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得到硫酸铜和水,反应为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。四、、B、C、D,原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:(1)C的基态原子的电子排布式为?????????????;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是????????????????????????????????????????????????????。(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为?????????的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是?????????????(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为???????????,分子立体构型为???????????????。(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角????????????(填“大于”、“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。由于C核外比B多一层电子,C还可以和D形成另一种两元共价化合物。此时C的杂化轨道中没有孤对电子,比起之前C和D的化合物,它的杂化轨道多了一条。其杂化方式为?????????????。(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为????????????。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=,c=。其晶体密度为???????????(已知:?=,=,结果精确到小数点后第2位)。图1是A和B形成的一种晶体结构图,图2是切片层状结构,图3是晶胞结构(图2和图3中?○为N原子??●为C原子)。【答案】(1)1s22s22p63s23p3;高***酸中非羟基氧原子为3个,***酸中为2个或高***酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而***酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱。(2)sp3杂化;NCl3、PCl3;四面体形;三角锥形;(3)小于;sp3d杂化;(4)C3N4;【解析】本题考查物质结构与性质,涉及原子的核外电子排布及杂化类型、分子的空间结构、晶体结构及计算。周期表前三周期元素A、B、C、D,原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍,则L层有4个电子,A为碳元素;B的价电子层中的未成对电子有3个,则B为氮元素;C与B同族,则C为磷元素;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸,则D为***元素。(1)磷的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3;高***酸中非羟基氧原子为3个,***酸中为2个,(或高***酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而***酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱,)所以HClO4的酸性比HClO3的酸性强。(2)C、N、l4、NCl3、PCl3,其中心原子杂化方式都为sp3杂化;其中NCl3与PCl3的中心原子都有一对孤电子对,属于不等性杂化;NCl3与PCl3的中心原子都有3个键电子对和1个孤电子对,则其价层电子对立体构型为四面体形;分子立体构型为三角锥形。(3)由于孤电子对对成键电子对的排斥作用,使得不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于等性杂化的化合物成键轨道间的夹角;P和Cl还可以形成PCl5,其杂化方式为sp3d杂化;(4)已知图示原子都包含在晶胞内,即C原子与N原子的个数比为6:8=3:4,则其化学式为C3N4;晶胞参数a=,c=,晶胞的质量为g=-23g,体积为(-21)cm3=-21cm3,则晶体密度为==。五、,工业上利用反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)??H<0合成氨,其基本合成过程如下:(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响,以c0mol/LH2参加合成氨反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,如图A。①a条件下,0~t0的平均反应速率v(N2)=????????????mol·L-1·min-1。②相对a而言,b可能改变的条件是???????????????。③在a条件下t1时刻将容器体积压缩至原来的1/2,t2时刻重新建立平衡状态。请在答题卡相应位置画出t1~t2时刻c(H2)的变化曲线。(2)某小组往一恒温恒压容器充入9molN2和23molH2模拟合成氨反应,图B为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60MPa下达到平衡。①此时N2的平衡分压为??????MPa,H2的平衡分压为??????MPa。(分压=总压×物质的量分数)②列式计算此时的平衡常数Kp=?????????????。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)(3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是???????????。(4)有人利用NO2和NH3构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染,又能充分利用化学能进行粗铜精炼,如图C所示,d极为粗铜。①a极通入???????气体(填化学式);②b极电极反应为????????????????????????????。【答案】(1)①(c0-c1)/300t0?????②增大c(N2)???????????????③如图(2)①9?15②=(Mpa)2若回答成以下表示方式也可。=×10-14(Pa)-2(3)及时分离出液氨,c(NH3)减小,使平衡往生成NH3的方向移动,增大原料利用率(或NH3产率)。(4)①NO2??②2NH3-6e-+6OH-N2+6H2O【解析】本题考查化学反应速率、化学平衡及影响因素,化学平衡图像及有关计算,电化学原理等。(1)①由图可知a条件下,0~t0时氢气的浓度减少了(c0-c1)10-2mol·L-1,则v(H2)==(c0-c1)/100t0mol·L-1·min-1,v(N2)=v(H2)=(c0-c1)/300t0mol·L-1·min-1;②b相对于a,反应速率加快,且氢气的转化率增大,所以b可能改变的条件是增大c(N2);③在a条件下t1时刻将容器体积压缩至原来的1/2,则氢气的浓度增大为原平衡时的2倍,为2c1,t2时刻重新建立平衡后,氢气的浓度应大于原平衡c1,变化曲线如图