练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    由CO与H2催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一．
    （1）上述反应的催化剂常用第四周期两种金属元素的化合物，其中一种元素的原子L层电子数与最外层电子数之比为4：1，d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，它的元素符号为______，其+2价离子的核外电子排布式是______．
    （2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式______．
    （3）甲醇催化氧化可得到甲醛．
    ①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是______；
    ②甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为______．甲醛分子的空间构型是______； 1mol甲醛分子中σ键的数目为______．
    （4）上述反应的催化剂另一种是铜元素的化合物．已知铜的重要化合物胆矾CuSO4?5H2O可写成[Cu（H2O）4]SO4?H2O，其结构示意图如：下列说法正确的是______（填字母）．
    A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化
    B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
    C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
    D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去．
    【答案】分析：（1）L层电子数与最外层电子数之比为4：1，d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，该元素位于第四周期可知该元素为Zn，根据锌的原子序数和构造原理来书写基态Zn原子的核外电子排布式；
    （2）根据等电子原理来书写CO的结构式；
    （3）①利用氢键来解释物质的沸点；
    ②利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型；利用杂化类型来分析空间结构，并利用判断σ键的规律来分析σ键数目；
    （4）根据结构示意图中氧原子是否都是饱和氧原子，存在O→Cu配位键，H-O、S-O共价键和Cu、O离子键，胆矾属于离子晶体以及胆矾晶体中水两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子等角度分析．
    解答：解：（1）L层电子数与最外层电子数之比为4：1，L层不是最外层电子数为8，那么最外层电子数为2．d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，说明d轨道中的电子数为10．该元素位于第四周期可知该元素为Zn，故答案为：Zn；1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10．
    （2）依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为N≡N，互为等电子体分子的结构相似，则CO的结构式为C≡O，故答案为：C≡O；
    （3）①甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；故答案为：甲醇分子之间形成氢键；
    ②甲醛分子中含有碳氧双键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；因甲醛中碳原子采取sp2杂化，则分子的空间构型为平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键，1mol碳氧σ键，故含有σ键的数目为3NA；
    故答案为：sp2杂化；平面三角形；3NA；
    （4）A．氧原子并不都是sp3杂化，该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同．从现代物质结构理论出发，硫酸根离子中S和非羟基O之间除了形成1个σ键之外，还形成了反馈π键．形成π键的电子不能处于杂化轨道上，O必须保留未经杂化的p轨道，就不可能是sp3杂化，故A错误；
    B．在上述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H-O、S-O共价键和Cu、O离子键，故B正确；
    C．胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；
    D．由于胆矾晶体中水两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合上有着不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确．
    故选BD．
    点评：本题主要考查核外电子排布式、等电子体原理、分子间作用力、杂化轨道、共价键类型、分子的平面构型，注重了对物质结构中常考考点的综合，学生易错点在电子排布中3d与4s的书写上及杂化类型的判断上．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．
    （1）有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是
    C
    C
    ：
    A．电解水制氢：2H2O
     电解 
    .
     
     2H2↑+O2↑
    B．高温使水分解制氢：2H2O
     高温 
    .
     
    2H2↑+O2↑
    C．太阳光催化分解水制氢：2H2O
       TiO2   
    .
    太阳光
     2H2↑+O2↑
    D．天然气制氢：CH4+H2O
     高温 
    .
     
     CO+3H2
    （2）CO2可转化成有机物实现碳循环．将2molCO2和6molH2充入容积为3L的密闭容器中，在一定温度和压强条件下发生了下列反应：CO2（g）+3H2 （g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1．反应在2分钟时达到了平衡．
    ①用H2与CO2浓度的变化表示该反应的速率，以它们的速率表示反应达到平衡的关系式是
    3υ（CO2）正=υ（H2）逆
    3υ（CO2）正=υ（H2）逆
    ．
    ②达到平衡时，改变温度（T）和压强（P），反应混合物中CH3OH的“物质的量分数”变化情况如图1所示，关于温度（T）和压强（P）的关系判断正确的是
    CD
    CD
    （填序号）．

    A．P3＞P2    T3＞T2
    B．P2＞P4      T4＞T2
    C．P1＞P3     T1＞T3
    D．P1＞P4    T2＞T3
    （3）工业上，CH3OH也可由CO和H2合成．参考合成反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平
    衡常数：
    温度/℃ 0 100 200 300 400
    平衡常数 667 13 1.9×10-2 2.4×10-4 1×10-5
    下列说法正确的是
    AC
    AC
    ．
    A．该反应正反应是放热反应
    B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应△S＜0
    C．在T℃时，1L密闭容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100
    D．工业上采用稍高的压强（5Mpa）和250℃，是因为此条件下，原料气转化率最高
    （4）二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一，科学家利用NaOH溶液喷淋“捕捉”空气中的CO2（如图2）．
    以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO（NH2）2]．已知：
    2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-159.47kJ?mol-1
    NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.49kJ?mol-1
    H2O（l）=H2O（g）△H=+88.0kJ?mol-1
    试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式
    2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-130.98kJ?mol-1
    2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-130.98kJ?mol-1
    ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2010?陕西模拟）由CO与H2催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一．
    （1）上述反应的催化剂常用第四周期两种金属元素的化合物，其中一种元素的原子L层电子数与最外层电子数之比为4：1，d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，它的元素符号为
    Zn
    Zn
    ，其+2价离子的核外电子排布式是
    1s22s22p63s23p63d10
    1s22s22p63s23p63d10
    ．
    （2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式
    C≡O
    C≡O
    ．
    （3）甲醇催化氧化可得到甲醛．
    ①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是
    甲醇分子之间形成氢键
    甲醇分子之间形成氢键
    ；
    ②甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为
    sp2杂化
    sp2杂化
    ．甲醛分子的空间构型是
    平面三角形
    平面三角形
    ； 1mol甲醛分子中σ键的数目为
    3NA
    3NA
    ．
    （4）上述反应的催化剂另一种是铜元素的化合物．已知铜的重要化合物胆矾CuSO4?5H2O可写成[Cu（H2O）4]SO4?H2O，其结构示意图如：下列说法正确的是
    BD
    BD
    （填字母）．
    A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化
    B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
    C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
    D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （1）恒温，容积为1L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示．（已知：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-196.6KJ?mol- 1），请回答下列问题：精英家教网
    ①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：
     
    ．
    ②△H2=
     
    KJ?mol-1
    ③在相同条件下，充入1molSO3和0.5mol的O2则达到平衡时SO3的转化率为
     
    ；此时该反应
     
    （填“放出”或“吸收”）
     
    kJ的能量．
    （2）中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%．
    ①有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是
     
    （填序号）
    A．电解水制氢：2H2O 
     电解 
    .
     
    2H2↑+O2↑
    B．高温使水分解制氢：2H2O
     高温 
    .
     
    2H2↑+O2↑
    C．太阳光催化分解水制氢：2H2O 
       TiO2   
    .
    太阳光
    2H2↑+O2↑
    D．天然气制氢：CH4+H2O 
     高温 
    .
     
    CO+3H2
    ②CO2可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1，测得CO2和CH3OH（g）浓度随时间变化如上图2所示．从3min到9min，v（H2）=
     
    mol?L-1?min-1．
    ③能说明上述反应达到平衡状态的是
     
    （填编号）．
    A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1（即图中交叉点）
    B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
    C．单位时间内消耗3mol H2，同时生成1mol H2O
    D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
    （3）工业上，CH3OH也可由CO和H2合成．参考合成反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的平衡常数：下列说法正确的是
     
    ．
    温度/℃ 0 100 200 300 400
    平衡常数 667 13 1.9×10-2 2.4×10-4 1×10-5
    A．该反应正反应是放热反应
    B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应△S＜0
    C．在T℃时，1L密闭容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100
    D．工业上采用稍高的压强（5Mpa）和250℃，是因为此条件下，原料气转化率最高．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：陕西模拟 题型：问答题

    由CO与H2催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一．
    （1）上述反应的催化剂常用第四周期两种金属元素的化合物，其中一种元素的原子L层电子数与最外层电子数之比为4：1，d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，它的元素符号为______，其+2价离子的核外电子排布式是______．
    （2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式______．
    （3）甲醇催化氧化可得到甲醛．
    ①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是______；
    ②甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为______．甲醛分子的空间构型是______； 1mol甲醛分子中σ键的数目为______．
    （4）上述反应的催化剂另一种是铜元素的化合物．已知铜的重要化合物胆矾CuSO4?5H2O可写成[Cu（H2O）4]SO4?H2O，其结构示意图如：下列说法正确的是______（填字母）．
    A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化
    B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
    C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
    D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去．
    精英家教网

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案