Question

【題目】中科大研制出Ni-Mo-O納米棒復合催化劑，利用其進行尿素電解，可實現(xiàn)富尿素廢水的凈化，同時低能耗制得H2。總反應為：CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑。

完成下列填空：

(1)上述反應涉及的元素中，質(zhì)子數(shù)最多的原子其核外電子排布式是___________；寫出同周期元素的原子半徑大小關系____________(用元素符號表示)。

(2)上述反應物與產(chǎn)物中，屬于電解質(zhì)的是_____________(填化學式)；寫出可以冷凍待移植器官的物質(zhì)的電子式_______________。

(3)C與N的非金屬性強弱順序為____________(用元素符號表示)，用一個化學方程式進行證明________________。

(4)已知常壓下，二氧化硅熔點為1723℃，而干冰在-78.5℃時就升華，解釋二者性質(zhì)差異大的原因___________________。

(5)電解富尿素廢水時，氫氣在____極產(chǎn)生。若轉移0.3 mol電子，兩極產(chǎn)生的氣體共__________L(標準狀況)。

Answer 1

【答案】1s22s22p4 C>N>O H2O N＞C HNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2↑ CO2是分子晶體，熔化時需要克服分子間作用力，SiO2是原子晶體，熔化時需要克服的是共價鍵，所以兩者之間的熔沸點差異很大 陰 5.6

【解析】

(1) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑反應涉及的元素中，質(zhì)子數(shù)最多的是O元素，同周期元素有C、N、O，結合原子核外電子的排布規(guī)律和元素周期律解答；

(2) 根據(jù)電解質(zhì)的概念和物質(zhì)的用途分析解答；

(3) 同周期元素從左到右，元素的非金屬性逐漸增強，比較元素的非金屬性，可以利用最高價含氧酸的酸性強弱等依據(jù)分析解答；

(4) CO2是分子晶體，SiO2是原子晶體，據(jù)此分析解答；

(5)電解富尿素廢水制H2，根據(jù)總反應為CO(NH2)2+H2O═3H2↑+N2↑+CO2↑，陰極的電極反應：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽極的電極反應：CO(NH2)2-6e-+6OH-=N2↑+CO2↑+5H2O，據(jù)此分析解答。

(1) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑反應涉及的元素中，質(zhì)子數(shù)最多的是O元素，其核外電子排布式為1s22s22p4；反應涉及的元素中，同周期元素有C、N、O，同一周期自左而右，原子半徑逐漸減小，原子半徑C>N>O，故答案為：1s22s22p4；C>N>O；

(2) CO(NH2)2 + H2O3H2↑ + N2↑ + CO2↑，反應物與產(chǎn)物中，屬于電解質(zhì)的有H2O；液氮可以用作冷凍劑，其電子式為，故答案為：H2O；；

(3) 同周期元素從左到右，元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，非金屬性N＞C，比較元素的非金屬性，可以利用硝酸與碳酸鹽可以反應生成碳酸(二氧化碳和水)證明，如HNO3 + NaHCO3 = NaNO3 + H2O + CO2↑，故答案為：N＞C；HNO3 + NaHCO3 =NaNO3 + H2O + CO2↑(其他合理答案均可)；

(4) CO2是分子晶體，熔化時需要克服分子間作用力，SiO2是原子晶體，熔化時需要克服的是共價鍵，所以二氧化硅熔點為1723℃，而干冰在-78.5℃時就升華，兩者之間的熔沸點差異很大，故答案為：CO2是分子晶體，熔化時需要克服分子間作用力，SiO2是原子晶體，熔化時需要克服的是共價鍵，所以兩者之間的熔沸點差異很大；

(5)電解富尿素廢水制H2，總反應為CO(NH2)2+H2O═3H2↑+N2↑+CO2↑，在陰極上放出氫氣，電極反應：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，放出氮氣的電極為陽極，電極反應：CO(NH2)2-6e-+6OH-=N2↑+CO2↑+5H2O，若轉移0.3 mol電子，陰極產(chǎn)生0.15mol氫氣，陽極產(chǎn)生0.05mol氮氣和0.05mol二氧化碳，兩極產(chǎn)生的氣體共0.25mol，在標準狀況下的體積為0.25mol×22.4L/mol =5.6L，故答案為：陰；5.6。