【题目】原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素,其中X是原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子,W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。回答下列问题:
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,Y2X2分子中σ键和π键个数比为 。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是 。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。
(4)元素W能形成多种配合物,如:W(CO)5等。
①基态W3+的M层电子排布式为 。
②W(CO)5常温下呈液态,熔点为—20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断W(CO)5晶体属于 晶体(填晶体类型),该晶体中W的化合价为 。
(5)下列有关的说法正确的是 。
A.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
B.电负性顺序:X<Y<Z<Q
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.H2 YO3的分子结构中含有一个非羟基氧,故其为中强酸
(6)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图4,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a= pm。(用含ρ、NA的计算式表示)
【答案】
(1)sp杂化;3:2 ;
(2)NH3分子间存在氢键;
(3)N2O;
(4)3s23p63d5;分子晶体;0
(5)BC;(6)立方体;x1010;
【解析】
试题分析:原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,则X是H元素;Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,则Y是C元素;Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子,原子序数大于碳,核外电子排布式为1s22s22p4,则Q为O元素;Z的原子序数介于碳、氧之间,则Z为N元素;W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子,外围电子排布为3d64s2,则W为Fe。
(1)Y2X2分子是C2H2,结构式为HC≡CH,分子中C原子轨道的杂化类型为sp杂化,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,分子中σ键和π键个数比为3:2,故答案为:sp;3:2;
(2)化合物ZX3是NH3,在氨分子之间除了存在分子间作用力外还存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使其的沸点比只有分子间作用力的化合物CH4的高,故答案为:NH3分子间存在氢键;
(3)等电子体是原子数相同,原子最外层电子数也相同的微粒.元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,它们是CO2与N2O,则元素Z的这种氧化物的分子式是N2O,故答案为:N2O;
(4)①Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5,故答案为:3s23p63d5;
②W(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,由于其熔沸点较低,易溶于非极性溶剂,所以据此可判断W(CO)x晶体属于分子晶体,在任何化合物水所有元素正负化合价的代数和为0,因此该晶体中W的化合价为0,故答案为:分子晶体;0;
(5)A.分子晶体中,共价键键能越大,含有该共价键的物质的分子稳定性越强,而分子晶体的熔沸点与化学键的强弱无关,只与分子之间的作用力作用,因此不能判断物质的熔沸点的高低,故A错误;B.元素的非金属性越强,其电负性就越大,元素的非金属性H<C<N<O,所以电负性顺序:X<Y<Z<Q,故B正确;C.KCl、CaO均属于离子晶体,离子电荷越大、离子半径越小,晶格能越大,因为晶格能CaO比KCl高,断裂消耗的能量就越大,所以KCl比CaO熔点低,故C正确;D.H2CO3为弱酸,故D错误;故选:BC;
(6)晶胞中白色球数目为8,黑色球数目为8×+6×
=4,则白色球为钠离子、黑色球为氧离子,氧离子周围有8个钠离子,形成立方体结构;根据均摊法计算晶胞中Na+个数、O2-个数,在一个晶胞中含Na+个数是8;含有O2-个数是4,所以一个晶胞的质量为4×
g,该晶胞密度为ρ g/cm3,晶胞的边长是acm,则
=ρ g/cm3,整理可得a=
cm,故答案为:立方体;
。
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【题目】化学反应速率与限度与生产、生活密切相关
(1)A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL)(标准状况) | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
①反应速率最大的时间段是(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 )____min,原因是_________________。
②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________________。(设溶液体积不变)
(2)B学生也做同样的实验,但由于反应太快,测不准氢气体积,故想办法降低反应速率,请你帮他选择在盐酸中加入下列__________以减慢反应速率。(填写代号)
A.蒸馏水 B.冰块 C.HNO3溶液 D.CuSO4溶液
(3)某温度下在10L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是________。
②求在该条件达到反应的限度(平衡状态)时反应物的转化率【转化率=(转化的物质的量/初始物质的量)×100%】,请写出计算过程,计算结果保留1位小数)________
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【题目】下列溶液中Cl-的物质的量最多的是( )
A.200mL 2mol/L MgCl2溶液
B.150mL 5mol/L KClO3溶液
C.标准状况下,13.44L的HCl气体
D.29.25gNaCl固体
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【题目】在陶瓷器皿表面的釉质中含有极微量的Pb、Cd、Sb等有毒金属盐类,为防止中毒,不能长期盛放下列物质的是( )
A. 食盐 B. 酱油
C. 蔗糖 D. 食醋
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【题目】下列3组物质均有一种物质的类别与其他三种不同
A.SO2、Na2O、CO2、SO3
B.烧碱、熟石灰、纯碱、苛性钾
C.HClO、H2SO4、H2CO3、NH3·H2O
以上A、B两组物质中类别不同的物质依次是(填化学式)
A: __________ ,B: __________;
若C组物质中类别不同的物质是H2SO4,则原因是H2SO4属于________________(填物质的类别)。
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【题目】密度为0.910 g·cm-3的氨水,质量分数为25.0%,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为
A.等于12.5% B.大于12.5% C.小于12.5% D.无法确定
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【题目】汽车尾气的主要成分有CO、SO2、氮氧化物等,科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-113.0KJ/mol
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(1) ΔH2=-288.4KJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △ H3=+180.5 kJ·mol-1
请判断反应NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(1) ΔH4,在低温下能否自发进行,并说明理由______________________。
(2)已知TiO2催化尾气降解原理为:2CO(g)+O2(g) 2CO2(g); 2H2O(g)+4NO(g)+O2(g)
4HNO3(g)。
Ⅰ.在O2浓度几乎不变的条件下,模拟CO、NO的降解,得到降解率随时间变化如图1所示(),反应40秒后检测HNO3气体浓度有所降低,请用化学方程式结合化学反应原理知识解释出现该现象可能的原因_______________________。
Ⅱ.图2为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)和不同温度下,实验进行相同一段时间(t秒)后测得的CO降解率变化,回答谢列问题:
①已知50℃、t秒时容器中O2浓度为0.01mol/L,求此温度下CO降解反应的平衡常数_______。
②下列关于图2的叙述不正确的是_________
A.根据降解率由b点到c点随温度的升高而增大,可知CO降解反应的平衡常数Kb<Kc
B.相同温度下β型沥青混凝土中CO降解速率比α型要大
C.a点的数据反映出CO与O2之间所发生的有效碰撞频率是整个实验过程中最高的
D.d点降解率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失效
③科研团队以β型沥青混凝土颗粒为载体,将TiO2改为催化效果更好的TiO2纳米管,在10-60℃范围内进行实验,请在图2中用线段与阴影仿照“示例”描绘出CO降解率随温度变化的曲线可能出现的最大区域范围(示例:)。________________________
(3)TiO2纳米管的制备是在弱酸性水溶液中以金属钛为阳极进行电解,写出阳极的电极反应式_______。
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