【題目】A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期的五種常見元素,其原子序數(shù)依次增大。詳細信息見表,請回答下列問題:
① | A的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代 |
② | B的氧化物是導致光化學煙霧的主要物質(zhì)之一 |
③ | C的某一種單質(zhì)是空氣的主要成分之一 |
④ | D的基態(tài)原子核外有6個原子軌道處于半充滿狀態(tài) |
⑤ | E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物 |
(1)D的價電子排布式可表示為_______。
(2)BC3-的空間構(gòu)型為____ (用文字描述)。
(3)根據(jù)等電子原理,AC分子的結(jié)構(gòu)式為_____。
(4)1 mol AC2中σ鍵、π鍵數(shù)目之比為____。
(5)將白色的ESO4溶解于水中,溶液呈藍色,是因為生成了一種呈藍色的配位數(shù)是4的配合離子。請寫出生成此配合離子的離子方程式:____。
(6)E2+能與NH3、H2O、Cl-等形成配位數(shù)為4的配合物。
①[E(NH3)4]2+中存在的化學鍵類型有____(填序號)。
A.配位鍵 B.離子鍵 C.極性共價鍵 D.非極性共價鍵
②[E(NH3)4]2+具有對稱的空間構(gòu)型,[E(NH3)4]2+中的兩個NH3被兩個Cl-取代,能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,則[E(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為_____。其中,配體的雜化類型是_____。
(7)E的晶胞如下圖所示,E為______堆積,空間利用率為_____,E晶體中每個E原子周圍距離最近的E原子數(shù)目為____;已知E原子的半徑為a nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則E晶體的密度是_____g·cm-3。(列出算式即可)。
【答案】3d54s1 平面三角形 C≡O 1∶1 Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+ AC 平面正方形 sp3 面心立方最密 74% 12
【解析】
元素周期表前四周期五種元素A、B、C、D、E,其原子序數(shù)依次增大。A的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代,則A是C元素;B的氧化物是導致光化學煙霧的主要物質(zhì)之一,則B是N元素;C的某一種單質(zhì)是空氣的主要成分之一,則C為O元素;D的基態(tài)原子核外有6個原子軌道處于半充滿狀態(tài),則D核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1,所以D原子序數(shù)為24,D是Cr元素;E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物,則E是Cu元素。然后根據(jù)問題逐一分析解答。
根據(jù)上述分析可知:A是C,B是N,C是O,D是Cr,E是Cu元素。
(1)D是 Cr元素,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1,則其價電子排布式可表示為3d54s1;
(2)B是N,C是O,微粒BC3-是NO3-,由于N原子價層電子對數(shù)為3+=3,且N原子上無孤對電子,所以NO3-的空間構(gòu)型為平面三角形;
(3)化合物AC是CO,由于等電子中含有的原子數(shù)相同,原子最外層電子總數(shù)也相同,所以CO與N2互為等電子體,等電子體結(jié)構(gòu)相似,則化合物CO分子的結(jié)構(gòu)式為C≡O;
(4)化合物AC2是CO2,在CO2分子中,C原子與2個O原子形成四對共用電子對,1個CO2分子中含有2個σ鍵、2個π鍵,所以1 mol AC2中σ鍵、π鍵數(shù)目為2NA,則1 mol AC2中σ鍵、π鍵數(shù)目之比為1:1;
(5)CuSO4水溶液顯藍色,這是由于Cu2+與水分子結(jié)合形成[Cu(H2O)4]2+,則生成此配合離子的離子方程式為:Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+;
(6)①[Cu(NH3)4]2+為絡離子,其中存在的化學鍵類型有中心Cu2+與配位體NH3之間的配位鍵、配位體NH3中N與O原子之間的極性共價鍵N-H鍵,所以合理選項是AC;
②[Cu(NH3)4]2+具有對稱的空間構(gòu)型,[Cu(NH3)4]2+中的兩個NH3被兩個Cl-取代,能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,說明4個NH3與Cu2+在同一平面上,[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為平面正方形,4個NH3構(gòu)成正方形,Cu2+位于正方形對角線的交點上,2個NH3可能位于正方形相鄰的兩個頂點上,也可能位于正方形對角線的2個頂點上,其中,配體NH3中的中心原子N原子形成了3個N-H共價鍵,N原子上還有1對孤電子對,因此N原子的雜化類型是sp3雜化;
(7)根據(jù)Cu原子在晶胞中位置,Cu原子位于晶胞的頂點和面心上,所以晶體Cu屬于面心立方最密堆積;
在一個晶胞中含有Cu原子個數(shù)為8×+6×=4,假設Cu原子半徑為R,則4個Cu原子的體積為V(Cu)=4×πR3,晶胞對角線為Cu原子半徑的四倍,則晶胞邊長為L==2R,晶胞體積V(晶胞)=L3=16R3,所以晶體Cu的空間利用率為×100%=×100%=74%;
Cu晶胞中,與每個Cu原子距離最近且相等的Cu原子有3個,分別位于晶胞中通過該Cu原子的三個面心上;通過一個Cu原子可形成8個晶胞,由于每個面心Cu原子同時屬于2個晶胞,所以Cu原子周圍距離最近的Cu原子數(shù)目為3×8×=12;
若已知Cu原子的半徑為a nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶胞參數(shù)L==2a nm,則Cu晶體的密度ρ=g/cm3。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】將2 mol SO2和2 mol SO3氣體混合于某固定體積的密閉容器中,在一定條件下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡時SO3為W mol。相同溫度下,分別按下列配比在相同體積的容器中反應,反應達到平衡時,SO3的物質(zhì)的量大于W mol的是( )
A.2 mol SO2+1 mol O2B.4 mol SO2+1 mol O2
C.2 mol SO2+1 mol O2+2 mol SO3D.3 mol SO2+1 mol SO3
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】電化學原理在防止金屬腐蝕、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)合成等方面應用廣泛。
(1)圖1中,為了減緩海水對鋼閘門A的腐蝕,材料B可以選擇__________(填字母)。
a.碳棒b.鋅板c.銅板
(2)鎂燃料電池在可移動電子設備電源和備用電源等方面應用前景廣闊。圖2為“鎂—次氯酸鹽”燃料電池原理示意圖,電極為鎂合金和鉑合金。
①E為該燃料電池的________(填“正”或“負”)極。F電極上的電極反應式為____________________________________________________________。
②鎂燃料電池負極容易發(fā)生自腐蝕產(chǎn)生氫氣,使負極利用率降低,用化學用語解釋其原因_________________________________________________________________________。
(3)乙醛酸(HOOC-CHO)是有機合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對電解法”生產(chǎn)乙醛酸,原理如圖3所示,該裝置中陰、陽兩極為惰性電極,兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸,其中乙二醛與M電極的產(chǎn)物反應生成乙醛酸。
①N電極上的電極反應式為_______________________________________________________。
②若有2mol H+通過質(zhì)子交換膜,并完全參與了反應,則該裝置中生成的乙醛酸為________mol。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】雙氧水(過氧化氫的水溶液)在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中應用廣泛。
(1)雙氧水常用于傷口消毒,這一過程利用了過氧化氫的_________(填過氧化氫的化學性質(zhì))。
(2)火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)過氧化氫。已知0.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)過氧化氫反應,生成氮氣和水蒸氣,并放出256.652kJ的熱量。該反應的熱化學方程式為__________。
(3)雙氧水能將堿性廢水中的CN-轉(zhuǎn)化成碳酸鹽和一種對環(huán)境無污染的氣體,CN-的電子式為________,寫出該反應的離子方程式________。
(4)下圖是工業(yè)上制備過氧化氫最常見的方法,寫出實際發(fā)生反應的總方程式_______。
(5)下圖是一種用電解原理來制備H2O2,并用產(chǎn)生的H2O2處理廢氨水的裝置。
①Ir-Ru惰性電極吸附O2生成H2O2,其電極反應式是_______。
②處理廢氨水中溶質(zhì)(以NH3計)的質(zhì)量是34g,理論上電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為__________mol。
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【題目】完成問題
通過如圖所示電解裝置可將轉(zhuǎn)化為硫酸,電極材料皆為石墨。則A為電解池的_________填“陰極”或“陽極”。C為________填物質(zhì)名稱。若將陰離子交換膜換成陽離子交換膜,寫出陽極區(qū)域發(fā)生的電極反應:_______。
用如圖所示裝置處理含廢水時,控制溶液pH為并加入NaCl,一定條件下電解,陽極產(chǎn)生的將氧化為無害物質(zhì)而除去。鐵電極為_________填“陰極”或“陽極”,陽極產(chǎn)生的電極反應為_______,陽極產(chǎn)生的將氧化為無害物質(zhì)而除去的離子方程式為______。
以連二亞硫酸根離子為媒介,使用間接電化學法也可處理燃煤煙氣中的NO,裝置如圖所示:
陰極區(qū)的電極反應式為__________。
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【題目】分枝酸可用于生化研究。其結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列關(guān)于分枝酸的敘述正確的是( )
A.可與乙醇、乙酸反應,且反應類型相同
B.分子中含有2種官能團
C.1mol分枝酸最多可與3molNaOH發(fā)生中和反應
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的相對位置如圖所示,W、X、Y、Z原子的最外層電子數(shù)之和為21,下列說法中不正確的是
A. 原子半徑:X>Y>W
B. 簡單陰離子的還原性:Z>W
C. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W>Y
D. 氧化物對應水化物的酸性:Z>Y
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【題目】海水是重要的資源,可以制備一系列物質(zhì)。下列說法不正確的是( )
A.要除去粗鹽中、、等雜質(zhì),步驟中所加試劑及相關(guān)操作順序可以是過量NaOH溶液過量溶液過量溶液過濾鹽酸
B.步驟的反應原理為
C.步驟中需將置于干燥的HCl氣流中加熱脫水制備無水
D.步驟、、所涉及的反應中,溴元素均發(fā)生氧化反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列實驗中,對應的現(xiàn)象以及解釋或結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是
選項 | 實驗 | 現(xiàn)象 | 解釋或結(jié)論 |
A | 向足量的濃硝酸中加入鐵片,一段時間后加入銅粉 | 有氣體生成,溶液呈藍綠色 | 濃硝酸將Fe氧化為,生成,Cu與反應生成、 |
B | 分別向、溶液中加入足量氨水 | 均有白色沉淀產(chǎn)生 | 金屬性: |
C | 表面變黑的銀器浸泡到盛有食鹽水的鋁制容器中,銀器與鋁接觸 | 銀器變得光亮如新 | 構(gòu)成原電池,鋁做負極,硫化銀得電子被還原成單質(zhì)銀 |
D | 向稀溶液中滴入NaOH溶液至不再有沉淀生成,再滴加稀溶液 | 白色沉淀逐漸變?yōu)闇\藍色 |
A.AB.BC.CD.D
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