【題目】碳、氮元素是構成生物體的主要元素,在動植物生命活動中起著重要作用。根據(jù)要求回答下列問題:

(1)氮原子核外有___________種不同運動狀態(tài)的電子,基態(tài)氮原子核外電子排布圖為___________。

(2)已知:(NH4)2CO32NH3↑+H2O↑+CO2

①與氧同周期,且第一電離能比氧大的元素有___________種。

②分解所得的氣態(tài)化合物分子的鍵角由小到大的順序為___________(填化學式)。

(3)物質(zhì)中與CO32中的碳原子雜化類型相同和不同的碳原子的個數(shù)比為___________。

(4)配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中銅原子的價電子排布式:___________,BF4的空間構型為___________。寫出與BF4互為等電子體的一種分子和一種離子的化學式:______________________。

(5)碳元素與氮元素形成的某種晶體的晶胞如圖所示(8個碳原子位于立方體的頂點,4個碳原子位于立方體的面心,4個氮原子在立方體內(nèi)),該晶體硬度超過金剛石,成為首屈一指的超硬新材料。

①晶胞中C原子的配位數(shù)為___________。該晶體硬度超過金剛石的原因是___________。

②已知該晶胞的邊長apm,阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,則該晶體的密度為___________

【答案】7 3 H2O<NH3<CO2 3:2 3d104s1 正四面體 CCl4 SO42- 4 該晶體和金剛石均為原子晶體,該晶體中的C-N鍵的鍵長比金剛石中的C-C鍵的鍵長短,鍵能大,故硬度大

【解析】

(1)原子核外沒有運動狀態(tài)相同的電子;N原子價電子排布式是為2s22p3,結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則畫出價電子排布圖;(2)①與氧同周期,且第一電離能比氧大的元素有N、F、Ne;②分解所得的氣態(tài)化合物有H2O、NH3、CO2,H2OV形,NH3為三角錐形,CO2為直線形,H2O中有兩對孤電子對,NH31對孤電子對,孤電子對與鍵合電子對斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對間斥力;(3)CO32-C的雜化方式為sp2,分子中苯環(huán)Csp2雜化,-CNCsp雜化,-CH3-CH2-中與-CHCsp3雜化,據(jù)此計算;

(4)判斷空間構型時可利用價層電子對互斥理論。BF4-中無孤電子對,有4σ鍵電子對,故呈四面體形;尋找等電子體時可利用價電子遷移法找到;(5)①根據(jù)晶胞結(jié)構分析,1C周圍等距且最近的N4個,晶體硬度超過金剛石,從C-N的鍵能和C-C鍵能角度分析;②先計算晶胞的質(zhì)量和體積,再計算晶體的密度。

(1)原子核外沒有運動狀態(tài)相同的電子,基態(tài)氮原子核外有7個電子,有7種不同的運動狀態(tài);N原子核外電子排布式是1s22s22p3,結(jié)合泡利原理、洪特規(guī)則,其核外電子排布圖為;

(2)①與氧同周期,且第一電離能比氧大的元素有N、F、Ne,共有3種;②解所得的氣態(tài)化合物有H2O、NH3、CO2,H2OV形,NH3為三角錐形,CO2為直線形,H2O中有兩對孤電子對,NH31對孤電子對,孤電子對與鍵合電子對斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對間斥力,所以鍵角大小為:H2O<NH3<CO2;(3)CO32-C的雜化方式為sp2,分子中苯環(huán)Csp2雜化,-CNCsp雜化,-CH3-CH2--CHCsp3雜化,所以分子中sp2雜化C6個,sp雜化C1個,sp3雜化C3個,所以與CO32- 的碳原子雜化類型相同和不同的碳原子的個數(shù)比為6:4=3:2;(4)Cu29號元素,基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1,故基態(tài)原子的價層電子排布式為3d104s1;BF4-中心原子B的價層電子對數(shù)為4+=4,雜化方式為sp3,則空間構型為正四面體形;BF4-共有5個原子,價電子總數(shù)為32,結(jié)合等電子體理論可知CCl4、PO43-、SO42-ClO4-均與之為等電子體;(5)①根據(jù)晶胞結(jié)構分析,1C周圍等距且最近的N4個,晶體硬度超過金剛石,從C-N的鍵能和C-C鍵能角度分析,該晶體和金剛石二者均為原子晶體,該晶體中的C-N鍵的鍵長比金剛石中的C-C鍵的鍵長短,鍵能大,故硬度較金剛石大;②該晶胞中含有碳原子數(shù)為+6×=3,含有N原子數(shù)目為4,則晶胞的化學式為C3N4,一個晶胞的質(zhì)量為g,晶體的體積為(a×10-10)3cm3,故晶胞的密度為==g/cm3.

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A.c(M)>c(OH)>c(A)>c(H)B.c(M)>c(A)>c(H)>c(OH)

C.c(M)>c(A)>c(OH)>c(H)D.c(M)>c(H)>c(A)>c(OH)

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2)同溫同壓下,上述元素形成的氣體密度最大的物質(zhì)的分子式為_____。

3)上述反應中兩種金屬元素對應單質(zhì)的活潑性強弱關系為:____,從原子結(jié)構的角度分 析其原因:_________。

4)若根據(jù)化學性質(zhì)進行物質(zhì)分類,則 Al2O3 屬于______氧化物,據(jù)此推測下列反應方程式正確的是______。

AAl2O3+3H2O═2AlOH3

B.2AlOH3+3H2SO4═Al2SO43+3H2O

CAlOH3+NaOH═NaA1O2+2H2O

D NaAlO2+4HCl═AlCl3+2H2O

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A.彩煙是一種純凈物

B.蒸汽凝結(jié)為霧發(fā)生了化學變化

C.蒸汽遇冷形成的霧是一種分散系

D.拉煙原理與焰色試驗的原理相同

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A. pH=3的草酸溶液含有H+數(shù)目為0.001NA

B. 1molKMnO4被還原時強酸提供H+數(shù)目為NA

C. 1molHOOC-COOH含共用電子對數(shù)目為9NA

D. 該反應釋放CO2分子數(shù)目為

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【題目】(1)在一體積為10L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850℃時發(fā)生如下反應:CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2 (g) △H<0,t℃時物質(zhì)濃度(mol·L-1)的變化CO和H2O濃度變化如下圖,則0~4min的平均反應速率v(CO)=_________mol·L-1·min-1。

時間(min)

CO

H2O

CO2

H2

0

0.200

0.300

0

0

2

0.138

0.238

0.062

0.062

3

c1

c2

c3

c4

4

c1

c2

c3

c4

5

0.116

0.216

0.084

6

0.096

0.266

0.104

(2)t℃(高于850℃)時,在相同容器中發(fā)生上述反應,容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。

①表中3min~4min之間反應處于_________狀態(tài); c 1數(shù)值_________0.08 mol·L-1 (填大于、小于或等于)

②反應在4min~5min間,平衡向逆方向移動,可能的原因是_________ (單選),表中5min~6min之間數(shù)值發(fā)生變化,可能的原因是_________ (單選)

a.增加水蒸氣 b.降低溫度 c.使用催化劑 d.增加氫氣濃度

(3)已知:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:

溫度/℃

400

500

800

平衡常數(shù)/K

9.94

9

1

C(s)+CO2(g)2CO(g)  K

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) K2

K、K1K2之間的關系是K________。

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A. 室溫下,電離平衡常數(shù):K(HCN)>K(CH3COOH)

B. 點①和點②所示溶液中:c(CH3COO-)>c(CN-)

C. 點③所示的溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)

D. 點④所示的溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)

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