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高中 | 电子空间运动状态(电子云)题目答案及解析如下,仅供参考!
选修三
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
电子空间运动状态(电子云)
$\text{N}{{\text{O}}_{x}}$是汽车尾气中的主要污染物,在汽车尾气系统中装配催化转化器,可有效降低$\text{N}{{\text{O}}_{x}}$的排放。
当尾气中空气不足时,$\text{N}{{\text{O}}_{x}}\rm ($以$\text{NO}$为主$\rm )$在催化转化器中被$\text{CO}$还原成${{\text{N}}_{2}}$排出。
①基态氧原子中,电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状是 。
②氮的基态原子的价层轨道表示式为 。
③$\rm C$、$\rm N$、$\rm O$电负性由大到小顺序为 。
④$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$是尾气的主要成分之一,$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$分子中所含的化学键类型有 。
$\rm a$.离子键 $\rm b$.极性键 $\rm c$.非极性键 $\rm d$.$\rm \sigma $键 $\rm e$.$\rm \pi$键
哑铃形 ; ; $\\rm O\\gt N\\gt C$ ; $\\rm bde$
①占据最高能级是$\rm p$能级,电子云轮廓图的形状是哑铃形;
②氮的基态原子的价层轨道表示式为,故答案为
;
③同周期从左到右,非金属性依次增强,$\rm C$、$\rm N$、$\rm O$电负性由大到小顺序为:$\rm O\gt N\gt C$;
④$\text{C}{{\text{O}}_{2}}$结构为$\rm O=C=O$,分子中所含的化学键类型有极性键、$\sigma $键和$\pi$键。
当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收$\text{N}{{\text{O}}_{x}}$生成盐。其吸收能力顺序如下:$_{12}\text{MgO}{{\lt }_{20}}\text{CaO}{{\lt }_{38}}\text{SrO}{{\lt }_{56}}\text{BaO}$。
已知:镁、钙、锶、钡的部分电离能数据如下表所示。
元素 | $\rm Mg$ | $\rm Ca$ | $\rm Sr$ | $\rm Ba$ | |
电离能$\rm (\text{kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\rm ) $ | ${{I}_{1}}$ | $\rm 738$ | $\rm 589.7$ | $\rm 549$ | $\rm 502.9$ |
${{I}_{2}}$ | $\rm 1451$ | $a$ | $\rm 1064$ | $\rm 965.2$ | |
${{I}_{3}}$ | $\rm 7733$ | $\rm 4910$ | $\rm 4320$ | $\rm 3600$ |
①推测$\rm Ca$的第二电离能$a$的范围: 。
②$\text{MgO}$、$\text{CaO}$、$\text{SrO}$、$\text{BaO}$对$\text{N}{{\text{O}}_{x}}$的吸收能力增强,从原子结构角度解释原因:$\rm Mg$、$\rm Ca$、$\rm Sr$、$\rm Ba$为同主族元素, ,元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对$\text{N}{{\text{O}}_{x}}$的吸收能力逐渐增强。
$ 1064\\lt a\\lt 1451$ ; 从上到下,原子半径依次增大,失电子能力依次增强
"]]①图表分析可知$\rm Sr$的第三电离能$a$的范围为:$ 1064\lt a\lt 1451$;
②根据$\rm Mg$、$\rm Ca$、$\rm Se$和$\rm Ba$的质子数可知,它们均为Ⅱ$\rm A$族元素,同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大,元素的金属性逐渐增强,所以金属氧化物对$\text{N}{{\text{O}}_{x}}$的吸收能力逐渐增强。
研究$\text{Ti}{{\text{O}}_{2}}$作为$\rm SCR$脱硝催化剂的性能时发现:在$\text{Ti}{{\text{O}}_{2}}$上适当掺杂不同的金属氧化物如$\mathrm{V}_{2} \mathrm{O}_{5}$、$\text{Mn}{{\text{O}}_{x}}$、$\text{F}{{\text{e}}_{2}}{{\text{O}}_{3}}$、$\text{NiO}$、$\text{CuO}$等有利于提高催化脱硝性能。
①基态$\rm Mn$原子的核外电子排布式为 。
②若继续寻找使$\text{Ti}{{\text{O}}_{2}}$催化性能更好的掺杂金属氧化物,可以在元素周期表 区寻找恰当元素$\rm ($填序号$\rm )$。
$\rm A$.$\rm s$ $\rm B$.$\rm d$ $\rm C$.$\rm ds$ $\rm D$.$\rm p$
$\\rm [Ar]3d^{5}4s^{2}$ $\\rm ;$ $\\rm B$
"]]①$\rm Mn$是$\rm 25$号元素,基态$\rm Mn$原子的核外电子排布式为$\rm [Ar]3d^{5}4s^{2}$;
②若继续寻找使$\rm TiO_{2}$催化性能更好的掺杂金属氧化物,可以在过渡金属中寻找恰当元素,在元素周期表$\rm d$区寻找。
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