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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年鲁教版拓展型课程化学上册阶段测试试卷922考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、相同温度下,容积均恒为2L的甲、乙、丙3个密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=-197kJ·mol-l。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:。容器起始各物质的物质的量/mol达到平衡时体系能量的变化SO2O2SO3ArAr甲2100放出热量:Q1乙1.80.90.20放出热量:Q2=78.8kJ丙1.80.90.20.1放出热量:Q3
下列叙述正确的是A.Q1>Q3>Q2=78.8kJB.三个容器中反应的平衡常数均为K=2C.甲中反应达到平衡时,若升高温度,则SO2的转化率将大于50%D.若乙容器中的反应经tmin达到平衡,则0~tmin内,v(O2)=1/5tmol/(L·min)2、现有5瓶标签脱落的无色液体,分别为NaOH、KI、KSCN、Na2CO3、Na2SO4。下列试剂中,可以鉴别以上5种溶液的是()A.氢氧化钡溶液B.氯化铁溶液C.石蕊试液D.盐酸3、下列说法正确的是A.二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳不仅严重污染大气,还会形成酸雨B.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.金属钠着火,应立即用水灭火4、某同学向SO2和Cl2的混合气体中加入品红溶液;振荡,溶液褪色,将此无色溶液分成三份,依次进行实验,实验操作和实验现象记录如下:
。序号。
实验操作。
实验现象。
溶液不变红;试纸不变蓝。
溶液不变红;试纸褪色。
生成白色沉淀。
下列实验分析中,不正确的是A.①说明Cl2被完全消耗B.②中试纸褪色的原因是:SO2+I2+2H2O==H2SO4+2HIC.③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,也能说明SO2被Cl2氧化为SO42−D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化5、下列装置或操作能达到实验目的的是A.实验室制取并收集O2B.构成铜锌原电池C.检查装置气密性D.利用排空气法收集CO26、下列实验装置设计正确的是()A.B.C.D.7、对如表实验现象或操作的解释或结论错误的是编号现象或操作解释或结论AKI淀粉溶液中滴入氯水变蓝,再通入蓝色褪去具有漂白性B在的溶液中,加2滴酚酞显浅红色,微热,溶液颜色加深盐类水解反应是吸热反应C向少量火柴头的浸泡溶液中滴加和混合溶液后,产生白色沉淀火柴头里含有氯元素D蒸馏时,温度计的球泡应靠近蒸馏烧瓶支管口处此位置指示的是馏出物的沸点
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)8、水丰富而独特的性质与其结构密切相关。
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于_________键;依据O与H的电负性判断,属于_________共价键。
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为_________,杂化轨道类型为_________。
(3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是_________(填字母序号)。
a.常压下;4℃时水的密度最大。
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强。
(4)水是优良的溶剂,常温常压下极易溶于水,从微粒间相互作用的角度分析原因:_________(写出两条)。
(5)酸溶于水可形成的电子式为_________;由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同,会对微粒的空间结构产生影响,如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角,据此判断和的键角大小:________(填“>”或“<”)。9、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。10、研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义;相关的主要化学反应有:
ⅠNO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1
Ⅱ2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为。NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ;若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态。
B反应ⅡΔH<0;ΔS<0;该反应在低温下自发进行。
C恒温条件下;增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大。
D上述反应达到平衡后;升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中,NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_______。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_______。
(3)实验测得,V正=k正·c2(NO)·c2(CO),V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数;只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=_______。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段,正反应速率的变化曲线_______。
11、以下是合成乙酰水杨酸(阿司匹林)的实验流程图;请你回答有关问题:
已知:阿司匹林;水杨酸和乙酸酐的相对分子量分别为:180、138、102.
(1)制取阿司匹林的化学反应方程式为_________________;反应类型____________;
(2)水杨酸分子之间会发生缩合反应生成聚合物,写出用除去聚合物的有关离子方程式______________________________________________;
(3)抽滤装置如图所示,仪器A的名称___________;该操作时在仪器A中加入滤纸,用蒸馏水湿润后,应________(选择下列正确操作的编号);再转移液体①微开水龙头;②开大水龙头;③微关水龙头;④关闭水龙头。
(4)下列有关抽滤的说法中正确的是________
A.抽滤是为了加快过滤速率;得到较大颗粒的晶体。
B.不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀。
C.当吸滤瓶内液面高度快达到支管口时;应拔掉链接支管口的橡皮管,从支管口倒出。
D.将晶体转移至布氏漏斗时;若有晶体附在烧杯内壁,应用蒸馏水淋洗至布氏漏斗中。
E.洗涤沉淀时;应使洗涤剂快速通过沉淀。
(5)用冷水洗涤晶体的目的_______________________;
(6)取2.000g水杨酸、5.400g乙酸酐反应,最终得到产品1.566g。求实际产率_______;12、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂;同时也是对烟气进行脱硫;脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气。
b.反应①后得到的母液中;溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量。
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol/L)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)13、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。14、已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色;现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色。
(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是:______(填粒子的化学式;下同);
乙同学认为这是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是_________。
(2)如果要验证乙同学判断的正确性;请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。
实验可供选用试剂:。A.酸性高锰酸钾溶液B.氢氧化钠溶液C.四氯化碳D.硫氰化钾溶液E.硝酸银溶液F.碘化钾淀粉溶液。实验方案。
所选用试剂(填代号)
实验现象。
方案一。
方案二。
(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,则首先被氧化的离子是________,相应的离子方程式为_______________________________________________;评卷人得分三、结构与性质(共7题,共14分)15、铬是由法国化学家沃克兰于1798年在巴黎发现。目前铬被广泛应用于冶金;化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。
(1)铬元素基态原子的价电子排布式为___________。
(2)金属铬的第二电离能和锰的第二电离能分别为1590.6kJ/mol、1509.0kJ/mol,的原因是___________。
(3)雷氏盐(Reineckesalt)的化学式为是一种易溶于水和乙醇的暗红色固体。
①雷氏盐中存在的化学键有___________(填序号)。
A.键B.键C.氢键D.配位键E.金属键。
②配体中C采取的杂化方式为___________,可用于形成配位键的原子有___________。
③的价层电子对数为___________,空间构型是___________,写出一种与互为等电子体的分子___________。
④乙醇能与水以任意比例互溶的原因是___________,___________。
(4)硒化铬的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为anm和bnm,则硒化铬的密度为___________(列出表达式即可)。
16、NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点,NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。
(1)以H2、N2合成NH3;Fe是常用的催化剂。
①基态Fe原子的电子排布式为___________。
②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO,使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下:
i.两种晶胞所含铁原子个数比为___________。
ii.图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm),则其密度ρ=___________g·cm-3。
③我国科学家开发出Fe—LiH等双中心催化剂,在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1):I1(H)>I1(Li)>I1(Na),原因是___。
(2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
①1体积水可溶解1体积CO2,1体积水可溶解约700体积NH3。NH3极易溶于水的原因是_____。
②反应时,向饱和NaCl溶液中先通入______。
③NaHCO3分解得Na2CO3。空间结构为________。
(3)NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高,是具有广泛应用前景的储氢材料。元素HBN电负性2.12.03.0
①NH3的中心原子的杂化轨道类型为___________。
②NH3BH3存在配位键,提供空轨道的是___________。
③比较熔点:NH3BH3___________CH3CH3(填“>”或“<”)。17、硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素;可以形成众多的化合物。回答下列问题:
(1)基态硼原子的电子排布式为_______,占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(2)氨硼烷是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其主要原因是_______。
②分子中存在配位键,提供孤电子对的原子是_______(填元素符号);与互为等电子体的分子_______(任写一种满足条件的分子式)。
③氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______。
A.和B.LiH和HCNC.和D.和
(3)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作实际上它的结构单元是由两个和两个缩合而成的双六元环,应该写成其结构如图1所示,它的阴离子可形成链状结构,阴离子中B原子的杂化轨道类型为_______,该晶体中不存在的作用力是_______(填字母)。
A.离子键B.共价键C.氢键D.金属键。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂;其晶胞结构如图2所示:
①的配位数是_______。
②已知硼氢化钠晶体的密度为代表阿伏伽德罗常数的值,则与之间的最近距离为_______nm(用含的代数式表示)。
③若硼氢化钠晶胞上下底心处的被取代,得到晶体的化学式为_______。18、超细铜粉主要应用于导电材料;催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:
(1)Cu2+的价电子排布式为____。
(2)下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中,正确的有____。(填字母序号)
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键;极性键和配位键。
B.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素。
C.[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体。
(3)SO32-离子中S原子的杂化方式为____,SO32-离子的空间构型为____。
(4)与SO3互为等电子体的一种分子的分子式是____
(5)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,由此可确定该氧化物的化学式为______。
19、KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器;填补了国家战略空白。回答下列问题:
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是_______(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(3)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为_______,其中P采取_______杂化方式。
(4)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸;如:
如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸,则相应的酸根可写为_______。
(5)分别用○、●表示和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2POK+在晶胞xz面;yz面上的位置:
①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度_______g·cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为_______(填标号)。
20、开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。请回答:
①H3BNH3中是否存在配位键_______(填“是”或“否”),B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_______,CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为_______。
②与(HB=NH)3互为等电子体的分子为_______(填分子式)。
③人工可以合成硼的一系列氢化物,其物理性质与烷烃相似,故称之为硼烷。工业上可采用LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6,该反应的化学方程式为_______。
④在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式。图a为一种无限长链状结构的多硼酸根,其化学式为_______,图b为硼砂晶体中阴离子,其中硼原子采取的杂化方式为_______。
(2)一种铜合金具有储氢功能。
①Cu2+的价层电子排布式为_______。
②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是_______。
③铜的单质中按ABCABC⋯方式堆积,设铜原子半径为apm,则该晶体的密度为_______g/cm3(阿伏伽德罗常数值为NA)21、铈外围电子排布(n-2)f1(n-1)d1ns2是原子序数为58的一种最早有实际用途的稀土元素;铈及其化合物的用途十分广泛。
(1)铈在元素周期表中的位置是_____;属于_____区元素。
(2)硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6中,N的杂化方式为_____;Ce、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_____。
(3)已知CeX3的熔点为CeF3:1460℃、CeCl3:848℃、CeBr3:732℃、CeI3:760℃,依F、Cl、Br、I顺序,从CeX3中化学键的离子性和共价性说明熔点的变化原因:______________________________________。
(4)铈的一种氧化物具有独特的晶体结构和较高的储存和释放氧的能力;可形成氧空位,具有催化氧化性能,有着十分广阔的应用开发前景,其晶体结构如图所示:
这种铈的氧化物的化学式为_____;晶胞中氧离子的配位数为_____。评卷人得分四、计算题(共3题,共18分)22、(1)若t=25℃时,Kw=___________,若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,则100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因为___________。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为___________。
(5)相同物质的量浓度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三种溶液,pH值从大到小的顺序为___________(用数字标号填空,下同);相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液,物质的量浓度从大到小的顺序为___________。
(6)含有Cr2O的废水毒性较大。某工厂酸性废水中含5.0×10-3mol•L-1的Cr2O可先向废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O);搅拌后撒入生石灰处理。
①写出加入绿矾的离子方程式___________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则残留的Cr3+的浓度_______________mol•L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。23、制备氮化镁的装置示意图:
回答下列问题:
(1)填写下列仪器名称:的名称是_________。
(2)写出中和反应制备氮气的离子反应方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置对调并说明理由_________。
(4)写出中发生反应的化学方程式___________。
(5)请用化学方法检验产物中是否含有未反应的镁,写出实验操作、现象、结论_________。24、某研究性学习小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验:
(1)若用下图装置制备CO2,则发生装置中反应的离子方程式为_________。
(2)将制得的CO2净化、干燥后由a口缓缓通入下图装置,待装置中的空气排净后点燃酒精灯,观察到玻璃直管中的钠燃烧,火焰为黄色。待冷却后,管壁附有黑色颗粒和白色物质。
①能说明装置中空气已经排净的现象是_________。
②若未排尽空气就开始加热,则可能发生的化学反应方程式主要为_________。
(3)若钠着火,可以选用的灭火物质是_________。
A.水B.泡沫灭火剂C.干沙土D.二氧化碳。
(4)该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设:
Ⅰ.白色物质可能是Na2O;Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物质还可能是_________。
(5)为确定该白色物质的成分,该小组进行了如下实验:。实验步骤实验现象①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象
①通过对上述实验的分析,你认为上述三个假设中,___成立(填序号)。
②由实验得出:钠在CO2中燃烧的化学方程式为_____;每生成1mol氧化产物,转移的电子数为____。
(6)在实验(2)中还可能产生另一种尾气,该气体为________;处理该尾气的方法为_____。评卷人得分五、原理综合题(共1题,共7分)25、CH4既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料。以CO2、H2为原料合成CH4涉及的主要反应如下:
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1
Ⅱ:△H2=+41.2kJ/mol
常温常压下,H2(g)和CH4(g)的摩尔燃烧焓分别为-285.8kJ/mol和-890.3kJ/mol;
(1)△H1_______kJ/mol。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为amol,H2O(g)为bmol,则反应Ⅱ的平衡常数为_______(用含a、b的代数式表示)。
(3)n(H2):n(CO2)=4:1的混合气体充入反应器中;当气体总压强为0.1MPa,平衡时各物质的物质的量分数如图所示:
200~550℃时,CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是_______。反应器中应选择适宜的温度是_______。
(4)为探究的反应速率与浓度的关系,起始时,向恒容密闭容器中通入浓度均为1.0mol/LCO2与H2。平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率—浓度关系曲线:和
则与曲线相对应的是上图中曲线_______(填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度,重新达到平衡,平衡常数_______(填“增大”或“减小”),则此时曲线甲对应的平衡点可能为_______(填字母,下同),曲线乙对应的平衡点可能为_______。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【分析】
乙、丙转化到左边,SO2、O2的物质的量分别为2mol、1mol,与甲中SO2、O2的物质的量对应相等,恒温恒容条件下,丙中Ar不影响平衡移动,故三者为完全等效平衡,平衡时SO2、O2、SO3的物质的量对应相等。
【详解】
A.由于平衡时二氧化硫物质的量相等,故参加反应二氧化硫的物质的量:甲>乙=丙,故放出热量:Q1>Q3=Q2=78.8kJ;故A错误;
B.甲、乙、丙三容器温度相同,平衡常数相同,乙中平衡时放出热量为78.8kJ,由2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-197kJ•mol-1可知,参加反应的二氧化硫为2mol×
=0.8mol,则二氧化硫浓度变化量为=0.4mol/L,SO2、O2、SO3的起始浓度分别为
=0.9mol/L、=0.45mol/L、=0.1mol/L;则:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
起始(mol/L):0.90.450.1
转化(mol/L):0.40.20.4
平衡(mol/L):0.50.250.5
故平衡常数K==4;故B错误;
C.根据B中计算可知,乙中平衡时二氧化硫物质的量为1.8mol-0.8mol=1mol,甲中参加反应二氧化硫为2mol-1mol=1mol,甲中二氧化硫的转化率×100%=50%,正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率将小于50%;故C错误;
D.乙容器中的反应经tmin达到平衡,则0~tmin内,v(O2)==mol/(L•min);故D正确;
答案:D
【点睛】
采用一边倒的方法,从等效平衡角度分析。2、B【分析】【详解】
A.Na2CO3、Na2SO4与氢氧化钡溶液反应均生成白色沉淀;A错误;
B.NaOH与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁的红褐色沉淀、KI与氯化铁溶液发生氧化还原反应生成氯化亚铁,溶液由黄色变为浅绿色、KSCN与氯化铁溶液反应,溶液变成血红色、Na2CO3与氯化铁溶液双水解生成氢氧化铁的红褐色沉淀和二氧化碳气体、Na2SO4与氯化铁溶液不反应;B正确;
C.NaOH、Na2CO3呈碱性;均能使石蕊变蓝,C错误;
D.NaOH与盐酸反应无明显现象,Na2CO3与盐酸反应生成气体,KI、KSCN、Na2SO4与盐酸不反应,D错误;故答案为:B。3、B【分析】A、二氧化硫、二氧化氮不仅严重污染大气,还会形成酸雨,二氧化碳不会形成酸雨,故A错误;B、在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,由于浓硫酸使蔗糖碳化,说明浓硫酸具有脱水性,故B正确;C、灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,要确定有无钾元素,要透过蓝色的钴玻璃观察,不呈紫色才说明无K+,故C错误;D、金属钠着火,应立即用沙子灭火,钠能与水反应,故D错误;故选B。4、C【分析】【详解】
A.①加热后溶液不变红,湿润的淀粉碘化钾试纸不变蓝,说明没有氯气,则Cl2被完全消耗,选项A正确;B.当二氧化硫过量,加热后二氧化硫与碘发生氧化还原反应SO2+I2+2H2O==H2SO4+2HI,②中试纸褪色,选项B正确;C.硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化,故③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42−,选项C不正确;D.实验条件下,品红溶液和SO2均被氧化;故加热后溶液不恢复红色,选项正确。答案选C。
点睛:本题考查二氧化硫和氯气的漂白性及还原性和氧化性。注意分清两者漂白性的区别,易错点为选项C,硝酸根离子能将亚硫酸根离子氧化,故③中若将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液,不能说明SO2被Cl2氧化为SO42−。5、C【分析】【详解】
A;氧气密度大于空气;应选用向上排空气法,故A错误;
B、构成原电池时电解液应交换,在能有电子通过外电路,否则Zn直接与CuSO4反应;故B错误;
C;关闭止水夹;从长颈漏斗注入水,当漏斗下端与烧瓶内液面差的高度在一段时间不变,可知气密性良好,故C正确;
D;二氧化碳的密度比空气密度大;应从长导管进入,选择向上排空气法收集,故D错误;
故选C。
【点睛】
在选择收集气体的装置时,根据气体的密度和在水中的溶解度来选择。如O2密度大于空气难溶于水,则可以选择向上排空气法和排水法。6、A【分析】【详解】
A.中和热测定实验装置设计合理;A项正确;
B.浓硫酸溶于水放出大量的热;为防止暴沸引发安全事故,应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢倒入水中稀释并不停搅拌,B项错误;
C.锌比铜活泼;则锌应作负极(-),铜作正(+),C项错误;
D.带磨口玻璃活塞的酸式滴定管不能盛标准溶液;D项错误;
答案选A。7、A【分析】【详解】
氯气能氧化碘离子生成碘;碘具有氧化性;二氧化硫具有还原性,二氧化硫能还原碘生成碘离子,所以该实验体现二氧化硫还原性而不是漂白性,故A错误;
B.强碱弱酸盐溶液呈碱性;向强碱弱酸盐溶液中加入酚酞试液,溶液碱性越强,溶液的颜色越深,该实验加热后颜色加深,说明盐类水解为吸热反应,故B正确;
C.火柴头中含有检验氯元素,应把还原为酸性条件下,具有还原性,向少量的火柴头浸泡液中滴加稀和发生的离子反应为:出现白色沉淀,证明含有氯元素,故C正确;
D.蒸馏时;温度计测量馏分温度,则蒸馏时温度计的球泡应靠近蒸馏烧瓶支管口处,此位置指示的是馏出物的沸点,故D正确;
答案选A。
【点睛】
本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及颜色检验、仪器的使用、盐类水解、物质性质等知识点,明确实验原理、仪器用途、物质性质是解本题关键,易错选项是B,注意B中氯元素先转化为氯离子再检验氯离子。二、填空题(共7题,共14分)8、略
【分析】【详解】
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于键;O与H的电负性不同;共用电子对偏向于O,则该共价键属于极性共价键;
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为杂化轨道类型为sp3;
(3)a.水中存在氢键;导致冰的密度小于水的密度,且常压下,4℃时水的密度最大,a正确;
b.水分子间由于存在氢键,使分子之间的作用力增强,因而沸点比同主族的H2S高,b正确;
c.水的热稳定性比硫化氢强的原因是其中的共价键的键能更大;与氢键无关,c错误;
故选ab;
(4)极易溶于水的原因为NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力;
(5)的电子式为有1对孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力,水中键角被压缩程度更大,故和的键角大小:>【解析】(1)极性。
(2)4sp3
(3)ab
(4)NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力。
(5)>9、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)410、略
【分析】【详解】
(1)①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;
②A.反应前后气体系数不变;如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;
B.当ΔH-TΔS<0时;反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;
C.增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动;但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.温度升高;反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;
(2)①反应为放热反应;温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;
②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来;降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:因为N2占平衡总体积的1/4,所以a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为【解析】①.-227②.AB③.反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)④.分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高⑤.270⑥.(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3-t4处于平衡状态与已有线平齐)11、略
【分析】【详解】
(1)水杨酸和乙酸酐在浓硫酸的条件下发生取代反应生成乙酰水杨酸,方程式为:(2)在除去聚合物并提纯阿司匹林的过程中;可以将阿司匹林与碳酸氢钠反应使羧基变为羧酸钠,且酯基不水解,这样使阿司匹林溶于水,聚合物难溶于水,将聚合物除去,再将阿司匹林的钠盐盐酸酸化可得阿司匹林,过程中涉及的离子方程式为:
.(3)该仪器的名称为布氏漏斗。布氏漏斗中加入滤纸,用蒸馏水湿润后,应先微开水龙头,不能大开,避免滤纸破损。故选①。(4)A.抽滤能为了加快过滤速率,但不能使沉淀的颗粒变大,故错误;B.颗粒太小的沉淀不能用抽滤的原因是颗粒太小的容易在滤纸上形成一层密实的沉淀,不容易透过,故正确;C.当吸滤瓶内液面高度快达到支管口时,应拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,而不能从吸滤瓶支管口倒出溶液,故错误;D.将晶体转移至布氏漏斗时,若有晶体附在烧杯内壁,应用滤液来淋洗布氏漏斗,因为滤液是饱和溶液,冲洗是不会使晶体溶解,同时又不会带入杂质,故错误;E.洗涤沉淀时,应先关小水龙头,然后蒸馏水缓缓淋洗,再打开水龙头抽滤,不能使洗涤剂快速通过沉淀,故错误。故选B。(5)阿司匹林在冷水中的溶解度减小,所以用冷水洗涤晶体可以除去晶体表面附着的杂质,并减少阿司匹林因溶解而引起的损耗。(6)根据方程式分析,乙酸酐过量,用水杨酸计算阿司匹林的质量为g,实际产率为=60%。【解析】取代反应布氏漏斗①B除去晶体表面附着的杂质,并减少阿司匹林因溶解而引起的损耗60%12、略
【分析】【详解】
NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫,ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此,本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2−,反应的离子方程式为2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O,因此,本题正确答案是:2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此,本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。
(4)根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气,NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫,NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是,Na2SO4。故选acd,因此;本题正确答案是:acd。
(5)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式因此,本题正确答案是:
②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,因此,本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。【解析】a2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O减压可以使物质沸点降低,实验较低温度下进行蒸发,可避免NaClO2因温度高而发生分解acd4OH−+3ClO2−+4NO4NO3−+3Cl−+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此条件下SO2还原性更强;脱硝反应活化能更大13、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误14、略
【分析】【分析】
溴单质氧化性较强,能将亚铁离子氧化为三价铁,三价铁在水溶液中是黄色的;要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成血红色物质;Br2能将Fe2+氧化成Fe3+,说明还原性:Fe2+>Br-;依据氧化还原反应中“先强后弱”规律判断。
【详解】
(1)在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1-2滴液溴,若没有发生化学反应,使溶液呈黄色的微粒为Br2;若是发生化学反应,二价铁离子被溴单质氧化为三价铁在水溶液中是黄色的;因此答案是:Br2;Fe3+;
(2)要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成血红色物质;方案一可选用CCl4(C),向黄色溶液中加入四氯化碳,充分振荡、静置,溶液分层,若下层呈无色,表明黄色溶液中不含Br2,则乙同学的判断正确;方案二可选用KSCN溶液(D),向黄色溶液中加入KSCN溶液,振荡,若溶液变为血红色,则黄色溶液中含Fe3+;则乙同学的判断正确。
(3)根据上述推测说明发生反应Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,由此说明亚铁离子的还原性大于溴离子,Cl2具有氧化性,先氧化的离子是亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;因此答案是:Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。【解析】Br2;Fe3+答案如下:
。
选用试剂。
实验现象。
第一种方法。
C
有机层无色。
第二种方法。
D
溶液变红。
Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-三、结构与性质(共7题,共14分)15、略
【分析】【分析】
根据Cr原子的电子排布式,写出基态价电子的排布式;根据Cr原子失去一个电子后价电子排布情况判断铬的第二电离能大于锰的第二电离能;根据题中结构判断存在化学键类型;根据VSEPR理论判断中心原子杂化方式和空间构型;根据等电子体的概念写出一种与互为等电子体的分子;根据形成氢键和相似相溶原理解释乙醇能与水以任意比例互溶;根据题中晶胞的结构;利用“均摊法”进行晶胞的相关计算;据此解答。
(1)
Cr是24号元素,核外有24个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布式为3d54s1,答案为3d54s1。
(2)
因为铬原子失去1个电子后,价电子层电子排布式为属于半充满,相对稳定,即铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子,锰的第二电离能是失去3d6上的电子变为半充满状态,所以金属铬的第二电离能大于锰的第二电离能答案为铬原子失去1个电子后,价电子层电子排布式为属于半充满,相对稳定。
(3)
①由可知,该结构中存在N-H键是键,N=C双键、C=S双键中有键、键,Cr3+与配体间形成配位键;ABD符合题意;答案为ABD。
②由可知,NCS-的中心原子C原子形成2个双键,NCS-为直线形结构,C原子采取sp杂化;因为NCS-结构中,N、S均有孤电子对,均可与Cr3+形成配位键;答案为sp杂化;N;S。
③的价层电子对数=4+=4+0=4,无孤电子对,的空间构型为正四面体结构;根据原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体,则的等电子体的分子为CH4;答案为4;正四面体;CH4。
④CH3CH2OH与水分子间能形成氢键,并且都是极性分子,根据相似相溶原理,所以CH3CH2OH能与水以任意比互溶;答案为乙醇可与水形成分子间氢键;乙醇属于极性分子。
(4)
由可知,晶胞中Cr原子数目=8×+4×=2,Se原子位于晶胞内,数目=2,故晶胞质量m=2×g=g,晶胞的体积V=a×10-7cm×a×10-7cm×b×10-7cm=a2b×10-21cm3,则晶体密度ρ===答案为【解析】(1)
(2)铬原子失去1个电子后,价电子层电子排布式为属于半充满,相对稳定。
(3)ABDsp杂化S、N4正四面体形乙醇可与水形成分子间氢键乙醇属于极性分子。
(4)16、略
【分析】【分析】
根据Fe的原子序数,结合核外电子排布规则写出Fe的电子排布式;根据晶胞的结构,利用“均摊法”进行晶胞的有关计算;根据同主族元素性质递变规律解释H、Li、Na的第一电离能的关系;根据NH3分子与H2O分子之间会形成氢键解释NH3极易溶于水的原因;根据NH3极易溶于水,CO2在水中溶解度不大,解释侯氏制碱法先通入NH3再通入CO2;根据VSEPR理论,判断其空间结构和杂化类型;根据形成配位健的条件判断提供空轨道的原子;根据NH3BH3(氨硼烷)分子间形成氢键判断其熔点较高;据此解答。
(1)
①Fe元素的原子序数为26,核外有26个电子,根据核外电子排布规则,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;答案为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;
②由晶胞的结构可知,图1结构中,Fe位于顶点和体心,Fe原子的个数为8×+1=2,图2结构中,Fe位于顶点和面心,Fe原子的个数为8×+6×=4,则两种晶胞所含铁原子个数比为2:4=1:2;又图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm),其体积为V=(a×10-10cm)3,晶胞的质量为m==其密度ρ===g·cm-3;答案为1:2;
③第一电离能(I1)为I1(H)>I1(Li)>I1(Na);原因是H;Li、Na位于同一主族,价电子数相同,自上而下,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小;答案为H、Li、Na位于同一主族,价电子数相同,自上而下,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小;
(2)
①NH3极易溶于水的原因是NH3与H2O分子间能形成氢键;答案为NH3与H2O分子间能形成氢键;
②因为二氧化碳在水中溶解度不大,氨气极易溶于水,饱和氨盐水显碱性,比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳,所以要先向饱和食盐水中通入氨气,制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳即反应时,向饱和NaCl溶液中先通入氨气,再通入二氧化碳;答案为NH3;
③中中心原子C原子的价层电子对个数=3+=3+0=3,且无孤电子对,采取sp2杂化;其空间结构为平面三角形;答案为平面三角形;
(3)
①NH3分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+=3+1=4,且含有一个孤电子对,所以中心原子N原子的杂化轨道类型为sp3杂化;答案为sp3;
②在NH3BH3结构中;N原子存在孤电子对,B原子为缺电子原子,在配位键的形成中B原子提供空轨道;答案为B;
③NH3BH3(氨硼烷)与CH3CH3互为等电子体,由于NH3BH3分子中N原子的电负性较大,分子间会形成氢键,所以NH3BH3熔点高于CH3CH3;答案为>。【解析】(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s21:2H;Li、Na位于同一主族;价电子数相同,自上而下,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小。
(2)NH3与H2O分子间能形成氢键NH3平面三角形。
(3)sp3B>17、略
【分析】【分析】
根据B的原子序数和电子排布规律;写出其电子排布式并判断电子排布的最高能级为2p,判断其电子云轮廓图;根据氨硼烷的结构,判断其溶于水的原因是与水分子形成氢健和配位键形成条件判断提供孤电子对的原子;根据等电子体概念找出等电子体分子;根据题中信息,判断形成双氢键的正确选项;根据题中所给结构,由σ键个数判断B原子的杂化方式和该晶体中不存在的作用力;根据晶胞的结构,利用“均摊法”进行晶胞的相关计算;据此解答。
(1)
B的原子序数为5,核外有5个电子,则B基态原子核外电子排布式为1s22s22p1,能级最高的是2p能级,p轨道为哑铃形;答案为1s22s22p1;哑铃。
(2)
①氨硼烷能溶于水;其主要原因是氨硼烷与水分子间形成氢键;答案为氨硼烷与水分子间形成氢键。
②分子中,B原子提供空轨道,NH3中N原子提供1对孤电子对,形成配位键;原子总数相同、价电子总数相同的微粒为等电子体,用相邻原子代替N、B原子可以得到其等电子体分子C2H6;答案为N;C2H6。
③A.和分子中的H均呈正电性,和不能形成双氢键;故A不符合题意;
B.LiH为离子化合物;LiH和HCN不能形成双氢键,故B不符合题意;
C.分子中与B原子相连的H呈负电性,分子中与N相连的H呈正电性,与能形成双氢键;故C符合题意;
D.和分子中的H均呈正电性,和不能形成双氢键;故D不符合题意;
答案为C。
(3)
由的结构可知,阴离子中形成3个σ键的B原子(无孤电子对)的杂化轨道类型为sp2,形成4个σ键的B原子(无孤电子对)的杂化轨道类型为sp3;该晶体中阴阳离子之间存在离子键,B和O原子之间存在共价键和配位键,水分子之间存在分子间作用力和氢键,所以该物质中不含金属键;答案为sp2、sp3;D
(4)
①由硼氢化钠晶胞结构可知,底心Na+周围等距且最近的个数即为Na+的配位数,则Na+的配位数为8;答案为8。
②由硼氢化钠晶胞结构可知,Na+位于面心和棱上,Na+离子个数为=6×+4×=4,位于顶点、面心、体心,个数为=8×+4×+1=4,该晶胞的质量为m=g,体积V=(a×10-7cm)2×2a×10-7cm=2a3×10-21cm3,晶胞密度==解之a=底心Na+位于面对角线的中点,所以与之间的最近距离为d=a=nm;答案为
③若硼氢化钠晶胞上下底心处的被取代,则个数为4,Na+数目为3,Li+数目为1,所以得到的晶体的化学式为Na3Li(BH4)4;答案为Na3Li(BH4)4。【解析】(1)1s22s22p1;哑铃。
(2)氨硼烷与水分子间形成氢键NC2H6C
(3)sp2、sp3D
(4)8Na3Li(BH4)418、略
【分析】【详解】
(1)Cu位于第四周期IB族,其Cu2+的价电子排布式为3d9;
(2)A、[Cu(NH3)4]2+与SO42-之间存在离子键,Cu2+和NH3之间存在配位键;N和H之间存在极性共价键,故A正确;
B;该化合物中第一电离能最大的是N元素;故B错误;
C、外界离子为SO42-,根据价层电子对互斥理论,SO42-的空间构型为正四面体形;故C正确;
答案选AC;
(3)SO32-中心原子S有3个σ键,孤电子对数=1,价层电子对数为4,杂化轨道数等于价层电子对数,即SO32-中S的杂化类型为sp3;SO32-空间构型为三角锥形;
(4)根据等电子体的概念,与SO3互为等电子体的分子为BF3等;
(5)利用均摊的方法进行判断,根据晶胞的结构,O位于顶点、面心、棱上和内部,属于晶胞的氧原子的个数为=4,Cu位于内部,有4个,即化学式为CuO。【解析】①.3d9②.AC③.sp3④.三角锥形⑤.BF3⑥.CuO19、略
【分析】【分析】
根据KH2PO4的构成元素,判断四种元素形成简单离子的核外电子排布相同的元素;根据P元素的价电子排布式计算价电子的自旋磁量子数的代数和;根据题中KH2PO2是次磷酸的正盐信息,写出H3PO2的结构式并判断P原子的杂化方式;根据题中信息;写出n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸相应的酸根形式;根据题中晶胞的结构,利用“均摊法”进行晶胞的相关计算;据此解答。
(1)
在KH2PO4的四种组成元素的各自所能形成的简单离子中只有K+和P3-离子的核外电子的层数都为3,每层容纳的电子数分别为2,8,8;答案为K+和P3-。
(2)
P的原子序数为15,原子核外电子数为15,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布式为3s23p3,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,则自旋磁量子数的代数和为(+)×4+(-)=+也可以是(+)+(-)×4=-答案为或
(3)
KH2PO2是次磷酸的正盐,说明其中的2个H原子不是羟基H原子,而直接与P原子形成共价键,则H3PO2的结构式为H3PO2中含有4个σ键,无孤电子对,则中心的P原子采取sp3杂化;答案为:sp3。
(4)
根据题中信息可知,相邻2个磷酸分子间脱水结合成链状或环状,n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸中的每个P原子只有1个羟基和2个O原子,则分子式为(HPO3)n,则相应的酸根可写为答案为
(5)
①由晶胞结构可知,白球8个在顶点、4个在侧面上和1个在体心,则晶胞中白球个数为8×+4×+1=4,即有4个黑球4个在垂直于底面的4条棱的棱心、上下面心各1个、4个侧面上各有1个,则晶胞中黑球个数为4×+2×+4×=4,即有4个K+,即晶胞中含有4个KH2PO4,1mol晶胞的质量为m=4×(39+2×1+31+4×16)g=4×136g,1个晶胞的质量为m=g,晶胞的体积为V=a2cpm3=a2c×10-30cm3,代入ρ===g·cm-3;答案为
②在晶胞图上xz面为侧面、yz面为正面,晶胞在x轴方向的z-y投影图应符合图(c)和图(b)中的K+的相对位置,x轴方向的投影图的正面上应为小黑球在上,2个白球在下,投影图B符合题意;答案为B。【解析】(1)和
(2)或
(3)sp3
(4)
(5)B20、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)①N的最外层电子数为5,B的最外层电子数为3,能形成3个共价键,B原子提供空轨道,N原子提供孤对电子,在化合物H3BNH3中;B与N原子之间存在配位键;
B;C、N、O是同一周期的元素。一般情况下;元素的非金属性越强,原子半径越小,元素的第一电离能越大,但是由于N原子的2p轨道上的电子处于半充满的稳定状态,所以其电离能比O还大,因此第一电离能由大到小的顺序N>O>C>B;
CH4是正四面体结构,键角109°28′;H2O是V型分子,键角104.5°,CO2是直线型分子,键角为180°。因此这三分子按照键角由大到小的顺序排列为CO2>CH4>H2O;
②等电子体是原子数等,最外层电子数也相等的物质,(HB=NH)3的原子数为12,最外层电子数为30,与(HB=NH)3互为等电子体的分子为C6H6;
③LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6、LiCl、AlCl3,根据原子守恒可得合成乙硼烷B2H6的化学方程式为:4BCl3+3LiAlH4=2B2H6+3LiCl+3AlCl3;
④图(a)是一种链状结构的多硼酸根,从图可看出,每个单元,有一个B,有一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别为2个单元共用,所以B∶O=1∶(1+2×)=1∶2,化学式为:
从图(6)是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出,[B4O5(OH)4]2-一半sp3杂化形成两个四配位BO4四面体;另一半是sp2杂化形成两个三配位BO3平面三角形结构,硼原子采取的杂化方式为sp3、sp2;
(2)①Cu是29号元素,Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu2+失去4s上的一个电子和3d上的一个电子,Cu2+的价层电子排布式为3d9;
②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应的原因是在灼烧时原子中的电子吸收能量;从基态跃迁到激发态。但是激发态是不稳定的,激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长的光的形式释放能量;
③Cu是面心立方紧密堆积,
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