【化学——物质结构与性质】13分）
氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
（1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。
（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。
（3）肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是_______________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) △H=－1038.7kJ·mol－1
若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的π键有________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号)
a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 范德华力
（4）图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点（见图2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。
a. CF4 b. CH4 c. NH4＋ d. H2O
根据下列条件计算有关反应的焓变：
（1）已知：Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)ΔH＝－804．2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH＝－882．0 kJ·mol－1
Na(s)=Na(l) ΔH＝＋2．6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)=Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
（2）已知下列反应数值：
| 反应序号 |
化学反应 |
反应热 |
| ① |
Fe2O3(s)＋3CO(g)= 2Fe(s)＋3CO2(g) |
ΔH1＝－26．7 kJ·mol－1 |
| ② |
3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g) |
ΔH2＝－50．8 kJ·mol－ |
| ③ |
Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g) |
ΔH3＝－36．5 kJ·mol－1 |
| ④ |
FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g) |
ΔH4 |
则反应④的ΔH4＝____________ kJ·mol－1。
火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0．4 mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256．652 kJ的热量。
请回答下列问题：
（1）该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
（2）又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是________________________________________________________________________________。
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) 
H2(g)＋CO2(g) ΔH2；
③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH3；
上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系为__________________________________。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为
2CH4(g)＋3O2(g) 2CO(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。
工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：
①X在750 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440 ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________________________________________________________；
（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
A、B、D、E四种元素均为短周期元素，原子序数逐渐增大。A元素原子的核外电子数、电子层数和最外层电子数均相等。B、D、E三种元素在周期表中的相对位置如图①所示，只有E元素的单质能与水反应生成两种酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七种物质均由A、B、D三种元素中的一种或几种组成，其中只有M分子同时含有三种元素；W为A、B两元素组成的18电子分子，可作火箭燃料；甲、乙为非金属单质；X分子含有10个电子。它们之间的转化关系如图②所示。
| B |
D |
|
| |
|
E |
图①
请回答下列问题：
（1）Z的化学式为__________________。
（2）E的单质与水反应的离子方程式为________________________________________。
（3）W空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。W空气燃料电池放电时，正极反应式为________________________________，负极反应式为____________________。
（4）将一定量的A2、B2的混合气体放入1 L密闭容器中，在500 ℃、2×107 Pa下达到平衡。测得平衡气体的总物质的量为0.50 mol，其中A2为0.3 mol，B2为0.1 mol。则该条件下A2的平衡转化率为________，该温度下的平衡常数为____________(结果保留3位有效数字)。
部分中学化学常见元素原子结构及性质如下表所示：
| 序号 |
元素 |
结构及性质 |
| ① |
A |
A单质是生活中的常见金属，它有两种氯化物，相对分子质量相差35.5 |
| ② |
B |
B原子最外层电子数是内层电子总数的1/5 |
| ③ |
C |
C是常见化肥的主要元素，单质常温下呈气态 |
| ④ |
D |
D单质被誉为“信息革命的催化剂”，是常用的半导体材料 |
| ⑤ |
E |
通常情况下，E没有正化合价，A、B、C、D、F都能与E形成化合物 |
| ⑥ |
F |
F在周期表中可以排在ⅠA族，也有人提出排在ⅦA族 |
（1）A元素在周期表中的位置为_______________________________________________。
（2）B与C形成的化合物的化学式为_______________________________________，它属于________(填“离子”或“共价”)化合物。
（3）①F与E可以形成原子个数比分别为2∶1、1∶1的两种化合物X和Y，区别X与Y的水溶液的实验方法是__________________________________________。
②F与C组成的两种化合物M和N所含的电子数分别与X、Y相等，则M的水溶液显________________性，N的结构式为______________________________。
（4）C与E都是较活泼的非金属元素，用化学方程式表明这两种单质的氧化性强弱：________________________________________________________。
（5）有人认为B、D的单质用导线连接后插入NaOH溶液中可以形成原电池，你认为是否可以，若可以，试写出负极的电极方程式(若认为不行可不写)：______________________________________________________________。
粤公网安备 44130202000953号