内容正文:
专题01 物质结构与性质综合题
◆类型一 与物质的转化融合考查
1.(1) 第四周期第Ⅷ族 BC
(2) K<C<O<N sp2、sp 2∶1
(3) 甘氨酸是极性分子,且能与水分子形成氢键,戊烷不能与水形成氢键
(4)
2.(1) p
(2)Se与Te同主族,非金属性Se>Te,Se更易与生成气态氢化物,从而与Te分离
(3)
(4)
3.(1)3d64s2
(2)
(3)
(4)sp3
(5)5
(6)B
(7) H<C<N 吡啶能和水分子间形成氢键,而苯不能与水分子形成氢键
(8) 4
4.(1)B
(2) 分子间能形成氢键,分子间只存在范德华力,氢键作用力远大于范德华力
(3)bcd
(4)
(5)
(6)
◆类型二 与反应热和电化学融合考查
5.(1) 5
(2) 3:1
(3)6
(4) 8
(5)
(6)CD
6.(1) , 四面体形 三角锥形
(2) ds 配位键 氢键
(3) 4 12
7.(1)BD
(2)C
(3) 共价晶体 12
(4) H2Se(g)=Se(s)+H2(g)ΔH=-81 kJ∙mol-1 H2SO4
(5)AC
8.(1) 第四周期VB族 3d34s2
(2) 3 V形 sp2杂化 sp3杂化 a 12
(3) 4 2
(4) 正四面体形 NaVO3
(5) 正极 V2+++2H+ VO2++V3++H2O
◆类型三 与化学平衡融合考查
9.(1)
(2)
(3) 12
(4) ds 溶液中减小
10.(1)
(2)NH3中N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对,斥力较大
(3) N
(4) E2<E1,温度低时更容易生成 [Mg(NH3)6]Cl2是吸热反应,也是气体分子数增加的反应,升温、减压有利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3
11.(1) 第四周期第Ⅷ族 15
(2) <
(3) CoCl3>Cl2>FeCl3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O
(4) 分子晶体 1:1 AD
12.(1) <
(2) 4
(3) 正四面体 的浓度增大,生成氢气的速率增大(合理即可) 0.2
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专题01 物质结构与性质综合题
内容概览
类型一 与物质的转化融合考查
类型二 与反应热和电化学融合考查
类型三 与化学平衡融合考查
◆类型一 与物质的转化融合考查
1.(25-26高三下·天津·开学考试)铁氰化钾(化学式为)主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成、、、等物质。为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)①铁元素在周期表中的位置为________,基态核外电子排布式为________。
②在中不存在的作用力有________。
A.离子键 B.金属键 C.氢键 D.共价键 E.配位键
(2)已知性质类似:、、。
①KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为________。丙烯腈()分子中碳原子轨道杂化类型是________,分子中键和键数目之比为________。
②下图是Fe单质的晶胞模型(体心立方堆积)。已知晶体密度为,则该晶胞的边长为________nm。(用含有、的代数式表示)
(3)①俗称雄黄,其中基态砷原子价电子排布图为________。
②甘氨酸()是最简单的一种氨基酸,其相对分子质量为75,而戊烷相对分子质量为72,与甘氨酸相差不大,但甘氨酸易溶解于水,戊烷却难溶解于水,出现这种差异的原因是________。
(4)已知氨氮废水中氨元素多以和的形式存在。某工厂处理氨氮废水流程如下:
已知:达标废水中氯元素主要以形式存在。
①NaClO电子式为_________。
②过程Ⅱ加入NaClO可将废水中的转化为无污染气体,该反应的化学方程式为_________。
2.(25-26高三下·天津河东·开学考试)我国科学家在中国空间站首次实现了铟硒半导体的微重力培养,铟(In)和硒(Se)的单质是制备铟硒半导体的重要原料。
(1)主族元素In原子序数49,其位于元素周期表___________区,价层电子轨道表示式为___________。
(2)粗硒中主要含碲(Te)单质等杂质。硒与碲同主族,可用气态氢化物热解法制备少量的高纯硒,流程如下图。
结合元素周期律解释该法能分离硒和碲的原因:___________。
(3)氧化挥发法是制备高纯硒的另一种方法。粗硒经高温氧化后产生蒸气,冷凝后溶于水形成溶液,除杂后向溶液中通入可获得高纯硒。
①已知分子中含两个羟基,中Se的杂化方式为___________。
②向溶液中通入时,发生反应的化学方程式为___________。
(4)一种铟硒半导体晶体的晶胞如图,晶胞底面边长为a pm,高为c pm。
①该晶体的化学式为___________。
②阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为___________。(已知:1 pm= cm)
3.(25-26高三上·天津·期中)高中无机化学涉及多种元素化合物知识,如铝、铁等金属的配合物在自然界中广泛存在。已知的配位数可以是1~6个,请回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。
(2)铁及其化合物A~E的分类分布及其转化关系如图:
①从图中(A~E)选择反应物,实现I的转化,写出反应I的离子方程式:___________。
②实现反应III的转化,可选择含氮元素试剂的稀溶液,离子方程式为___________。
(3)溶液与溶液反应,若与以个数比配合,则与在水溶液中发生的化学方程式可以表示为___________。
(4)900℃时,氯化铝蒸气以二聚分子()形式存在,其结构表示为,二聚分子()中心原子采取___________杂化。
(5)金属羰基配合物的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和18,已知每个CO配体形成配位键时提供2个电子,则___________。
(6)在下列状态的铝元素中,电离最外层一个电子所需能量最低是___________。(填标号)
A. B.
C. D.
(7)碳原子与氮原子还可形成六元环状化合物吡啶(),吡啶中的各种元素的电负性由小到大的顺序为___________,吡啶在水中的溶解度大于苯,主要原因是①吡啶和水都是极性分子,而苯是非极性分子②___________。
(8)利用与反应可制得碳化硅晶体,晶胞结构如图,硅原子位于立方体的顶点和面心,碳原子位于立方体的内部。
①碳化硅晶体中每个Si原子周围等距且最近的C原子数目为___________。
②已知碳化硅的晶胞边长为c nm,阿伏加德罗常数为,碳化硅晶体的密度为___________。
4.(25-26高三上·天津南开·月考)磷是人体必需的元素,主要参与骨骼形成、能量代谢及细胞功能调节。回答下列跟磷元素及其化合物有关的问题。
(1)磷元素有白磷、红磷、黑磷等三种常见的单质。黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其晶体有与石墨类似的层状结构,如下图所示。下列有关说法正确的是:_______。(填字母)
A.根据图示结构,红磷和白磷在空气中加热时能相互转化
B.1mol 中含有6mol P—P
C.黑磷属于过渡型晶体
D.从结构上判断,白磷比黑磷性质更稳定
(2)热稳定性:_______(填“”“”)。沸点:_______(填“”“”),判断依据是_______。
(3)和与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对与HI反应产物的推断正确的是_______。(填序号)
a.不能与NaOH反应 b.含离子键、共价键
c.该物质加热分解产物与类似 d.能与水反应
(4)是一种有剧毒的强还原性物质,通常用硫酸铜溶液来吸收,从而消除污染。已知吸收反应中被氧化为最高价含氧酸,同时溶液中有红色单质生成,该反应的化学方程式为_______。
(5)磷元素可以形成磷酸、亚磷酸、次磷酸等含氧酸,已知次磷酸为一元酸,它与NaOH完全中和得到的盐化学式为_______,该盐化学式中所含元素常见简单离子半径从大到小的顺序依次为_______。(填写离子符号)
(6)磷元素形成的直链多磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_______(用n代表P原子数)。
◆类型二 与反应热和电化学融合考查
5.(2026·天津河东·一模)锂电池的电解液可采用溶有LiPF6的碳酸酯类有机溶液。
(1)基态 P有___________种能量不同的电子;LiPF6热稳定性较差,加热分解为两种氟化物,写出此反应的化学方程式___________。
(2)为提高锂电池的安全性,采用离子液体做电解液、某种离子液体的负离子为,正离子为。
①N、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序为___________;
②带“*”C原子形成的σ键和π键数目比为___________。
(3)根据VSEPR模型,的中心原子价层电子对数为___________,空间结构为正八面体形。
(4)Li2S因其良好的锂离子传输性能可做锂电池的固体电解质,其晶胞结构示意图如图所示,晶胞的边长为apm(1pm=10-10cm)。
①晶胞中的“o”代表___________(选填“Li⁺”或“S2-”);
②距离S2-最近的Li+有___________个。
(5)已知阿伏伽德罗常数为NA,该晶体的密度为___________g/cm3。
(6)某锂碘电池结构如图所示,该电池的总反应为2Li+P2VP·nI2=P2VP·(n-1)I2+2LiI。下列说法正确的是___________。
A.该电池放电时,锂离子移向a极
B.该电池放电时,锂电极发生还原反应
C.锂电极质量减少0.7g,b极转移的电子数约为6.02×1022
D.正极的电极反应式为P2VP·nI2+2Li++2e-=P2VP·(n-1)I2+2LiI
6.(25-26高三上·天津滨海新区·月考)配合物顺铂是临床使用的第一代铂类抗癌药物。
(1)的配体为___________,Cl原子的价层电子的轨道表示式为___________。的VSEPR模型名称为___________,其空间结构为___________。
(2)顺铂的抗癌机理:在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的与DNA结合,破坏DNA的结构,阻止癌细胞增殖。如:
①,,的沸点由高到低的顺序___________。Cu属于___________区元素。
②生成物中a、b表示的作用力类型分别是___________、___________。
③在常温常压下,与两种气体反应生成1mol 固体时,放出90.4kJ的热量,该反应的热化学方程式为:___________。
(3)顺铂的发现与铂电极的使用有关。铂晶胞为正方体,结构如下图。
晶胞中含有Pt原子数目___________,与Pt最近且距离相等的Pt原子的数目为___________。
7.(25-26高三上·天津滨海新区·月考)周期表中同主族元素性质具有相似性,递变性,回答下列问题:
(1)有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼,如Na+KClK↑+NaCl 下列关于该反应能实现的理由的说法正确的_______。
A.钠的金属性强于钾
B.钠的熔沸点高于钾
C.钠的密度大于钾
D.运用化学平衡移动原理,K气化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行
(2)镓(Ga)和铝位于同一主族,在铝的下一周期,下列有关推测正确的是_______(填序号)。
A.Ga的失电子能力比Al弱
B.Ga的简易电子排布式为[Ar]4s24p1
C.一定条件下,Ga2O3可与氢氧化钠溶液反应生成盐
D.常温下,Ga可与水剧烈反应放出氢气
(3)金刚砂(SiC)的硬度与金刚石相近,其晶胞结构如图所示,则金刚砂晶体类型为_______;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为_______个。
(4)图表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式:_______。硫和硒的最高价含氧酸的酸性_______更强(用化学用语填空)。
(5)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_______(填序号)。
A.能与NaOH反应 B.水溶液显碱性
C.具有较强的还原性 D.电子式
8.(2025·天津和平·三模)钒(23V)广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为________,其价层电子排布式为________。
(2)常用作转化为的催化剂。分子中S原子价层电子对数是________对,分子的立体构型为________;气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________;的三聚体环状结构如图所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为________;该结构中S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为________(填图中字母),该分子中含有________个σ键。
(3)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为________、________。
(4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为________;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为________。
(5)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池,已知放电时V2+发生氧化反应,电池原理(电解液中含H2SO4)如图:
①a是________(填“正极”或“负极”)。
②该蓄电池反应方程式为________(标出“充电”“放电”方向)。
◆类型三 与化学平衡融合考查
9.(2025·天津·模拟预测)易溶于水,水溶液呈碱性,虽有剧毒,却因其较强的配位能力被广泛使用,如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。
(1)基态的价层电子排布式为_______。
(2)的所有原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_______。
(3)如下图为的晶胞示意图。
与距离最近且等距的个数是_______;已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,该晶胞的边长为_______nm。
(4)浸金过程如下:
i.将金矿砂溶于为的溶液,过滤,得含的滤液;
ii.向滤液中加入足量金属锌,得单质金。
①已知与同族,则属于_______区元素。
②i中反应的离子方程式为_______。
③i中,会导致相同时间内的浸取率下降,原因是_______。
④ii中锌的配位数为4,写出反应离子方程式:_______。
10.通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整:_______。
(2)分子中键角小于,从结构角度解释原因:_______。
(3)的晶胞是立方体结构,边长为,结构示意图如下。
①的配体中,配位原子是_______。
②已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为_______。()
(4)和反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下,和反应生成而不生成。分析原因:_______。
②从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由:_______。
11.(2025·天津武清·二模)Co、Ni是两种重要的金属元素。回答下列问题:
(1)Co在周期表中的位置为___________,其基态原子核外电子共有___________种空间运动状态。
(2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为,则CoO晶体的密度为___________;两种元素二价氧化物的晶胞类型相同,熔点CoO___________NiO(填写“>”“<”“=”)。
(3)Fe、Co、Ni能与反应,其中Co和为Ni均生产二氯化物,由此推断和的氧化性由强到弱的顺序为___________,与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式:___________。
(4)镍易形成配合物,的结构如图甲所示。
①Ni(CO)4的熔点为,沸点为,则其晶体类型是___________,其分子中σ键与π键数目之比为___________。
②常压下羰基化法精炼镍的原理:。时,该反应的平衡常数,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至制得高纯镍。下列判断错误的是___________
A.增加,平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.该反应达到平衡时,
C.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
D.第二阶段,分解率较低
12.(2025·天津河西·一模)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。回答问题:
(1)Ga与B同主族,Ga的基态原子价层电子排布式为___________,第一电离能大小顺序为:Ga___________B(填“>”或“<”)。
(2)硼化镁晶体有超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,如图1是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。硼化镁的化学式为___________;立方氮化硼的结构(图2)与金刚石相似,该晶胞中N原子的配位数是___________。
(3)硼氢化钠是储氢材料,常用作还原剂,与水反应可以释放氢气并放热,反应原理为:,回答问题:
①的电子式是___________,的空间构型为___________形。
②上述反应速率较慢,研究小组开发了一种水溶性催化剂,当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时,测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系,如图所示,解释ab段变化的原因:随着投料比增加,___________。
③“有效氢”含量是衡量含氢还原剂的还原能力指标,的“有效氢”含量为___________g。(有效氢是指1g含氢还原剂的还原能力与多少相当,保留1位小数)
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类型一 与物质的转化融合考查
类型二 与反应热和电化学融合考查
类型三 与化学平衡融合考查
◆类型一 与物质的转化融合考查
1.(25-26高三下·天津·开学考试)铁氰化钾(化学式为)主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成、、、等物质。为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)①铁元素在周期表中的位置为________,基态核外电子排布式为________。
②在中不存在的作用力有________。
A.离子键 B.金属键 C.氢键 D.共价键 E.配位键
(2)已知性质类似:、、。
①KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为________。丙烯腈()分子中碳原子轨道杂化类型是________,分子中键和键数目之比为________。
②下图是Fe单质的晶胞模型(体心立方堆积)。已知晶体密度为,则该晶胞的边长为________nm。(用含有、的代数式表示)
(3)①俗称雄黄,其中基态砷原子价电子排布图为________。
②甘氨酸()是最简单的一种氨基酸,其相对分子质量为75,而戊烷相对分子质量为72,与甘氨酸相差不大,但甘氨酸易溶解于水,戊烷却难溶解于水,出现这种差异的原因是________。
(4)已知氨氮废水中氨元素多以和的形式存在。某工厂处理氨氮废水流程如下:
已知:达标废水中氯元素主要以形式存在。
①NaClO电子式为_________。
②过程Ⅱ加入NaClO可将废水中的转化为无污染气体,该反应的化学方程式为_________。
【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 BC
(2) K<C<O<N sp2、sp 2∶1
(3) 甘氨酸是极性分子,且能与水分子形成氢键,戊烷不能与水形成氢键
(4)
【详解】(1)①Fe为26号元素,在周期表中位于第四周期第Ⅷ族;Fe原子失去4s轨道2个电子和3d轨道1个电子得到,核外电子排布式为。
②中,与之间存在离子键,与之间存在配位键,内部C与N之间存在共价键;金属键存在于金属晶体中,氢键是分子间作用力,该物质中不存在金属键和氢键,故选BC。
(2)①第一电离能:金属K的第一电离能最小,同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,N的2p轨道为半满稳定结构,第一电离能大于O,则KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为K<C<O<N;丙烯腈(H2C=CH-C≡N)分子中碳原子与碳原子形成的有双键和三键,则其轨道杂化类型是sp2、sp;1个共价单键含1个σ键,1个共价双键含1个σ键,1个π键,1个共价三键含1个σ键,2个π键,则丙烯腈(H2C=CH-C≡N)分子中σ键和π键数目之比为6:3=2∶1;
②体心立方晶胞中Fe原子数为,晶胞质量,晶胞体积,晶胞边长。
(3)①As为第四周期第ⅤA族元素,价电子为,价电子排布图:;
②甘氨酸是极性分子,且分子中的氨基、羧基能与水分子形成氢键,因此易溶于水;戊烷不能与水形成氢键,因此难溶于水。
(4)NaClO是离子化合物,由和构成,中O、Cl最外层均满足8电子稳定结构,电子式;
NaClO氧化生成无污染的,NaClO被还原为NaCl,配平后方程式为。
2.(25-26高三下·天津河东·开学考试)我国科学家在中国空间站首次实现了铟硒半导体的微重力培养,铟(In)和硒(Se)的单质是制备铟硒半导体的重要原料。
(1)主族元素In原子序数49,其位于元素周期表___________区,价层电子轨道表示式为___________。
(2)粗硒中主要含碲(Te)单质等杂质。硒与碲同主族,可用气态氢化物热解法制备少量的高纯硒,流程如下图。
结合元素周期律解释该法能分离硒和碲的原因:___________。
(3)氧化挥发法是制备高纯硒的另一种方法。粗硒经高温氧化后产生蒸气,冷凝后溶于水形成溶液,除杂后向溶液中通入可获得高纯硒。
①已知分子中含两个羟基,中Se的杂化方式为___________。
②向溶液中通入时,发生反应的化学方程式为___________。
(4)一种铟硒半导体晶体的晶胞如图,晶胞底面边长为a pm,高为c pm。
①该晶体的化学式为___________。
②阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为___________。(已知:1 pm= cm)
【答案】(1) p
(2)Se与Te同主族,非金属性Se>Te,Se更易与生成气态氢化物,从而与Te分离
(3)
(4)
【详解】(1)
主族元素In原子序数为49,价电子排布式:5s25p1,价层电子排布图,其位于元素周期表的p区;
(2)非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,与同主族,非金属性,更易与生成气态氢化物,从而与分离;
(3)①已知分子中含两个羟基,中心原子Se原子的价层电子对数为,为杂化;
②由题意,向溶液中通入可获得高纯硒,Se化合价降低,结合电子守恒,则硫化合价升高得到硫酸,发生反应的化学方程式为;
(4)①据“均摊法”,Se位于顶点和表面,含个Se;Ga位于表面,含个Ga,则该晶体的化学式为。
②结合①分析,该晶体的密度为。
3.(25-26高三上·天津·期中)高中无机化学涉及多种元素化合物知识,如铝、铁等金属的配合物在自然界中广泛存在。已知的配位数可以是1~6个,请回答下列问题:
(1)基态Fe原子的价层电子排布式为___________。
(2)铁及其化合物A~E的分类分布及其转化关系如图:
①从图中(A~E)选择反应物,实现I的转化,写出反应I的离子方程式:___________。
②实现反应III的转化,可选择含氮元素试剂的稀溶液,离子方程式为___________。
(3)溶液与溶液反应,若与以个数比配合,则与在水溶液中发生的化学方程式可以表示为___________。
(4)900℃时,氯化铝蒸气以二聚分子()形式存在,其结构表示为,二聚分子()中心原子采取___________杂化。
(5)金属羰基配合物的中心原子价电子数与配体形成配位键提供电子数之和18,已知每个CO配体形成配位键时提供2个电子,则___________。
(6)在下列状态的铝元素中,电离最外层一个电子所需能量最低是___________。(填标号)
A. B.
C. D.
(7)碳原子与氮原子还可形成六元环状化合物吡啶(),吡啶中的各种元素的电负性由小到大的顺序为___________,吡啶在水中的溶解度大于苯,主要原因是①吡啶和水都是极性分子,而苯是非极性分子②___________。
(8)利用与反应可制得碳化硅晶体,晶胞结构如图,硅原子位于立方体的顶点和面心,碳原子位于立方体的内部。
①碳化硅晶体中每个Si原子周围等距且最近的C原子数目为___________。
②已知碳化硅的晶胞边长为c nm,阿伏加德罗常数为,碳化硅晶体的密度为___________。
【答案】(1)3d64s2
(2)
(3)
(4)sp3
(5)5
(6)B
(7) H<C<N 吡啶能和水分子间形成氢键,而苯不能与水分子形成氢键
(8) 4
【详解】(1)Fe的原子序数为26,基态原子的核外电子排布式为,故价电子排布式为;
(2)实现I的转化需要添加还原剂,A~E中仅有Fe单质做还原剂才可实现该反应,反应的离子方程式为;实现反应III的转化需添加氧化剂,结合已知条件含氮元素试剂的稀溶液可知该溶液为稀硝酸,因此反应的离子方程式为;
(3)与以个数比配合生成配离子,因此反应的化学方程式为;
(4)中Al原子共形成4个σ键,且无孤电子对,故杂化类型为sp3;
(5)Fe的价电子数为8,每个CO配体提供2个电子,由“价电子数 + 配体提供电子数 = 18”得:,解得;
(6)电离能是气态电中性基态原子失去最外层一个电子所需的能量,电子排布越不稳定则电子越容易失去,电离能越低;
选项A:这是铝的基态电子排布,电子填充遵循 “能量最低原理”,排布稳定,失去一个最外层电子需要的能量较高;
选项B:该状态是Al原子的激发态排布,失去一个电子所需要的能量低于基态铝原子,故电离能较低;
选项C:此状态下3s 轨道全充满属于稳定结构,失去电子需要的能量较高;
选项D:该状态下,3s轨道仅有1个电子,处于半充满稳定结构,也是的电子排布式,电离能较高;
故答案选B;
(7)根据同周期元素电负性随原子序数增大而增大的规律,吡啶中的各种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<N;吡啶分子中的N-H键与水分子中的O原子能形成氢键,从而提高了吡啶在水中的溶解度,故答案为:吡啶能和水分子间形成氢键,而苯不能与水分子形成氢键;
(8)①碳化硅为类似金刚石的结构,每个Si原子与4个C原子形成共价键,故数目为4;
②该晶胞中Si原子数:,C原子全部存在于晶胞内部,共计4个,故碳化硅晶体的密度为。
4.(25-26高三上·天津南开·月考)磷是人体必需的元素,主要参与骨骼形成、能量代谢及细胞功能调节。回答下列跟磷元素及其化合物有关的问题。
(1)磷元素有白磷、红磷、黑磷等三种常见的单质。黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其晶体有与石墨类似的层状结构,如下图所示。下列有关说法正确的是:_______。(填字母)
A.根据图示结构,红磷和白磷在空气中加热时能相互转化
B.1mol 中含有6mol P—P
C.黑磷属于过渡型晶体
D.从结构上判断,白磷比黑磷性质更稳定
(2)热稳定性:_______(填“”“”)。沸点:_______(填“”“”),判断依据是_______。
(3)和与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对与HI反应产物的推断正确的是_______。(填序号)
a.不能与NaOH反应 b.含离子键、共价键
c.该物质加热分解产物与类似 d.能与水反应
(4)是一种有剧毒的强还原性物质,通常用硫酸铜溶液来吸收,从而消除污染。已知吸收反应中被氧化为最高价含氧酸,同时溶液中有红色单质生成,该反应的化学方程式为_______。
(5)磷元素可以形成磷酸、亚磷酸、次磷酸等含氧酸,已知次磷酸为一元酸,它与NaOH完全中和得到的盐化学式为_______,该盐化学式中所含元素常见简单离子半径从大到小的顺序依次为_______。(填写离子符号)
(6)磷元素形成的直链多磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_______(用n代表P原子数)。
【答案】(1)B
(2) 分子间能形成氢键,分子间只存在范德华力,氢键作用力远大于范德华力
(3)bcd
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)A.白磷和红磷的转化需要特定条件,在空气中加热均会被氧气氧化,A错误;
B.白磷是正四面体结构,有键,B正确;
C.黑磷是层状结构,属于混合型晶体,C错误;
D.结构越稳定能量越低,由于白磷存在较大角张力,能量较高;从表面上看黑磷像石墨,黑磷的结构使其原子间结合更为稳定,能量较低,黑磷的层状结构比白磷的正四面体结构更稳定,D错误;
故选B。
(2)非金属性,非金属性越强,气态氢化物越稳定,所以。分子间能形成氢键,分子间只存在范德华力,氢键作用力远大于范德华力,因此沸点更高。
(3)反应生成,类比的性质分析:
a.能与NaOH反应生成,故a错误;
b.中之间为离子键,内部为共价键,故b正确;
c.类比的性质,加热分解生成,故c正确;
d.性质类似,与水不反应,故d错误;
故选bc。
(4)被氧化为最高价含氧酸(),失去8个电子;硫酸铜被还原生成红色单质,得到2个电子,结合氧化还原守恒规律配平:。
(5)次磷酸为一元酸,说明只有1个羟基氢能电离,与NaOH完全中和生成的盐为,该盐含有元素的常见简单离子为,电子层越多半径越大;电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,据此可知离子半径从大到小:。
(6)磷酸根离子为,焦磷酸根离子为,三磷酸根离子为。结合图示可知,每增加1个原子,原子数增加3,离子所带负电荷数增加1,故可推出离子通式为。
◆类型二 与反应热和电化学融合考查
5.(2026·天津河东·一模)锂电池的电解液可采用溶有LiPF6的碳酸酯类有机溶液。
(1)基态 P有___________种能量不同的电子;LiPF6热稳定性较差,加热分解为两种氟化物,写出此反应的化学方程式___________。
(2)为提高锂电池的安全性,采用离子液体做电解液、某种离子液体的负离子为,正离子为。
①N、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序为___________;
②带“*”C原子形成的σ键和π键数目比为___________。
(3)根据VSEPR模型,的中心原子价层电子对数为___________,空间结构为正八面体形。
(4)Li2S因其良好的锂离子传输性能可做锂电池的固体电解质,其晶胞结构示意图如图所示,晶胞的边长为apm(1pm=10-10cm)。
①晶胞中的“o”代表___________(选填“Li⁺”或“S2-”);
②距离S2-最近的Li+有___________个。
(5)已知阿伏伽德罗常数为NA,该晶体的密度为___________g/cm3。
(6)某锂碘电池结构如图所示,该电池的总反应为2Li+P2VP·nI2=P2VP·(n-1)I2+2LiI。下列说法正确的是___________。
A.该电池放电时,锂离子移向a极
B.该电池放电时,锂电极发生还原反应
C.锂电极质量减少0.7g,b极转移的电子数约为6.02×1022
D.正极的电极反应式为P2VP·nI2+2Li++2e-=P2VP·(n-1)I2+2LiI
【答案】(1) 5
(2) 3:1
(3)6
(4) 8
(5)
(6)CD
【分析】第(6)问由电池结构可知,a极接Li,Li失电子,发生氧化反应,a为负极,b极得电子,发生还原反应,b为正极,据此分析解答。
【详解】(1)基态P的电子排布式为,其电子能量不同的能级有1s、2s、2p、3s、3p,共5种。加热分解生成两种氟化物,为LiF和,配平得反应方程式:。
(2)电负性同周期从左到右增大,同主族从上到下减小,F是电负性最大的元素,N电负性大于P,故顺序为。带*C为碳碳双键的碳原子,共形成3个σ键(双键含1个σ键,2个单键各为1个σ键),1个π键,故σ键和π键数目比为。
(3):中心P的价层电子对数成键电子对数孤电子对数。
(4)用均摊法计算:黑球数目,白球(o)数目为8,中与数目比为,故o代表。
(5)晶胞含4个,晶胞质量,晶胞体积,密度。
(6)A.由分析可知,放电时阳离子移向正极(b极),A错误;
B.由分析可知,Li为负极,发生氧化反应,B错误;
C.0.7g Li物质的量为0.1mol,反应失去0.1mol电子,电路转移电子数为,C正确;
D.总反应减去负极反应(),可得正极反应式为,D正确;
故选择CD。
6.(25-26高三上·天津滨海新区·月考)配合物顺铂是临床使用的第一代铂类抗癌药物。
(1)的配体为___________,Cl原子的价层电子的轨道表示式为___________。的VSEPR模型名称为___________,其空间结构为___________。
(2)顺铂的抗癌机理:在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成的与DNA结合,破坏DNA的结构,阻止癌细胞增殖。如:
①,,的沸点由高到低的顺序___________。Cu属于___________区元素。
②生成物中a、b表示的作用力类型分别是___________、___________。
③在常温常压下,与两种气体反应生成1mol 固体时,放出90.4kJ的热量,该反应的热化学方程式为:___________。
(3)顺铂的发现与铂电极的使用有关。铂晶胞为正方体,结构如下图。
晶胞中含有Pt原子数目___________,与Pt最近且距离相等的Pt原子的数目为___________。
【答案】(1) , 四面体形 三角锥形
(2) ds 配位键 氢键
(3) 4 12
【详解】(1)顺铂的化学式是。在配合物中,中心离子是,直接与中心离子配位的分子或离子称为配体。因此,配体是和;氯的原子序数是17,电子排布为,故Cl原子的价层电子的轨道表示式为;NH3中心原子N有5个价电子,其中3个与H成键,剩下1对孤对电子。价层电子对数 = 成键电子对数 + 孤对电子对数 =3+1=4。价层电子对数为4的VSEPR模型是四面体形。NH3由于有1对孤对电子,分子的空间结构是三角锥形。
(2)① 、、都是分子晶体,分子间存在氢键,其沸点远高于和。H2Se相对分子质量大于 H2S,范德华力更强,所以的沸点高于。因此沸点顺序为 ; 铜的原子序数是29,电子排布为,故Cu属于ds区。
②由图可知,a是配位键(Pt提供空轨道,N提供孤电子对形成的配位键);b是氢键。
③在常温常压下,与两种气体反应生成1mol 固体时,放出90.4kJ的热量,故该反应的热化学方程式为 。
(3)一个铂晶胞中含有的铂原子个数为;该晶体中,每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有三层,每层有4个原子与其等距,共12个。
7.(25-26高三上·天津滨海新区·月考)周期表中同主族元素性质具有相似性,递变性,回答下列问题:
(1)有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼,如Na+KClK↑+NaCl 下列关于该反应能实现的理由的说法正确的_______。
A.钠的金属性强于钾
B.钠的熔沸点高于钾
C.钠的密度大于钾
D.运用化学平衡移动原理,K气化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行
(2)镓(Ga)和铝位于同一主族,在铝的下一周期,下列有关推测正确的是_______(填序号)。
A.Ga的失电子能力比Al弱
B.Ga的简易电子排布式为[Ar]4s24p1
C.一定条件下,Ga2O3可与氢氧化钠溶液反应生成盐
D.常温下,Ga可与水剧烈反应放出氢气
(3)金刚砂(SiC)的硬度与金刚石相近,其晶胞结构如图所示,则金刚砂晶体类型为_______;在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为_______个。
(4)图表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式:_______。硫和硒的最高价含氧酸的酸性_______更强(用化学用语填空)。
(5)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_______(填序号)。
A.能与NaOH反应 B.水溶液显碱性
C.具有较强的还原性 D.电子式
【答案】(1)BD
(2)C
(3) 共价晶体 12
(4) H2Se(g)=Se(s)+H2(g)ΔH=-81 kJ∙mol-1 H2SO4
(5)AC
【详解】(1)A.金属性强弱通常通过在溶液中的置换反应等判断,此反应并非在溶液中进行,不能依据该反应判断Na的金属性强于K,实际上钾的金属性强于钠,A错误;
B.在时,钾的沸点比钠低,钾变成钾蒸气从体系中逸出,从而使反应能够进行,说明钠的沸点高于钾,B正确;
C.该反应不能说明钠的密度大于钾,只能说明二者的沸点高低,C错误;
D.钾的沸点低于该温度,以蒸气形式逸出,使生成物钾的浓度减小,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动,从而使反应得以向正反应方向进行,D正确;
故选BD。
(2)A. 镓和铝位于同一主族,从上往下,失电子能力增强,所以Ga的失电子能力比Al强,A错误;
B.Ga位于第四周期第ⅢA族,简易电子排布式为,B错误;
C. 镓和铝位于同一主族,三氧化二铝可以和氢氧化钠反应生成盐;所以一定条件下,可与氢氧化钠溶液反应生成盐,C正确;
D.常温下,Ga与水不反应,加热条件下可以反应放出氢气,D错误;
答案选C。
(3)金刚砂的硬度与金刚石相近,则金刚砂晶体类型为共价晶体,在中,以顶点C为中心,面心距离最近,每个C原子周围最近的C原子数目为12个。
(4)氧气和氢气反应生成水为放热反应,预测从上往下,焓变数据逐渐增大,所以焓变数据a、b、c、d分别对应碲、硒、硫、氧元素,生成硒化氢为吸热反应,反之发生分解反应为放热反应,硒化氢发生分解的热化学方程式为: kJ/mol。因为氧化性,则其最高价氧化物对应水化物的酸性是硫酸更强。
(5)类比氨气与卤化氢反应,则反应生成。
A.根据类比法,卤化铵可以和氢氧化钠反应,则也可以和氢氧化钠反应,A正确;
B.卤化铵水解显酸性,故水解也显酸性,B错误;
C.具有较强的还原性,所以具有较强的还原性,C正确;
D.与卤化铵均是离子化合物,故其电子式为:,C错误;
故选AC。
8.(2025·天津和平·三模)钒(23V)广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为________,其价层电子排布式为________。
(2)常用作转化为的催化剂。分子中S原子价层电子对数是________对,分子的立体构型为________;气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________;的三聚体环状结构如图所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为________;该结构中S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为________(填图中字母),该分子中含有________个σ键。
(3)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为________、________。
(4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为________;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为________。
(5)全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池,已知放电时V2+发生氧化反应,电池原理(电解液中含H2SO4)如图:
①a是________(填“正极”或“负极”)。
②该蓄电池反应方程式为________(标出“充电”“放电”方向)。
【答案】(1) 第四周期VB族 3d34s2
(2) 3 V形 sp2杂化 sp3杂化 a 12
(3) 4 2
(4) 正四面体形 NaVO3
(5) 正极 V2+++2H+ VO2++V3++H2O
【详解】(1)由题干信息可知,V是23号元素,其核外电子排布式为:[Ar]3d34s2,故钒在元素周期表中的位置为第四周期VB族,其价层电子排布式为3d34s2,故答案为:第四周期VB族;3d34s2;
(2)SO2分子中S原子价层电子对数是2+(6-2×2)=3对,根据价层电子对互斥理论可知,其分子的立体构型为V形;SO3气态为单分子,该分子中S原子周围的价层电子对数为:3+(6-3×2)=3,根据杂化轨道理论可知,S的杂化轨道类型为sp2;由题干SO3的三聚体环状结构图可知,该结构中S原子周围形成4个σ键,没有孤电子对,即价层电子对数为4,该S原子的杂化轨道类型为sp3;根据S原子最外层上有6个电子可知,该结构中a将为S=O键,b键为S-O键,已知相同原子形成双键比单键更短,故S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为a,已知单键均为σ键,双键是1个σ键和1个π键,故该分子中含有12个σ键,故答案为:3;V形;sp2杂化;sp3杂化;a;12;
(3)由题干钒的某种氧化物的晶胞结构图可知,根据均摊法可计算,晶胞中实际拥有的阴即O2-个数为:=4、阳离子个数为:=2,故答案为:4;2;
(4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子即中心原子V周围的价层电子对数为:4+(5+3-4×2)=4,没有孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知,该阴离子的立体构型为正四面体形;由题干偏钒酸钠中阴离子无限链状结构图可知,每个V与3个O形成阴离子,且V的化合价为+5价,则形成的化合物化学式为NaVO3,则偏钒酸钠的化学式为NaVO3,故答案为:正四面体形;NaVO3;
(5)①由题干信息可知,放电时V2+发生氧化反应,即放电时b电极发生氧化反应,即b为负极,电极反应为:V2+-e-=V3+,则a为正极,发生还原反应,电极反应为:+2e-+2H+=VO2++H2O,故答案为:正极;
②由①分析可知,该蓄电池反应方程式为V2+++2H+ VO2++V3++H2O,故答案为:V2+++2H+ VO2++V3++H2O。
◆类型三 与化学平衡融合考查
9.(2025·天津·模拟预测)易溶于水,水溶液呈碱性,虽有剧毒,却因其较强的配位能力被广泛使用,如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。
(1)基态的价层电子排布式为_______。
(2)的所有原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_______。
(3)如下图为的晶胞示意图。
与距离最近且等距的个数是_______;已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,该晶胞的边长为_______nm。
(4)浸金过程如下:
i.将金矿砂溶于为的溶液,过滤,得含的滤液;
ii.向滤液中加入足量金属锌,得单质金。
①已知与同族,则属于_______区元素。
②i中反应的离子方程式为_______。
③i中,会导致相同时间内的浸取率下降,原因是_______。
④ii中锌的配位数为4,写出反应离子方程式:_______。
【答案】(1)
(2)
(3) 12
(4) ds 溶液中减小
【详解】(1)基态N的价层电子为其2s、2p能级上的电子,则基态N原子的价层电子排布式为;
(2)
的所有原子均满足8电子稳定结构,与互为等电子体,电子式相似,其电子式为;
(3)由晶胞结构可知,与距离最近且等距的个数是=12个;该晶胞中位于棱上和体心,个数为1+12×=4;位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,因此一个晶胞中含有4个“KCN”,,则晶胞边长=。
(4)①已知Au与Cu同族,Cu属于ds区元素,Au位于ds区;
② i中反应的反应物是,生成物是、KOH,因此离子方程式为;
③ ⅰ中,pH<10.5时,溶液中减小,增大,导致Au的浸取率下降;
④在步骤ii中,金属锌作为还原剂,将中的+1价金还原为单质金(0价),自身被氧化为+2价锌,并结合形成配位数为4的配离子;根据电子守恒,1个Zn原子失去2个电子,2个共得到2个电子,再结合CN⁻和电荷守恒配平,最终反应的离子方程式为:。
10.通过和的相互转化可实现的高效存储和利用。
(1)将的基态原子最外层轨道表示式补充完整:_______。
(2)分子中键角小于,从结构角度解释原因:_______。
(3)的晶胞是立方体结构,边长为,结构示意图如下。
①的配体中,配位原子是_______。
②已知的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为_______。()
(4)和反应过程中能量变化示意图如下。
①室温下,和反应生成而不生成。分析原因:_______。
②从平衡的角度推断利于脱除生成的条件并说明理由:_______。
【答案】(1)
(2)NH3中N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对,斥力较大
(3) N
(4) E2<E1,温度低时更容易生成 [Mg(NH3)6]Cl2是吸热反应,也是气体分子数增加的反应,升温、减压有利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3
【详解】(1)
Mg是第12号元素,其基态最外层电子的电子排布式为3s2,故其基态原子最外层轨道表示式为:。
(2)NH3中N原子的键电子对数为3、孤电子对数为=1,价层电子对数为4,N原子的sp3杂化轨道有一个孤电子对,斥力较大,故NH3分子中H-N-H的键角小于109°28′。
(3)①的内界为,故其配体为NH3,由于N原子有孤电子对,所以配位原子为N;
②根据均摊法,该晶胞中的个数为,的个数为8,故每个晶胞中含有4个,则晶体的密度为。
(4)①由MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可知,E2<E1,温度低时更容易生成;
②根据MgCl2和NH3反应过程中的能量变化示意图可知[Mg(NH3)6]Cl2是吸热反应,该反应也是气体分子数增加的反应,故升温、减压有利于[Mg(NH3)6]Cl2脱除NH3。
11.(2025·天津武清·二模)Co、Ni是两种重要的金属元素。回答下列问题:
(1)Co在周期表中的位置为___________,其基态原子核外电子共有___________种空间运动状态。
(2)CoO的面心立方晶胞如图所示。设阿伏加德罗常数的值为,则CoO晶体的密度为___________;两种元素二价氧化物的晶胞类型相同,熔点CoO___________NiO(填写“>”“<”“=”)。
(3)Fe、Co、Ni能与反应,其中Co和为Ni均生产二氯化物,由此推断和的氧化性由强到弱的顺序为___________,与盐酸反应有黄绿色气体生成,写出反应的离子方程式:___________。
(4)镍易形成配合物,的结构如图甲所示。
①Ni(CO)4的熔点为,沸点为,则其晶体类型是___________,其分子中σ键与π键数目之比为___________。
②常压下羰基化法精炼镍的原理:。时,该反应的平衡常数,固体杂质不参与反应。
第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态;
第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至制得高纯镍。下列判断错误的是___________
A.增加,平衡向正向移动,反应的平衡常数增大
B.该反应达到平衡时,
C.第一阶段,在30℃和50℃两者之间选择反应温度,选50℃
D.第二阶段,分解率较低
【答案】(1) 第四周期第Ⅷ族 15
(2) <
(3) CoCl3>Cl2>FeCl3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O
(4) 分子晶体 1:1 AD
【详解】(1)钴是27号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;Co元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,s轨道、p轨道、d轨道的数目分别为1、3、5,1s、2s、3s、4s共4种空间运动状态;2p、3p共6种空间运动状态;3d共5种空间运动状态;共有15种空间运动状态
(2)根据晶胞结构,O2-占据了面心和顶点,面心的O2-被2个晶胞所共有,顶点被8个晶胞所共有,则该晶体中有个O2-;Co2+占据了棱心和体心,棱心的Co2+被4个晶胞所共有,体心的Co2+被此晶胞所独有,Co2+含有,该晶胞含有4个CoO, 。熔点和离子键的强弱有关,离子的半径越小,离子键越强,离子半径r(Co2+)>r(Ni2+),形成的离子键依次增强,熔点依次升高,则熔点CoO <NiO。
(3)Fe、Co、Ni能与Cl2反应,其中Co和为Ni均生成二氯化物,根据铁和氯气反应生成FeCl3,氧化剂的氧化性大于氧化产物氧化性,Cl2为氧化剂,FeCl3为还原产物,因此氧化性:Cl2>FeCl3,氯气与Co和Ni均生成二氯化物,说明氯气的氧化性比CoCl3弱,由此推断FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为CoCl3>Cl2>FeCl3,Co(OH)3与盐酸反应有黄绿色气体生成,发生氧化还原反应生成Cl2、CoCl2、H2O,其离子方程式:2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O。
(4)①Ni(CO)4的熔点为-19.3℃,沸点为43℃,则其晶体类型是分子晶体;在Ni(CO)4分子中,中心Ni原子与4个配位体的CO中的C原子以配位键(σ键)结合,配位键属于σ键;在配位体CO中C原子与O原子之间含有1个σ键和2个π键,所以Ni(CO)4分子中含有8个σ键和8个π键,故分子中σ键与π键数目之比为1:1;
②A.平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,所以增加c(CO),虽然平衡正向移动,但反应的平衡常数不变,故A错误;
B.反应的速率之比等于气体的化学计量数之比,所以平衡时有4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO),故B正确;
C.Ni(CO)4的沸点为43 ℃,则第一阶段,在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度,应选50 ℃,故C正确;
D.加热至230 ℃制得高纯镍,该反应的平衡常数,可知第二阶段Ni(CO)4分解率较大,故D错误;
故选:AD。
12.(2025·天津河西·一模)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。回答问题:
(1)Ga与B同主族,Ga的基态原子价层电子排布式为___________,第一电离能大小顺序为:Ga___________B(填“>”或“<”)。
(2)硼化镁晶体有超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,如图1是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。硼化镁的化学式为___________;立方氮化硼的结构(图2)与金刚石相似,该晶胞中N原子的配位数是___________。
(3)硼氢化钠是储氢材料,常用作还原剂,与水反应可以释放氢气并放热,反应原理为:,回答问题:
①的电子式是___________,的空间构型为___________形。
②上述反应速率较慢,研究小组开发了一种水溶性催化剂,当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时,测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系,如图所示,解释ab段变化的原因:随着投料比增加,___________。
③“有效氢”含量是衡量含氢还原剂的还原能力指标,的“有效氢”含量为___________g。(有效氢是指1g含氢还原剂的还原能力与多少相当,保留1位小数)
【答案】(1) <
(2) 4
(3) 正四面体 的浓度增大,生成氢气的速率增大(合理即可) 0.2
【详解】(1)Ga与B同主族,Ga位于第四周期ⅢA族,价层电子排布式为;同主族从上到下第一电离能降低,则第一电离能大小顺序为:Ga<B;
(2)该晶体微观结构的透视图中,每个Mg原子周围有6个B原子,每个B原子周围有3个Mg原子,Mg、B原子个数比为1:2,故硼化镁的化学式为MgB2;以面心的N原子为研究对象,其距离最近的4个B原子位于上下两个晶胞内部,则N原子的配位数是4;
(3)①是由和构成的离子化合物,电子式是;中B的价层电子对数是,无孤对电子,空间构型是正四面体形;
②随着投料比增大,生成氢气速率先增大后减小,增大是因为的浓度增大,生成氢气的速率增大,减小是因为NaBH4的水解转化率降低,生成氢气的速率不断减小,故ab段变化的原因是的浓度增大,生成氢气的速率增大;
③氢气作为还原剂在反应中生成+1价氢,NaBH4在反应中氢元素化合价由-1变为+1,根据电子守恒可知,NaBH4 8e-4H2;则NaBH4的“有效氢”含量。
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