Question

7．我國鉀長石（KAlSi₃O₈）的資源比較豐富．工業(yè)上可用食鹽和鉀長石在一定條件下制備氯化鉀：NaCl （l）+KAlSi₃O₈（s）?KCl （l）+NaAlSi₃O₈（s）．
完成下列填空：
（1）硅原子的核外電子占據(jù)了3個軌道，有2種能量．
（2）上述反應(yīng)中涉及到的兩種非金屬元素單質(zhì)熔點(diǎn)高低順序是Si大于Cl₂，原因是原子晶體Si的熔點(diǎn)明顯高于分子晶體Cl₂的熔點(diǎn)．
（3）反應(yīng)中涉及到的六種元素中，具有氖原子電子層結(jié)構(gòu)的簡單離子的半徑按從小到大的順序排列Al³⁺＜Na⁺＜O^2-；位于同一周期的四種元素中，有一種元素的最高價氧化物的水化物和其余元素的最高價氧化物的水化物均能發(fā)生反應(yīng)，這種元素的名稱是鈉．
工業(yè)上在催化劑條件下，用NH₃作為還原劑將煙氣中的NOx還原成無害的氮和水，反應(yīng)方程式可表示為：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）
（4）一定條件下該反應(yīng)在容積為2L的容器內(nèi)反應(yīng)，20min時達(dá)到平衡，生成N₂0.4mol，則平均反應(yīng)速率υ（NO）=0.005mol/L•min．能夠說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bd．
a．氣體密度不變    b．氣體顏色不變   c．υ（NO）_正=2υ（N₂）_逆   d．平均式量不變
（5）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）×c（NO）×c（N{O}_{2}）}$，其中非極性分子的電子式是．
（6）反應(yīng)達(dá)到平衡后，其它條件不變，升高溫度，速率υ（N₂）_逆增大平衡常數(shù)K無法確定．（“增大”“減小”“不變”“無法確定”）

Answer 1

分析 （1）硅原子最外層含有4個電子，兩個2s電子、兩個2p電子，2s能級含有一個軌道，2p能級有3個軌道，同一能級上電子能量相同；
（2）上述反應(yīng)中涉及到的兩種非金屬元素單質(zhì)的單質(zhì)為Cl₂和Si，比較單質(zhì)的熔點(diǎn)，可從單質(zhì)構(gòu)成的晶體種類來判斷；
（3）反應(yīng)中涉及到的六種元素中，Na⁺、Al³⁺、O^2-具有氖原子電子層結(jié)構(gòu)，核電荷數(shù)越大其簡單離子的半徑越�。粎⑴c上述反應(yīng)且位于一周期的Na、Al、Si、Cl四種元素中，其最高價氧化物的水化物為酸或堿，酸或堿反應(yīng)生成鹽和水；
（4）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算；達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量不變，以此判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)；
（5）在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時，產(chǎn)物濃度計量系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度計量系數(shù)次方的乘積之比為平衡常數(shù)；非極性分子的正負(fù)電荷重心重合，只有非極性鍵構(gòu)成的分子是非極性分子；
（6）溫度升高，反應(yīng)速率加快，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，改變溫度平衡正向移動時平衡常數(shù)增大．

解答 解：（1）硅原子最外層含有4個電子，兩個2s電子、兩個2p電子，2s能級含有一個軌道，2p能級有3個軌道，2個電子占據(jù)2s能級，兩個電子占據(jù)2p能級上兩個軌道，所以硅原子的最外層電子占據(jù)了3個軌道，同一能級上電子能量相同，有2種能量，故答案為：3；2；
（2）Cl₂是分子晶體，Si是原子晶體，原子晶體的熔點(diǎn)明顯高于分子晶體，則單質(zhì)熔點(diǎn)高低順序是Si＞Cl₂，
故答案是：Si；Cl₂；原子晶體Si的熔點(diǎn)明顯高于分子晶體Cl₂的熔點(diǎn)；
（3）O、Na、Al的核電荷數(shù)遞增，Na⁺、Al³⁺、O^2-具有氖原子電子層結(jié)構(gòu)，結(jié)合核電荷數(shù)越大其簡單離子的半徑越小，離子半徑從小到大的順序排列為Al³⁺、Na⁺、O^2-，參與上述反應(yīng)且位于同一周期的幾種元素中，其最高價氧化物的水化物為酸或堿，酸或堿反應(yīng)生成鹽和水，只有氫氧化鈉能和其它三種元素的最高價氧化物的水化物反應(yīng)，則該元素為Na，故答案為：Al³⁺＜Na⁺＜O^2-；鈉；
（4）υ（NO）=$\frac{1}{2}$v（N₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{20min}$×$\frac{1}{2}$=0.005mol/（L•min）；
a．因容器的體積不變，氣體的質(zhì)量不變，氣體密度不變不能作為判斷是否平衡的依據(jù)，但平衡時密度一定不變，故a不選；
b．氣體顏色不變，說明濃度不變，可說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故b選；
c．υ（NO）_正=2υ（N₂）_逆，正逆反應(yīng)速率不等，不能達(dá)到平衡狀態(tài)，故c不選；
d．氣體的總質(zhì)量始終不變，反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量改變，平均式量不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故d選；
故答案為：0.005；bd；
（5）反應(yīng)2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）平衡常數(shù)的表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）×c（NO）×c（N{O}_{2}）}$，N₂是只有非極性鍵構(gòu)成的非極性分子，其電子式為：；
答案為：$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）×c（NO）×c（N{O}_{2}）}$；；
（6）溫度升高，反應(yīng)速率加快，速率υ（N₂）_逆增大，但不知道此反應(yīng)正方向是吸熱還是放熱，無法判斷升高溫度時平衡移動的方向，
平衡常數(shù)無法確定是增大還是減小；
答案為：增大；無法確定．

點(diǎn)評 本題以硅為載體考查了化學(xué)速率的計算、平衡狀態(tài)的判斷、物質(zhì)之間的反應(yīng)、元素周期律等知識點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、元素周期律的內(nèi)容等知識點(diǎn)來分析解答，難度中等．