【題目】【化學(xué)-選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】(15分)
鐵、銅及其化合物在日常生產(chǎn)、生活有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題:
(1)鐵在元素周期表中的位置是_________。
(2)配合物Fe(CO)x常溫下呈液態(tài),熔點(diǎn)為-20.5℃,沸點(diǎn)為103℃,易溶于非極性溶劑,據(jù)此可判斷Fe(CO)x晶體屬于_______(填晶體類型)。Fe(CO)x的中心原子價(jià)電子數(shù)與配體提供電子數(shù)之和為18,則x=_______;Fe(CO)x在一定條件下發(fā)生反應(yīng):Fe(CO)x(s)Fe(s)+xCO(g)。已知反應(yīng)過程中只斷裂配位鍵,由此判斷該反應(yīng)所形成的化學(xué)鍵類型為_________。
(3)寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式_______;兩者相比較沸點(diǎn)較高的為_____(填化學(xué)式)。CN-中碳原子雜化軌道類型為_______,C、N、O三元素的第一電離能最大的為____(用元素符號(hào)表示)。
(4)銅晶體中銅原子的堆積方式如圖1所示。
①基態(tài)銅原子的核外電子排布式為___________。
②每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目________。
(5)M原子的價(jià)電子排布式為3s23p5,銅與M形成化合物的晶胞如圖2所示(黑點(diǎn)代表銅原子)。
①該晶體的化學(xué)式為________。
②已知銅和M的電負(fù)性分別為1.9和3.0,則銅與M形成的化合物屬于______(填“離子”、“共價(jià)”)化合物。
③已知該晶體的密度為ρg·cm-3,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為___________pm(只寫計(jì)算式)。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族(2分);(2)分子晶體;5;金屬鍵;(各1分)
(3)N≡N;CO;sp雜化;N(各1分)(4)①[Ar]3d104s1;②12(各1分);
(5)①CuCl(1分);②共價(jià)(1分);③(2分)
【解析】
試題分析:(1)鐵是26號(hào)元素,位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族;
(2)分子晶體的熔沸點(diǎn)較低,根據(jù)題給信息知,該物質(zhì)的熔沸點(diǎn)較低,所以為分子晶體,配合物Fe(CO)x的中心原子是鐵原子,其價(jià)電子數(shù)是8,每個(gè)配體提供的電子數(shù)是2,8+2x=18,x=5,Fe(CO)5在一定條件下發(fā)生分解反應(yīng):Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO,反應(yīng)生成Fe和CO,所以形成的化學(xué)鍵為金屬鍵。
(3)原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體,則CO的一種常見等電子體分子為氮?dú),結(jié)構(gòu)式為N≡N;CO分子中含有極性鍵,沸點(diǎn)高于氮?dú)猓?/span>CN-中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=1+1/2(4+1-1×3)=2,所以采取sp雜化;一般來說非金屬性越強(qiáng),第一電離能大,但是因?yàn)?/span>p軌道半充滿體系具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性.N的p軌道本來就是半充滿的.O的p軌道失去一個(gè)電子才是半充滿的,所以C、N、O三元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>N>O>C;
(4)①銅為29號(hào)元素,基態(tài)銅原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1;
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,銅為面心立方堆積,所以每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子位于經(jīng)過該原子的立方體的面的面心上,共有12個(gè)。
(5)根據(jù)價(jià)電子排布式判斷出M原子為Cl原子,①由晶胞結(jié)構(gòu)可知,Cu原子處于晶胞內(nèi)部,晶胞中含有4個(gè)Cu原子,Cl原子屬于頂點(diǎn)與面心上,晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×1/8+6×1/2=4,所以化學(xué)式為CuCl;
②電負(fù)性差值大于1.7原子間易形成離子鍵,小于1.7原子間形成共價(jià)鍵,銅與Cl的電負(fù)性分別為1.9和3.0,差值為1.1小于1.7,形成共價(jià)鍵;
③一個(gè)晶胞的摩爾質(zhì)量為4×99.5g/mol,根據(jù)m=p×V,則晶胞的摩爾體積為(4×99.5)÷p cm3,晶胞的邊長為cm,根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,銅原子和Cl原子之間的最短距離為立方體體對(duì)角線的1/4,而體對(duì)角線為晶胞邊長的倍,所以銅原子和Cl原子之間的最短距離為×cm=××1010pm。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組晶體中,化學(xué)鍵類型相同,熔化時(shí)所克服的作用力也完全相同的是( )
A.CO2和SiO2
B.Na和I2
C.蔗糖和干冰
D.金剛石和石墨
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】【化學(xué)選修:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】(15分)
有機(jī)物G是一種冠醚,在萃取稀有金屬、有機(jī)催化等方面有重要用途。有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(一些非主要產(chǎn)物已略去):
已知①A的產(chǎn)量可以用來衡量一個(gè)國家的石油化工發(fā)展水平;②參加反應(yīng)的E與F的物質(zhì)的量之比為1:1;③
請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出A的結(jié)構(gòu)簡式:______________;G的分子式為_____________。
(2)有機(jī)物D的核磁共振氫譜中,有________種氫原子。反應(yīng)⑥的反應(yīng)類型為___________。
(3)化合物B可由乙烷經(jīng)三步反應(yīng)合成:
反應(yīng)1的試劑與條件為___________;反應(yīng)2的化學(xué)方程式為____________________;反應(yīng)3的反應(yīng)類型為_____________。
(4)下列物質(zhì)能與F發(fā)生反應(yīng)的是_________(填字母)。
A.Na2CO3溶液 B.NaHCO3溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4
(5)E有多種同分異構(gòu)體,其中能與Cu在加熱條件下發(fā)生反應(yīng),且產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有________種(不考慮立體異構(gòu))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是
A.稀鹽酸與稀氨水反應(yīng):H++OH-=H2O
B.碳酸鈣與醋酸反應(yīng):CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
C.碘化鉀溶液在酸性條件下被氧氣氧化:4I-+O2+4H+=2I2+H2O
D.二氧化氮與水反應(yīng):2NO2+2H2O=2H-+2NO3-+H2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】天然氣和可燃冰(mCH4·nH2O)既是高效潔凈的能源,也是重要的化工原料。
(1)甲烷分子的空間構(gòu)型為 ,可燃冰(mCH4·nH2O)屬于 晶體。
(2)已知25 ℃、101 kPa 時(shí),1 g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水放出55.64 kJ熱量,則該條件下反應(yīng)
CH4(g)+2O2 (g)=CO2 (g)+2H2O (l)的ΔH= kJ/mol
(3)甲烷高溫分解生成氫氣和碳。在密閉容器中進(jìn)行此反應(yīng)時(shí)要通入適量空氣使部分甲烷燃燒,其目的是 。
(4)用甲烷空氣堿性(KOH溶液)燃料電池作電源,電解CuCl2溶液。裝置如圖所示:
①a電極名稱為 。
②c電極的電極反應(yīng)式為 。
③假設(shè)CuCl2溶液足量,當(dāng)某電極上析出3.2 g 金屬Cu時(shí),理論上燃料電池消耗的空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是 L(空氣中O2體積分?jǐn)?shù)約為20%)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。
(1)氫氣燃燒熱值高。實(shí)驗(yàn)測(cè)得,在常溫常壓下,1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒的熱化學(xué)方程式為__________________________________。
(2)氫氧燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高,具有廣闊的發(fā)展前景,F(xiàn)氫氧燃料電池進(jìn)行下圖所示實(shí)驗(yàn):①氫氧燃料電池中,正極的電極反應(yīng)式為_____ _。
②如圖裝置中,某一銅電極的質(zhì)量減輕3.2 g,則a極上消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____________L
(3)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol①當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),
反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。
圖中t1時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是__________其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是_____
②溫度為T ℃時(shí),將2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應(yīng)
后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%。則反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物A可由葡萄糖發(fā)酵得到,也可從酸牛奶中提取。純凈的A為無色粘稠液體,易溶于水。為研究A的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
實(shí) 驗(yàn) 步 驟 | 解 釋 或 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論 |
(1)稱取A 9.0g,升溫使其汽化,測(cè)其密度是相同條件下H2的45倍。 | 試通過計(jì)算填空: |
(2)將此9.0gA在足量純O2充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰,發(fā)現(xiàn)兩者分別增重5.4g和13.2g。 |
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(3)另取A 9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反應(yīng),生成2.24LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若與足量金屬鈉反應(yīng)則生成2.24LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 | (3)用結(jié)構(gòu)簡式表示A中含有的官能團(tuán): |
(4)A的核磁共振氫譜如下圖: |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述中能肯定判斷某化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的是( )
A. 混合物中各組分的濃度改變 B. 混合體系中氣體密度發(fā)生變化
C. 正、逆反應(yīng)速率改變 D. 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率改變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。
(1)NH3的電子式為
(2)實(shí)驗(yàn)室中制取氨氣的化學(xué)方程式為 ,生成的氣體可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒來檢驗(yàn),將產(chǎn)物溶于水,溶液呈酸性,用離子方程式表示原因 ;
溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>
(3)欲快速制取氨氣,可將濃氨水滴入固體氫氧化鈉中,其裝置如圖,請(qǐng)結(jié)合化學(xué)用語從化學(xué)平衡的角度解釋:
(4)將SO2氣體通入氯化鋇溶液,未見有沉淀生成,繼續(xù)通入NH3,則出現(xiàn)白色沉淀,請(qǐng)寫出反應(yīng)的離子方程式 ;若將SO2氣體通入酸化的硝酸鋇溶液,也產(chǎn)生白色沉淀,用離子方程式加以說明 。
(5)氨和肼(N2H4)是氮的兩種常見化合物,在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)中有重要的應(yīng)用。
肼——空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時(shí),負(fù)極的反應(yīng)式 。
(6)氮氧化物的排放會(huì)對(duì)空氣造成污染,利用氧化法除去煙氣中的氮氧化物。首先向氮氧化物中補(bǔ)充氧氣,然后將混合氣體通入石灰乳中,使之轉(zhuǎn)化為硝酸鈣。已知某氮氧化物由NO和NO2組成,且n(NO):n(NO2)=1:3.寫出氧化吸收法除去氮氧化物的化學(xué)方程式___________________。
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