已知：A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云，两种形状的电子云轨道上电子数相等；B是短周期中原子半径最大的元素；C元素3p能级半充满；E是所在周期电负性最大的元素；F是第四周期未成对电子最多的元素。
试回答下列有关的问题。
(1)写出F元素的电子排布式：___________________________________________。
(2)已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子，则在该化合物的分子中A原子的杂化轨道类型为_____________________________________________________________。
(3)已知C、E两种元素形成的化合物通常有CE3、CE5两种。这两种化合物中一种为非极性分子，一种为极性分子，属于极性分子的化合物的分子空间构型是_________________。
(4)B、C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是________(写元素符号)。四种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液，物质的量浓度相同时，pH由大到小的顺序是____________
______________________________________________________________(写化学式)。
(5)由B、E两元素形成的化合物组成的晶体中，阴、阳离子都具有球型对称结构，它们都可以看做刚性圆球，并彼此“相切”。如下图所示为B、E形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图：
晶胞中距离一个B＋最近的B＋有________个。若晶体密度为ρ g·cm－3，阿伏加德罗常数的值用NA表示，则E－的离子半径为________cm(含NA与ρ的式子表达)。
I．“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题：
(1)将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g），得到如下二组数据：
| 实验组 |
温度℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
| CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
| 1 |
650 |
4 |
2 |
1．6 |
2．4 |
6 |
| 2 |
900 |
2 |
1 |
0．4 |
1．6 |
3 |
①实验1中以v （CO2）表示的反应速率为 （保留两位小数，下同）。
②该反应为 （填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K= 。
(2)已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l）＋ 3O2(g）＝ 2CO2(g）＋ 4H2O(g） ΔH ＝ －1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g）＝ 2CO2(g） ΔH ＝ －566.0 kJ／mol
③ H2O(g）＝ H2O(l） ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： 。
II．(1)海水中锂元素储量非常丰富，从海水中提取锂的研究极具潜力。锂是制造化学电源的重要原料。如LiFePO4电池某电极的工作原理如下图所示：
该电池的电解质为能传导Li+的固体材料。放电时该电极是电池的 极（填“正”或“负”），该电极反应式为 。
(2)用此电池电解含有0.1 mol/L CuSO4和0.1 mol/L NaCl的混合溶液100 mL，假如电路中转移了0.02 mole－，且电解池的电极均为惰性电极，阳极产生的气体在标准状况下的体积是 L，将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH＝ 。
随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
（1）如图是在101 kPa，298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。
已知：
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方
程式： 。
（2）将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应，在不同条件下，反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 （填序号）。
a．容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b．当向容器中再充人0． 20 mol NO时，平衡向正反应方向移动，K增大
c．升高温度后，K减小，N02的转化率减小
d．向该容器内充人He气，反应物的体积减小，浓度增大，所以反应速率增大
②计算产物NO在0～2 min内平均反应速率v（NO）= mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为 （填“升温’’、“降温’’）。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变，此时再向容器中充人CO、NO各0．060 mol，平衡将 移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（3）有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为 ，当有0.25 mol SO2被吸收，则通过质子（H+）交换膜的H+的物质的量为 mol。
为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染，人们采取了很多措施。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)
2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 （填代号）。
（下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
（2）机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知：
CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol ①
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol ②
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式： 。
（3）用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过催化剂，通过测量逸出气体中氮氧化物含量，从而可确定烟气脱氮率，反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)
2N2(g) + 3H2O(g)。
①该反应的△H 0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②对于气体反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数（记作KP），
则上述反应的KP＝ 。
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，石墨I为电池的 极。 该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为 。
（5）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1︰1）的质量为 g。
某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5
的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：
| 离子 |
H+ |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42－ |
NO3－ |
Cl－ |
| 浓度/mol·L－1 |
未测定 |
4×10－6 |
6×10－6 |
2×10－5 |
4×10－5 |
3×10－5 |
2×10－5 |
根据表中数据判断试样的pH= 。
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） △H=－241.8kJ·mol－1
C（s）+1/2O2（g）="CO" （g） △H=－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式： 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。
A．Ca(OH) 2 B．Na2CO3 C．CaCl2D．NaHSO3
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，汽缸中的化学反应式为N2 (g)+O2(g)
2NO(g) △H
0
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K= 。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，其原因是 。
②目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为 。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O2（g）
已知该反应的△H0，判断该设想能否实现并简述其依据： 。
在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)体系中，n(NO)随时间变化如下表：
| 时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
| n(NO)/mol |
0.020 |
0.010 |
0.008 |
0.007 |
0.007 |
0.007 |
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝ 。已知：K(300℃)＞K(350 ℃)，则该反应正反应是 热反应。
（2）图中表示NO2的变化的曲线是 。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v(O2)＝ 。
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a．v(NO2)＝2v(O2） b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2） d．容器内密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
粤公网安备 44130202000953号