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山东省2020年普通高中学业水平等级考试化学解析版
大小:0B 7页 发布时间: 2024-03-04 16:19:31 15.81k 15.6k

一个晶胞中有________个Sn,找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有__________个。

答案(1)正四面体形分子晶体

(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3

(3)61

(4)4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4

解析(1)Sn最外层有4个电子,与4个Cl形成4个σ键,因此SnCl4的空间构型为正四面体形;由题给信息知SnCl4常温常压下为液体,说明SnCl4的熔点较低,所以其固体的晶体类型为分子晶体。

(2)NH3、PH3、AsH3均为分子晶体,NH3分子间形成氢键,因此沸点高于PH3、AsH3;AsH3的相对分子质量大于PH3,因此AsH3的沸点高于PH3,即三者沸点由高到低的顺序为NH3、AsH3、PH3。非金属性:N>P>As,因此氢化物的还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3。NH3、PH3、AsH3分子中,N、P、As均形成3对共用电子对和一对孤电子对,原子半径:As>P>N,键长:As—H>P—H>N—H,因此σ键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为N>P>As,即键角由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3。

(3)由题给图示可知,通过螯合作用形成了3个环,每个环中Cd2+均可与2个N原子或2个氧原子形成配位键,即1个Cd2+与4个N原子分别形成4个配位键,与2个O原子分别形成2个配位键,因此1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol;由题给图示可知,该配合物中有2种不同的N原子,每个N原子均形成3个σ键,因此所有N原子的杂化方式均为sp2杂化,即杂化方式只有1种。

(4)由题给原子的分数坐标和晶胞图示可知,小白球表示的是Sn原子,Sn原子位于面心和棱上,因此一个晶胞中含Sn原子个数=6×+4×=4。由Sn和As的分数坐标可知,x、y轴上a pm长的分数坐标为1,z轴上2a pm长的分数坐标为1。小黑球表示的是Cd原子,与Cd(0,0,0)最近的Sn有两个,其分数坐标分别为(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)。灰球表示的是As原子,每个Sn周围与Sn等距离的As原子有4个,即与单个Sn键合的As有4个。

18.(12分)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:

Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1=-49.5 kJ·mol-1

Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

ΔH2=-90.4 kJ·mol-1

Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3

回答下列问题:

(1)ΔH3=________ kJ·mol-1。

(2)一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为__________ mol·L-1

(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应Ⅲ的平衡常数为__________。

(3)不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

已知:CO2的平衡转化率=×100%

CH3OH的平衡产率=×100%

其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图__________(填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______________________________________________________________________________。

(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_____(填标号)。

A.低温、高压 B.高温、低压

C.低温、低压 D.高温、高压

答案(1)+40.9

(2)

(3)乙p1>p2>p3T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响

(4)A

解析(1)由盖斯定律可知,Ⅲ式=Ⅰ式-Ⅱ式,即ΔH3=-49.5 kJ·mol-1-(-90.4 kJ·mol-1)=+40.9 kJ·mol-1。

(2)由题给反应的化学方程式可知,对于反应Ⅰ,每生成1 mol甲醇的同时生成1 mol水;对于反应Ⅲ,每生成1 mol一氧化碳的同时生成1 mol水;对于反应Ⅱ,每消耗1 mol一氧化碳的同时生成1 mol甲醇;由此可知,生成的水的物质的量等于生成的甲醇和一氧化碳的物质的量之和,即生成水的物质的量为(a+b) mol,即水的浓度为 mol·L-1。由C原子个数守恒可知,平衡时混合气体中CO2的物质的量为(1-a-b) mol,由H原子个数守恒可知,平衡时混合气体中H2的物质的量为[3-2a-(a+b)] mol,因此平衡常数K=。

(3)由反应Ⅰ、Ⅱ可知,随着温度的升高,甲醇的平衡产率逐渐降低,因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率,图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。同温度下,随着压强的增大,甲醇的平衡产率应增大,因此压强由大到小的顺序为p1>p2>p3。图乙中,当升温到T1时,CO2的平衡转化率与压强的大小无关,说明以反应Ⅲ为主,因为反应Ⅲ前后气体分子数相等。

(4)由图甲和图乙知,要提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,需要低温、高压的条件,A正确。

19.(12分)化合物F是合成吲哚­2­酮类药物的一种中间体,其合成路线如下:

知:Ⅰ.

Ⅱ.

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