【题目】[化学—选修3：物质结构与性质]
含硼、氮、磷的化合物有许多重要用途，如：(CH3)3N、Cu3P、磷化硼等。回答下列问题：
(1)基态B原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为____；基态Cu+的核外电子排布式为 ___。
(2)化合物(CH3)3N分子中N原子杂化方式为 ___，该物质能溶于水的原因是 ___。
(3)PH3分子的键角小于NH3分子的原因是 ___；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，则H3PO3分子的结构式 为____。
(4)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图1所示：
①在一个晶胞中磷原子的配位数为____。
②已知磷化硼晶体的密度为ρg/cm3，阿伏加德罗常数为NA，则B-P键长为____pm。
③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图2，请在答题卡上将表示B原子的圆圈涂黑________。
【答案】哑铃形或纺锥形 [Ar]3d10 sp3杂化 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键 电负性N>P，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大 
或
4 
或
【解析】
(1)第ⅢA族的价电子排布为ns2np1，由基态Cu的电子排布式书写Cu+的电子排布式；
(2)根据所形成的σ键数和孤电子对数判断杂化类型；根据影响物质溶解性的因素分析；
(3)根据P和N的电负性不同分析键角差异；由生成的盐的种类判断H3PO3为二元酸，结合P原子的最外层电子数分析；
(4)根据结构确定配位数，根据密度
，求解晶胞的相关数据；
(1)B为5号元素，位于第二周期第ⅢA族元素，其电子排布为1s22s22p1，占据的最高的能级为2p能级，p能级的电子云轮廓图为哑铃形或纺锥形；基态Cu的核外电子排布为[Ar] 3d104s1，形成离子是从最外层开始失去， Cu＋的电子排布式为[Ar]3d10；
(2)(CH3)3N中，N形成3个σ键，N上还有1对孤电子对，则N为sp3杂化；(CH3)3N和H2O都为极性分子，而且(CH3)3N分子可以与H2O分子间形成氢键，所以(CH3)3N能溶于水；答案为：sp3杂化 (CH3)3N为极性分子，且可与水分子间形成氢键；
(3)根据价层电子对互斥理论，PH3中的P和NH3中的N的价层电子对数都为4，孤电子对数都为1，PH3和NH3都是三角锥形，但是P的电负性没有N的电负性强，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的排斥力就越大，因而键角就变大，故PH3分子的键角小于NH3分子；亚磷酸(H3PO3)是磷元素的一种含氧酸，与NaOH反应只生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐，说明H3PO3为二元酸，H3PO3分子中含2个羟基，P原子最外层有5个电子，则H3PO3的结构式为
或
；
(4)①黑球为磷原子，根据晶胞分析，P原子作面心立方最密堆积，从上底面面心的P原子分析，周围等距且最近的B原子有4个，即P原子的配位数为4；
②1个晶胞中，包含P原子数目为8×1/8＋6×1/2=4个，含有B原子数目为4个，则1mol晶胞的质量为m=42×4g；设晶胞的边长为apm，则晶胞的体积（a×10-10cm）3=
÷ρg/cm3，则a=
pm，B-P键长为a的
，则B—P键长为 pm；
③根据晶胞结构分析，立方磷化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形，中心B与P重合，六边形中形成两个倒立关系的正三角形，分别由3个B原或者3个P原子形成，所以画图为或 。
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【题目】光气（COCl2）在塑料、制药等工业生产中有许多用途，其化学性质不稳定，遇水迅速产生两种酸性气体。回答下列问题：
（1）少量COCl2可用烧碱溶液吸收，发生反应的离子方程式为________。
（2）工业上用CO和Cl2在高温、活性炭催化作用下合成光气：Cl2(g)＋CO(g)
COCl2(g) H＝-108 kJ·mol-1。所需CO来自CH4与CO2的催化重整反应。查阅文献获得以下数据：
CH4(g)＋2O2(g)==CO2(g)＋2H2O(l) H1＝-890.3 kJ·mol-1
2H2(g)＋O2 (g)==2H2O(l) H2＝-571.6 kJ·mol-1
2CO(g)＋O2 (g)==2CO2(g) H3＝-566 kJ·mol-1
则CH4与CO2催化重整反应生成CO和H2的热化学方程式为_____。
（3）在T ℃时，向盛有活性炭的5 L恒容密闭容器中加入0.6 mol CO和0.45 mol Cl2，CO和COCl2的浓度在不同时刻的变化状况如图所示：
①反应在第6 min时的平衡常数为___，第8 min时改变的条件是____。
②在第12 min时升高温度，重新达到平衡时，COCl2的体积分数将___（填“增大”“不变”或“减小”），原因是_____。
（4）Burns和Dainton研究了反应Cl2(g)＋CO(g)COCl2(g)的动力学，获得其速率方程v = k[c(Cl2)]3/2[c(CO)]m，k为速率常数（只受温度影响），m为CO的反应级数。
①该反应可认为经过以下反应历程：
第一步：Cl22Cl 快速平衡
第二步：Cl + COCOCl 快速平衡
第三步：COCl + Cl2 —→COCl2 + Cl 慢反应
下列表述正确的是____（填标号）。
A．COCl属于反应的中间产物 B．第一步和第二步的活化能较高
C．决定总反应快慢的是第三步 D．第三步的有效碰撞频率较大
②在某温度下进行实验，测得各组分初浓度和反应初速度如下：
实验序号 | c(Cl2)/mol·L-1 | c(CO)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
1 | 0.100 | 0.100 | 1.2×10-2 |
2 | 0.050 | 0.100 | 4.26×10-3 |
3 | 0.100 | 0.200 | 2.4×10-2 |
4 | 0.050 | 0.050 | 2.13×10-3 |
CO的反应级数m =___，当实验4进行到某时刻，测得c(Cl2) = 0.010mol·L-1，则此时的反应速率v =___mol·L-1·s-1（已知：
≈ 0.32）。
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【题目】铁、钴、镍及其化合物有许多用途。回答下列问题：
（1）基态铁原子核外共有____________种不同空间运动状态的电子，铁、钴、镍基态原子核外未成对电子数最少的价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_________________。
（2）酞菁钴分子的结构简式如图甲所示，分子中与钴原子通过配位键结合的氮原子的编号是______（填“1”“2”“3”或“4”），分子中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为____________（用相应的元素符号表示），分子中碳原子的杂化轨道类型为____________。
（3）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，该晶体固态下不导电，熔融状态、水溶液均能导电，该晶体属于__________（填晶体类型）。配合物Fe（CO）x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=__________。
（4）NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和74pm，则熔点NiO__________FeO（填“＞”“＜”或“=”），原因是______________________________。
（5）Ni、O、Cr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物，晶胞结构如图乙所示，晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_______g·cm-3；晶胞中Cr4+位于O2-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_________pm。
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【题目】已知反应①CO(g)＋CuO(s)
CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s) Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A. 反应①的平衡常数K1＝c(CO2).c(Cu)/c(CO).c(CuO)
B. 反应③的平衡常数K＝K1/K2
C. 对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D. 对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
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【题目】下列物质在水溶液中的电离方程式正确的是( )
A. NaHSO4 = Na++ HSO4－B. BaSO4 = Ba2++SO42－
C. CH3COONH4
NH4+ + CH3COO－D. H2CO32H++CO32－
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【题目】有A，B，C，D，E五种元素，其中A，B，C，D为短周期元素，A元素的周期数、主族数、原子序数相同；B原子核外有3种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同；C原子的价电子构型为csccpc+1，D元素的原子最外层电子数比次外层电子数少2个，D的阴离子与E的阳离子电子层结构相同，D和E可形成化合物E2D．
(1)上述元素中，第一电离能最小的元素的原子结构示意图为__；D的价电子排布图为__；
(2)下列分子结构图中的●和○表示上述元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，小黑点表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键．
则在以上分子中，中心原子采用sp3杂化形成化学键的是__(填写分子的化学式)； 在③的分子中有__个σ键和__个π键．
(3)A，C，D可形成既具有离子键又具有共价键的化合物，其化学式可能为__；足量的C的氢化物水溶液与CuSO4溶液反应生成的配合物，其化学式为__，请说出该配合物中中心原子与配位体及内界与外界之间的成键情况：__．
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【题目】某合作学习小组讨论辨析下列说法，其中说法正确的数目为
①离子反应可能是复分解反应，但一定不是氧化还原反应②电解质在水中一定能导电，非电解质在水中一定不导电③CO2的水溶液可以导电，故 CO2是电解质④同温同压下，等质量的二氧化硫气体和二氧化碳气体密度比为 16:11，体积比为 11:16⑤某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，证明该固体中一定含有碳酸盐
A.1B.2C.3D.4
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【题目】氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：
请回答下列问题：
（1） 由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是_________、__________；
（2） 基态B原子的电子排布式为_________；B和N相比，电负性较大的是_________，BN中B元素的化合价为_________；
（3） 在BF3分子中，F-B-F的建角是_______，B原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF，BF的立体结构为_______；
（4） 在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为________，层间作用力为________；
（5）六方氢化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶苞边长为361.5pm，立方氮化硼晶苞中含有______各氮原子、________各硼原子，立方氮化硼的密度是_______g·
（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）。
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【题目】二氧化碳减排和再利用技术是促进工业可持续发展和社会环保的重要措施。将工业废气中的二氧化碳转化为甲醇，其原理是：
CO2(g)+3H2(g)
H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol
(1) 308K时，向2L密闭容器中通入0.04 mol CO2和0.08 mol H2，测得其压强(p)随时间(t)变化如图1中曲线I所示。
①反应开始至达平衡时，υ(H2)=________；该温度下反应的平衡常数为______mol-2·L2。
②若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线变化为II，则改变的条件是____。
(2)还可以通过以下途径实现CO2向CH3OH的转化：
反应I：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) △H<0
反应Ⅱ：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H<0
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图2所示。
①根据图中数据分析可知，T1____T2（填“>”、“<”或“=”）；T2时CO2转化为CH3OH的平衡常数K=_______；
②目前，许多国家采用CO2代替CO（以煤和天然气为原料）生产CH3OH，其优点是_________。
(3)用电解法可将CO2转化为多种燃料，原理如图3。铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_________。
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