【題目】[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
(1)納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會生活和高科技領(lǐng)域。單位質(zhì)量的A和B單質(zhì)燃燒時均放出大量熱,可用作燃料。已知A和B為短周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:
電離能(KJ/mol) | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 932 | 1821 | 15399 | 21771 |
B | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
①某同學(xué)根據(jù)上述信息,推斷B的核外電子排布如下圖所示,該同學(xué)所畫的電子排布圖違背 ,B元素位于周期表五個區(qū)域中的 區(qū)。
②ACl2分子中A的雜化類型為 ,ACl2的空間構(gòu)型為 。
(2)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能與一些分子或離子形成配合物。
①以體心立方堆積形成的金屬鐵中,其原子的配位數(shù)為 。
②寫出一種與CN-互為等電子體的單質(zhì)的電子式 。
③六氰合亞鐵離子[Fe(CN)6]4-中不存在 。
A.共價鍵
B.非極性鍵
C.配位鍵
D.σ鍵
E.π鍵
(3)一種Al-Fe合金的立體晶胞如右圖所示。請據(jù)此回答下列問題:
①確定該合金的化學(xué)式 。
②若晶體的密度=ρ g/cm3,則此合金中最近的兩個Fe原子之間的距離(用含ρ的代數(shù)式表示,不必化簡)為 cm。
【答案】(1)①能量最低原理;s ;②sp雜化 ;直線形
(2)①8;②;③B;
(3)①Fe2Al;②;
【解析】
試題(1)①根據(jù)能量最低原理,電子總是優(yōu)先占據(jù)能量低的軌道,而該同學(xué)所畫的電子排布圖中3s軌道未排滿就去排布3p軌道,所以違背了能量最低原理;根據(jù)B的電離能的數(shù)據(jù)可知,B元素是+2價金屬,所以屬于第二主族元素,位于元素周期表的s區(qū),為Mg元素;
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知A也是第二主族元素,因為A、B都是短周期元素,B是Mg,則A只能是Be元素,在BeCl2中,Be的價層電子對數(shù)是,所以Be原子是sp雜化;分子為直線型分子;
(2)①以體心立方堆積形成的金屬鐵中,其原子的配位數(shù)為8;
②CN—中含有2個原子、10個價電子,所以與其互為等電子體的單質(zhì)中含有2個原子、10個價電子,該分子式是N2,電子式為;
③六氰合亞鐵離子[Fe(CN)6]4—中,C與N原子之間是極性共價三鍵,所以存在σ鍵 和π鍵,CN與Fe原子之間是配位鍵,但不存在非極性鍵,所以答案選B;
(3)①根據(jù)均攤法,該晶胞中Fe原子的個數(shù)是8×1/8+6×1/2+12×1/4+1=8,Al原子全部位于體內(nèi),共4個Al原子,所以該晶胞中Fe與Al的原子個數(shù)比是2:1,其化學(xué)式是Fe2Al;
②此合金中最近的兩個Fe原子之間的距離為晶胞棱長的一半,設(shè)晶胞的棱長為xcm,則4×139/NA/a3=ρ ,所以a=,則此合金中最近的兩個Fe原子之間的距離為a/2=。
【考點地位】本題主要是考查晶體判斷、核外電子排布、共價鍵、配位鍵、晶胞結(jié)構(gòu)和計算等
【名師點晴】金屬元素占元素總數(shù)的4/5, Fe、Al、Cu是日常生活、生產(chǎn)中用途廣、用量大的常見金屬。只有認識、了解和掌握金屬元素的原子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì),才能更好的發(fā)揮金屬及合金材料的作用,發(fā)揮它的應(yīng)用范圍。通過晶胞中原子個數(shù)的計算和金屬晶體的密度計算來考查考生的計算能力和應(yīng)用知識解決問題的能力?疾榱藢W(xué)生綜合運用所學(xué)化學(xué)知識解決相關(guān)化學(xué)問題的能力。本題的解題要點為:掌握物質(zhì)的性質(zhì)、元素的原子序數(shù)、原子核外電子排布、原子的雜化、晶體的類型、晶體結(jié)構(gòu)、晶體密度的計算方法。然后對各個問題進行逐一解答。難點也恰恰是晶胞的結(jié)構(gòu)分析、判斷與計算,注意均攤法和數(shù)學(xué)知識的遷移靈活應(yīng)用。
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【題目】已知鉛蓄電池放電時的原電池反應(yīng):PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。關(guān)于鉛蓄電池的下列說法中正確的是( )
A. 放電時的正極反應(yīng)式是Pb+SO42--2e-===PbSO4
B. 放電時電池的負極材料是鉛板
C. 充電時,電池中硫酸的濃度不斷變小
D. 充電時,鉛板發(fā)生氧化反應(yīng)
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【題目】前四周期元素A、B、C、D、E原子序數(shù)依次增大。已知:A、C同主族,A的原子最外層電子數(shù)是次外層的3倍,B的氧化物既能溶于強酸,又能溶于強堿,D的原子半徑是第3周期中最小的,E是形成骨骼和牙齒的主要元素,且E單質(zhì)能和水反應(yīng)。則下列分析錯誤的是
A.A和 B形成的化合物可作為耐火材料
B.A和C的氫化物的沸點:C>A
C.簡單離子半徑:E<D<C
D.E和D形成的化合物的電子式:
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【題目】已知硫酸鈉晶體()的物質(zhì)的量為1.5mol,請計算填空:
(1)所含鈉離子的物質(zhì)的量是________,鈉離子的數(shù)目是________。
(2)所含硫酸根離子的物質(zhì)的量是________,所含氧原子的數(shù)目是________。
(3)硫酸鈉晶體()是_______________________(填“純凈物”或“混合物”)
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【題目】常溫下,BaCO3的溶度積常數(shù)為Ksp,碳酸的電離常數(shù)為Ka1、Ka2,關(guān)于0.1mol/LNaHCO3溶液的下列說法錯誤的是
A.溶液中的c(HCO3-)一定小于0.1 mol/L
B.c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)
C.升高溫度或加入NaOH固體, 均增大
D.將少量該溶液滴入BaCl2溶液中,反應(yīng)的平衡常數(shù)
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【題目】硫酸是一種重要的化工產(chǎn)品,硫酸的消耗量常被視為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的一種標志。目前的重要生產(chǎn)方法是“接觸法”,有關(guān)接觸氧化反應(yīng)2SO2+O2 2SO3的說法不正確的是
A.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),故在一定條件下二氧化硫和氧氣不可能全部轉(zhuǎn)化為三氧化硫
B.達到平衡后,反應(yīng)就停止了,故此時正、逆反應(yīng)速率相等且均為零
C.一定條件下,向某密閉容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,則從反應(yīng)開始到達到平衡的過程中,正反應(yīng)速率不斷減小,逆反應(yīng)速率不斷增大,某一時刻,正、逆反應(yīng)速率相等
D.在利用上述反應(yīng)生產(chǎn)三氧化硫時,要同時考慮反應(yīng)所能達到的限度和化學(xué)反應(yīng)速率兩方面的問題
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【題目】某溫度時,在2 L密閉容器中,三種氣態(tài)物質(zhì)X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析可得:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。
(2)反應(yīng)開始至2 min,用Y表示的平均反應(yīng)速率為_________,X的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)在一定溫度下,下列情況可作為上述反應(yīng)達到反應(yīng)限度的標志的是_______。
A.X、Y、Z的濃度相等 |
B.X、Y、Z的分子數(shù)比為3︰1︰2 |
C.Z的生成速率是Y的生成速率的二倍 |
D.單位時間內(nèi)生成n mol Y,同時生成3n mol X |
(4)在密閉容器里,通入a mol A(g)和b mol B(g),
發(fā)生反應(yīng)A(g)+ B(g)= 2C(g),當(dāng)改變下列條件時,會加快反應(yīng)速率的是________(填序號)。
①降低溫度
②保持容器的體積不變,充入氦氣
③加入催化劑
④保持容器的體積不變,增加A(g)的物質(zhì)的量
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【題目】鈷元素由于其良好的物理化學(xué)性質(zhì),被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。從含鈷廢料(含CoO、Co2O3、單質(zhì)Al、Li等)中制取粗CoCl2·6H2O的流程如下所示。
請回答下列問題:
(1)步驟I中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為______。
(2)已知Co2O3具有強氧化性,若步驟II中浸出劑為鹽酸,造成的后果是_______。
(3)步驟Ⅲ中①的目的是除去Al3+,寫出該步反應(yīng)的離子方程式______。
(4)若在實驗室煅燒CoCO3,所需的硅酸鹽質(zhì)儀器除酒精燈和玻璃棒外,還有______、______(填儀器名稱)。
(5)操作①是在HCl氛圍中進行的,其步驟是______、_____、過濾、洗滌、干燥。洗滌過程中可以用工業(yè)酒精代替水,其優(yōu)點是_____。
(6)某同學(xué)用標準硝酸銀溶液滴定未知濃度的CoCl2溶液,下列可作為指示劑的是____(填選項,忽略亞鈷離子的顏色干擾)
A.KCl B.KSCN C.K2CrO4 D.K2S
已知幾種物質(zhì)在20℃時的顏色及Ksp值如下表
化學(xué)式 | AgCl | AgSCN | Ag2S | Ag2CrO4 |
顏色 | 白色 | 淺黃色 | 黑色 | 紅色 |
Ksp | 2.0×10-10 | 1.0×10-12 | 2.0×10-48 | 2.0×10-12 |
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【題目】亞硝酰硫酸(NOSO4H)純品為棱形結(jié)晶,溶于硫酸,遇水易分解,常用于制染料。SO2和濃硝酸在濃硫酸存在時可制備NOSO4H,反應(yīng)原理為:SO2 + HNO3 = SO3 + HNO2、SO3 + HNO2 = NOSO4H。
(1)亞硝酰硫酸(NOSO4H)的制備。
①儀器I的名稱為______________,打開其旋塞后發(fā)現(xiàn)液體不下滴,可能的原因是_________________。
②按氣流從左到右的順序,上述儀器的連接順序為__________________(填儀器接口字母,部分儀器可重復(fù)使用)。
③A中反應(yīng)的方程式為___________。
④B中“冷水”的溫度一般控制在20℃,溫度不宜過高或過低的原因為________。
(2)亞硝酰硫酸(NOSO4H)純度的測定。
稱取1.500 g產(chǎn)品放入250 mL的碘量瓶中,并加入100.00 mL濃度為0.1000 mol·L-1的KMnO4標準溶液和10 mL 25%的H2SO4,搖勻;用0.5000 mol·L-1的Na2C2O4標準溶液滴定,滴定前讀數(shù)1.02 mL, 到達滴定終點時讀數(shù)為31.02 mL。
已知:i:□KMnO4 + □NOSO4H + □______ = □K2SO4 + □MnSO4 + □HNO3 + □H2SO4
ii:2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 +10CO2↑+ 8H2O
①完成反應(yīng)i的化學(xué)方程式:_____________
□KMnO4 + □NOSO4H + □______ = □K2SO4 + □MnSO4 + □HNO3 + □H2SO4
②滴定終點的現(xiàn)象為____________________。
③產(chǎn)品的純度為__________________。
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