題目列表(包括答案和解析)
發(fā)射航天火箭常用氮的氫化物肼(N2H4)作燃料。試回答下列有關(guān)問題:
(1)寫出N2的電子式
(2)液態(tài)NH3類似H2O,也能微弱電離且產(chǎn)生電子數(shù)相同的兩種離子,則液態(tài)NH3電離方程式為_________________________________。
(3)25℃時,0.1 mol·L-1 NH4NO3溶液中水的電離程度________________ (填“大于”、“等于“或“小于”)0.1 mol·L-l NaOH溶液中水的電離程度。若將0.1mol·L-1NaOH和0.2mol·L-1 NH4NO3兩溶液等體積混合,所得溶液中離子濃度由大到小的順序為________________。
(4)在結(jié)構(gòu)上N2H4和NH3的關(guān)系有如H2O2和H2O的關(guān)系。N2H4能發(fā)生下列反應(yīng):
N2H4+H3O+==N2H5++H2O N2H4+H2ON2H5++OH-
N2H5++H2ON2H62++OH- N2H5++ H2ON2H4+H3O+
據(jù)此可得出的結(jié)論是______________________。
A.肼水解顯酸性 B.肼在水中電離出H+離子
C.肼是二元弱堿 D.肼是二元弱酸
(5)發(fā)射火箭時肼(N2H4)為燃料,雙氧水作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。已知3.2gN2H4(l)在上述反應(yīng)中放出64.22kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
________ 。
因此肼可以作為火箭推進劑。根據(jù)該反應(yīng),你認為是否可以通過改變反應(yīng)條件,由N2和水來制取N2H4,若能,指出可能的反應(yīng)條件;若不能,請指出原因。
。
二茂鐵【(C5H5)2 Fe】是由一個二價鐵離子和2個環(huán)戊烯基負離子構(gòu)成,它的發(fā)現(xiàn)可以說是有機金屬化合物研究中具有里程碑意義的事件,它開辟了金屬有機化合物研究的新領(lǐng)域,促進了金屬有機化學(xué)的發(fā)展。二茂鐵可以用還原鐵粉與環(huán)戊二烯在氮氣氛圍中發(fā)生反應(yīng)而制得:2C5H6+Fe(還原鐵粉)(C5H5)2 Fe+H2。
請回答下列問題:
(1)寫出二價鐵離子的基態(tài)電子排布式: ;
(2)二茂鐵的熔點是173℃(在100℃時開始升華),沸點是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非極性溶劑。據(jù)此可推斷二茂鐵晶體為 晶體,由此可進一步推知,在二茂鐵結(jié)構(gòu)中,C5H5-與Fe2+之間形成的化學(xué)鍵類型是 ;
(3)環(huán)戊二烯的結(jié)構(gòu)式為:(圖中數(shù)字僅代表碳原子編號),在其5個碳原子中采取sp3雜化的是 (填寫編號),是環(huán)茂二烯的一種同分異構(gòu)體,在其分子結(jié)構(gòu)中處于同一平面上的原子個數(shù)最多有 個;
(4)原子數(shù)目和電子總數(shù)(或價電子總數(shù))相同的微粒互為等電子體,等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)特征。與N2分子互為等電子體的二價陰離子是 (填化學(xué)式),其電子式是 。
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10—1mol) | 4.3 | 5.9 | 6.0 |
實驗① | 等體積1 mol/L氨水和0.1 mol/L MgCl2溶液混合 | 生成白色沉淀 |
實驗② | 等體積0.1 mol/L氨水和1 mol/L MgCl2溶液混合 | 無現(xiàn)象 |
實驗編號 | I—的初始濃度 (mol·L—1) | ClO—的初始濃度 (mol·L—1) | OH—的初始濃度 (mol·L—1) | 初始速率v (mol·L—1· s—1) |
1 | 2 × 10—3 | 1.5 × 10—3 | 1.00 | 1.8 × 10—4 |
2 | a | 1.5 × 10—3 | 1.00 | 3.6 × 10—4 |
3 | 2 × 10—3 | 3 × 10—3 | 2.00 | 1.8 × 10—4 |
4 | 4 × 10—3 | 3 × 10—3 | 1.00 | 7.2 × 10—4 |
(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯鹽類”融雪劑,如NaCl、MgCl2等,請回答:
(1)“氯鹽類”融雪劑主要成分的晶體類型為 ;
(2)冰比硫化氫熔點高的原因是 ,冰分子中氧原子的雜化軌道類型為 ;
(3)已知X、Y和Z為第三周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:
電離能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
X | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
Y | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
Z | 496 | 4562 | 6912 | 9543 |
元素Y第一電離能大于X的原因是 ;
(4)融雪劑對環(huán)境危害很大,如和路基上的鐵等金屬形成原電池,加快路面破損。鐵元素應(yīng)用廣泛,F(xiàn)e2+與KCN溶液反應(yīng)得Fe(CN)2沉淀,KCN過量時沉淀溶解,生成黃血鹽,結(jié)構(gòu)如圖。
①寫出鐵元素基態(tài)原子價電子的軌道表示式 ;
②已知CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,1 mol CN-中鍵數(shù)目為 ;
【解析】(1)NaCl、MgCl2等均是由離子鍵形成的離子化合物,因此形成的晶體是離子晶體。
(2)水和硫化氫雖然都是分子晶體,但水分子中存在氫鍵,所以其熔點高于硫化氫的。水分子中的中心原子有4對電子對,其中2對是孤電子對,所以雜化軌道類型是sp3。
(3)氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫第一電離能。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷X、Y、Z分別是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg為3s2構(gòu)型,此時3p0全空,特別穩(wěn)定。
(4)①元素原子的最外層電子是價電子,對于副族和第Ⅷ元素其次外層或倒數(shù)第三層電子也可以成為價電子。鐵屬于第Ⅷ元素,其價電子軌道表達式是
②氮氣中氮原子和氮原子形成的化學(xué)鍵是氮氮三鍵,而三鍵是由2個鍵和1個鍵組成的。CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,所以1 mol CN- 中鍵數(shù)目為2NA。
(11分)常用于除去高速公路冰雪的是“氯鹽類”融雪劑,如NaCl、MgCl2等,請回答:
(1)“氯鹽類”融雪劑主要成分的晶體類型為 ;
(2)冰比硫化氫熔點高的原因是 ,冰分子中氧原子的雜化軌道類型為 ;
(3)已知X、Y和Z為第三周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:
電離能/kJ·mol-1 |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
X |
578 |
1817 |
2745 |
11578 |
Y |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
Z |
496 |
4562 |
6912 |
9543 |
元素Y第一電離能大于X的原因是 ;
(4)融雪劑對環(huán)境危害很大,如和路基上的鐵等金屬形成原電池,加快路面破損。鐵元素應(yīng)用廣泛,F(xiàn)e2+與KCN溶液反應(yīng)得Fe(CN)2沉淀,KCN過量時沉淀溶解,生成黃血鹽,結(jié)構(gòu)如圖。
①寫出鐵元素基態(tài)原子價電子的軌道表示式 ;
②已知CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,1 mol CN- 中鍵數(shù)目為 ;
【解析】(1)NaCl、MgCl2等均是由離子鍵形成的離子化合物,因此形成的晶體是離子晶體。
(2)水和硫化氫雖然都是分子晶體,但水分子中存在氫鍵,所以其熔點高于硫化氫的。水分子中的中心原子有4對電子對,其中2對是孤電子對,所以雜化軌道類型是sp3。
(3)氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫第一電離能。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可判斷X、Y、Z分別是Al、Mg、Na。由于Al是3p1,而Mg為3s2構(gòu)型,此時3p0全空,特別穩(wěn)定。
(4)①元素原子的最外層電子是價電子,對于副族和第Ⅷ元素其次外層或倒數(shù)第三層電子也可以成為價電子。鐵屬于第Ⅷ元素,其價電子軌道表達式是
②氮氣中氮原子和氮原子形成的化學(xué)鍵是氮氮三鍵,而三鍵是由2個鍵和1個鍵組成的。CN- 與 N2 結(jié)構(gòu)相似,所以1 mol CN- 中鍵數(shù)目為2NA。
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