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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年华东师大版拓展型课程化学下册阶段测试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9题,共18分)1、气体A、B分别为0.6mol和0.5mol,在0.4L密闭容器中发生反应:3A+BaC+2D,经5min后,此时气体C为0.2mol;又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下面的结论正确的是A.此时,反应混合物总物质的量为1molB.B的转化率20%C.A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)D.a值为32、设NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是A.常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0.1NAB.常温下,2L0.1mol·L-1FeCl3溶液中,Fe3+的数目为0.2NAC.常温下,1LpH=2的硫酸溶液中由水电离出的H+的数目为10-12NAD.常温下,将0.1molCl2溶于水,溶液中的HClO分子数为0.1NA3、为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体;从下图中选择合适的的装置并连接。合理的是。
A.a-a′→d-d′→eB.b-b′→d-d′→gC.c-c′→d-d′→gD.d-d′→c-c′→f4、下列有关实验原理;现象、结论等均正确的是()
A.a图示装置,滴加乙醇试管中橙色溶液变为绿色,乙醇发生消去反应生成乙酸B.b图示装置,右边试管中产生气泡迅速,说明氯化铁的催化效果比二氧化锰好C.c图示装置,根据试管中收集到无色气体,验证铜与稀硝酸的反应产物是NOD.d图示装置,试管中先有白色沉淀、后有黑色沉淀,不能验证Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)5、如图所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来,将乙针筒内的物质推压到甲针筒内,进行表中所列的4个不同实验(气体体积在同温同压下测定)。下列说法正确的是。实验序号甲针筒内物质乙针筒内物质12液34
A.上述4个实验均发生了氧化还原反应B.实验2,甲针筒内最终的无色气体是NOC.实验3,甲针筒内充满黄绿色气体D.实验4,甲针筒内活塞将向右移动6、用如图所示装置进行实验;将少量液体甲逐滴加入到固体乙中,试管中试剂为丙,则下表中对应选项正确的是()
A.AB.BC.CD.D7、硼氢化钠(NaBH4)为白色粉末,熔点400℃,容易吸水潮解,可溶于异丙胺(熔点:-101℃,沸点:33℃),在干燥空气中稳定,吸湿而分解,是无机合成和有机合成中常用的选择性还原剂。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4;其流程如图:下列说法不正确的是()
A.NaBH4中H元素显+1价B.操作③所进行的分离操作是蒸馏C.反应①为NaBO2+SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3D.实验室中取用少量钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀8、对FeC13溶液与KI溶液反应进行探究实验;按选项ABCD顺序依次进行操作,依据现象,所得结论错误的是。
。
操作。
现象。
结论。
A
取2mL0.1mol∙L-1KI溶液于试管中,滴加3滴0.1mol∙L-1FeCl3溶液;振荡,充分反应。将所得溶液分别置于试管①和试管②中。
溶液呈深棕黄色。
FeCl3与KI反应,生成了I2
B
向试管①中滴加2滴0.1mol∙L-1KSCN溶液。
溶液显红色。
FeCl3与KI反应具有可逆性。
C
向试管②中加入1mLCCl4;充分振荡,静置。
溶液分层;上层为浅棕黄色,下层为紫色。
上层溶液为浅棕黄色,证明有Fe3+剩余。
D
取试管②的上层液体置于试管③中,滴加0.1mol∙L-1KSCN溶液。
溶液显浅红色。
试管③中红色比试管①中浅;是平衡移动的结果。
A.AB.BC.CD.D9、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5题,共10分)10、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11、某有机物的结构简式如图所示:
(1)1mol该有机物和过量的金属钠反应最多可以生成________H2。
(2)该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为________。12、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_______;13、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)14、如图所示的初中化学中的一些重要实验;请回答下列问题:
(1)图A称量NaCl的实际质量是___。
(2)图B反应的实验现象是__。
(3)图C反应的表达式为__。
(4)图D实验目的是__。评卷人得分三、结构与性质(共7题,共14分)15、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)。16、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______。
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、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)。
19、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)。20、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_____。21、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)。
评卷人得分四、计算题(共3题,共9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、实验题(共2题,共8分)25、某兴趣小组设计实验探究SO2与新制Cu(OH)2悬浊液反应的产物。
按图连接好装置(夹持装置省略),打开磁搅拌器,先往20mL1.00mol·L−1的CuCl2溶液中加入20mL2.00mol·L−1的NaOH溶液,再通入一定量SO2;三口烧瓶中生成大量白色沉淀X。
回答下列问题:
(1)以亚硫酸钠和浓硫酸为原料制取SO2,虚框中应选用_______(填“A”或“B”)装置,通入SO2过程中不断搅拌的目的是______。
(2)仪器a的名称为______,烧杯中发生反应的离子方程式为______。
(3)据SO2是酸性氧化物,推测X可能为______。取少量X加入稀硫酸进行验证,观察到______;说明该推测错误。
(4)据SO2的还原性;推测X可能为CuCl,做如下验证实验。
①取少量的X,加过量的氨水溶解,露置于空气中迅速得到深蓝色溶液,其中阳离子的化学式为______。
②向深蓝色溶液中先加入过量的______,再滴加______溶液;产生白色沉淀。
③生成X的离子方程式为______。26、碳酸亚铁可用于制备补血剂。某研究小组制备了FeCO3,并对FeCO3的性质和应用进行了探究。
已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水②Fe2++6SCN-⇌Fe(SCN)64-(无色)
Ⅰ.FeCO3的制取(夹持装置略)
实验i
装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。
(1)试剂a是________。
(2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是________。
(3)C装置中制取FeCO3的离子方程式为________。
Ⅱ.FeCO3的性质探究。
实验ii
实验iii
(4)对比实验ⅱ和ⅲ;得出的实验结论是________。
(5)依据实验ⅱ的现象,写出加入10%H2O2溶液的离子方程式________。
Ⅲ.FeCO3的应用。
(6)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂;此反应的离子方程式为____。
(7)该实验小组用KMnO4测定补血剂中亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是____(不考虑操作不当引起的误差)。评卷人得分六、原理综合题(共3题,共21分)27、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)。28、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29、某校课外活动小组为了探讨铜与硝酸的反应设计了如下实验。
(1)甲同学欲探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO;设计装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是含有一半空气的注射器。
请回答有关问题:
①装置A中进行反应时打开止水夹K,当装置C中_________时,关闭止水夹K,试分析这样操作的目的是________,A中反应的离子方程式为______________。
②在完成①中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是__________________,B中反应的离子方程式为____________________。
③为进一步证明产物是NO,将注射器F中的空气推入E中,看到的现象是_________________。
④装置G的作用是_____________________。
(2)同学们发现铜与稀;浓硝酸反应所得溶液的颜色不同;并记录如下:
。将1g细铜丝放入盛有10mL的1mol·L-1HNO3溶液的试管中加热。
铜丝表面有无色气体逸出;溶液变为天蓝色。
将1g细铜丝放入盛有10mL的14mol·L-1HNO3溶液的试管中。
产生大量红棕色气体;溶液变为绿色,绿色由深到浅,未见到蓝色。
有同学认为是铜与浓硝酸反应的溶液中溶解了生成的气体,也有同学认为是溶液中剩余硝酸浓度较大所致,同学们分别设计了以下4个实验来判断该看法是否正确,以下方案中可行的是(选填序号字母)____________。
a.向上述绿色溶液中通入氮气;观察颜色变化。
b.加水稀释上述绿色溶液;观察颜色变化。
c.向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14mol·L-1HNO3溶液。
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、B【分析】【详解】
A.在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),则反应产生D物质的物质的量为n(D)=0.1mol/(L·min)×5min×0.4L=0.2mol,根据物质反应转化关系可知:每反应产生2molD,同时会消耗3molA和1molB,则反应产生0.2mol的D,消耗A是0.3mol,消耗B是0.1mol,因此5min后,反应混合物总物质的量n(总)=(0.6-0.3)mol+(0.5-0.1)mol+0.2mol+0.2mol=1.1mol;A错误;
B.根据选项A分析可知在5min内消耗B的物质的量是0.1mol,则B的转化率为:×100%=20%;B正确;
C.根据选项A分析可知在5min内消耗A的物质的量是0.3mol,则用A表示的平均反应速率v(A)==0.15mol/(L•min);C错误;
D.由以上分析可知:在5min内产生C;D的物质的量相等;则C、D的化学计量数相等,故a=2,D错误;
故合理选项是B。2、C【分析】【详解】
A.氢氧根离子的浓度为0.1没有说明体积,数目不确定,A项错误;
B.Fe3+会发生水解,数目小于0.2NA;B项错误;
C.1LpH=2的溶液中,水电离出氢氧根的浓度为水电离出的H+的数目等于水电离出氢氧根离子数目,为10-12NA;C项正确;
D.氯气与水反应的方程式为为可逆反应,HClO分子数小于0.1NA;D项错误;
故选C。
【点睛】
注意酸碱抑制水的电离,水电离出的H+与OH-始终相等。3、C【分析】【详解】
由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl,除去的试剂分别为浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液,应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl,再通过浓硫酸干燥;CO2的相对分子量为44,比空气(29)的大,因此用向上排空气法收集CO2;答案选C。4、D【分析】【分析】
【详解】
A、乙醇具有还原性,能被重铬酸钾氧化为乙酸,不发生消去反应,选项A错误;B、双氧水的浓度应相同,浓度影响反应速率,无法比较,选项B错误;C、因为红棕色的二氧化氮可与水反应生成无色的NO,故根据排水集气法收集的无色气体不能证明铜与稀硝酸反应生成NO,选项C错误;D、由于硝酸银过量,故沉淀中既有氯化银又有硫化银,不能据此比较氯化银、硫化银溶度积的大小,选项D正确。答案选D。5、B【分析】【详解】
A.氨气与氯化氢反应生成氯化铵是非氧化还原反应;四氯化碳与氨气不反应为非氧化还原反应,所以并不是全是氧化还原反应,故A错误;
B.由可知生成10mLNO;甲中最后剩余的无色气体是一氧化氮,故B正确;
C.溴化氢与氯气反应生成氯化氢和溴蒸气,而和恰好完全反;所以甲针筒内无黄绿色气体,故C错误;
D.与不反应;所以活塞不移动,故D错误;
答案选B。
【点睛】
本题考查了元素及其化合物的知识,涉及氮、氯、硫的化合物的性质,综合性教强,需学习该阶段知识时掌握相关的反应方程式,题目难度中等6、B【分析】【详解】
A.二氧化锰和浓盐酸反应需要加热;该装置没有加热,所以不能产生氯气,导致不能使石蕊试液先变红后褪色,故A错误;
B.醋酸和碳酸钙反应生成二氧化碳;二氧化碳和硅酸钠反应生成不溶于水的硅酸,所以试管中溶液变浑浊,故B正确;
C.浓氨水和氢氧化钠混合导致氨水分解生成氨气;氨气和氯化铝反应生成氢氧化铝,虽然氢氧化铝是两性氢氧化物,但氢氧化铝不和氨水反应,所以试管中看到的现象是只生成白色沉淀,故C错误;
D.浓硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫;二氧化硫有漂白性,但不能使酸碱指示剂褪色,所以试管中的现象是紫色变成红色,故D错误;
答案选B。7、A【分析】【详解】
A.NaBH4中Na元素显+1价;B元素显+3价、H元素显-1价;A错误;
B.异丙胺沸点为33℃,将滤液采用蒸馏的方法分离,得到异丙胺和固体NaBH4;所以操作③所进行的分离操作是蒸馏,B正确;
C.反应①为NaBO2+SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3,H2作氧化剂;Na作还原剂,C正确;
D.钠硬度小;且保存在煤油里,取用少量钠需要用镊子取出,滤纸吸干煤油,用小刀在玻璃片上切割,D正确;
故答案选A。8、C【分析】【详解】
A.Fe3+具有氧化性,I-具有还原性,Fe3+能把I-氧化为I2;碘水呈深棕黄色,故A正确;
B.取2mL0.1mol∙L-1KI溶液于试管中,滴加3滴0.1mol∙L-1FeCl3溶液,振荡,发生反应FeCl3溶液不足,再滴加2滴0.1mol∙L-1KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+,所以可证明FeCl3与KI反应具有可逆性;故B正确;
C.试管②中上层溶液为浅棕黄色,可能是少量碘溶于水的结果,不能证明一定有Fe3+剩余;故C错误;
D.加入CCl4萃取,碘的浓度降低,使平衡正向移动,Fe3+的浓度降低,所以试管③中红色比试管①中浅,是平衡移动的结果,故D正确。9、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5题,共10分)10、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>③6.0×10-1011、略
【分析】【分析】
由结构简式可知;分子中含-OH;-COOH、碳碳双键,结合醇、羧酸、烯烃的性质来解答。
【详解】
(1)该有机物中的-OH、-COOH均与Na反应,金属钠过量,则有机物完全反应,1mol该有机物含有2mol羟基和1mol羧基,由2-OH~H2↑、2-COOH~H2↑可知,和过量的金属钠反应最多可以生成1.5molH2;
故答案为:1.5mol;
(2)-OH、-COOH均与Na反应,-COOH与NaOH、NaHCO3反应,则1mol该物质消耗1.5molNa、1molNaOH、1molNaHCO3,则n(Na):n(NaOH):n(NaHCO3)=1.5mol:1mol:1mol=3:2:2;
故答案为:3∶2∶2。【解析】①.1.5mol②.3∶2∶212、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%13、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14、略
【分析】【分析】
(1)托盘天平的平衡原理:称量物质量=砝码质量+游码质量;
(2)镁在空气中剧烈燃烧;放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁;
(3)图C表示铜和氧气在加热条件下生成黑色氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小;
【详解】
(1)称量物质量=砝码质量+游码质量;15=NaCl质量+3,NaCl的实际质量是15g-3g=12g;
(2)镁在空气中燃烧的现象是:放出大量的热;发出耀眼的白光,生成白色固体;
(3)图C的表达式为:铜+氧气氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小,实验目的是验证分子之间的存在间隙;【解析】12g放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体铜+氧气氧化铜验证分子之间的存在间隙三、结构与性质(共7题,共14分)15、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]3d104s11216、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.CuO17、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】【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)B19、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]3d104s11220、略
【分析】【详解】
(1)由题意有铈的原子序数为58;则有58-2-8-8-18-18=4,处于元素周期表的第六周期,第四纵行的镧系,则铈在元素周期表中位置为:第六周期第ⅢB族,属于f区元素,故答案为:第六周期第ⅢB族;f;
(2)在硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6中,因为中中心原子N没有孤电子对,所以它是正四面专体形,是空间结构,所以是杂化,中氮的价层电子对数为3,是sp2杂化;在Ce、C、N、O中C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族的第一电离能,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C;由于Ce为第六周期元素,原子半径最大,则其第一电离能最小,故答案为:sp3、sp2;N>O>C>Ce;
(3)依F、Cl、Br、I顺序,CeX3中的化学键的离子性越来越弱、共价性越来越强,故答案为:依F、Cl、Br、I顺序,CeX3中的化学键的离子性越来越弱;共价性越来越强;
(4)由图示可知这种铈的氧化物的化学式为CeO2;晶胞中氧离子的配位数为4,故答案为:CeO2;4;【解析】第六周期第ⅢB族fsp3、sp2N>O>C>Ce依F、Cl、Br、I顺序,CeX3中的化学键的离子性越来越弱、共价性越来越强CeO2421、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)四、计算题(共3题,共9分)22、略
【分析】【详解】
(1)水是弱电解质,存在电离平衡:H2OH++OH-,在室温25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;
若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.10mol/L,则该温度下c(H+)==10-11mol/L;故该溶液的pH=11;
(2)25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液显碱性,是由于该盐是强碱弱酸盐,在溶液中A2-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),用离子方程式表示为A2-+H2O⇌HA-+OH-;
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度,由于CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液显碱性,升高温度,盐水解程度增大,溶液的碱性增强,所以CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH变化比较小,所以分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH>NaOH溶液的pH;
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的NaOH溶液溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)=10-2mol/L,故三种溶液中水电离产生的c(H+)之比为10-12:10-12:10-2=1:1:1010;
(5)①NH4HSO4是强酸的酸式盐,电离产生H+使溶液显酸性;②NH4HCO3水解使溶液显碱性;③NH4Cl水解使溶液显酸性,碱性溶液的pH大于酸性溶液的pH,电离产生的H+浓度大于盐水解的酸性;所以三种溶液
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