氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：...

(选修三——物质结构与性质）氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：

(l)科学家合成了一种阳离子为“N5n+”、其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键；此后又合成了一种含有“N5n+”化学式分“N8”的离子晶体，其电子式为__________________，其中的阴离子的空间构型为_________。

(2)2001年德国专家从硫酸钱中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO42-和N4H44+两种离子的形式存在。N4H44+根系易吸收，但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子，不能被植物吸收。1个N4H44+中含有______个σ键。

(3)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为107°和93.6°，试分析PH3的键角小于NH3的原因_________________________。

(4)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图l所示。

①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______。

②每个P4S3分子中含孤电子对的数月为_______。

(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为______。若晶胞底边长为a nm，高为c nm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为_______g/㎝3(用含a c和NA的式子表示)

(6)高温超导材料，是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]______；化合物中，稀土元素最常见的化合价是＋3 ，但也有少数的稀土元素可以显示＋4价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示＋4价的稀土元素是_____________。

几种稀土元素的电离能(单位：KJ/mol)

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氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：

（1）科学家合成了一种阳离子为“N5n+”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，每个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键；此后又合成了一种含有“N5n+”化学式为“N8”的离子晶体，其电子式为___，其中的阴离子的空间构型为___。

（2）2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO42-和N4H44+两种离子的形式存在。N4H44+根系易吸收，但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子，不能被植物吸收。1个N4H44+中含有___个σ键。

（3）氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为107°和93.6°，试分析PH3的键角小于NH3的原因___。

（4）P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图1所示。

①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___。

②每个P4S3分子中含孤电子对的数目为___。

（5）某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示，该化合物的化学式为___。若晶胞底边长为anm，高为cnm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为__g·cm−3(用含a、c和NA的式子表示)

（6）高温超导材料，是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]__；化合物中，稀土元素最常见的化合价是+3，但也有少数的稀土元素可以显示+4价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示+4价的稀土元素是___(填元素符号)。

几种稀土元素的电离能(单位：kJ·mol−1)

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氮的化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列相关问题：

（1）基态氮原子的价层电子排布式为__________________，碳、氮、氧元素的第一电离能由小到大的顺序为_________________（用元素符号表示）。

（2）NH4Cl中氮原子的杂化方式为____________，与NH4＋互为等电子体的一种非极性分子的化学式为_______________。

（3）NH4Cl受热易分解产生氨气，向CuSO4溶液中通入氨气至过量，产生蓝色沉淀，随后沉淀溶解得到深蓝色溶液，该溶液中存在的配离子的结构式为___________________。

（4）氨（NH3）和膦（PH3）是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为107°和93.6°，试分析PH3的键角小于NH3的原因__________________________________________________。

（5）第VA族气态氢化物沸点如下图所示，试解释沸点PH3<NH3，PH3<AsH3<SbH3的原因____________________________________________________________________。

（6）氮化镓是具有重要应用价值的半导体，其部分晶体结构如下图所示，每个晶胞中Ga原子个数为____个，若晶胞底边长为a nm，高为c nm，则氮化镓的晶体密度为___________g/cm3

（用含a、c的代数式表示，阿伏加德罗常数用NA表示）。

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铅及并化合物在工业生产中具有非常广泛的用途，根据以下流程回答相关问题。

(1)铅是碳的同族元素，且比碳多4个电子层，则铅位于元素周期表第___周期__族。

(2)反位条件的控制在工业生产中有着极其重要的作用。把铅块制成铅花的目的是_______。途径I中不用14 mol·L-1的浓硝酸制备硝酸铅的原因是______________________。

⑶写出(CH3COO)2Pb溶液[(CH3COO)2Pb 为弱电解质]与KI溶液反应的离子方程式：_________。

(4)取75.8 g (CH3COO)2Pb • nH2O样品在N2气氛中加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示(样品在75℃时已完全失去结晶水)。

①(CH3COO)2Pb • nH2O中n=______。

②150～200℃间分解产物为PbO和一种有机物M，M能与水反应生成乙酸，则该温度区间内分解反应的化学方程式为________________________________。

(5)T℃时，取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成饱和溶液。准确移取25.00mL PbI2饱和溶液，分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应:2RH+Pb2+==R2Pb+2H+)中，用250 mL洁净的锥形瓶接受流出液，用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性。将洗涤液一并盛放到锥形瓶中，加入酚酞，用0.0025 mol·L-1的NaOH溶液滴定，重复上述操作2次，当达到滴定终点时，平均消耗氢氧化钠溶液20.00 mL。则T℃时PbI2的Ksp=_______________________。

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铅及并化合物在工业生产中具有非常广泛的用途，根据以下流程回答相关问题。

(1)铅是碳的同族元素，且比碳多4个电子层，则铅位于元素周期表第___周期__族。

(2)反位条件的控制在工业生产中有着极其重要的作用。把铅块制成铅花的目的是_______。途径I中不用14 mol·L-1的浓硝酸制备硝酸铅的原因是______________________。

⑶写出(CH3COO)2Pb溶液[(CH3COO)2Pb 为弱电解质]与KI溶液反应的离子方程式：_________。

(4)取75.8 g (CH3COO)2Pb • nH2O样品在N2气氛中加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示(样品在75℃时已完全失去结晶水)。

①(CH3COO)2Pb • nH2O中n=______。

②150～200℃间分解产物为PbO和一种有机物M，M能与水反应生成乙酸，则该温度区间内分解反应的化学方程式为________________________________。

(5)T℃时，取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成饱和溶液。准确移取25.00mL PbI2饱和溶液，分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应:2RH+Pb2+==R2Pb+2H+)中，用250 mL洁净的锥形瓶接受流出液，用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性。将洗涤液一并盛放到锥形瓶中，加入酚酞，用0.0025 mol·L-1的NaOH溶液滴定，重复上述操作2次，当达到滴定终点时，平均消耗氢氧化钠溶液20.00 mL。则T℃时PbI2的Ksp=_______________________。

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铅及并化合物在工业生产中具有非常广泛的用途，根据以下流程回答相关问题。

(1)铅是碳的同族元素，且比碳多4个电子层，则铅位于元素周期表第___周期__族。

(2)反位条件的控制在工业生产中有着极其重要的作用。把铅块制成铅花的目的是_______。途径I中不用14 mol·L-1的浓硝酸制备硝酸铅的原因是______________________。

⑶写出(CH3COO)2Pb溶液[(CH3COO)2Pb 为弱电解质]与KI溶液反应的离子方程式：_________。

(4)取75.8 g (CH3COO)2Pb • nH2O样品在N2气氛中加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示(样品在75℃时已完全失去结晶水)。

①(CH3COO)2Pb • nH2O中n=______。

②150～200℃间分解产物为PbO和一种有机物M，M能与水反应生成乙酸，则该温度区间内分解反应的化学方程式为________________________________。

(5)T℃时，取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成饱和溶液。准确移取25.00mL PbI2饱和溶液，分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应:2RH+Pb2+==R2Pb+2H+)中，用250 mL洁净的锥形瓶接受流出液，用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性。将洗涤液一并盛放到锥形瓶中，加入酚酞，用0.0025 mol·L-1的NaOH溶液滴定，重复上述操作2次，当达到滴定终点时，平均消耗氢氧化钠溶液20.00 mL。则T℃时PbI2的Ksp=_______________________。

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27.（14分）氮是一种非常重要的元素，它的单质和化合物应用广泛，在科学技术和生产中有重要的应用。试回答下列问题：

（1）N2和H2为原料合成氨气的反应为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）　 △H<0，下列措施可以提高H2的转化率是（填选项序号）　　　　　　　 。

a．选择适当的催化剂　　 　　　　　　 b．增大压强　

c．及时分离生成的NH3　　 　　　　　 d．升高温度

（2）在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个2L固定容积的密闭容器中，10分钟后反应达平衡时，n（N2）=1.0mol，n（H2）=1.0mol，n（NH3）=0.4mol，则反应速率v（N2）=　　　　　　 mol/(L·min)。

（3）在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g） △H>0

该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）　　　　　　　　　　　　 。

a．在t1-t­2时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态

b．在t2时，采取的措施一定是升高温度

c．在t3-t4时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态

d．在t0-t5时，容器内NO2的体积分数在t3-t4时值的最大

（4）氨和联氨（N2H4）是氮的两种常见化合物，最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂，用次氯酸钠与氨气反应，该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）已知：N2(g)+O2(g) = 2NO(g)　　　　 　 △H=+180.5kJ/mol

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　　　　　 △H=－92.4kJ/mol

2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)　　　　　　　 △H=－483.6kJ/mol

若有17 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为　　　　 。

（6）直接供氨式碱性燃料电池的电池反应式是4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O，电解质溶液一般使用KOH溶液，则负极电极反应式是　　　　　　 ．从理论上分析，该电池工作过程中　　　　 (填“需要”或“不需要”)补充碱(KOH)．

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硫元素的单质及其化合物在科学研究、工农业生产、农药的制备与使用等方面具有广泛用途。请

根据以下应用回答有关问题：

(1)己知单质硫有S2、S4、S6、S8、Sn等多种形式，在Sn分子内S原子以S—S单键形成“锯齿形”的n

元环。试画出S8的八元环结构式___________。

(2)绿色农药“石硫合剂”的有效成分为五硫化钙(CaS5)和硫代硫酸钙(CaS2O3),可由单质硫和熟石灰在加热条件下制得，该反应的化学方程式为(反应中单质硫要求用S4表示)；____________。

己知多硫化钙为离子化合物，其中S原子以S—S单键连接成多硫链而形成—2价的原子团，试画出五硫化钙的电子式_________________。

(3)科学家探测出火星大气中含有一种称为硫化羰的物成，其化学式为COS，结构与二氧化碳分子相似。硫化羰可作为一种熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫的危害。请你利用下表中相关共价键的键能数据：

根据有关反应原理写出硫化羰气体与水蒸气反应生成CO2和H2S的热化学方程式：______________.

(4)S4广泛用于杀菌剂和抗真菌剂中，可由H2S2的燃料电池获得,其装置如下图所示。

①H2S2的名称是________。

②电极b为________ (选填“正极”、 “负极”)。

③电极a上发生的电极反应为：_______________。

(5)一氧化二硫(S2O)常温下是一种无色、不稳定的气体，实验室可由S8和氧化铜共热制得，同时生成硫化铜和SO2（注：生成物中气体产物等物质的量：升价与降价的硫也是等物质的量）。

该制备反应的化学方程式为________；

已知S2O常温时分解生成两种含硫的常见物质，请依据S2O中硫元索的价态分析并写出该分解反应的化学方程式_____________________。

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（8分）镁是海水中含量较多的金属元素，单质镁、镁合金以及镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛．

（1）Mg2Ni是一种储氢合金，已知：

Mg(s)+H2(g)===MgH2(s)　　 ΔH1== －74．5kJ/mol

Mg2Ni(s)+2H2(g)===Mg2NiH4(s)　　　 ΔH2== －64．4kJ/mol

Mg2Ni(s)+2MgH2(s)===2Mg(s)+Mg2NiH4(s)　　 ΔH3

则ΔH3==　　　　　　 kJ/mol

（2）工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁．其中氯化镁晶体脱水是关键的工艺之一．一种正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是：先将MgCl2•6H2O转化为MgCl2•NH4Cl•nNH3，然后在700℃脱氨得到无水氯化镁，脱氨反应的化学方程式为　　　　 ；用惰性电极电解熔融氯化镁，阴极的电极反应式为　　　　　　　　 。

（3）储氢材料Mg(AlH4)2在110℃﹣200℃的反应为：Mg(AlH4)2===MgH2+2Al+3H2↑，每生成27gAl转移电子的物质的量为　　　　　　　　　 。

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磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题：

（1）基态磷原子的核外电子排布式为____________________。

（2）P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图甲所示。

①第一电离能：磷_____________硫;电负性：磷_____________硫(填“>”或“<”)。

②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_____________。

③每个P4S3分子中含孤电子对的数目为______________。

（3）N、P、As、Sb均是第VA族的元素。

①上述元素的氢化物的沸点关系如图乙所示，沸点：PH3<NH3,其原因是____________________;沸点：PH3<AsH3<SbH3，其原因是_____________________________________________________。

②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为_________________。

（4）磷化铝熔点为2000℃，它与晶体硅互为等电子体，磷化铝晶胞结构如图丁所示。

①图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示，则C点的原子坐标参数为_______________。

②磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3用NA表示阿伏加德罗常数的数值，则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为_____________________________cm。

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