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文档简介
1、2020-2021高考化学压轴题之化学键(高考题型整理,突破提升)及详细答案一、化学键练习题(含详细答案解析)1TOC o 1-5 h z(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号;元素周期表中位于第8列的Fe元素属于族;相同质量的14C18O2与SO2的核外电子数之比为;在KCI、NaOH、CaCI2、H2O2、Na2O2中既含有离子键又含共价键的物质的电子式为某化合物XY2中,X、Y均为周期表前20号元素,其阳离子和阴离子的电子层结构相同,且1moIXY2含有54mol电子。用电子式表示该化合物的形成过程;-Q简单离子半径:QNX最高价氧化物对应水化物的酸性:MYN原子序数:Z
2、MXYH【答案】3Mg2+第三周期第VIIA族;乙O=C=OHCl离子键、共价键2AI+2OH-+2H2O=2AIO2-+3H2CD【解析】【分析】根据质子数决定元素的种类分析,根据核内质子数与核外电子数的关系分析阴、阳离子,写出阳离子符号,根据B的质子数判断其在元素周期表中的位置;由元素在周期表中的位置,可知A为钠、B为铝、C为碳、D为氮、E为硫、F为氯。D单质为N2,分子中N原子之间形成3对共用电子对;C的最高价氧化物为CO2,分子中C与O原子之间形成双键;元素非金属性越强,对应氢化物越稳定;A最高价氧化物为NaOH,氢氧化钠溶液与Al反应生成偏铝酸钠与氢气,由此写出反应的离子方程;X、Y
3、、Z、M、N、Q都是短周期主族元素,由图中化合价可知,X的化合价为-2价,没有正化合价,故X为O元素,M的化合价为+6、-2价,故M为S元素;Z的最高价为+7价,最低价-1价,则Z为Cl元素;Y的化合价为+4、-4价,原子半径小于CI,故Y为C元素;N为+3价,原子半径大于S,故N为Al元素;Q的化合价为+1价,位于第IA族,原子半径大于Al,故Q为Na元素,根据以上分析解答。【详解】由四种粒子的结构示意图可知,核内的质子数有3种,则图中粒子表示3种元素;阳离子的核电荷数大于核外电子数,四种粒子的结构示意图中,只有A的核内质子数(12)核外电子数(10),表示阳离子,离子符号为Mg2+;B的核
4、内质子数为17,表示的是Cl元素,位于元素周期表第三周期第WA族;由元素在周期表中的位置,可知A为钠、B为铝、C为碳、D为氮、E为硫、F为氯。D气态氢化物为NH3,分子中N原子和H原子之间共形成3对共用电子对,电子式为:C的最高价氧化物为CO2,分子中C与O原子之间形成双键,结构式为:O=C=O;同周期自左而右非金属性增强,非金属性越强氢化物越稳定,非金属性SAl,A错误;电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径大小为:O2-Na+Al3+,B错误;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性由强互弱的顺序为:硫酸碳酸偏铝酸,C正确;D根据分析可知原子序数大小为:
5、Z(CI)M(S)X(O)Y(C),D正确;故答案选CD。4钛被称为继铁、铝之后的第三金属,请回答下列问题:基态钛原子的价层电子排布图为,其原子核外共有种空间运动状态不同的电子,金属钛的堆积方式如图所示,为(填堆积方式)堆积已知TiCI4在通常情况下是无色液体,熔点为一37C,沸点为136C,均高于结构TOC o 1-5 h z与其相似的CCI4,主要原因是。TiCI4可溶于浓盐酸得H2TiCI6,向溶液中加入NH4CI浓溶液可析出黄色的(NHITiC.晶体。该晶体中微观粒子之间的作用力有。离子键B.共价键C.分子间作用力D.氢键E.金属键硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式,结构如图所示,其中
6、Ti-O-Ti在一条直线上。该阳离子化学式为,其中O原子的杂化方式为。TiTiXZ/X0门(3ZX/TiTi2016年7月,研究人员发现了某种钛金合金的化学式是Ti3Au,它具有生物相容性,是理想的人工髋关节和膝关节;其晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm,最近的Ti原子a111距离为2,A原子的坐标参数为(2,2,2),则B原子坐标参数为,距离Ti原子次近的Ti原子有个,Ti-Au间最近距离为pmt【答案】3d12六方最密TiCI4和CCI4均为分子晶体,TiCI4的分子量大于CCI4,分子间作用力大一些,所以熔沸点更高。ABTiO2+sp(4,2,0)85a4【解析】【分析】(1)Ti原子价
7、电子为3d、4s电子,3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子;原子的空间运动状态即为原子轨道,Ti有1s、2s、3s、4s四个原子轨道,2p、3p六个轨道、3d两个轨道;该晶体为六方最密堆积;分子晶体熔沸点较低,结构相似的分子晶体的熔沸点与相对原子质量有关;酸属于共价化合物,铵盐属于离子化合物,据此分析;每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用,利用均摊法计算二者原子个数之比;Ti元素为+4价、O元素为-2价,据此书写其化学式;阳离子的立体结构中Ti-O-Ti为直线型,据此分析杂化类型;根据均摊法确定Ti和Au在晶胞中的位置,结合晶胞结构图进行分析原子的坐标和距(1)Ti
8、原子价电子为3d、4s电子,3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子,其价电子tt排布图为:3d原子的空间运动状态即为原子轨道,Ti有1s、2s、3s、4s四个原子轨道,2p、3p六个轨道、3d两个轨道,共12个轨道;根据图示,该晶体为六方最密堆积;(2)TiCI4和CCI4均为分子晶体,TiCI4的分子量大于CCI4,分子间作用力大一些,所以熔沸点更高;TiCI4可溶于浓盐酸得H2TiCI6,可将其看做形成一种酸,所有的酸都是共价化合物,向溶液中加入NH4CI浓溶液可析出黄色的(NH4)2TiCI6晶体,可看做是铵盐,属于离子化合物,该晶体中微观粒子之间的作用力有共价键和离子键,答案选AB
9、;根据均摊法:每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用,利用均摊法计算二者原子个数之比为1:1,所以阳离子的化学式为TiO2+,阳离子的立体结构中Ti-O-Ti为直线型,故O原子的杂化方式为sp杂化;1根据钛金合金的化学式是Ti3Au,大白球位于晶胞的顶点和体心,个数为1+8x=2,小8黑球位于晶胞的面上,则个数为2x6x2=6,则大白球为Au,位于晶胞的顶点和体心,小a黑球为Ti,位于晶胞的六个面上,由于最近的Ti原子距离为2,故B原子坐标参数为(4,2,0);以右图中C原子为中心,在该晶胞中与C原子次近的原子有4个,根据晶胞的无隙并置,对称结构还有4个,故有8个;Ti和A
10、u最近的距离为晶胞顶点的Au到面上5铜是重要的金属,广泛应用于电气、机械制造、国防等领域,铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题:CuS0晶体中S原子的杂化方式为,S02-的立体构型为。44超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:Cu(NHj)4SO4通入辽、NH4CUSO3足量lOrnolL硫酸43刽二翔半4的水溶液过滤白色沉淀微热过滤JEEftUTPlTTrNHCuSO中金属阳离子的核外电子排布式为。N、0、S三种元素的第43一电离能大小顺序为(填元素符号)。向CuSO溶液中加入过量氨水,可生成Cu(NH)SO,下列说法正确的是4344氨气极易溶于水,原因之一
11、是NH分子和H0分子之间形成氢键的缘故32NH分子和H0分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角32Cu(NH)S0溶液中加入乙醇,会析出深蓝色的晶体344已知3.4g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体,并放出aJ热量,则NH3的燃烧热的热化学方程式为:NH(g)+3/40(g)=1/2N(g)+3/2H0(g)AH=-5akjmol-i3222硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(HNCHC00Na)即可得到配合物A,其结构如下左图所示。22配合軸克红色給休TOC o 1-5 h z1mol氨基乙酸钠(HNCHC00Na)含有。键的数目为。22氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧
12、化碳的一种等电子体:(写化学式)。已知:硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体,其结构如上右图所示。则该化合物的化学式是。【答案】sp3正四面体1s22s22p63s23p63dio(或Ar3dio)N0SAC8X6.02X1023N0(或SCN-、N0-等)Cu0232【解析】【分析】计算S原子的价电子对数进行判断;先判断金属离子的化合价,再根据根据核外电子排布式的书写规则书写,注意3d能级的能量大于4s能级的能量,失电子时,先失去最外层上的电子;根据第一电离能的变化规律比较其大小;A.氨气分子与水分子之间存在氢键,氢键的存在使物质的溶解性显著增大;据分子的空间结构判断;根据相似相容原理判断;燃烧热
13、方程式书写在常温下进行,H2O为液态;共价单键为。键,共价双键中一个是。键、一个是n键;原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体;利用均摊法确定该化合物的化学式。【详解】6+0+2一(1)CuS04晶体中S原子的价层电子对数=2=4,孤电子对数为0米取sp3杂化,SO42-的立体构型为正四面体形;NH4CuSO3中的阳离子是是Cu+,它的核外电子排布是,1s22s22p63s23p63dio(或Ar3dio);根据同一周期第一电离能变化规律及第口A、VA反常知,第一电离能大小顺序为,NOS:人.氨气极易溶于水,原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故,选项A正确;b.nh3分子和h
14、2o分子,分子空间构型不同,氨气是三角锥型,水是V形,氨气分子的键角大于水分子的键角,选项B错误;Cu(NH3)4SO4溶液中加入乙醇,会析出深蓝色的晶体,选项C正确;燃烧热必须是生成稳定的氧化物,反应中产生氮气和水蒸气都不是稳定的氧化物,选项D错误;答案选AC;(3)氨基乙酸钠结构中含有N-H2个,C-H2个,碳氧单键和双键各一个,N-C、C-C各一个共8个o键;等电子体为价电子数和原子个数相同,故采用上下互换,左右调等方法书写为n2o、SCN-、N3-等;1根据均摊法计算白球数为8x+1=2,黑球为4个,取最简个数比得化学式为Cu2O。82【点睛】本题考查较为全面,涉及到化学方程式的书写、
15、电子排布式、分子空间构型、杂化类型的判断以及有关晶体的计算。解题的关键是正确理解原子结构及杂化轨道计算。6.著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就,被誉为“稀土界的袁隆平”。稀土元素包括钪、钇和镧系元素。请回答下列问题:写出基态二价钪离子(SC2+)的核外电子排布_,其中电子占据的轨道数为。在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时,总是使之先转换成草酸盐,然后经过灼烧而得其氧化物,如2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3nH2O+6HCloH2C2O4中碳原子的杂化轨道类型为;1molH2C2O4分子中含o键和n键的数目之比为_oH2O的VSEPR模型为_;写出与
16、H2O互为等电子体的一种阴离子的化学oHCI和H2O可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体,如HCI2H2O,HCI2H2O中含有H5O2+,结构为在该离子中,存在的作用力有a.配位键b.极性键c.非极性键d.离子键e.金属键f氢键g.范德华力h.n键i.o键表中列出了核电荷数为2125的元素的最高正化合价:兀素名称钪钛钒铬锰一.主处口丿兀糸符号ScTiVCrMn核电荷数2122232425最咼正价+3+4+5+6+7对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是PrO2(二氧化错)的晶胞结构与CaF2相似,晶胞中Pr(错)原子位于面心和顶点。假设相距最近的Pr原子与O原子
17、之间的距离为apm,则该晶体的密度为gcm-3(用NA表示阿伏加德罗常数的值,不必计算出结果)。【答案】1s22s22p63s23p63d110sp2杂化7:2四面体形NH2-abfi五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和4x(141+16x2)3x4ax10-io丿【解析】【分析】Sc(钪)为21号元素,Is22s22p63s23p63di4s2,据此写出基态Sc2+核外电子排布式;s、p、d能级分别含有1、3、5个轨道,基态Sc2+的核外电子3d轨道只占了一个轨道,据此计算Sc2+占据的轨道数;根据杂化轨道理论进行分析;根据共价键的类型结合该分
18、子的结构进行分析计算;根据价层电子对互斥理论分析H0的分子空间构型;等电子体是原子数相同,电子数也2相同的物质,据此写出与之为等电子体的阴离子;HCl2H20中含有H5O2+,结构为,据此分析该粒子存在的作用力;根据表中数据,分别写出Sc、Ti、V、Cr、Mn的外围电子排布式为:3d】4s2、3d24s2、3d34s2、3d54si、3d54s2,则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和;m根据均摊法进行计算该晶胞中所含粒子的数目,根据密度=v进行计算。【详解】(1)Sc(钪)为21号元素,基态SC2+失去两个电子,其核外电子排布式为:1S22s
19、22p63s23p63d1,s、p、d能级分别含有1、3、5个轨道,但基态SC2+的核外电子3d轨道只占了一个轨道,故共占据1x3+3x2+1=10个,故答案为:1S22s22p63s23p63d1;10;(2)H2C2O4的结构式为H,含碳氧双键,则碳原子的杂化轨道类型为Hsp2杂化,分子中含有7个a键、2个n键,所以a键和n键数目之比为:7:2,故答案为:sp2杂化;7:2;6+2H20中O原子的价层电子对数=4,且含有两个2个孤对电子,所以H2O的VSPER模型为四面体形,分子空间构型为V形,等电子体是原子数相同,电子数也相同的物质,因此,与h2o互为等电子体的阴离子可以是nh2-,故答
20、案为:四面体形;nh2-;HCI2H2O中含有H5O2+,结构为yS,存在的作用力有:配位键、极性键、氢键和a键,故答案为:abfi;根据表中数据,分别写出Sc、Ti、V、Cr、Mn的外围电子排布式为:3di4s2、3d24s2、3d34s2、3d54s1、3d54s2,则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和,故答案为:五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和;1由图可知,相距最近的Pr原子和O原子之间的距离为该立方体晶胞的体对角线的4,则该晶胞的晶胞参数臂X4ax10-1Cm,每个晶胞中占有4个“叫
21、,则该晶胞的质量4x(141+16x2)4x(141+16x2)m3为g,根据P=可得,该晶体的密度为:“忑人n丫VNxx4ax10-10AI3丿NA,故4x(141+16x2)答案为:Nxf3x4ax10-io。AI3丿【点睛】本题考查新情景下物质结构与性质的相关知识,意在考查考生对基础知识的掌握情况以及对知识的迁移能力;本题第(2)小题的第问中H2O的VSEPR模型容易习惯性写为空间构型V形,解答时一定要仔细审题,注意细节。7生活污水中氮是造成水体富营养化的主要原因。若某污水中NH4CI含量为180mg/L。写出NH4Cl电子式:_。氮原子的电子排布式是:_,写出与氯同周期,有2个未成对电
22、子的原子的元素符号为_、_。为除去废水中的NH4+,向103L该污水中加入0.1mo1/LNaOH溶液,理论上需要NaOH溶液的体积为L(计算结果保留两位小数)。可先在酸性污水中加入铁屑将NO3-转化为NH4+后再除去,请配平下列离子方程式并标出电子转移的方向和数目_。Fe+_NO3-+H+TFe2+_NH4+_H2O40H-=4!e2-?1L-3H2O4110413得呂亡解析】分析】(1)NH4CI是离子化合物;氮为7号元素;氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5;根据NH4+和NaOH溶液的反应计算需要NaOH溶液的体积为;根据氧化还原反应,配平离子方程式并标出电子转移的方
23、向和数目。【详解】耳竹V氯化铵是离子化合物,由氨根离子与氯离子构成,电子式为:H;黄;H淀:;LHL氮原子电子排布式是:1S22S22p3;氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,有一个未成对的电子,与其同周期且有2个未成对电子的原子的的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4和1s22s22p63s23p2,元素符号为S、Si;某污水中NH4C1含量为180mg/L,103L污水中含有180mg/Lxl03L3.364mol,NH4+的物质的量也=180000mg=180gNH4Cl,NH4Cl的物质的量为535;001是3.364mol,为除去废水中的NH4+,向该污
24、水中加入O.lmol/LNaOH溶液,理论上需要3.364molNaOH的物质的量为3.364mol,则所需NaOH溶液的体积为=33.64L;O.lmol/L(4)该反应中铁元素的化合价由0价升高至+2价,氮元素的化合价由+5价降低至-3价,由化合价升降守恒和质量守恒可以配平该离子方程式并标出电子转移的方向和数目如下:失注斗Jc-XOs-l0H-=47e-Z1L-3H2O。得呂亡8合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液醋酸二氨合铜(I)、氨水吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为:Cu(NH3)2AcCONH3噲垐?Cu(NH3)3CO
25、Ac完成下列填空:如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是。(选填编号)a减压b增加NH3的浓度c升温d及时移走产物铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为。其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是。通过比较可判断氧,硫两种非金属元素的非金属性强弱。已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的电子式是。CS2熔点高于CO2,其原因是。【答案】be2NH3+CO2+H2OT(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCOON0H侖口“O2和S的氧化性:S:;CS:S:CS2和CO2都是分子晶体,CS2的相对分
26、子质量大,分子间作用力大【解析】【分析】【详解】(1)增大浓度、升高温度等,可增大反应速率;减压反应速率减小,减小生成物浓度,反应速率减小,所以选be;氨气、水、二氧化碳可反应生成碳酸铵或碳酸氢铵,方程式为2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3;铜液的组成元素中,短周期元素有H、C、N、O元素,H原子半径最小,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径CNOH;氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是比较O2和S的氧化性、h2o和h2s的稳定性都可以判断氧,硫两种非金属元素的非金属性强弱;CS2的电子式类似于CO2,电子式为:S:C
27、;:S:,二者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,则熔点越高。9合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液醋酸二氨合铜(I)、氨水吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体,铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为:Cu(NH3)2Ac+CO+NH=Cu(NH3)3COAc。完成下列填空:如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是_。(选填编号)减压b.增加NH3的浓度c.升温d.及时移走产物铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式:_。铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为_,其中氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是_,通过比较_可判断氮、
28、磷两种元素的非金属性强弱。已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的电子式是.【答案】beCS2熔点高于CO2,其原因是。2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3CNO2STTT2Pnh3和ph3的稳定性:::二者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大解析】【分析】铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为:Cu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(nh3)3COAc。增大浓度、升高温度等,可增大反应速率。cs2和co2均为分子晶体。【详解】a.减压反应速率减小,a错误;增大浓度,可增大反应速率,b正确;升高温度,增大反应速率
29、,e正确;减小生成物浓度,反应速率减小,d错误;答案选bc。(2)氨气、水、二氧化碳可反应生成碳酸铵或碳酸氢铵,方程式为2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3。铜液的组成元素中,短周期元素有H、C、N、O等元素,H原子半径最小,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径CNOH,氮元素原子最外层为第二层有5rrnititit个电子,电子排布的轨道表示式是一;比较非金属性强弱,可根据2S2P氢化物的稳定性强弱。*CS2的电子式类似于CO2,电子式为,二者都为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,则熔点越高。【点睛】分子晶体的
30、熔沸点比较,相对分子质量越大,分子间作用力越大,则熔点越高。10中国药学家屠呦呦因发现青蒿素(一种用于治疗疟疾的药物)而获得诺贝尔生理医学奖。青蒿素(c15h22o5)的结构如图所示。请回答下列问题:组成青蒿素的三种元素电负性由小到大排序是,在基态O原子中,核外存在对自旋相反的电子。下列关于青蒿素的说法正确的是(填序号)。青蒿素中既存在极性键又存在非极性键在青蒿素分子中,所有碳原子均采取sp3杂化图中数字标识的五个碳原子均只以o键与其它原子成键在确定青蒿素结构的过程中,可采用NaBH4作为还原剂,其制备方法为:4NaH+B(OCH3)T3NaBH4+3CH3ONaNaH为晶体,如图是NaH晶胞
31、结构,则NaH晶体的配位数是,若晶胞棱长为则Na原子最小核间距为B(OCH3)3中B采用的杂化类型是。写出两个与B(OCH3)3具有相同空间构型的分子或离子。NaBH4结构如图所示,结构中存在的化学键类型有。a【答案】HVCVO3a离子6=sp2BF3、CO;-离子键、配位键、共价键【解析】【详解】青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成,三种元素的电负性由小到大排序为HVCVO;基态氧原子的电子排布式为Is22s;2p4,因此一共有3对自旋相反的电子,还有2个未成对电子;a.青蒿素分子中有C-C非极性键和0-0非极性键,也有C-H等极性键,a项正确;标出的4号碳原子形成了3个。键而没有孤电子对,因此为
32、sp2杂化,b项正确;同b项,4号碳原子形成了3个o键和1个n键,c项错误;答案选a;金属氢化物是由金属阳离子和H-组成的,因此为离子晶体,NaH的结构与食盐类似,因此配位数均为6,根据晶胞结构不难看出钠(黑球)与钠之间的最小核间距为面对a角线的一半,已知晶胞棱长为a,则面对角线的一半为右;硼原子的配位数为3,没有孤电子对,因此其采用sp2的杂化方式,采用sp2杂化的单核分子有很多,例如BF3、C02-等(合理即可);33首先阴、阳离子间存在离子键,硼原子最外层只有3个电子,因此除形成3个共价键外还要形成1个配位键,类似于NH+。4【点睛】金属氢化物是一种近年来经常出现的物质,例如氢化钾、氢化
33、钠、氢化钙等,其中氢以少见的-1价存在,这些氢化物都可以和水反应放出氢气,反应的本质是-1价的氢和+1价的氢发生归中反应。11碳酸锂是生产锂离子电池的重要原料。碳酸锂制取锂的反应原理为:Li2CO3焙烧一Li2O+CO2;LLO+C高温C0+2Li。锂原子的电子排布式为;CO2的结构式为;反应2真空2中涉及的化学键类型有。氢负离子(H-)与锂离子具有相同电子层结构,试比较两者微粒半径的大小,并用原子结构理论加以解释电池级碳酸锂对纯度要求很高,实验室测定Li2CO3产品纯度的方法如下:称取I.OOOg样品,溶于2.000mol/L10.00mL的硫酸,煮沸、冷却,加水定容至100mL.取定容后的
34、溶液10.00mL,加入2滴酚酞试液,用0.100mol/L标准NaOH溶液滴定过量的硫酸,消耗NaOH溶液13.00mL。定容所需要玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、和。滴定终点的判断依据为。1110样品的纯度为。【答案】1s22siO=C=O离子键、共价键、金属键氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构(或核外电子数,或电子层数和最外层电子数相同),但是氢负离子的核电荷数(或核内质子数)比锂离子少,原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱,所以氢负离子的半径比锂离子大玻璃棒100mL容量瓶当滴入最后一滴标准NaOH溶液时,锥形瓶中的溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色0.999【解析】【分析】根据锂的原子
35、序数确定核外电子排布式,根据二氧化碳的电子式确定结构式,根据物质确定化学键的类型;根据原子核外电子的排布,核电荷数,比较半径的大小;根据配置溶液的步骤,选择定容时的仪器;根据酸碱中和滴定和指示剂的变色情况判定滴定终点;利用硫酸的总物质的量减去与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量得到与碳酸锂反应的硫酸的物质的量,根据与碳酸锂反应的的硫酸的物质的量与碳酸锂的关系计算出碳酸锂的物质的量,m=nM,计算出纯碳酸锂的质量,利用样品的纯度=纯碳酸锂的质量/样品的质量,进行计算。【详解】锂是3号元素,质子数为3,核外电子排布式为1s22si,CO2的中心原子为C,碳原子和氧原子形成两对共用电子对,Li2O属于离子
36、晶体,含有离子键,C属于混合晶体,含有共价键,CO属于分子晶体,含有共价键,Li属于金属晶体,含有金属键,结构式为O=C=0;氢是1号元素,质子数为1,锂是3号元素,质子数为3,氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构(或核外电子数,或电子层数和最外层电子数相同),但是氢负离子的核电荷数(或核内质子数)比锂离子少,原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱,所以氢负离子的半径比锂离子大,故答案为氢负离子和锂离子具有相同的电子层结构(或核外电子数,或电子层数和最外层电子数相同),但是氢负离子的核电荷数(或核内质子数)比锂离子少,原子核对核外电子的吸引力比锂离子弱,所以氢负离子的半径比锂离子大。定容所需要玻璃
37、仪器有烧杯、胶头滴管、100mI容量瓶,玻璃棒,答案为100ml容量瓶,玻璃棒;定容后的溶液含有硫酸,硫酸锂,加入酚酞,溶液是无色,再加入氢氧化钠溶液,溶液会逐渐变成粉红色,当最后一滴氢氧化钠加入,溶液恰好由无色变为浅红色,且半分钟不褪色,证明到达滴定终点,故答案为当滴入最后一滴标准NaOH溶液时,锥形瓶中的溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色。硫酸的物质的量h=c=2.000moI/Lx0.01L=0.02moI,Li2CO3与硫酸反应Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+H2O+CO2个,稀释前n(H2SO4)=n(Li2SO4),加水定容至100mL.稀释前后溶质的物质的量不变,nT
38、(Li2SO4)=n2(Li2SO4)=0.02moI,取定容后的溶液10.00mL,则取出的溶质的物质的量mol=0.002mol,n(NaOH)=c(NaOH(NaOH)=0.1mol/Lx0.013L=0.0013mol,由于0.02H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,根据硫酸和氢氧化钠的物质的量关系,n(H2SO4)=込n(NaOH)=X0.0013mol=0.00065mol,反应掉的硫酸的物质的量=0.002mol-0.00065mol=0.00135mol,2n(H2SO4)=n(Li2SO4)=n(Li2CO3)=0.00135mol,根据锂元素守恒,10ml溶液中
39、的m(Li2CO3)=nM=0.00135x74=0.0999g,100ml溶液中所含m2(Li2C03)=0.0999gXl0=0.999g,故w=m(LiCO)223m样品0.999glg=0.999。【点睛】计算质量分数时,需计算出纯物质的的质量,利用氢氧化钠与硫酸的物质的量关系,计算出滴定时用去的硫酸的物质的量,找到硫酸,硫酸锂,碳酸锂的关系,从而计算,计算时,找到所给信息和所求信息之间的关系是解题的关键。12(1)已知:A金刚石、BMgF2、CNH4Cl、D.固体碘,用序号填写空白:既存在离子键又存在共价键的是,熔化时不需破坏化学键的是。意大利罗马大学的FulvioCacace等人获
40、得了极具理论研究意义的叫分子。叫分子结构如图所示,已知断裂1molN-N键吸收167kJ热量,生成1molN三N键放出942kJ热量。根(3)50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图2所示的装置中进行中和反应。请回答下列问题:如图,烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是。大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。向50mL0.50mol/L的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、稀盐酸、浓硫酸,则恰好完全反应时的放出热量Q、Q2、Q3从大到小的排序是。【答案】CD放出882保温隔热,防止热量散失偏小Q3Q2Qt【解析】【分析】非金属元素
41、之间易形成共价键、活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,铵根离子和酸根离子之间存在离子键;分子晶体熔化时破坏分子间作用力而不破坏化学键;原子晶体熔融时破坏共价键,分子晶体熔沸点较低;H=反应中吸收的总热量与放出的总热量的差;该实验中还缺少环形玻璃搅拌棒;泡沫有保温性能;大烧杯上如不盖硬纸板,会导致部分热量散失;注意弱电解质的电离需要吸收热量,浓硫酸溶于水会放出热量,据此进行解答。【详解】A.金刚石中只存在共价键,MgF2中只存在离子键;NH4Cl为离子化合物,含有离子键、共价键;固体碘是非分子晶体,在I2中含有共价键,在分子之间存在分子间作用力;则既存在离子键又存在共价键的是C;熔化时不需
42、破坏化学键的是分子晶体固体碘,则熔化时破坏分子间作用力而不破坏化学键D,故答案为:C;D;反应热等于反应中吸收的总热量与放出的总热量的差,贝H=(6x167-2x946)kJ/mol=-882kJ/mol,说明1molN4完全转化为N2放出882kJ热量,故答案为:放出;882;泡沫有保温性能,所以其作用是保温隔热,防止热量散失;大烧杯上如不盖硬纸板,会导致部分热量散失,导致测定结果偏小,故答案为:保温隔热,防止热量散失;偏小;强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ/mol;分别向50mL0.50mol/L的NaOH溶液中加入:稀醋
43、酸、稀盐酸、浓硫酸,醋酸为弱电解质,醋酸的电离吸热,浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量大小关系为:浓硫酸稀盐酸醋酸,则反应放出热量Q3Q2Qt,故答案为:q3q2q1O【点睛】明确物质结构、化学反应原理、反应热的计算方法是解本题关键,注意N4分子中含有6个NN键,而不是4个NN键,为易错点。13现有氯化钡、金刚石、氯化铵、硫酸钠、干冰、碘片六种物质,按下列要求回答:熔化时不需要破坏化学键的是,熔化时需要破坏共价键的是,熔点最TOC o 1-5 h z高的是,熔点最低的是。属于离子化合物的是,只有离子键的物质是,以分子间作用力结合的是。的电子式是,的电子式是O【答案】C-Ba2+C-
44、I【解析】【分析】(1)BaCl2属于离子晶体,金刚石属于原子晶体,NH4Cl、Na2SO4属于离子晶体,干冰属于分子晶体,碘晶体属于分子晶体,分子晶体熔化时不需要破坏化学键,原子晶体、离子晶体熔化时需要破坏化学键;一般物质熔点:原子晶体离子晶体分子晶体,分子晶体中相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔点越高;BaCl2、NH4Cl、Na2SO4属于离子化合物,BaCl2只含有离子键,分子晶体以分子间作用力BaCI2为离子化合物,存在离子键;碘为非金属单质,以共用电子对成键。【详解】(1)BaCI2属于离子晶体,金刚石属于原子晶体,NH4CI、Na2SO4属于离子晶体,干冰属于分子晶体,
45、碘晶体属于分子晶体,熔化时不需要破坏化学键的是干冰、碘晶体,熔化时需要破坏共价键的是金刚石,BaCI2、NH4CI、Na2SO4熔化时破坏离子键,一般物质熔点:原子晶体离子晶体分子晶体,分子晶体中相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔点越高,故熔点最高的是金刚石,熔点最低的是干冰,故熔化时不需要破坏化学键的是,熔化时需要破坏共价键的是,熔点最高的是,熔点最低的是;BaCI2、NH4CI、Na2SO4属于离子化合物,NH4CI含有离子键、共价键,而BaCI2只含有离子键,干冰、碘晶体以分子间作用力结合;BaCI2为离子化合物,其电子式为C:-Ba2+C:卜;碘为非金属单质,以共用电子对成4
46、4键,则电子式为:,:,:。【点睛】明确不同类型的晶体在熔化时克服不同的作用力是解答本题的关键,注意把握晶体类型的判断方法和微粒间的作用。离子晶体熔化克服离子键,原子晶体熔化克服共价键,金属晶体熔化克服金属键,分子晶体熔化或升华克服分子间作用力或氢键,尤其注意氢键属于分子间作用力。14氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,目前所采用或正在研究的主要储氢材料有:配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。Ti2+基态的电子排布式可表示为bh4-的空间构型是(用文字描述)。(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用N2+3H2噲垐垐储氢垐?
47、输氢2NH3实现储氢和输氢。上述方程式涉及的三种气体熔点由低到高的顺序是下列说法正确的是(填字母)。NH3分子中N原子采用sp3杂化相同压强时,NH3沸点比PH3高Cu(NH3)42+中,N原子是配位原子CN-的电子式为I-;、:、Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。C60晶体易溶于苯、CS2,说明C60是分子(填“极性或“非极性”);1个C60分子中,含有o键数目为个。MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为agcm3则晶胞的体积为cm3用a、NA表示(Na表示阿伏加德罗常数)。52【答案】1s22s22p63s23p63d2(或Ar3d2)正四面体H2N2h2,物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高;所以三种物质的熔点由低到高的顺序是h2n2nh3;a.NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对,所以其价层电子对是4,采用sp3杂化,a正确;相同压强时,氨气中含有氢键,PH3中不含氢键,所以NH3沸点比PH3高,b正确;Cu(NH3
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