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人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构课堂检测
展开第一章原子结构与性质单元练习
2022——2023学年高中化学人教版(2019)选择性必修2
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列离子半径的大小顺序正确的是
① Na+ ② X2-:1s22s22p63s23p6 ③ Y2-:2s22p6 ④ Z-:3s23p6
A.③>④>②>① B.④>③>②>①
C.④>③>①>② D.②>④>③>①
2.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A.原子的价电子排布式为ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C.原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~第ⅧB族
D.基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
3.下列关于能层与能级的说法中不正确的是
A.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2
B.能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数
C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的
D.同一能层中的不同能级的能量高低相同
4.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
5.下列有关光谱的说法中不正确的是
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因
B.原子只有发射光谱
C.通过原子光谱可以发现新的元素,也可以鉴定某些元素
D.霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关
6.核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关,还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同,都是1s22s22p63s23p6。下列说法中正确的是
A.两粒子的1s能级上电子的能量相同
B.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C.两粒子的电子发生跃迁时,产生的光谱不同
D.两粒子都达8电子稳定结构,化学性质相同
7.著名的观赏石-崂山璐石主要成分可表示为,其中W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素,W没有未成对电子,Z的最高正价与最低负价的代数和为0.下列说法错误的是
A.Y的离子半径在同周期元素中最小
B.Z在它的简单氢化物中显负价
C.W、Y、Z的最高价氧化物的水化物都属于弱电解质
D.三种元素的电负性由大到小的顺序为Z>Y>W
8.短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X是宇宙中含量最多的元素,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍。Z和R同主族,向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体,溶液pH与RZ2体积(标况)的关系如图。下列说法错误的是
A.上述X2R溶液的浓度为0.3mol•L-1(忽略溶液体积变化)
B.室温下,Y的氢化物可能为固体
C.由X、Y、Z三种元素组成的化合物均是共价化合物
D.RZ2分别通入到Ba(NO3)2和BaCl2溶液中,均会产生沉淀
9.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为18,X最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法不正确的是
A.X、W都能与Y形成离子化合物 B.W的简单阴离子能促进水电离
C.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) D.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z
10.下列各组原子中彼此化学性质一定相似的是
A.原子核外电子排布式为的X原子与原子核外电子排布式为的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p轨道上有一个未成对电子的X原子和3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子
D.L层上有一个空轨道的元素和M层的p轨道上有一个空轨道的元素
11.一种可用作半导体掺杂源的化合物的结构式如图所示。已知W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法中正确的是
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.X、Y的最高价含氧酸均为强酸
C.W和Y能形成多种原子个数比为1∶1的化合物
D.除W原子外,分子中的其他原子均满足8电子稳定结构
12.在核电荷数为25的的价层电子排布中,处于基态的是
A. B.
C. D.
13.对于第VIIA族元素,从上到下,下列关于其性质变化的叙述中,错误的是
A.原子半径逐渐增大 B.电负性逐渐减小
C.第一电离能逐渐减小 D.氢化物水溶液的酸性逐渐减弱
14.主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且均不大于20,W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数。四种元素形成的一种食品添加剂Q的结构如图所示。下列说法不正确的是
A.原子半径:W<X<Y<Z
B.Q中所有原子均满足8电子稳定结构
C.ZW2可与W2X反应生成还原性气体
D.X与Y形成的最高价化合物不能用于干燥NH3
15.下列说法或有关化学用语的使用正确的是
A.在基态多电子原子中,p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.Fe原子的外围轨道表示式为
C.氧的电负性比氮大,故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大
D.铜原子的外围电子排布式为3d94s2
二、填空题
16.(1)基态与离子中未成对的电子数之比为___________。
(2)基态原子的核外电子排布式为___________。
(3)位于元素周期表中第四周期第___________族,基态原子核外未成对电子有___________个。
(4)基态原子价电子的电子排布图(轨道表达式)为___________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。
(5) 原子核外电子排布式为___________。
(6)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为___________。
(7) 基态原子核外电子排布式为___________。
17.(1)下列原子电子排布图(轨道表示式)表示的状态中能量最低和最高的分别为___________、___________.
A. B. C. D.
与具有相同的电子结构,小于,原因是_____________.
(2)基态原子价层电子的电子排布图(轨道表示式)为_____________,基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_____________形.
(3)原子核外电子排布式为_____________.黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由和组成,第一电离能_____________(填“大于”或“小于”),原因是_____________.
(4)基态核外电子排布式为_____________.
18.已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质.下面给出13种元素的电负性:
元素
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
电负性
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知:两成键原子元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键原子元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键.
(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是_____________.
(2)通过分析电负性数值的变化规律,确定元素电负性数值的最小范围:_____________.
(3)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物:
A. B. C. D.
属于离子化合物的是_____________(填字母);属于共价化合物的是___________(填字母).请设计一个实验方案证明上述所得结论:_____________.
三、结构与性质
19.X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期的元素,且原子序数依次增大,其相关信息如表所示:
元素代号
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
原子半径在同周期元素中最大
M
第一至第六电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376
Q
基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级上有电子且能量最高的能级上有6个电子
请回答下列问题。
(1)请写出元素Q的基态原子的价电子轨道表示式:______。
(2)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是______(用元素符号表示)。
(3)元素R可形成和,其中较稳定的是,原因是______。
(4)短周期元素T与元素M在周期表中的位置呈现对角线关系,则元素T为______(填元素符号);已知元素T、Q的电负性分别为1.5和3.0,则它们形成的化合物是______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
四、原理综合题
20.磷酸氯喹(C18H32ClN3O8P2)是当前治疗冠状病毒的药物之一,而碳、氮、氯、磷等是其重要的组成元素。完成下列填空:
(1)碳原子核外有__个轨道;氯原子最外层电子的轨道表示式是__。
(2)属于同主族的两种元素,非金属性大小的关系是__(用元素符号表示)。
(3)已知磷酸是弱电解质,它的分子式为H3PO4。其酸式盐Na2HPO4的电离方程式是__。经测定Na2HPO4的水溶液呈弱碱性,请用学过的化学知识进行解释:__。
(4)常温下,在CH3COONa溶液中加入一定量的HCl,使其pH=7,则c(Cl-)_c(CH3COOH)(填“<”、“>”、“=”)。
(5)向2.0L恒容的密闭容器中充入1.0molPCl5,发生如下反应:PCl5(s)⇌PCl3(g)+C12(g)-124kJ。控制体系温度不变,反应过程中测定的部分数据见下表:
时间/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)mol
0
0.16
0.19
0.2
0.2
①该条件下平衡常数的表达式为__;前50s内Cl2的反应速率为__。
②要提高上述反应中反应物的转化率,可采取的措施有__、__(任写两点)。
向上述达到平衡③的反应体系中,再加入0.02molPCl3、0.02molC12,则平衡__。移动(选填“正向”、“逆向”、“不”),平衡常数__(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
参考答案:
1.D
【详解】①Na+核外有2层电子,核电荷数为11;②X2-的核外电子排布为1s22s22p63s23p6,共18个电子,所以X原子核外16个电子,核电荷数为16;③Y2-的价电子为2s22p6,则离子核外共10个电子,所以Y原子核外有8个电子,核电荷数为8;④Z-的价电子为3s23p6,则离子核外共18个电子,所以Z原子核外有17个电子,核电荷数为17。
电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷越小半径越大,结合上述分析可知离子半径②>④>③>①;
故答案为D。
2.B
【详解】A.原子的价电子排布式为ns2np6的元素是0族元素,A错误;
B.根据能量最低原理,基态原子的p能级上有5个电子的元素,同层的s能级已经排满,则一定是第ⅦA族元素,B正确;
C.原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素在周期表的第8、9、10三列,一定位于第Ⅷ族,C错误;
D.基态原子的N层上只有1个电子的元素,有K、Cr、Cu等,Cr、Cu是过渡元素,D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.各电子层最多容纳电子数2n2(n为电子层数),A正确;
B.能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,B正确;
C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的,C正确;
D.同一能层的不同能级能量不同,且按s、p、d…规律依次增大,D错误;
故选D。
4.A
【详解】霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道,能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道而以光的形式释放能量。综上所述故选A。
5.B
【详解】A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因,电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量,形成吸收光谱;电子从激发态向基态的跃迁会放出能量,形成发射光谱,A正确;
B.原子光谱既有发射光谱,也有吸收光谱,B错误;
C.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,C正确;
D.电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,所以霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子跃迁释放能量有关,D正确;
故选B。
6.C
【详解】A.Ar与S2-的原子核电荷数不同,1s能级上电子的能量不相同,A错误;
B.Ar与S2-的原子核电荷数不同,半径不同,3p能级上电子离核的距离不相同,B错误;
C.Ar与S2-的原子核电荷数不同,电子跃迁产生的光谱都不相同,C正确;
D.Ar与S2-的原子核电荷数不同,化学性质不相同,D错误;
故选C。
7.B
【分析】由题干信息可知,W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素,W没有未成对电子,Z的最高正价与最低负价的代数和为0,故W为Mg,Z为Si,则Y为Al,据此分析解题。
【详解】A.根据上述分析可知,Y是Al,Y的离子即Al3+半径是第三周期元素中最小的,故A正确;
B.根据上述分析可知,Z为Si,Si的简单氢化物即SiH4,硅显正价,故B错误;
C.根据上述分析可知,W、Y、Z的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3都属于弱电解质,故C正确;
D.同一周期从左往右元素的电负性依次增大,故三种元素的电负性由大到小的顺序为Z>Y>W,故D正确;
故答案:B。
8.D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X是宇宙中含量最多的元素,X为H,Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍,Y为C,向100 mL X2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体,溶液pH与RZ2体积关系如图,则说明是H2S通入SO2,则Z为O,R为S。
【详解】A. 根据2H2S + SO2 = 3S↓+ 2H2O,加入SO2气体体积336mL即0.015mol,溶液pH =7,即消耗H2S 物质的量为0.03mol,因此X2R溶液的浓度为,选项A正确;
B. 室温下,Y的氢化物烃若碳原子数较多则可能为固体,选项B正确;
C. H、C、O三种元素形成的化合物,均是共价化合物,选项C正确;
D. SO2通入到BaCl2溶液中没有沉淀生成,SO2通入到Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀,选项D错误。
答案选D。
9.C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素,X最外层电子数是次外层电子数的3倍,则X为O元素,Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料,则Z为Si元素,W与X位于同一主族,则W为S元素,又它们原子的最外层电子数之和为18,可知Y的最外层电子数为18-6-6-4=2,则Y为Be元素,据此分析解答。
【详解】A.Y为Be,是金属元素,可以与O、S形成离子化合物,A正确;
B.W为S,其简单阴离子S2-会水解,进而促进水的电离,B正确;
C.同周期元素,原子半径从左至右依次减小,同主族元素自上而下原子半径依次增大,因此原子半径:r(Si)>r(S)>r(Be)>r(O),C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性S>Si,则酸性H2SO4>H2SiO3,D正确;
答案选C。
10.D
【详解】A.原子核外电子排布式为1s2结构的原子为He,1s22s2结构为Be,两者性质不相似,A不符合题意;
B.X原子为Mg,Y原子N层上有2个电子的有多种元素,如第4周期中Ca、Fe等都符合,化学性质不一定相似,B不符合题意;
C.2p轨道上有一个未成对电子的X原子可能是B或F,3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子可能是Al或Cl,彼此化学性质不一定相似,C不符合题意;
D.L层上有一个空轨道的元素只能是1s22s22p2,是C,M层的p轨道上有一个空轨道的元素只能是1s22s22p63s23p2,是Si,两者位于同一主族,彼此化学性质性质一定相似,D符合题意;
故答案选D。
11.C
【分析】根据Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍可知,Z为O,又W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素和根据所形成物质的结构可得W、Ⅹ、Y分别为H、B、C。
【详解】A.原子半径:B>C>O>H,A项错误;
B.硼酸和碳酸均为弱酸,B项错误;
C.乙炔、苯、苯乙烯中的H原子与C原子的个数比均为1∶1,C项正确;
D.H原子形成1个共价键,最外层电子数为2,B原子形成3个共价键,最外层电子数为6,二者均不满足8电子稳定结构,D项错误;
故选C。
12.D
【详解】锰为25号元素,基态锰原子核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p63d54s2,则价电子轨道3d54s2,根据泡利原理和洪特规则,3d能级上5个电子分占不同的3d轨道,且自旋平行,4s能级上2个电子占据同一轨道,自旋相反,D符合题意;
故选 D。
13.D
【详解】A.同一主族从上往下,电子层数增多,原子半径逐渐增大,A正确;
B.同一主族从上往下,非金属性逐渐减弱,电负性逐渐减小,B正确;
C.同一主族从上往下,原子半径增大,第一电离能逐渐减小,C正确;
D.第VIIA族元素,从上到下,非金属性依次减弱,对氢离子的吸引能力减弱,其氢化物易电离出氢离子,因此氢化物水溶液的酸性逐渐增强,D错误;
故答案为:D。
14.B
【分析】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且均不大于20,由四种元素形成的一种食品添加剂Q的结构可知,X形成2个共价键,X应为O;W只形成1个共价键,W为H;W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数,Y的最外层电子数为6-1=5,结合原子序数可知Y为P;Z可失去2个电子变为带2个单位正电荷的离子,且原子序数大于Y,则Z为Ca。
【详解】A. W为H、X为O、Y为P、Z为Ca,同周期从左向右原子半径减小、同主族从上到下原子半径增大,则原子半径:W<X<Y<Z,故A正确;
B. Q中Y(P)、W(H)不满足8电子稳定结构,故B错误;
C.W与Z可以形成离子化合物为CaH2,可与H2O反应生成还原性气体氢气,故C正确;
D.X与Y形成的化合物为五氧化二磷时,具有吸水性,但生成酸不能用于干燥NH3,故D正确;
故选B。
15.B
【详解】A.同一能层的同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高,A错误;
B.基态铁原子外围电子排布式为3d64s2,外围电子排布图为,B正确;
C.N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻的氧原子, C错误;
D.原子核外电子排布处于全满、半满或全空时是稳定结构,29号Cu元素原子的外围电子排布式为3d104s1,D错误;
故选B。
16. 4:5 ⅦB 5 哑铃(或纺锤) (或)
【详解】(1)基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,基态Fe2+和Fe3+的价电子排布式分别为3d6和3d5,根据洪特规则,Fe2+有4个未成对电子,Fe3+基态有5个未成对电子,所以二者未成对电子数之比为4:5;
(2)Ti为22号元素,核外共22个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2。
(3)Mn是25号元素,价电子排布式为:3d54s2,故Mn位于元素周期表中第四周期第ⅦB族;根据构造原理、洪特规则可知Mn原子核外3d能级上5个电子均为未成对电子,故此处填5;
(4)基态原子Fe的价电子排布式为3d64s2,对应电子排布图(轨道表达式)为;基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,则电子占据最高能级是3p,对应电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形;
(5)Zn为30号元素,核外有30个电子,对应电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar] 3d104s2;
(6)N元素位于第二周期第ⅤA族,价电子排布式为2s22p3,对应排布图是。
(7)是27号元素,其基态原子核外有27个电子,对应排布式为或。
17. D C 核电荷数较大 哑铃 大于 核外电子排布为全充满稳定结构,较难失电子 (或)
【详解】(1)基态原子能量最低,而中轨道表示式所表示的状态为基态;处于激发态的电子数越多原子能量越高,中只有1个电子跃迁到轨道,中轨道中的两个电子一个跃迁到轨道,另一个跃迁到轨道;中轨道的两个电子都跃迁到轨道,故表示的原子能量最高;核电荷数较大,对核外电子的吸引力大,导致其半径小于;
故答案为:A;D;核电荷数较大。
(2)基态原子核外电子排布式为,则价层电子轨道表示式为;基态原子的核外电子排布式为,电子占据的最高能级为能级,电子云轮廓图为哑铃形;
故答案为: ;哑铃。
(3)为30号元素,为29号元素,的电子排布式为,的电子排布式为,原子核外电子排布为全充满稳定结构较难失电子,故的第一电离能比大;
故答案为:;大于;核外电子排布为全充满稳定结构,较难失电子。
(4)为26号元素,基态原子的核外电子排布式为,失去最外层的2个电子得到,故基态核外电子排布式为或;
故答案为:(或)。
18. 随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化 0.9~1.5 A BCD 测定各物质在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物
【详解】(1)将表中数据按照元素周期表的顺序重排,可以看出元素电负性随着原子序数的递增呈周期性变化,故答案为:随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化;
(2)根据电负性的递变规律,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,可知同周期中电负性,同主族中电负性,故的电负性数值的最小范围应为0.9~1.5,故答案为:0.9~1.5;
(3)由已知条件及表中数据可知:中两元素的电负性差值为2.0,大于1.7形成离子键,为离子化合物;、、中两元素的电负性差值分别为1.5、1.5、0.7,均小于1.7形成共价键,为共价化合物;共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电,离子化合物在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,但共价化合物却不能;故答案为:A;BCD;测定各物质在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物。
19. 的价电子排布式为,能级为半充满状态,能量低,结构稳定 共价化合物
【分析】X、Y、Z、M、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大,X元素原子核外有6种不同运动状态的电子,则X为C元素;Y元素的基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则核外电子排布式为,则Y为O元素;元素的原子半径在同周期元素中最大且乙元素应该在第三周期,则Z为Na元素;M原子的第四电离能剧增,则M为元素;Q元素的基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,则p轨道上有5个电子,则Q为Cl元素;R元素的基态原子核外有7个能级上有电子且能量最高的能级上有6个电子,核外电子排布为,则R为Fe元素。
【详解】(1)氯元素的原子序数为17,最外层有7个电子, 价电子轨道表示式为,故答案为: ;
(2)同周期元素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则C、O、Na、Al的原子半径由小到大的顺序为,故答案为:;
(3)铁元素的原子序数为26,铁离子的价电子排布式为,亚铁离子的价电子排布式为,铁离子的3d能级为半充满状态,能量低,结构稳定,则铁离子比亚铁离子稳定,故答案为:的价电子排布式为,能级为半充满状态,能量低,结构稳定;
(4) 短周期元素Be与元素Al在周期表中的位置呈现对角线关系,则元素T为Be;成键原子电负性差在1.7以上形成离子键,1.7以下形成共价键,氯元素和铝元素的电负性的差为1.5,小于1.7,则氯元素和铝元素形成的化合物为共价化合物,故答案为:Be;共价化合物。
20. 5 N>P Na2HPO4=2Na++HPO42- HPO42-水解呈碱性,电离呈酸性,水解程度大于其电离程度,因而c(OH-)大于c(H+) = K=c(PCl3)∙c(C12) 0.0016mol·L-1·s-1 升高温度、降低压强 移走PCl3、Cl2等 逆向 不变
【分析】(1)利用碳原子核外电子排布式判断轨道数目,氯原子最外层电子的轨道表示式即价电子排布图;
(2)同主族元素从上到下,非金属性减弱;
(3)Na2HPO4属于弱酸的酸式盐,写出电离方程式,从电离和水解的角度分析,溶液成碱性;
(4)利用反应后的电荷守恒和醋酸钠的物料守恒联立,得出醋酸根和氯离子的关系;
(5)①根据表中数据判断达到平衡状态的时间,然后根据平衡状态下各组分的浓度及平衡常数表达式计算出温度为T时,该反应的化学平衡常数;根据反应速率的表达式计算出反应在前50s的平均速率v(Cl2);
②要提高上述反应的转化率,必须使平衡向着正向移动,根据影响化学平衡的影响进行判断;
③根据浓度熵与平衡常数的关系判断平衡移动的方向,温度不变,平衡常数不变;
【详解】(1)碳原子核外电子排布式为1s22s22p2,有个5轨道;氯原子的的外电子排布式为1s22s22p63s23p5,最外层电子的轨道表示式是;
(2)N和P属于同主族的两种元素,同主族元素,从上到下,失电子能力增强,得电子能力减弱,故非金属性减弱,故非金属性N>P;
(3)磷酸是弱电解质,Na2HPO4属于弱酸的酸式盐,电离方程式是Na2HPO4=2Na++HPO42-,Na2HPO4的水溶液里既存在磷酸氢根的电离,电离时释放出氢离子,HPO42-⇌H++ PO43-,显酸性,也存在磷酸氢根的水解,HPO42-+H2O⇌ H2PO4-+OH-,呈弱碱性,溶液显碱性,说明HPO42-水解程度大于电离程度;
(4)醋酸钠溶液中加入盐酸,发生强酸制弱酸,CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl,pH=7,说明c(H+)=c(OH-),反应后的溶液存在电荷守恒,即c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO -)+c(OH-)+c(Cl-),醋酸钠溶液中存在物料守恒:即c(CH3COO -)+c(CH3COOH)=c(Na+),将钠离子的浓度代入电荷守恒,可以得到c(CH3COOH)=c(Cl-);
(5)①根据化学反应:PCl5(s) ⇌ PCl3(g)+C12(g),得到化学平衡常数K=c(PCl3)∙c(Cl2),前50s内PCl3的反应速率为v=,由于三氯化磷和氯气的物质的量是1:1的关系,故速率也是1:1的关系,故氯气的速率也是0.0016mol·L-1·s-1;
②上述反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应,因此,要提高上述反应中反应物的转化率,应使平衡正向移动,可采取的措施有升高温度、降低压强等;
③根据化学反应,列出三段式,
K=c(PCl3)∙c(Cl2)
再加入0.02molPCl3、0.02molC12,此时的Qc=>0.01(mol·L-1),平衡逆向移动;平衡常数只受温度的影响,故温度不变,平衡常数不变。
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