【题目】【化学—选修3 物质结构与性质】
周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R基态原子中,电子占据的最高能层符号为L,最高能级上只有两个自旋方向相同的电子。工业上通过分离液态空气获得X单质。Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和。Z基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。请回答下列问题:
(1)Z2+基态核外电子排布式为: 。
(2)YX4-的空间构型是:__________;与YX4-互为等电子体的一种分子为__________(填化学式);HYX4酸性比HYX2强,其原因是:__________________________。
(3)结构简式为RX(WH2)2的化合物中R原子的杂化轨道类型为: ;1molRX(WH2)2分子中含有σ键数目为:_______________。(H为氢元素,下同)
(4)往Z的硫酸盐溶液中通入过量的WH3,可生成[Z(WH3)4]SO4,下列说法正确的是:__________。
A.[Z(WH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.在[Z(WH3)4]2+中Z2+给出孤对电子,WH3提供空轨道
C.[Z(WH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素
(5)某Y与Z形成的化合物的晶胞如右图所示(黑点代表Z原子)。
①该晶体的化学式为: 。
②已知Z和Y的电负性分别为1.9和3.0,则Y与Z形成的化合物属于 (填“离子”、“共价”)化合物。
③ 已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为: cm(只写计算式)(Z原子位于体对角线上)。
【答案】(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9;
(2)正四面体;CCl4等 ;HClO4有 3 个非羟基氧,而 HClO2有 1 个非羟基氧 ;
(3)sp2; 7NA;(4)A ;
(5)①CuCl;②共价 ;③
【解析】试题分析:周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R基态原子中,电子占据的最高能层符号为L,最高能级上只有两个自旋方向相同的电子,则R的原子序数是2+2+2=6,即R是C元素。工业上通过分离液态空气获得X单质,则X是N或O,由于W的已知酸性介于R和X之间,所以X只能是O,W是N。Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和,即为21,所以Y是第三周期的氯元素。Z基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子则Z是Cu.
(1) Z为Cu元素,原子核外电子数为29,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则Z2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。
(2)根据上述分析,YX4-为ClO4-,根据价层电子对互斥理论,4+(7+1-2×4)÷2=4,没有孤对电子,则空间构型是正四面体型;与ClO4-互为等电子体的分子是AB4型分子,其中一种分子为CCl4;HYX4为HClO4,HYX2是HClO2,HClO4有 3 个非羟基氧,而 HClO2有 1 个非羟基氧,所以HClO4的酸性比HClO2强。
(3)结构简式为RX(WH2)2的化合物是CO(NH2)2,据C、N、O、H的成键特征,该有机物的结构简式为NH2CONH2,C原子形成3个σ键,杂化轨道类型为sp2杂化,单键都是σ键,双键中含有1个σ键,所以根据有机物的结构简式可知1molCO(NH2)2分子中含有σ键数目为7NA。
(4)A.在[Cu(NH3)4]SO4中,内界离子[Cu(NH3)4]2+与外界离子SO42-形成离子键,Cu2+与NH3形成配位键,NH3中N原子与H原子之间形成极性键,A正确;B.在[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+提供空轨道,NH3给出孤对电子,B错误;C.[Cu(NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是N元素,C错误;答案选A。
(5)根据上述推断,Y、Z分别为Cl、Cu,Cl在晶胞占有的位置8个顶点、6个面,Cl原子的个数8×1/8+6×1/2=4,Cu原子在晶胞的位置在体心,全部属于晶胞,Cl个数是4。
①该晶体的化学式为CuCl;
②两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键,小于1.7形成共价键,铜与Cl电负性差值3.0-1.9=1.1<1.7,该化合物属于共价化合物;
③设边长为a cm,ρ=m/V=(4/NA×M)÷a3,a=,该晶胞类似于金刚石的晶胞,Cu和Cl最近的距离是体对角线的1/4,即距离为
cm。
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【题目】(1)据报道,北京奥运会“祥云”火炬燃料为丙烷,悉尼奥运会火炬燃料为丁烷和丙烷混合气。标准状况下,1.0mol丙烷和丁烷的混合气和足量氧气混合完全燃烧后,恢复至原状态,混合气体的体积减小了70.0L,混合气体中丙烷和丁烷的体积比为______
(2)用一个甲基,一个乙基、一个—C3H7分别取代苯环上的氢原子,所得的三取代物有 种。
(3)组成的混合物中碳的质量分数为 。
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【题目】X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成,其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。
(1)W的电子式是____________ 。
(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是_______________ 。
(3)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置V中可收集到一种无色气体。
①装置I中反应的化学方程式是_________ ,装置II中物质的化学式是 ____________。
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置V中气体,该化合物的化学式是________ ,反应方程式为:__________________,所需仪器装置是_________ (从上图选择必要装置,填写编号)。
(4)向Z溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有X生成,该反应的化学方程式是 ______________。
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【题目】下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 | 操作 | 现象 | 结论 |
A. | 向含I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液 | 加入淀粉溶液后溶液变蓝色 | 氧化性:Cl2>I2 |
B. | 将可调节高度的铜丝伸入稀硝酸中 | 溶液变蓝 | 铜与稀硝酸发生置换反应 |
C. | 向溶液X中滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液 | 出现白色沉淀 | 溶液X中一定含有SO42- |
D. | 常温下将铝片放入浓硝酸中 | 无明显现象 | 铝与浓硝酸不反应 |
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【题目】Ⅰ、NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:步骤一:利用NaClO3在硫酸作用下与SO2反应生成ClO2和一种酸式盐。
步骤二:将ClO2在NaOH溶液中与H2O2反应即可生成NaClO2
回答下列问题:
(1)NaClO2中的化合价为__________。
(2)写出步骤一中生成ClO2的化学方程式 。
(3)步骤二反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________,该反应中氧化产物是 。
Ⅱ、水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性(KOH)KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;一段时间后加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:
(1)写出O2将MnSO4氧化成MnO(OH)2的化学方程式: 。
(2)写出MnO(OH)2与I-完全反应生成Mn2+和I2 的化学方程式 。
Ⅲ、在H2SO4和KI的混合溶液中加入足量的H2O2,放出大量的无色气体,溶液呈棕色,并可以使淀粉变蓝。有学生认为该反应的离子方程式为:H2O2+2KI + H2SO4=I2+ O2↑+H2SO4,这个方程式正确吗?
(填“正确”或“不正确”),理由是 。正确的化学反应方程式为 。
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【题目】VIA 元素的各种性质可归纳整理如下:
回答下列问题:
(1)碲(Te)的氧化物分子式是____________________。
(2)硒酸与碲酸酸性较强的是____________________(填化学式)。
(3)比较键能:H—S H—Se(填“>”或“<”)。
(4)氢硒酸放在空气中,可能发生反应的化学方程式为______________________________。
(5)下图所示为 VIA 族元素单质与 H2反应过程中体系温度变化示意图,其中 a、b、c 分别表示VIA 族中某一元素的单质,下图为相同物质的量的单质与 H2反应过程中的体系温度变化。
则:c 代表__________。(均写单质名称)
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【题目】
锂离子电池的广泛应用使得锂电池的回收利用一直是科学家关注的焦点。磷酸铁锂是锂电池中最有前景的正极材料,磷酸铁是其前驱体,充放电时可以实现相互转化。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料,成份为LiFePO4、碳粉和铝箔)进行金属资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:① FePO4可溶于稀H2SO4,不溶于水和其他的酸。
② Li2SO4、LiOH和Li2CO3在273K下的溶解度分别为34.2g、22.7g和1.54g,
在373K下,Li2CO3的溶解度为0.72g
③ Ksp[Al(OH)3]=10-32 Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38
(1)操作1为: 。
(2)滤液A中通入过量CO2的化学方程式为: 。
(3)可以提高操作1浸出率的方法有(写出3种) 。
(4)完成操作3中的离子方程式: 。
(5)该锂电池充电时的阳极反应式: 。
(6)操作4中应选择试剂: 。
(7)沉淀C的成分: 。
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【题目】硫酸是一种重要的化工产品,2SO2+O2 2SO3是生产过程中的重要反应。下列对于该反应的说法中正确的是
A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3
B.如果反应前充入由18O原子组成的O2,反应达到平衡状态时, 18O在所有物质中都存在
C.该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正逆反应速率均为零
D.在工业合成SO3时,只需要考虑反应速率的问题
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