【題目】碳、氮、氧、氟、鈣、銅等元素的化合物廣泛存在于自然界,回答下列問(wèn)題:
(1)將乙炔(C2H2)通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2紅櫬色沉淀。乙炔分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比值為___________,Cu+基態(tài)核外電子排布式為___________,[Cu(NH3)2]Cl中化學(xué)鍵類型為___________。
(2)NF3是微電子工業(yè)中優(yōu)良的等離子刻蝕氣體。元素第一電離能N___________F(填“>”“<”或“=”),NF3中氮原子的雜化軌道類型為___________,NF3屬于___________分子。(填“極性”或“非極性”)
(3)C60可以用作儲(chǔ)氫材料。已知金剛石中C-C的鍵長(zhǎng)為154.45pm,C60中C-C的鍵長(zhǎng)為140~145pm,有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點(diǎn)高于金剛石,你認(rèn)為是否正確?理由是___________。
(4)氮的氧化物和含氧酸在醫(yī)療上具有重要的應(yīng)用。寫出與N2O互為等電子體的分子___________(任寫一種),酸性HNO3>HNO2,試著從結(jié)構(gòu)上解釋其原因___________。
(5)電石(CaC2)是有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的基本原料。CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似(如圖所示),但晶體中由于啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。CaC2晶體中每個(gè)Ca2+周圍距離最近的C22-的數(shù)目為___________,已知CaC2晶體的密度為2.22g·cm-3,該晶胞的體積為___________cm3。
【答案】3:2 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵 < sp3 極性 不正確,金剛石是原子晶體,融化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵,C60為分子晶體,融化時(shí)破壞分子間作用力,無(wú)需破壞共價(jià)鍵,所以C60熔點(diǎn)低于金剛石。 CO2或 CS2等 電負(fù)性O>N,-NO2中N的正電性大于-NO中的N,導(dǎo)致HO-NO2中O-H極性大于HO-NO中的O-H極性,因而在水分子作用下HO-NO2比HO-NO更容易電離出H+,即酸性HNO3>HNO2。 4 1.9×10-22
【解析】
本題考查的是物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
(1)乙炔中氫原子只有1個(gè)電子基態(tài)下處于能量最低1s軌道。而碳原子有6個(gè)電子,兩個(gè)位于1s軌道,不參與成鍵,4個(gè)位于第二層上。當(dāng)形成乙炔時(shí),4個(gè)位于最外層的原子軌道發(fā)生雜化,即一個(gè)s軌道和一個(gè)p軌道雜化成兩個(gè)sp軌道,另外的兩個(gè)2p軌道保持不變。這樣在形成乙炔時(shí),碳原子的其中一個(gè)sp軌道與氫原子的1s軌道頭碰頭重疊,形成C-Hσ鍵,另一個(gè)sp軌道則與另一個(gè)碳原子的sp軌道頭碰頭重疊形成C-Cσ鍵。碳原子剩下的兩個(gè)p軌道則肩并肩重疊形成兩個(gè)C-Cπ鍵。所以乙炔中有3個(gè)σ鍵與2個(gè)π鍵。Cu為29號(hào)元素,Cu+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 。[Cu(NH3)2]Cl中Cu+與NH3之間的化學(xué)鍵為配位鍵,N-H為極性共價(jià)鍵,[Cu(NH3)2]+與Cl-之間為離子鍵;
(2)同周期主族元素從左到右最外層電子的有效核電荷逐漸增大,電離能也逐漸增大,所以F元素的第一電離能比N元素的第一電離能大。N原子雜化軌道數(shù)目為4,采取sp3雜化。NF3分子構(gòu)型與NH3相似,NH3分子構(gòu)型是三角錐型,所以NF3分子構(gòu)型也是三角錐型,三角錐型分子的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,正負(fù)電荷中心不重疊,為極性分子;
(3)金剛石是原子晶體,融化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵,C60為分子晶體,融化時(shí)破壞分子間作用力,無(wú)需破壞共價(jià)鍵,所以C60熔點(diǎn)低于金剛石;
(4)符合等電子體的兩條基本要求是:原子總數(shù)一致,價(jià)電子總數(shù)一致。二氧化碳、二硫化碳與一氧化二氮分子中都含有3個(gè)原子,其價(jià)電子總數(shù)是16,是等電子體;電負(fù)性O>N,-NO2中N的正電性大于-NO中的N,導(dǎo)致HO-NO2中O-H極性大于HO-NO中的O-H極性,因而在水分子作用下HO-NO2比HO-NO更容易電離出H+,即酸性HNO3>HNO2;
(5)依據(jù)晶胞示意圖可以看出,晶胞的一個(gè)平面的長(zhǎng)與寬不相等,再由圖中體心可知1個(gè)Ca2+周圍距離最近的C22-有4個(gè),而不是6個(gè),要特別注意題給的信息,CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似,該晶胞中含有Ca為12×14+1=4,一個(gè)晶胞中含有4個(gè)CaC2,CaC2晶體的密度為2.22g/cm3,該晶胞的體積為V=m/ρ=(4×64)÷(2.22×6.02×1023)≈1.92×1022cm3。據(jù)此解答。
(1)乙炔中氫原子只有1個(gè)電子基態(tài)下處于能量最低1s軌道。而碳原子有6個(gè)電子,兩個(gè)位于1s軌道,不參與成鍵,4個(gè)位于第二層上。當(dāng)形成乙炔時(shí),4個(gè)位于最外層的原子軌道發(fā)生雜化,即一個(gè)s軌道和一個(gè)p軌道雜化成兩個(gè)sp軌道,另外的兩個(gè)2p軌道保持不變。這樣在形成乙炔時(shí),碳原子的其中一個(gè)sp軌道與氫原子的1s軌道頭碰頭重疊,形成C-Hσ鍵,另一個(gè)sp軌道則與另一個(gè)碳原子的sp軌道頭碰頭重疊形成C-Cσ鍵。碳原子剩下的兩個(gè)p軌道則肩并肩重疊形成兩個(gè)C-Cπ鍵。所以乙炔中有3個(gè)σ鍵與2個(gè)π鍵。Cu為29號(hào)元素,Cu+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 。[Cu(NH3)2]Cl中Cu+與NH3之間的化學(xué)鍵為配位鍵,N-H為極性共價(jià)鍵,[Cu(NH3)2]+與Cl-之間為離子鍵。本小題答案為:3:2 ;1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵。
(2)同周期主族元素從左到右最外層電子的有效核電荷逐漸增大,電離能也逐漸增大,所以F元素的第一電離能比N元素的第一電離能大。N原子雜化軌道數(shù)目為4,采取sp3雜化。NF3分子構(gòu)型與NH3相似,NH3分子構(gòu)型是三角錐型,所以NF3分子構(gòu)型也是三角錐型,三角錐型分子的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,正負(fù)電荷中心不重疊,為極性分子。本小題答案為:<;sp3 ;極性。
(3)不正確,金剛石是原子晶體,融化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵,C60為分子晶體,融化時(shí)破壞分子間作用力,無(wú)需破壞共價(jià)鍵,所以C60熔點(diǎn)低于金剛石。本小題答案為:不正確,金剛石是原子晶體,融化時(shí)需要破壞共價(jià)鍵,C60為分子晶體,融化時(shí)破壞分子間作用力,無(wú)需破壞共價(jià)鍵,所以C60熔點(diǎn)低于金剛石。
(4)符合等電子體的兩條基本要求是:原子總數(shù)一致,價(jià)電子總數(shù)一致。二氧化碳、二硫化碳與一氧化二氮分子中都含有3個(gè)原子,其價(jià)電子總數(shù)是16,是等電子體;電負(fù)性O>N,-NO2中N的正電性大于-NO中的N,導(dǎo)致HO-NO2中O-H極性大于HO-NO中的O-H極性,因而在水分子作用下HO-NO2比HO-NO更容易電離出H+,即酸性HNO3>HNO2。本小題答案為:CO2或 CS2等;電負(fù)性O>N,-NO2中N的正電性大于-NO中的N,導(dǎo)致HO-NO2中O-H極性大于HO-NO中的O-H極性,因而在水分子作用下HO-NO2比HO-NO更容易電離出H+,即酸性HNO3>HNO2。
(5)依據(jù)晶胞示意圖可以看出,晶胞的一個(gè)平面的長(zhǎng)與寬不相等,再由圖中體心可知1個(gè)Ca2+周圍距離最近的C22-有4個(gè),而不是6個(gè),要特別注意題給的信息,CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似,該晶胞中含有Ca為12×14+1=4,一個(gè)晶胞中含有4個(gè)CaC2,CaC2晶體的密度為2.22g/cm3,該晶胞的體積為V=m/ρ=(4×64)÷(2.22×6.02×1023)≈1.92×1022cm3。本小題答案為:4;1.92×1022。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】現(xiàn)有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┏ルs質(zhì),從而得到純凈的NaNO3晶體,相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫出實(shí)驗(yàn)流程中下列物質(zhì)的化學(xué)式:試劑X___,沉淀A____。
(2)上述實(shí)驗(yàn)流程中①②③步均要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是___(填操作名稱)。
(3)上述實(shí)驗(yàn)流程中加入過(guò)量Na2CO3溶液的目的是______________________________。
(4)按此實(shí)驗(yàn)方案得到的溶液3中肯定含有______(填化學(xué)式)雜質(zhì)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可以向溶液3中加入適量的___(填化學(xué)式),之后若要獲得NaNO3晶體,需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____(填操作名稱)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】近幾年地球發(fā)生地震災(zāi)害較多,搶救地震后被困在廢墟下的傷員,首要的措施是給傷員補(bǔ)充能量。下圖是醫(yī)院給傷員輸液時(shí)用的一瓶質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖(C6H12O6)注射液標(biāo)簽,請(qǐng)認(rèn)真觀察標(biāo)簽上所列的內(nèi)容后填寫:
(1)葡萄糖的摩爾質(zhì)量為________;
(2)該溶液中含水________ g;
(3)該溶液的物質(zhì)的量濃度為________ mol/L(精確到小數(shù)點(diǎn)后面兩位)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期元素x、y、d、f的最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)、原子半徑的相對(duì)大小隨原子序數(shù)的變化如圖所示;短周期元素z、e、g、h的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的溶液(濃度均為001mol/L)的pH與原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示:
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A. 離子半徑大小順序:e>f>g>h
B. 由x、z、d三種元素形成的化合物中一定不含離子鍵
C. y、d、g的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物中沸點(diǎn)最高的是g的氫化物
D. 裝滿zd2氣體的小試管倒扣水槽中充分反應(yīng),試管液面上升約2/3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】銅陽(yáng)極泥(主要含有銅、銀、金、少量的鎳)是有色金屬冶煉過(guò)程中重要的“二次資源”。其合理處理對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用具有重要意義。一種從銅陽(yáng)極泥中分離提取多種金屬元素的工藝流程如下:
已知:分金液的主要成分為[AuCl4]-;分金渣的主要成分為AgCl;分銀液中主要成分為[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-=Ag++2SO32-
(1)“分銅”時(shí),單質(zhì)銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________,已知“分銅”時(shí)各元素的浸出率如下表所示。
“分銅”時(shí)加入足量的NaC1的主要作用為______________________。
(2)“分金”時(shí),單質(zhì)金發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(3)Na2SO3溶液中含硫微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。
“沉銀”時(shí),需加入硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH=4,分析能夠析出AgC的原因?yàn)?/span>___________。調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)低,理由為___________。
(4)已知離子濃度≤10-5mol/L時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全。已知: Ksp[Pb(OH)2]=2.5×10-16,Ksp[Sb(OH)3]=10-41。浸取“分銀渣”可得到含0.025 mol/L Pb2+的溶液(含少量Sb3+雜質(zhì))。欲獲得較純凈的Pb2+溶液,調(diào)節(jié)PH的范圍為___________。(忽略溶液體積變化)
(5)工業(yè)上,用鎳為陽(yáng)極,電解0.1 mol/L NiCl2溶液與一定量NH4Cl組成的混合溶液,可得高純度的球形超細(xì)鎳粉。當(dāng)其他條件一定時(shí),NH4Cl的濃度對(duì)陰極電流效率及鎳的成粉率的影響如圖所示:
為獲得髙純度的球形超細(xì)鎳粉,NH4Cl溶液的濃度最好控制為___________g/L,當(dāng)NH4Cl溶液的濃度大于15g/L時(shí),陰極有無(wú)色無(wú)味氣體生成,導(dǎo)致陰極電流效率降低,該氣體為___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,33.6LN2的物質(zhì)的量為_____mol,其分子數(shù)為_______。
(2)0.4mol某氣體的體積為9.8L,則該氣體的摩爾體積為____,氣體所處的條件____(填“是”或者“不是”)標(biāo)準(zhǔn)狀況。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是( )
A.硅膠可用作袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑
B.在醫(yī)療上碳酸鈉、Al(OH)3均可用于治療胃酸過(guò)多
C.自來(lái)水中加入少量明礬,生成的膠體可以起到殺菌消毒的作用
D.人造剛玉的熔點(diǎn)很高,可用作高級(jí)耐火材料,其主要成分是SiO2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示a、b都是惰性電極,通電一段時(shí)間后,a極附近溶液顯紅色。下列說(shuō)法中正確的是( )
A. X是正極,Y是負(fù)極 B. U型管中溶液PH值逐漸變小
C. CuSO4溶液的pH逐漸減小 D. CuSO4溶液的pH保持不變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,它們的原子最外層電子數(shù)總和等于Z的原子序數(shù),由這四種元素組成一種化合物M具有如下性質(zhì)下列推斷正確的是
A. 原子半徑:Z>Y>X>W(wǎng)
B. 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性:Y>X
C. 簡(jiǎn)單陰離子的還原性:W<Z
D. W、Y、Z組成的化合物只含共價(jià)鍵
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