【题目】由N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。
(1)B2H6是一种高能燃料,它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅制造,由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为_________(填离子符号,填一个)。
(2)氮硼烷化合物(H2N→BH2)和Ti(BH4)3均为广受关注的新型化学氮化物储氢材料。
①H2N→BH2中N原子的杂化类型为_________;
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得。基态Ti3+的未成对电子数有____个,BH4-的立体构型是_________;写出该制备反应的化学方程式_________;
③氮硼烷可由六元环状化合物(HB=NH)3通过如下所对应制得:
3CH4+2(HB=NH)3+6H2O═3CO2+6H3BNH3与上述化学方程式有关的叙述不正确的是_________;.(填标号)
A.氮硼烷中存在配位键
B.第一电离能:N>O>C>B
C.反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
D.CH4、H2O、CO2分子空间构型分别是:正四面体形、V形、直线形
(3)磷化硼(BP)是受到高度关注的耐麿材料;如图1为磷化硼晶胞。
①磷化硼晶体属于________晶体(填晶体类型),________(填是或否)含有配位键。
②晶体中B原子的配位数为_______。
(4)立方氮化硼是一种新型的超硬、耐麿、耐高温的结构材料,其结构和硬度都与金刚石相似,但熔点比金刚石低,原因是________。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”和画“×”分别标明B与N的相对位置。
【答案】(1)CO32-或NO3- (2)①sp3 ②1个 正四面体 TiCl3+3LiBH4═Ti(BH4)3+3LiCl ③C
(3)①原子 是 ②4
(4)B—N键键长大于C—C键键长,键能小,所以熔点低
【解析】
试题分析:(1)根据等电子体原理,原子数相同,价电子数也相同的粒子互为等电子体,所以由第2周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为CO32-或NO3-;
(2)①H3N→BH3中N原子的价层电子对数为=4,所以N原子的轨道杂化类型为sp3;
②基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,其未成对电子数是1,BH4-中B原子的价层电子对数为=4,所以杂化方式为sp3杂化,则BH4-的立体构型为正四面体,Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得,反应的化学方程式为TiCl3+3LiBH4═Ti(BH4)3+3LiCl;
③A.B一般是形成3个键,(H3BNH3)由六元环状化合物(HB=NH)3通过3CH4+2(HB=NH)3+6H2O→3CO2+6H3BNH3制得,其中1个键是配位键,故A正确;B.同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,这几种元素都是第二周期元素,它们的族序数分别是:第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族,所以它们的第一电离能大小顺序是I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B),故B正确;
C.由CH4变为CO2,碳原子杂化类型由sp3转化为sp,反应前后碳原子的轨道杂化类型已经改变,故C错误;D.CH4分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+×(4-4×1)=4,且不含孤电子对,所以其空间构型是正四面体,H2O中价层电子对个数=2+
×(6-2×1)=4,且含有2个孤电子对,所以H2O的VSEPR模型为四面体,分子空间构型为V型,、CO2分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+
×(4-2×2)=2,所以二氧化碳是直线型结构,故D正确,故答案为C;
(3)①在磷化硼晶体中,磷和硼原子之间通过共价键相互作用,结合性质可知其晶体类型为原子晶体,硼最外层有3个电子,但根据晶胞结构可知,每个硼和磷周围都有4个共价键,所以磷原子含有孤电子对,硼原子含有空轨道,它们之间存在配位键;
②根据晶的结构图可知,每个磷原子周围有4个硼原子,所以配位数为4;
(4)立方氮化硼结构和硬度都与金刚石相似,均为原子晶体,B-N键键长大于C-C键,键能小于C-C键,导致立方氮化硼熔点比金刚石低;晶体中B、N原子配位数均为4,涂“●”和画“×”分别标明B与N的相对位置为:。
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【题目】实验室用少量的溴水和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如下图所示:
有关数据列表如下:
乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 醚 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
密度/g · cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
熔点/℃ | -l30 | 9 | -1l6 |
回答下列问题:
(1)烧瓶A中发生的主要的反应方程式_____________________。
(2)装置B的作用是_____________________。
(3)在装置C中应加入___________(填字母)
a.水 b.浓硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(4)若产物中有少量未反应的Br2,最好用________(填字母)洗涤除去。
a.水 b.氢氧化钠溶液 c.碘化钠溶液 d.乙醇 e.Na2SO3溶液
(5)若产物中有少量副产物乙醚.可用_______________的方法除去。
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是_______________。
(7)判断该制备反应已经结束的最简单方法是_____________________。
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【题目】某烃A 0.2 mol 在氧气中完全燃烧后,生成CO2和H2O各1.2 mol。试回答:
(1)烃A的分子式为_____________。
(2)若取一定量的烃A完全燃烧后,生成CO2和H2O各3 mol,则有________g烃A参加了反应,燃烧时消耗标准状况下的氧气___________L。
(3)若烃A不能使溴水褪色,但在一定条件下能与氯气发生取代反应,其一氯取代物只有一种,则烃A的结构简式为__________________。
(4)若烃A能使溴水褪色,在催化剂作用下,与H2加成,其加成产物经测定分子中含有4个甲基,烃A可能有的结构简式为__________________________________________。
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【题目】下表为元素周期表的一部分用元素符号或化学式回答下列问题。
主族 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | ⑥ | ① | ⑦ | ④ | ||||
3 | ③ | ⑤ | ⑧ | ⑩ | ||||
4 | ② | ⑨ |
(1)写出⑥与⑧元素组成的分子的电子式:_______。
(2)①的气态氢化物与其最高价氧化物水化物反应的方程式为 , 第三周期中除⑩元素以外离子半径最小的是 (填离子符号)。
(3)②③⑤几种元素最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是 (填化学式),元素⑦的氢化物的结构式为 ; 该氢化物和元素④单质反应的化学方程式为 。
(4)元素⑧的单质与②⑨形成的化合物的溶液反应的离子方程式为 。在反应后的溶液中加入有机溶剂苯,震荡后静置的实验现象为 。
(5)与②同主族,第三周期的元素单质在⑦的单质中燃烧生成的化合物的电子式 ;④⑧⑨元素的离子的还原性由强到弱顺序为 (用离子符号)。
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【题目】Ni和Fe在工业生产和新型材料领域有广泛的应用,黄铁矿被称“愚人金”,化学成分是FeS2,晶体属正方体晶系的硫化物矿物。室温为非活性物质。温度升高后变得活泼。在空气中氧化成三氧化二铁和二氧化硫,主要用于接触法制硫酸;回答下列问题:
(1)将FeS2与稀盐酸所对应得到H2S2,H2S2分子中,共价键的类型是___________________;FeS2氧化得到SO2,在SO2分子中的S原子的杂化轨道类型是______________________;
(2)FeS2的晶体中的Fe2+离子的排列方式如下图所示:
①每个Fe2+周围最近的等距离的S22-离子有________个;
②已知FeS2的晶胞参数是a0=54nm,它的密度为_____________gcm-3;(列式并计算,阿伏加德罗常数为6.02×1023)。
(3)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为acm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为___________(用含有a的代数式表示)。在一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如右图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为________g(氧离子的半径为1.40×10-10m,=1.732)。
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【题目】Cu及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答以下问题:
(1)向CuSO4浓溶液中滴加氨水至深蓝色的透明溶液.再向其中加入适量乙醇,发生的离子反应方程式__________________________;
(2)硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2COONa)即可得到配合物A,其结构如图:
①SO42-中S原子的轨道杂化类型是________________;
②A中碳原子的轨道杂化类型为________________;
③1mol氨基乙酸钠含有δ键的数目为_________。
(3)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族。一种铜合金晶体具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,该合金中每一层均为_________(填“密置层”、“非密置层”);该晶体中,原子之间的作用力是_________。
(4)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中.若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的晶胞结构结构相似,该晶体储氢后的化学式应为_________,若Cu原子与Au原子的距离为acm,则该晶体储氢后的密度为_________。(含a的表达式)
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【题目】(1)在NaCl溶液中滴加AgNO3溶液, 反应的离子方程式为:__________________
(2)在CH3CH2CH2Cl中滴加AgNO3溶液,现象为_______________________________
(3)某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构,对其进行探究。
步骤一:这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂),氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。2.12 g有机物X的蒸气氧化产生7.04 g二氧化碳和1.80 g水。
步骤二:通过仪器分析得知X的相对分子质量为106。
步骤三:用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2∶3。如图Ⅰ。
步骤四:利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ。
试填空:
(1)X的分子式为________;X的习惯命名为 。
(2)步骤二中的仪器分析方法称为________。
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【题目】中国环境监测总站数据显示,颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
Ⅰ.改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气。
(1)已知:H2(g)+1/2O2(g)═H2O(g) △H1= —241.8 kJmol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g) △H2= —221 kJmol-1
由此可知焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为
(2)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
(已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)
(3)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH,得到两组数据
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡 所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
该反应的H 0(填“<”或“>”);若在9000C时,另做一组实验,在2L的恒容密闭容器中加入l0mol CO,5mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时正 逆(填“<”,“>”,“=”)。
(4)一定条件下,某密闭容器中已建立A(g)+B(g)
C(g)+D(g) △H>0的化学平衡,时间速率图像如右图,下列选项中对于t1时刻采取的可能操作及其平衡移动情况判断正确的是
A.减小压强,同时升高温度,平衡正向移动
B.增加B(g)浓度,同时降低C(g)浓度,平衡不移动
C.增加A(g)浓度,同时降低温度,平衡不移动
D.保持容器温度压强不变通入稀有气体,平衡不移动
Ⅱ.压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1<0
②CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H2<0
(5)收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V (NO)︰V (NO2)= 。
(6)在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示。写出Y和Z的化学式:
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【题目】有机物K是治疗高血压药物的重要中间体,它的合成路线如下(部分转化条件略去)
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.(R、R1、R2表示氢原子或烃基)
(1)A的结构简式是__________,
(2)G与E生成H的化学方程式是__________.
(3)C→D的化学方程式是__________.
(4)I的结构简式是__________。
(5)有关J的说法中,正确的是__________(选填字母).
a.能与NaHCO3反应b.能与NaOH反应c.能与新制Cu(OH)2反应
(6)K存在以下转化关系:KM(C16H15NO5Na2),M的结构简式是__________。
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