【題目】鈦由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿以及高強度、低密度,被美譽為“未來鋼鐵”、“戰(zhàn)略金屬”。
(1)基態(tài)鈦原子核外共有_______種運動狀態(tài)不相同的電子,價電子排布式_______;與鈦同周期的元素中,基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的有________種。
(2)鈦比鋼輕、比鋁硬,是一種新興的結(jié)構(gòu)材料。鈦硬度比鋁大的原因是_________。
(3)TiCl4是氧化法制取鈦的中間產(chǎn)物。TiCl4分子結(jié)構(gòu)與CCl4相同,在常溫下都是液體。TiCl4分子的空間構(gòu)型是_______;TiCl4穩(wěn)定性比CCl4差,試從結(jié)構(gòu)分析其原因:_______。
(4)鈣鈦礦材料是一類有著與鈦酸鈣相同晶體結(jié)構(gòu)的材料,這種奇特的晶體結(jié)構(gòu)讓它具備了很多獨特的理化性質(zhì),比如吸光性、電催化性等。鈦酸鈣晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。其中,A代表Ca2+,Ti原子位于由O原子構(gòu)成的正八面體的中心,則鈦酸鈣的化學(xué)式為______,Ca2+的配位數(shù)是________。
【答案】22 3d24s2 3 鈦原子的價電子數(shù)比Al多,金屬鍵更強 正四面體 鈦原子半徑比碳大,Ti-Cl鍵比C-Cl鍵的鍵長大、鍵能小,易斷裂 CaTiO3 12
【解析】
(1)原子核外有多少電子,電子的運動狀態(tài)就有多少;根據(jù)構(gòu)造原理先寫出Ti的核外電子排布式,就可得到其價層電子排布式;然后根據(jù)每個能級具有的軌道數(shù)判斷與Ti具有相同未成對電子數(shù)目;
(2)鈦、鋁都屬于金屬晶體,金屬鍵越強,金屬晶體的硬度越大;
(3)根據(jù)物質(zhì)的熔沸點與晶體類型關(guān)系分析;利用價層電子對數(shù)判斷分子空間構(gòu)型;根據(jù)共價鍵的牢固程度判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性大。
(4)鈣鈦晶礦晶胞中鈦離子與周圍六個氧原子包圍形成八面體,立方體晶胞共有12個邊長,每條邊長的中點是一個氧原子,共12個氧原子包圍著中心的鈣離子,根據(jù)均攤法計算圖中立方體中各原子數(shù)目確定化學(xué)式。
(1)由于在任何一個原子中都不存在運動狀態(tài)完全相同的電子,所以22號Ti元素的原子核外有22種運動狀態(tài)不相同的電子,Ti的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,可見其價層電子排布式為3d24s2;在Ti原子核外有2個未成對電子,同周期中未成對電子數(shù)與鈦相同的元素原子價電子排布式為3d84s2、4s24p2、4s24p4,因此有3種;
(2)鈦、鋁都屬于金屬晶體,金屬鍵影響硬度,鈦的價電子比Al的多,金屬鍵比Al的強,所以鈦的硬度大于鋁;
(3)在TiCl4分子中Ti原子價層電子對水為4,沒有孤對電子,因此分子的空間構(gòu)型是正四面體,TiCl4與CCl4都是分子晶體,但TiCl4穩(wěn)定性比CCl4差,是因為鈦原子半徑比碳大,Ti-Cl鍵比C-Cl鍵的鍵長大、鍵能小,易斷裂;
(4)由于A代表Ca2+,Ti原子位于由O原子構(gòu)成的正八面體的中心,根據(jù)圖示可知鈦離子位于立方晶胞的角頂,被6個氧離子包圍成配位八面體;鈣離子位于立方晶胞的體心,被12個氧離子包圍;每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個,晶胞的12個邊長上各有一個氧原子,根據(jù)均攤原則,每個晶胞實際占有氧原子數(shù)目為12×=3,所以晶胞的化學(xué)式為CaTiO3。
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【題目】下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是( )
A. 圖1表示一定量冰醋酸晶體加水過程中溶液導(dǎo)電性的變化
B. 圖2表示某溫度下,相同pH的氨水和氫氧化鈉溶液分別加水稀釋,a、b、c三點溶液的KW:c=b<a
C. 圖3表示t1時刻改變的條件為升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動
D. 圖4表示一定條件下,合成氨反應(yīng)中壓強對氨氣體積分?jǐn)?shù)的影響
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【題目】如圖A~J分別代表相關(guān)反應(yīng)中的一種物質(zhì),已知A分解得到等物質(zhì)的量的B、C、D,常溫下B、D為氣態(tài)化合物,C為液態(tài)化合物,圖中有部分生成物未標(biāo)出。已知﹕2Mg+CO22MgO+C。
請回答下列問題:
(1)寫出A的化學(xué)式:___。
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
D+G→H___。
F+J→B+C+I___。
(3)寫出A+NaOH→D的離子方程式___。
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【題目】以含1個碳原子的物質(zhì)(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)為原料的碳一化學(xué)處于未來化學(xué)產(chǎn)業(yè)的核心,成為科學(xué)家研究的重要課題。
(1))已知CO、H2、CH3OH(g)的燃燒熱分別為-283.0 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1、-764.5 kJ·mol-1。則反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=_____;。
(2)在T1時,向體積為2 L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3 mol的CO和H2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)(φ)與n(H2)/n(CO)的關(guān)系如圖所示。
①當(dāng)起始n(H2)/n(CO)=2時,經(jīng)過5 min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.6,則0~5 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=______。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,達(dá)到新平衡時H2的轉(zhuǎn)化率將____(填“增大”“減小”或“不變”)。
②當(dāng)n(H2)/n(CO)=3.5時,達(dá)到平衡后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖像中的________(填“D”“E”或“F”)點。
(3)在一容積可變的密閉容器中充有10 mol CO和20 mol H2。CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、壓強(p)的關(guān)系如圖所示。
①A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關(guān)系為________。
②若達(dá)到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為10 L,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積為_____L。
(4)以甲醇為主要原料,電化學(xué)合成碳酸二甲酯的工作原理如圖所示。則電源的負(fù)極為__(填“A”或“B”),寫出陽極的電極反應(yīng)式____。
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【題目】下列說法不正確的是
A.熱的純堿液去油污效果好,因為加熱可使CO32-的水解程度增大,溶液堿性增強,去污力增強
B.鐵在潮濕的環(huán)境下生銹以及Mg與NH4Cl溶液反應(yīng)生成H2都與鹽類水解有關(guān)
C.將Al2(SO4)3溶液加熱、蒸干、灼燒,可得到固體Al2(SO4)3
D.將飽和FeCl3溶液滴入沸水中制膠體,離子方程式:Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體) +3H+
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【題目】(1)比較下列粒子的半徑大小
①Na Mg O F __________
②Na+ Mg2+ O2- F-__________
③Fe Fe2+ Fe3+__________
④Na+ Mg2+ S2- Cl-__________
(2)下列物質(zhì)中:只存在共價鍵的是__________(填序號,下同),只存在離子鍵的是__________,既存在離子鍵又存在極性共價鍵的是__________,既存在離子鍵又存在非極性共價鍵的是__________。
①Ar ②CO2 ③Na2O2 ④KOH ⑤MgBr2 ⑥NH4Cl ⑦CaO ⑧H2SO4
(3)氫氣可由天然氣和水反應(yīng)制備,其主要反應(yīng)為:CH4(g)+ 2H2O(g) ===CO2(g)+4H2(g) 反應(yīng)過程中能量變化如圖所示,則該反應(yīng)為__________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。若已知,破壞1mol化學(xué)鍵需要吸收的熱量如代數(shù)式表示:
化學(xué)鍵 | C—H | O—H | C=O | H—H |
吸收熱量(kJ/mol) | a | b | c | d |
則根據(jù)該反應(yīng)制取1mol H2要吸收或放出熱量為___________kJ(用含a、b、c、d字母表示)。
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【題目】實現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項重要課題就是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用的資源。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下圖1表示該反應(yīng)過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。
(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是_________(填字母)。
A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
(2)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實驗,在體積為l L的密閉容器中,充入l mol CO2和4 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如上圖2所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=________;CO2的轉(zhuǎn)化率w(CO2)=________。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________。(只列表達(dá)式和計算式,不必計算出結(jié)果)
③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是________________(填字母)。
A.將CH3OH(g)及時液化抽出 B.升高溫度
C.選擇高效催化劑 D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa時,16 g 液態(tài)甲醇完全燃燒,當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時,放出350.8kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________________。
(4)選用合適的合金為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,其負(fù)極的電極反應(yīng)式是:______________________。
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【題目】將E(g)和F(g)加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(s)+4F(g)G(g),已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)如表所示。下列說法正確的是( )
溫度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常數(shù)/(L3·mol-3) | 5×104 | 2 | 1.9×10-5 |
A.上述反應(yīng)是熵增反應(yīng)
B.25 ℃時,反應(yīng)G(g)E(s)+4F(g)的平衡常數(shù)是0.5 mol3·L-3
C.在80 ℃時,測得某時刻,F、G的濃度均為0.5 mol·L-1,則此時v正>v逆
D.恒溫恒容下,向容器中再充入少量G(g),達(dá)新平衡時,G的體積百分含量將增大
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【題目】為了使宇航員在飛船中得到一個穩(wěn)定的、良好的生存環(huán)境,一般在飛船內(nèi)安裝盛有Na2O2或K2O2顆粒的裝置,它的用途是產(chǎn)生氧氣,下列關(guān)于Na2O2的敘述正確的是( )
①Na2O2中陰、陽離子的個數(shù)比是1:1
②Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)產(chǎn)生等量氧氣時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等
③Na2O2投入到紫色石蕊試液中,溶液先變藍(lán),后褪色
④Na2O2能與酸反應(yīng)生成鹽和水,所以Na2O2是堿性氧化物
⑤Na2O2與水反應(yīng),Na2O2既是氧化劑,又是還原劑
A.①③⑤B.②③⑤C.①②⑤D.①④⑤
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