(yīng)溫度為60℃,既能保證較快的反應(yīng)速率,又能減少氨的揮發(fā)和H2O2的分解,提高原料的利用率
【小問3詳解】
步驟Ⅲ制得晶體的一系列的過程:加熱濃縮、趁熱過濾除去難溶的活性炭、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌并干燥;濾液中加入濃鹽酸,增大了氯離子濃度,利用同離子效應(yīng),促進(jìn)完全析出,提高產(chǎn)率;
【小問4詳解】
中的配體為和;呈正八面體結(jié)構(gòu),中的配體為和;呈正八面體結(jié)構(gòu),若其中有兩個(gè)分子分別被取代,1,4為等效位置,2,3,5,6為等效位置,如果一個(gè)水分子位于1的位置,則另一個(gè)水分子可能是2,3,5,6(等效)或4,所以有兩種結(jié)構(gòu)。
17. 是重要的電子工業(yè)原料,可用于半導(dǎo)體電子材料、三元電池材料、錳酸鋰電池材料、鋅錳電池材料、玻璃等的制造。以菱錳礦(主要成分為,含和少量Fe、Cu、Ni、Ca、Mg等元素)為原料制備的一種工藝流程如圖所示。
回答下列問題:
(1)基態(tài)Mn原子的價(jià)電子的軌道表示式為_______。
(2)“酸浸”時(shí)加快反應(yīng)速率,提高浸取率可采取的措施有_______(寫兩種)。
(3)濾渣2的主要成分為_______(填化學(xué)式)。
(4)福美鈉的化學(xué)式為,其中N、S、Na三種元素的簡單離子半徑從大到小順序?yàn)開______(填寫離子符號(hào))。
(5)已知,,當(dāng)沉淀完全時(shí)(濃度為ml?L),溶液中_______ml?L(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(6)“沉錳”中生成的在“氧化”時(shí)控制溫度為50℃,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
(7)晶體溫度高于1170℃時(shí)屬于立方晶體,其中與金剛石晶胞中碳原子占據(jù)的位置相似(金剛石晶胞如圖所示)。若晶體的晶胞參數(shù)為apm,則晶體密度為_______g?cm-3(列出計(jì)算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為)。
【答案】(1) (2)適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升溫或粉碎礦石或攪拌等
(3)
(4)
(5)
(6)
(7) g?cm-3或g?cm-3
【解析】
【分析】生產(chǎn)高純四氧化三錳工藝流程中,菱錳礦加入硫酸溶解,形成MnSO4、FeSO4、MgSO4、NiSO4溶液,其中SiO2、Cu和大部分CaSO4進(jìn)入濾渣1,“氧化”過程加入空氣,空氣中O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入氨水形成Fe(OH)3沉淀過濾除去,“除銅鎳”過程加入福美鈉,形成NiS、CuS沉淀除去,之后加入氟化銨,形成CaF2和MgF2沉淀過濾除去,加入絮凝劑除去硅,加入氨水將錳轉(zhuǎn)化為沉淀,氧化得到四氧化三錳。
【小問1詳解】
已知Mn是25號(hào)元素,故基態(tài)Mn原子的價(jià)電子的軌道表示式為;
【小問2詳解】
適當(dāng)增大硫酸濃度、適當(dāng)升溫、粉碎礦石、攪拌等措施可以提高酸浸的效果,故答案為增大硫酸溶液濃度或適當(dāng)升溫或粉碎礦石或攪拌等;
【小問3詳解】
利用氧氣將鐵元素氧化,最終轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,故答案為;
【小問4詳解】
N、S、Na三種元素的簡單離子半徑,電子層數(shù)多,電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越多半徑越小,,故半徑從大到小順序?yàn)椋?br>【小問5詳解】
)當(dāng)鎂離子沉淀完全時(shí),由,可知溶液中ml/Lml/L,則此時(shí)ml/Lml/L;
【小問6詳解】
“氧化”步驟中,反應(yīng)物是和,生成物是,
故反應(yīng)的化學(xué)方程式為;
【小問7詳解】
據(jù)“均攤法”,晶胞中含個(gè),
結(jié)合化學(xué)式可知可以改寫,
則晶體密度為g?cm-3 g?cm-3;結(jié)合化學(xué)式可知也可以改寫,
則晶體密度為 g?cm-3 g?cm-3。
18. 氮氧化物()都具有不同程度的毒性,是造成大氣污染的主要物質(zhì),危害人體健康,其無害化處理成為研究熱點(diǎn),具有重要的意義。回答下列問題:
(1)NO在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng):,該反應(yīng)分兩步完成,其反應(yīng)歷程如圖所示。
寫出反應(yīng)Ⅱ熱化學(xué)方程式:_______;決定:反應(yīng)速率的是_______(填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)Ⅱ”)。
(2)T℃,在密閉容器中嘗試?yán)帽砻娲呋に嚪纸釴O,若用分別表示,NO,和固體催化劑,則在固體催化劑表面分解NO的反應(yīng)過程可用下圖表示:
若溫度和容器體積保持不變,下列關(guān)于NO分解反應(yīng),說法正確的是_______(填選項(xiàng)字母)。
A. b到c吸熱,c到d放熱
B. 當(dāng)體系壓強(qiáng)恒定時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C. 除去體系中可提高NO的平衡轉(zhuǎn)化率
D. 固體催化劑起到反應(yīng)載體作用,不改變反應(yīng)的活化能和焓變
(3)厭氧氨化法(Anammx)是一種新型的氨氮去除技術(shù),反應(yīng)模型如圖。
①聯(lián)氨()是_______(填“極性”或“非極性”)分子。羥胺()可看成氨分子內(nèi)的一個(gè)氫原子被羥基取代的衍生物,則羥胺分子中N原子的雜化方式為_______;
②該過程的總反應(yīng)的方程式為_______。
(4)在恒溫條件下,向初始?jí)簭?qiáng)為PMPa的恒容密閉容器中加入等物質(zhì)的量CO和NO發(fā)生反應(yīng):,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),的體積分?jǐn)?shù)為20%,則NO的轉(zhuǎn)化率為_______(保留一位小數(shù))。該條件下反應(yīng)平衡常數(shù)_______MPa-1(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
【答案】(1) ①. kJ/ml ②. 反應(yīng)Ⅱ (2)AC
(3) ①. 極性 ②. ③.
(4) ①. 66.7% ②.
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)能量關(guān)系圖,反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),焓變=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,故熱化學(xué)方程式為 kJ/ml;
反應(yīng)Ⅱ的活化能大于反應(yīng)Ⅰ的活化能,反應(yīng)斷鍵時(shí)需要更多的能量,反應(yīng)速率慢,化學(xué)反應(yīng)速率由最慢的一步?jīng)Q定,所以決定反應(yīng)速率的是反應(yīng)Ⅱ;
【小問2詳解】
A.b到c斷開化學(xué)鍵吸熱,c到d形成化學(xué)鍵放熱,A正確;
B.反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等,氣體壓強(qiáng)始終不變,故壓強(qiáng)不變不能判定平衡,B錯(cuò)誤;
C.除去體系中減小生成物濃度,使平衡正向移動(dòng),NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,C正確;
D.固體催化劑起到反應(yīng)載體的作用,不改變反應(yīng)焓變,但催化劑可以降低活化能,D錯(cuò)誤;
故答案為AC;
【小問3詳解】
①聯(lián)氨中N原子上有孤電子對(duì),正負(fù)電荷中心不重合,故為極性分子。羥胺()可看成是氨分子內(nèi)的一個(gè)氫原子被羥基取代的衍生物,分子中N原子價(jià)層電子對(duì),有一對(duì)孤電子對(duì),故N原子采取雜化;
②在反應(yīng)過程中,被還原為和,該過程的總反應(yīng)是
【小問4詳解】
加入等物質(zhì)的量CO和NO,因此投料比是1∶1。
,解得,即轉(zhuǎn)化率為66.7%;
所以n(總)ml。算出平衡時(shí),總壓強(qiáng),,解得。
;
;;
;;
。
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