【题目】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。请填写下列空白。
(1)e元素基态原子的核外电子排布式为____________。
(2)b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(填元素符号),其原因是_________。
(3)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为 ;分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式,写出两种)。
(4)已知c、e能形成晶胞如图甲和图乙所示的两种化合物,化合物的化学式为分别为:甲________,乙 ;甲高温易转化为乙的原因是__________________。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图丙所示)。该化合物中,阴离子为 ,该化合物加热时首先失去的组分是 ,判断理由是 。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1 ;
(2)C<O<N ,同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现逐渐增大的趋势,但氮元素的最外层电子达到半充满的稳定构型,其第一电离能大于氧元素;
(3)sp3,H2O2、N2H4;
(4)CuO,Cu2O ,Cu2O中Cu的d轨道为全充满状态,较稳定;
(5)S, H2O,H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱;
【解析】试题分析:a的核外电子总数与其周期数相同,根据原子序数的大小关系,则a是H元素;b的价电子层中的未成对电子有3个,则b的价电子排布式是ns2np3,为第VA族元素,则b是N元素;c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,则c的内层电子数是2,最外层电子数是6,所以c是O元素;d与c同族,则d是S元素;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,则e原子的价电子排布式是3d104s1,所以e是Cu元素。
(1)铜元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;
(2)同周期元素的第一电离能随核电荷数的增加而增大,因为N原子的2p轨道为半充满的稳定状态,所以第一电离能大于O,因此b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N;
(3)H与N元素形成的化合物NH3为三角锥形分子,其中N原子的最外层价电子对数是,所以是sp3杂化;同种原子之间形成非极性键,不同种原子之间形成极性键,因此分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4;
(4)根据甲的晶胞图可知,Cu原子的个数是4个,O原子的个数是8×1/8+2×1/2+4×1/4+1=4,所以甲的化学式是CuO;乙中Cu原子的个数4,O原子的个数8×1/8+1=2,则Cu与O原子个数比是2:1,所以乙的化学式是Cu2O;甲高温易转化为乙的原因是Cu2O中Cu元素的化合价是+1价,Cu原子失去1个电子而形成的,d轨道为全充满状态,较稳定;
(5)根据题给信息知,这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,为SO42-;阳离子呈轴向狭长的八面体结构结合图丙知,该阳离子中含有2个水分子、4个氨分子、1个铜离子,该化合物的化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4。则该化合物中阴离子为SO42—;因为 H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱,所以该化合物加热时首先失去的组分是H2O。
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【题目】某研究性学习小组用下列装置(铁架台等支撑仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应,并检验反应产物。
(1)气密性检验的操作过程是________________。
(2)为快速得到乙醇气体,可采取的方法是________________;若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸,你采取的措施是________________(填写编号);
a.取下小试管
b.移去酒精灯
c.将导管从乳胶管中取下
d.以上都可以
(3)如图实验,观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体(M),充分反应后停止加热。为了检验M的组成,进行下列实验.
①M能被磁铁吸引;加入足量稀硫酸,振荡,固体全部溶解,未观察到有气体生成;
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子,检验铁离子的方法是________________;关于M 中铁元素价态的判断正确的是________________(填写编号).
a.一定有+3价和+2价铁,无0价铁
b.一定有+3价、+2价和0价铁
c.一定有+3价和0价铁,无+2价铁
d.一定有+3价,0价和+2价铁至少有一种
(4)若M的成份可表达为FexOy,用CO还原法定量测定其化学组成.称取ag M样品进行定量测定,实验装置和步骤如下:
①组装仪器;②点燃酒精灯;③加入试剂; ④打开分液漏斗活塞;⑤检查气密性;⑥停止加热;⑦关闭分液漏斗活塞;⑧….正确的操作顺序是________________(填写编号)
a.①⑤④③②⑥⑦⑧
b.①③⑤④②⑦⑥⑧
c.①⑤③④②⑥⑦⑧
d.①③⑤②④⑥⑦⑧
(5)若实验中每步反应都进行完全,反应后M样品质量减小b g,则FexOy中=________________。
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【题目】水中因含有机物而具有较高的化学耗氧量。常用酸性KMnO4氧化有机物测其含量。主要操作步骤如下:
(1)仪器A为________(填酸式或碱式)滴定管;要顺利完成实验,步骤Ⅲ中溶液颜色应为________;
(2)完善步骤Ⅳ涉及的离子方程式:______C2O42-+ MnO4-+ H+= Mn2++ CO2↑+ ;该步骤中滴入第一滴Na2C2O4时褪色较慢,以后的滴定中褪色较快,其原因是
(3)若步骤Ⅳ中所用Na2C2O4溶液为20.00mL,已知滴定后的液面如图所示,请在图2中标出滴定前的液面.
(4)若实验测量结果比实际有机物含量偏高,分别从以下两个方面猜想:
猜想1:水样中Cl-影响
猜想2:配制Na2C2O4标液定容时________;
(5)若猜想1成立,请根据资料卡片补充完善上述实验以消除Cl-影响.(限选试剂:AgNO3溶液、Ag2SO4溶液、KMnO4溶液、Na2C2O4溶液)________。
资料卡片:
①有机质可HNO3被氧化
②AgCl不与酸性KMnO4溶液反应
③Ag2C2O4可被酸性KMnO4溶液氧化。
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【题目】工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物)联合利用电子工业废料[含SiO2和Cu2(OH)2CO3]回收铜的工艺设计。回答下列问题:
(1)初沉加入的试剂是明矾,写出参与净水的离子的水解方程式:______________________。
(2)固体X的成分是__________,反应Ⅰ的化学反应方程式____________________________。
(3)试剂Y为__________,加快反应Ⅱ速率的措施有__________________(任写一条)。
(4)反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________。
(5)硅胶在生活与生产中用途广泛,写出其中一种用途:_______________________。
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【题目】现有有机化合物A~E,其转化关系如图所示。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)若A为氯代烃,质谱分析测得A的相对分子质量为92.5,且A的核磁共振氢谱图上有三个波峰,其面积之比为1:2:6,则A的结构简式为________,B中所含官能团的名称为________。
(2)请写出下列反应的化学方程式及反应类型。
①A→B:____________________________________________,
反应类型为___________________________________________。
②B+D→E:_________________________________________,
反应类型为__________________________________________。
(3)请写出有机物D的属于酯类的所有同分异构体的结构简式:___________________。
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【题目】工业上可由A和环己烯()为原料合成某重要的有机物X、Y,路线如下(部分反应条件略):
(1)B中含氧官能团的名称是___________。
(2)A的结构简式是______________。
(3)任选1种具有反式结构的C的同系物,用结构简式表示其反式结构_______。
(4)反应②、③、④、⑤中与反应①的类型相同的是_________。
(5)G→H的化学方程式是__________。
(6)E的结构简式是________________。
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【题目】氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、NH4NO3、NF3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H=+50.6kJmol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJmol-1
则N2H4(l)+O2(g)═N2(g)+2H2O △H= _________kJmol-1;
(2)污水中的NH4+可以用氧化镁处理,发生如下反应:
MgO+H2OMg(OH)2Mg(OH)2+2NH4+
Mg2++2NH3H2O
①温度对氮处理率的影响如图所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是________________;
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是________________;
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2═2HNO2+2H2O+2H+;2HNO2+O2=2HNO3).然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体.
①上述方法中,14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为_______g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式________________;
(4)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
①写出该反应的离子方程式________________;
②在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为________________;
(5)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。写出a电极的电极反应式__________________。
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【题目】“关爱生命,注意安全”。惨痛的天津爆炸触目惊心,火灾之后依然火势绵延不绝的原因之一是易燃物中含有电石。工业上常用电石(主要成分为CaC2,杂质为CaS等)与水反应生产乙炔气。
(1)工业上合成CaC2主要采用氧热法。
已知:CaO(s)+3C(s)=CaC2(s)+CO(g) △H=+464.1kJ·mol-1
C(s)+l/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ.mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO,为维持热平衡,每生产l molCaC2,转移电子的物质的量为_______。
(2)已知2000℃时,合成碳化钙的过程中还可能涉及到如下反应
CaO(s)+C(s) Ca(g)+CO(g) K1 △H1=a KJ·mol-1
Ca(g)+2C(s) CaC2(s) K2 △H2=b KJ·mol-1
2CaO(s)+CaC2(s) 3Ca(g)+2CO(g) K3 △H3=c KJ·mol-1
则K1=_______ (用含K2、K3的代数式表示);c=_____(用含a、b的代数式表示)。
(3)利用电石产生乙炔气的过程中产生的H2S气体制取H2,既廉价又环保。
①利用硫化氢的热不稳定性制取氢气。在体积为2L的恒容密闭容器中,H2S起始物质的量为2mol,达到平衡后H2S的转化率随温度和压强变化如图l所示。据图计算T1℃时压强P1时,硫为气态,则平衡体系中H2的体积分数_____。由图知压强P1__P2(填“大于”“小于”或“等于”),理由是______。
②电化学法制取氢气的原理如图2,请写出反应池中发生反应的离子方程式_____,惰性电极a上发生的电极反应式为_______。
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【题目】溴化钙可用于石油钻井,也可用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等。制备CaBr22H2O的主要流程如下:
工业提取液溴主要采用空气吹出法,其主要流程如下:
请回答:
(1)Fe与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是_________。
(2)试剂B最好选用_________。
(3)操作Ⅰ的步骤为蒸发浓缩、、________、洗涤、干燥。
(4)下列说法中错误的是_________。
a.滤渣A的成分可能是Fe、Fe(OH)2 、Fe(OH)3;
b.操作Ⅱ的名称是萃取
c.流程图中虚线框部分步骤的主要目的是除去杂质、富集Br2
d.成品溴中含有的少量Cl2,可加入Na2SO3溶液,然后分液除去
(5)制得的CaBr22H2O可以通过以下方法测定纯度:称取5.00 g样品溶于水,滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后抽滤,将沉淀洗涤、烘干、冷却、称量,得到2.00 g固体。
①抽滤时用到的仪器除了安全瓶、抽气泵外,还需要_____________________________。
②抽滤中洗涤沉淀的操作方法是_________。
③以下关于抽滤的操作不正确的是________________
A.放在布氏漏斗内的滤纸大小应略小于漏斗内径,但又能将全部小孔盖住
B.过滤时,溶液量不应超过漏斗容量的2/3
C.吸滤瓶内液面将达到支管口时,应拔掉抽滤瓶上的橡皮管,从支管口处倒出溶液
D.停止吸滤时,应先拆下连接抽气泵和抽滤瓶的橡皮管,然后关闭水龙头
④测得CaBr22H2O的质量分数为_________。
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