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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2024年华东师大版拓展型课程化学上册月考试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、我省为沿海省份;海洋中有丰富的食品;矿产、能源、药物和水产等资源,海水资源的综合利用可以用下图表示。
下列关于海水提取Br2的说法正确的是A.将NaBr转化为Br2,可以选用Cl2、O2等还原剂B.将Br2转化为HBr,可利用溴单质易升华的特性用空气将溴吹出C.将Br2转化为HBr的离子方程式为:SO2+2H2O+Br2=2H++SO+2HBrD.海水提取溴中出现了两次溴离子被氧化的过程2、实验室制备ClO2的装置如图,A装置用于制备SO2。已知:二氧化氯(ClO2)是易溶于水且不与水反应的黄绿色气体;沸点为11℃。下列说法不正确的是。
A.连接顺序为:a→g→h→b→c→e→f→dB.装置C中装的是饱和NaHSO3溶液C.装置D放冰水的目的是液化并回收ClO2,防止污染环境D.制备原理为SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2+2NaHSO43、以下几种气体可用如图所示装置干燥;收集的是。
①H2②O2③CO2④SO2⑤CH4⑥NH3
A.①③④B.②⑤⑥C.②③④D.①⑤⑥4、下列实验能达到目的的是。
。
A.实验室制取氨气。
B.为确认CuSO4生成;向①中加水,观察颜色。
C.制备纯净的。
Fe(OH)2D.除去Cl2中含有的少量HCl气体。
A.AB.BC.CD.DA.B.C.D.5、某小组利用下面的装置进行实验;②;③中溶液均足量,操作和现象如下表。
实验操作现象Ⅰ向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量②中产生黑色沉淀;溶液的pH降低;
③中产生白色浑浊,该浑浊遇酸冒气泡Ⅱ向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量现象同实验Ⅰ
资料:CaS遇水完全水解。
由上述实验得出的结论不正确的是A.③中白色浑浊是CaCO3B.②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+==CuS↓+2H+C.实验Ⅰ①中发生的反应是:CO2+H2O+S2−==CO32−+H2SD.由实验Ⅰ和Ⅱ不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱6、将液体Y滴加到盛有固体X的试管中,并在试管口对生成的气体进行检验。下表中固体X、液体Y及检测方法对应关系错误的是()。选项固体X液体Y检测方法ACaO浓氨水蘸有浓盐酸的玻璃棒BCu浓硫酸干燥的红色石蕊试纸CNa2O2水带火星的木条DNa2CO3稀硫酸滴有澄清石灰水的玻璃片
A.AB.BC.CD.D7、下列实验设计合理的是()
。
A.可除去水中溶解的食盐。
B.探究呼出气体与空气中二氧化碳的含量不同。
C.探究分子不断运动。
D.用木炭测定空气中氧气含量。
A.AB.BC.CD.D8、高温下硫酸亚铁分解反应为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,下列说法不正确的是A.将产生的气体,通入紫色石蕊试液后溶液只变红不褪色B.将反应后残留固体物质用盐酸溶解,再加入KMnO4溶液后褪色,说明硫酸亚铁固体分解完全C.将少量产生的气体,分别通入含有NaOH的BaCl2溶液和含有氨水的BaCl2溶液中均产生白色沉淀,且沉淀成分相同D.在实际实验操作过程将产生的气体通入品红溶液后溶液颜色先加深后褪色评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)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、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“<”)。11、油气开采;石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢;需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应:2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反应条件下,对于n(H2S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9对应图中曲线___________,计算其在0~0.1s之间,H2S分压的平均变化率为___________kPa·s-1。12、实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯()的简易流程如下:
有关物质的熔、沸点如表:。苯酚氯乙酸苯氧乙酸熔点/℃436299沸点/℃181.9189285
试回答下列问题:
(1)反应室I中反应的最佳温度是104℃,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用___(选填字母)。
A.火炉直接加热B.水浴加热C.油浴加热。
(2)分离室I采取的操作名称是___。
(3)反应室I中发生反应的化学方程式是___。
(4)分离室II的操作为:①用NaHCO3溶液洗涤后分液;②有机层用水洗涤后分液;洗涤时不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是___(用化学方程式表示)。13、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_______________________________________________;14、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水评卷人得分三、结构与性质(共9题,共18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、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。17、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______。
18、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_______。19、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“<”)。20、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______。
21、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)22、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。23、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、元素或物质推断题(共3题,共15分)24、W;X、Y、Z、N、M六种主族元素;它们在周期表中位置如图所示,请用对应的的化学用语回答下列问题:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根据周期表,推测N原子序数为___________
(2)比较Y、Z、W三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序___________
(3)M最高价氧化物的水化物在水中的电离方程式:___________
(4)以下说法正确的是___________
A.单质的还原性:X>Y,可以用X与YM2溶液发生反应来证明。
B.Y与同周期的ⅢA元素的原子序数相差1
C.半导体器件的研制开始于硅;研发出太阳能光伏电池,将辐射转变为电能,如我校的路灯。
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质具有两性25、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
26、物质A由4种元素组成;按如下流程进行实验。
已知:
①每一步反应均完全②溶液D仅含一种溶质。
③沉淀E不溶于酸④溶于
请回答:
(1)物质A的组成元素为_______(元素符号),其化学式为_______。
(2)写出A与双氧水反应的化学方程式_______。
(3)写出F至G的离子方程式_______。
(4)设计实验检验溶液D中的主要离子_______。评卷人得分五、实验题(共1题,共10分)27、过氧化钠与二氧化氮能发生反应;某兴趣小组对此进行探究,提出了两种假设。
假设一:Na2O2+2NO2===2NaNO2+O2↑
假设二:Na2O2+2NO2===2NaNO3
[查阅资料]
2NaNO2+2HCl===2NaCl+NO↑+NO2↑+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
[实验探究]
Ⅰ.按图示装置进行实验。
Ⅱ.通入二氧化氮至过氧化钠反应完全;然后对玻璃管中的固体物质进行检验。
[实验结论]实验表明;过氧化钠与二氧化氮按“假设二”反应。
(1)过氧化钠与二氧化氮的反应中,氧化剂是____。
(2)装置A中反应的离子方程式是________。
(3)装置C的作用是__________。
(4)请设计实验证明装置B中的反应不符合“假设一”。
①实验操作:取玻璃管中的固体置于试管中,________;
②实验现象是________。
(5)有同学认为:只要直接观察C中导管口是否有气泡冒出,就可以判断B中的反应符合哪一种假设,这种想法________(填“对”或“不对”),原因是___________________。评卷人得分六、原理综合题(共4题,共20分)28、(1)NO、NO2是常见的氧化物。用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g)∆H=-180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)∆H=+571.6kJ/mol
则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是___________。
(2)合成甲醇的反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)∆H=-90.8kJ/mol,t℃下此反应的平衡常数为160,此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如表:。物质H2COCH3OH浓度(mol/L)0.20.10.4
①写出该反应的平衡常数表达式K=___________。
②该时间段内反应速率v(H2)=___________。
③比较此时正、逆反应速率的大小:v正___________v逆(填“>”;“<”或“=”)
④反应达到平衡后,保持其它条件不变,若将容器的体积扩大一倍,v正___________(填“增大”、“减小”或“不变”),v逆___________(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡向___________(填“逆向”、“正向”或“不”)移动。29、汽车废气排放已成为城市大气污染的重要来源;汽车排气系统中安装三元催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质。
反应Ⅰ:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH=-1196kJ/mol
反应Ⅱ:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
则反应Ⅱ的ΔH=_________,ΔS______0(填“>”、“<”或“=”)
(2)进一步探究上述反应Ⅱ中NO的平衡转化率与压强、温度的关系,得到图1所示的曲线。根据图像,控制反应II进行的合适条件:温度为_________________,压强为常压(1.01MPa),选择该压强的原因是________________________。
(3)模拟反应Ⅰ:将一定量的CO与NO2充入装有催化剂的注射器中进行反应。图2是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)根据图像;回答下列问题:
①a、c、e三点c(NO2)由小到大的顺序是____________________;
②e点速率:υ(正)_________υ(逆)(填“>”、“<”或“=”;下同);
③若注射器绝热,平衡常数K(b)_________K(d)。30、研究二氧化硫;氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义;请回答下列问题:
I.为减少SO2的排放;将煤转化为清洁气体燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_________________________。
(2)洗涤含SO2的烟气,含以下物质的溶液可作洗涤剂的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(3)汽车尾气中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH>0
①T℃时,2L密闭气缸中充入4molN2和1molO2发生反应,5min后达平衡,测得NO为1mol。计算该温度下,N2的平均反应速率v(N2)=_______________,反应的平衡常数K=____________。
②如图曲线a表示该反应在温度T℃下N2的物质的量随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的物质的量随时间的变化,则改变的条件可能是____________(写出一条即可)III.汽车燃油不完全燃烧时会产生CO。
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,但事实上该反应在任何温度下都不能实现,由此判断该反应的ΔH_______0。(填写“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽车尾气系统中安装催化转化器可降低尾气中污染物的排放,其反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知该反应在570K时的平衡常数的数值为1×1059,但反应速率极慢。为了提高尾气的净化效率在实际操作中最可行的措施是_____。
A.升高温度B.增大压强C.使用高效催化剂31、(1)科学家经过研究发现中国霾接近中性;其主要原因如图所示:
请判断A是__(填化学符号)。
(2)为探究本地区雾霾中的可溶性颗粒的成分;某化学研究性小组进行了实验探究。
[查阅资料]雾霾颗粒样品中可能含有SOCOSOHCONOCl-、Br-及一种常见阳离子;现进行如图实验:
请回答下列问题:
①根据上述实验,雾霾浸取液中一定含有的离子是__,肯定没有的离子是__。
②若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有__(填化学式)。
(3)当前频繁出现的雾霾天气与汽车尾气的排放有一定的关系。通过NOx传感器可监测NOx的含量;其工作原理示意图如图:
①Pt电极上发生的是___反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出Pt电极的电极反应式___。
③写出NiO电极的电极反应式__。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、D【分析】【分析】
氯碱工业即电解氯化钠溶液可生成氢氧化钠,氯化镁加入氢氧化钙反应生成氢氧化镁,再加入稀盐酸得到氯化镁溶液,溴化钠通入氯气氧化生成溴单质,再加入二氧化硫反应生成硫酸和HBr;最后用氯气氧化得到溴单质;
【详解】
A.将NaBr转化为Br2,可以选用Cl2作还原剂;A错误;
B.利用溴单质易挥发的物理性质;可用热空气将溴单质吹出,B错误;
C.Br2与二氧化硫反应生成硫酸和HBr,离子方程式为:SO2+2H2O+Br2=4H+++2Br-;C错误;
D.溴化钠通入氯气氧化生成溴单质,HBr最后用氯气氧化得到溴单质;溴离子两次被氧化,D正确;
故选:D。2、B【分析】【分析】
A装置制得的SO2先经过E装置平缓气流同时防止倒吸,后通入B装置与NaClO3和H2SO4的混合溶液反应制得ClO2,ClO2在冰水浴中降温液化收集;尾气用水吸收,防止污染环境。
【详解】
A.据分析,连接顺序为:a→g→h→b→c→e→f→d;A正确;
B.装置C的作用是吸收尾气,因ClO2易溶于水;装置C装水即可以,B错误;
C.ClO2沸点为11℃,装置D放冰水的目的是液化并回收ClO2;防止污染环境,C正确;
D.SO2通入B装置与NaClO3和H2SO4的混合溶液反应制得ClO2,制备原理为:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4;D正确;
故选B。3、D【分析】【分析】
由图示可知气体用碱石灰来干燥;说明气体是显中性或碱性,不能是酸性气体;由收集方法是向下排空气方法说明该气体密度比空气小。
【详解】
①H2密度比空气小;且属于中性气体,①符合要求;
②O2密度比空气大;且属于中性气体,①不符合要求;
③CO2密度比空气大;且属于酸性气体,③不符合要求;
④SO2密度比空气大;且属于酸性气体,④不符合要求;
⑤CH4密度比空气小;且属于中性气体,⑤符合要求;
⑥NH3密度比空气小;属于碱性气体,⑥符合题意;
综上所述可知:符合要求的物质序号是①⑤⑥;故合理选项是D。
【点睛】
碱性干燥剂只能用来干燥中性气体或碱性气体;酸性干燥剂只能用来干燥酸性或中性气体;中性干燥剂理论上可以干燥酸性、碱性、中性气体,但碱性气体NH3不能使用中性干燥剂无水CaCl2干燥;H2S属于酸性气体,同时具有还原性,不能使用酸性干燥剂浓硫酸来干燥;用排空气法收集气体时,主要考虑气体的密度与空气的相对大小,密度比空气小的使用向下排气法,密度比空气大的使用向上排空气方法。4、D【分析】A、氯化铵分解后,在试管口又化合生成氯化铵,则图中装置不能制备氨气,故A错误;B、①中生成硫酸铜溶液,不需要加水,故B错误;C、胶头滴管应伸到液面下,且生成的氢氧化亚铁易被氧化,没有隔绝空气,故C错误;D、用饱和食盐水除去Cl2中含有的少量HCl气体,故D正确。故选D。5、C【分析】【详解】
由操作和现象可知,①CO2过量发生2CO2+2H2O+S2-═2HCO3-+H2S,②中发生H2S+Cu2+═CuS↓+2H+,③中二氧化碳与石灰水反应生成白色浑浊是CaCO3。
A.由上述分析可知,③中白色浑浊是CaCO3;故A正确;
B.②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+═CuS↓+2H+;产生黑色沉淀,溶液的pH降低,故B正确;
C.实验Ⅰ①中CO2过量发生的反应是2CO2+2H2O+S2−═2HCO3−+H2S;故C错误;
D.由强酸制取弱酸的原理及实验Ⅰ和Ⅱ不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱;故D正确。
故选C。6、B【分析】【详解】
A项;浓氨水滴加到生石灰上产生氨气,可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒来检验氨气,正确;
B项;铜和浓硫酸反应需加热,产生的二氧化硫气体遇石蕊溶液变红色或使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,错误;
C项;过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,氧气能使带火星的木条复燃,正确;
D项;碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠;水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,在滴有澄清石灰水的玻璃片上有浑浊现象,正确;
故选B。7、C【分析】【详解】
A.食盐可溶于水;不能用过滤法除去水中溶解的食盐,故A错误;
B.呼出的气体中除含有少量的氧气外;还含有二氧化碳;水蒸气等混合气体,燃烧的木条伸入呼出的气体中,木条熄灭,不能证明一定是二氧化碳浓度升高,故B错误;
C.氨水易挥发;氨气由Y形管右侧运动到左侧,左侧溶液碱性增强,酚酞变红,故C正确;
D.木炭燃烧消耗氧气;生成二氧化碳;气体体积不变,烧杯中的水不能进入左侧集气瓶,所以不能用木炭测定空气中氧气含量,故D错误;
故答案选C。8、B【分析】【分析】
A.产生的气体是SO2和SO3;均属于酸性氧化物;
B.反应后残留固体物质用盐酸溶解;说明硫酸亚铁没有完全分解;
C.少量SO2和SO3,分别通入含有NaOH的BaCl2溶液和含有氨水的BaCl2溶液中,均能生成BaSO3和BaSO4;据此判断;
D.产生的气体是SO2和SO3,SO2具有漂白性。
【详解】
A.产生的气体是SO2和SO3;均属于酸性氧化物,均不能使紫色的石蕊溶液褪色,故溶液只变红不褪色,A项正确;
B.反应后残留固体用盐酸溶解,得到的溶液中加入KMnO4溶液后褪色;说明硫酸亚铁没有完全分解,B项错误;
C.少量SO2和SO3,分别通入含有NaOH的BaCl2溶液和含有氨水的BaCl2溶液中,均能生成BaSO3和BaSO4沉淀;C项正确;
D.产生的气体是SO2和SO3,通入品红溶液后溶液颜色加深,其中SO2有漂白性;能品红褪色,D项正确;
答案选B。二、填空题(共6题,共12分)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)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)>11、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,该反应正方向为体积增大的反应,降低压强,平衡会向正反应方向移动;则对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b;c、d、e。
【详解】
(1)由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24;假设在该条件下;硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知:
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。【解析】(1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高。
(2)d24.912、略
【分析】【分析】
用苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应制得菠萝酯,苯氧乙酸用苯酚和氯乙酸反应制得,考虑到它们溶沸点的差异,最好选择温度让苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸都成为液体,反应室I中反应的最佳温度是104℃,水浴加热温度太低,苯氧乙酸沸点99摄氏度,水浴温度会使它凝固,不利于分离,火炉直接加热,会使苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸全都生成气体,不利于反应,故选择油浴。生成的菠萝酯属于酯类,在碱性条件下会发生水解,所以不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液。
【详解】
(1)火炉直接加热温度比较高;会让苯酚和氯乙酸变成蒸汽,不利于它们之间的反应,还会使苯氧,故温度不能太高,水浴加热温度较低,不能让氯乙酸和苯酚熔化,故温度也不能太低,可以使所有物质都成液体,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用油浴加热;
答案为:C;
(2)分离室I是将反应不充分的原料再重复使用;为了增加原料的利用率,要把苯酚和氯乙酸加入反应室1,操作名称为蒸馏;
答案为:蒸馏;
(3)反应室1为苯酚和氯乙酸发生取代反应,制得苯氧乙酸,+HCl;
答案为:+HCl;
(4)分离室II发生的反应是苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应,制取菠萝酯,由于酯在NaHCO3溶液中的溶解度较小,可以析出,随后分液即可,如用NaOH会使酯发生水解,故不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,化学方程式为+NaOH+HOCH2CH=CH2
答案为+NaOH+HOCH2CH=CH2。【解析】C蒸馏+HCl+NaOH+HOCH2CH=CH213、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-14、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、结构与性质(共9题,共18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】【详解】
I.(1)基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是洪特规则,N2F2分子结构式为F-N=N-F,分子中N原子含有1对孤对电子,N原子的杂化方式是sp2杂化,lmolN2F2含有3molσ键,即3NA或1.806×1024个σ键;
(2)Si3N4晶体中Si原子周围有4个N原子,Si原子为sp3杂化,N-Si-N键角为109°28′,N原子周围连接3个Si原子,含有1对孤对电子,N原子为sp3杂化;但孤对电子对成键电子对的排斥作用更大,使得Si-N-Si键角小于109°28′;
II.(1)Fe位于第四周期第VIII族;
(2)Fe(CO)x晶体的熔沸点较低;所以属于分子晶体;Fe原子价电子数是8,每个CO分子提供一个电子对,所以8+2n=18,n=5;
(3)极性分子的熔沸点较高,CO是极性分子,氮气是非极性分子,所以CO熔沸点较高;
(4)①铜为29号元素,基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1;
②根据晶胞结构图可知,铜为面心立方堆积,每个铜原子周围距离最近的铜原子数目=3×8÷2=12;
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,则M为Cl元素;该晶胞中Cu原子个数为4,Cl原子个数=8×+6×=4,晶体体积=cm3=cm3=cm3,根据晶胞的结构可知,铜原子和M原子之间的最短距离为立方体体对角线的=××cm=pm。
点睛:把握常见分子中原子的杂化及空间构型为解答的关键,根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=(a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数.根据n值判断杂化类型:一般有如下规律:当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化;中心原子的杂化类型为sp2,说明该分子中心原子的价层电子对个数是3,无孤电子对数,空间构型是平面三角形。【解析】洪特规则sp2杂化3NASi3N4晶体中Si原子周围有4个N原子,Si为sp3杂化,N—Si—N的键角为109028/,而N原子周围只有3个Si原子。虽N原子也是sp3杂化,但由于孤电子对对成键电子对的排斥力更强,故Si—N—Si的键角小于109028/。第四周期第Ⅷ族分子晶体5CO[Ar]3d104s11217、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.CuO18、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)419、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>20、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.CuO21、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
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