【题目】M、N、R、T为周期表中前四周期相邻两个周期的元素,且原子序数依次增大。已知T的次外层上电子没有排满,且该能层中成对电子数等于其它各能层上电子的总数;R和T在同一族;N的外围电子总数为6,均为未成对电子。根据以上信息,回答下列问题:
(1)T的元素符号为___________,在周期表中位于__________族,N的价电子排布式为___________。
(2)M和R两种元素组成的常见化合物有两种,其中一种可以单质之间进行化合,生成R的高价态化合物,请写出该反应的化学方程式:_________________________。
(3)表面上附着氮原子的R可做为工业催化剂,下图为氮原子在R的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表R原子)。则图示颗粒表面上氮原子与R原子的个数比为_____________。
(4)T、N都有多种配合物,[T(NH3)3(H2O)M2]M是T配合物的一种,其中心离子的化合价为__________,配位数为__________。N与甲基丙烯酸根的配合物为:
该化合物中存在的化学键类型有__________。甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有_____________。
【答案】Co VIII 3d54s1 2Fe+3Cl22FeCl3 1:2 +3 6 配位键、共价键 sp3、sp2
【解析】
M、N、R、T为周期表中前四周期相邻两个周期的元素,且原子序数依次增大。已知T的次外层上电子没有排满,且该能层中成对电子数等于其它各能层上电子的总数,则T的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,M能层中成对电子数与其它各能层上电子的总数均为12,故推出T为Co;R和T在相邻主族,则R为Fe;N的外围电子总数为6,均为未成对电子,则N的价层电子排布式为3d54s1,为Cr元素,再结合题设条件分析作答。
根据上述分析可知:
(1)T的元素符号为Co,在周期表中位于VIII族,N为Cr,其价电子排布式为3d54s1,故答案为Co;VIII;3d54s1;
(2)M和R两种元素组成的常见化合物有两种,其中一种可以单质之间进行化合,生成R的高价态化合物,可推出M为Cl元素,这两种常见化合物为FeCl2和FeCl3,其中铁可与氯气点燃生成氯化铁,该反应的化学方程式:2Fe+3Cl22FeCl3;
(3)结合图示根据均摊法可以看出,颗粒表面上每个氮原子为4个Fe原子共有,每个Fe原子为2个氮原子共有,则氮原子与铁原子的个数比为=1:2;
(4)依据分析可知,该配合物为[Co(NH3) 3(H2O)Cl2]Cl,[Co(NH3) 3(H2O)Cl2]+为配合物的内界,Cl-为外界,内界中心离子为Co3+,配体为NH3、H2O和Cl-,因此中心离子化合价为+3;配位数为3+1+2=6;Cr与甲基丙烯酸根的配合物中,存在配位键与共价键;甲基丙烯酸分子中以共价单键结合的C原子采用sp3杂化,以共价双键结合的C原子采用sp2杂化方式,故答案为+3;6;配位键、共价键;sp3、sp2。
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【题目】下列说法不正确的是( )
A. 由反应可知,X为氯乙烯
B.异辛烷的结构为(CH3)3CCH2CH(CH3)2,它的一氯代物共有4种同分异构体(不考虑对映异构体),且它们的熔点、沸点各不相同
C.已知CHCl3+HF→CHFCl2+HCl,此反应与由苯制溴苯的反应类型相同
D.棉、毛、丝、麻完全燃烧时,都只生成CO2和H2O
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【题目】镍铬钢俗称不锈钢,在日常生活中应用广泛,含有铁、铬、镍、碳等元素。
请回答下列问题:
(1)镍的基态原子核外价层电子排布式为_______________,基态Fe3+有_____种不同运动状态的电子,基态铬原子有__________个未成对电子。
(2)配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是_______________(填元素符号),铬的高价化合物可将CH3CH2OH 氧化为CH3CHO,CH3CHO 中—CH3和—CHO 中碳原子的杂化方式分别为_______________、___________________。
(3)镍能与CO 形成Ni(CO)4,常温下Ni(CO)4是无色液体,易溶于有机溶剂,推测Ni(CO)4是__________晶体,组成Ni(CO)4的三种元素电负性由大到小的顺序为_______________(填元素符号),CO 分子中π键与σ键的个数比为_______________。
(4)NiO 的立方晶体结构如图所示,则O2-填入Ni2+构成的________空隙(填“正四面体”、“正八面体”、“ 立方体”或“压扁八面体”)。NiO晶体的密度为ρg·cm-3,Ni2+和O2-的半径分别为r1pm和r2pm,阿伏加德罗常数值为NA,则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________________________________。
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【题目】碳的氧化物对环境的影响较大,CO是燃煤工业生产中的大气污染物,CO2则促进了地球的温室效应。给地球生命带来了极大的威胁。
(1)已知:①甲醇的燃烧热△H=-726.4kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1。
则二氧化碳和氢气合成液态甲醇,生成液态水的热化学方程式为_____________________________。
(2)二氧化碳合成CH3OH 的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1,过程中会产生副反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H2。图1是合成甲醇反应中温度对CH3OH、CO的产率影响曲线图,△H2________0(填“>”或“<”)。增大反应体系的压强,合成甲醇的反应速率___________(填“增大”“减小”或“ 不变”),副反应的化学平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
(3)以某些过渡金属氧化物作催化剂,二氧化碳与甲烷可转化为乙酸:CO2(g) +CH4(g)CH3COOH(g) △H=+36.0kJ·mol-1。不同温度下,乙酸的生成速率变化曲线如图2。结合反应速率,使用催化剂的最佳温度是________℃,欲提高CH4的转化率,请提供一种可行的措施:____________________________。
(4)一定条件下,CO2 与NH3 可合成尿素[CO(NH2)2]:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)△H。某温度下。在容积为1L的恒容密闭容器中,加入一定氨碳比
的3molCO2 和NH3的混合气体。图3是有关量的变化曲线,其中表示NH3转化率的是曲线________(填“a”或“b”),曲线c 表示尿素在平衡体系中的体积分数变化曲线,则M点的平衡常数K=________,y=________。
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【题目】(1)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为__________ g·cm-3(列出计算式)。
(2)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为________g·cm-3;晶胞中Fe2+位于S所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为____nm。
(3)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。R的晶体密度为d g·cm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为______________。
(4)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm,则r(O2-)为________nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a′=0.448 nm,则r(Mn2+)为____________nm。
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【题目】利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集:
(1)X难溶于水、易溶于有机溶剂,其晶体类型为________。
(2)M所含元素的电负性由大到小顺序为_______,N原子以_____轨道与O原子形成σ键。
(3)上述反应中断裂和生成的化学键有______(填序号)。
a.离子键
b.配位键
c.金属键
d.范德华力
e.共价键
(4)M与W(分子结构如图)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取。M水溶性小的主要原因是_____。
(5)基态Cu2+的外围电子排布式为________,Cu2+等过渡元素水合离子是否有颜色与原子结构有关,且存在一定的规律。判断Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的依据是___________。
离子 | Sc3+ | Ti3+ | Fe2+ | Cu2+ | Zn2+ |
颜色 | 无色 | 紫红色 | 浅绿色 | 蓝色 | 无色 |
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【题目】氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用.请回答下列问题。
(1)氮、磷、砷的电负性的大小关系是 ,砷原子M层电子排布式为 。
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN-之间的键型为 ,该化学键能够形成的原因是 。
(3)已知:
CH4 | SiH4 | NH3 | PH3 | |
沸点(K) | 101.7 | 161.2 | 239.7 | 185.4 |
分解温度(K) | 873 | 773 | 1073 | 713.2 |
分析上表中四种物质的相关数据,请回答:
① CH4和SiH4比较,沸点高低的原因是 。
② NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是 。
(4)金刚石是原子晶体,含有的最小环是六元环(如右边图),每个碳原子连接 个六元环,如左边图是金刚石的晶胞,若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,碳原子在晶胞中的空间占有率 (不要求计算过程)。
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【题目】回答下问题:
(1)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是__________________。
(2)C、Si、N的电负性由大到小的顺序是__________________。
(3)氟化氢水溶液中存在的氢键有_________种。
(4)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛,Ni的基态原子有________种能量不同的电子。很多不饱和有机物在Ni催化下可以H2发生加成反应。如①CH2=CH2、②HC≡CH、③、④HCHO,其中碳原子采取sp2杂化的分子有__________(填物质编号),HCHO分子的立体构型为______________。
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【题目】有机物A为烃类化合物,质谱图表明其相对分子质量为70,其相关反应如图所示,其中B、D、E的结构中均含有2个—CH3,它们的核磁共振氢谱中均出现4个峰。请回答:
(1)A中所含官能团的名称为___;
(2)Ⅰ的反应类型为___(填字母序号),Ⅲ的反应类型为___;
a.取代反应 b.加成反应 c.氧化反应 d.消去反应
(3)D的分子式为___;
(4)写出下列反应的化学方程式:
Ⅰ:___;
Ⅱ:___;
III:C和E可在一定条件下反应生成F,F为有香味的有机化合物,该反应的化学方程式为___;
(5)A的同分异构体中有一对互为顺反异构,且结构中有2个—CH3,写出其顺式结构的结构简式___;
(6)E的另一种同分异构体能发生银镜反应,能与足量金属钠生成氢气,不能发生消去反应,其结构简式为___。
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