【题目】【化学一选修3:物质结构与性质】
铜也是日常生活中常见的金属,它的单质及化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛的用途。请回答以下问題:
(1)超细铜粉可用作导电材料、傕化剂等,制备方法如下:
写出基态Cu的外围电子排布式________________,铜元素位于周期表中笫______________族;NH4CuSO3所含元素中第一电离能最大是____________(填元素符号)。
SO42-中心原子的杂化方式为___________,SO32-的空间构型为__________。
③ 将NH4CuSO3溶于足量稀硫酸中,有剌激性气味的气体放出,该气体是__________,所得溶液呈__________色。
(2)某学生向CuSO4浓液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水沉淀溶解,得到 深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4 H2O晶体。
①下列说法正确的是_______(填代号)
A.氨气极易溶于水,是因为NH3和H2O之间形成了极性共价键
B.NH3和H2O中心原子的杂化方式相同,键角也相同
c.Cu(NH3)4SO4所含的化学键有离子键、极性键和配位键
d.[Cu(NH3)4]SO4中配离子的空间构型为正方形
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因________________。
(3)Cu晶体的堆积方式如右图所示,设Cu原子半径为a,晶体中Cu原子的配位数为______________,晶体的空间利用率为________________。(已知:,列式并计算出结果)
【答案】(1)①3d104s1;ⅠB;N; ②sp3;三角锥型;③SO2;蓝色;(2)①cd;②乙醇分子极性比水分子极性弱,加入乙醇降低溶剂的极性,从而减小溶质的溶解度;(3)12;×100%=74.76%。
【解析】
试题分析:(1)①外围电子指价电子,过渡元素价电子包括最外层电子和次外层d能级上的电子,即Cu的外围电子排布式为:3d104s1;铜位于第四周期IB族;第一电离能越大,非金属性越强,同周期从左向右第一电离能增大,但IIA>IIIA,VA>VIA,因此第一电离能最大是N;(2)②杂化轨道数等于价层电子对数,S的价层电子对数为②杂化轨道数等于价层电子对数,S的价层电子对数为=4,因此杂化类型为sp3,SO32-中有3个σ键,孤电子对数为(6+2-3×2)/2=1,空间构型为三角锥形;③+1价Cu在酸性溶液中发生歧化反应,生成Cu和Cu2+,SO32-+2H+=SO2↑+H2O,气体为SO2,溶液变蓝;(2)①a、氨气极易溶于水,因为NH3和H2O形成分子间氢键,故错误;b、NH3中N的杂化方式为sp3,H2O中O的杂化方式为sP3,前者含有一个孤电子对,后者含有2个孤电子对,因此夹角不同,故错误;c、属于络合物,含有Cu2+和NH3之间形成配位键,NH3中N和H之间形成共价键,Cu2+和SO42-形成离子键,故正确;d、配离子的构型为正方形,故正确;②乙醇分子极性比水分子极性弱,加入乙醇降低溶剂的极性,从而减小溶质的溶解度;(3)金属晶体的配位数确定与金属原子最近的金属原子的个数,根据晶胞,铜原子的配位数为12,空间利用率=球的体积/晶胞的体积,根据晶胞,属于此晶胞的铜原子的个数为8×1/8+6×1/2=4,面对角线为4a,因此晶胞的边长为2
a,因此空间利用率=
×100%=74.76%。
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【题目】(1)已知下列两个热化学方程式:
C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0 kJ·mol-1
H2O(l) H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
则0.5 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为 。
(2)已知:TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式:
(3)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如右图所示),与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量,断裂1molN
N键吸收941kJ热量,则1molN4气体转化为2molN2时要放出______________kJ能量。
(4)阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池总反应为:
2H2+O2 2H2O,电解质溶液为稀H2SO4溶液,电池放电时是将___________能转化为__________能。其电极反应式分别为:负极_________________,正极____________________。
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【题目】关于物质分类正确的组合是
组合分类 | 碱 | 酸 | 盐 | 碱性氧化物 | 酸性氧化物 |
A | Na2CO3 | H2SO4 | NaOH | SO2 | CO2 |
B | NaOH | HCl | NaCl | Na2O | CO |
C | NaOH | CH3COOH | CaF2 | CO | SO2 |
D | KOH | HNO3 | CaCO3 | CaO | SO3 |
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【题目】下列烷烃的沸点是:根据以上数据推断丙烷的沸点可能是( )
物质 | 甲烷 | 乙烷 | 丁烷 | 戊烷 |
沸点 | ﹣162℃ | ﹣89℃ | ﹣1℃ | +36℃ |
A. 约﹣40℃ B. 约﹣180℃ C. 约﹣100℃ D. 约+40℃
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【题目】镍电池开始应用于新能源汽车,但电池使用后电极材料对环境还是有一定的危害, 某型号镍电池的电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。研究小组设计如下工艺流程,对该电池的电极材料进行资源回收:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②实验温度时的溶解度:NiC2O4> NiC2O4H2O> NiC2O42H2O
③某温度下:Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16、Ksp[NiC2O4]=4.0×10-10、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34
回答下列问题:
(1)用NiO调节溶液的pH,首先析出的沉淀是__________,控制这两种沉淀能够依次析出可利用________(仪器名称)。
(2)过滤①得到的沉淀为___________,洗涤Ni(OH)3沉淀的方法是__________。
(3)写出加入NaOH溶液发生反应的离子方程式_________,该反应的化学平衡常数K=_________。
(4)电解过程中阴极反应式为___________,沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化,写出“氧化”的离子方程式____________。
(5)铁镍蓄电池的电池总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,该电池的电解液为___________(填“酸性”或“碱性”)溶液,充电时正极的电极反应式为_________。
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【题目】2008年奥运会在北京举行时用大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染活动气氛,为了使飞艇在空中安全而有效,你认为飞艇内充入哪种气体最好( )
A.氢气
B.氦气
C.氧气
D.二氧化碳
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【题目】施用碳酸氢铵、氯化铵等铵态氮肥能够促进农作物生长,但是铵态氮肥不能与碱性肥料如草木灰混合使用,其原因是铵态氮肥( )
A.易溶于水
B.能与碱反应
C.受热易分解
D.在水中易发生电离
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【题目】一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是
A.保持温度和容器体积不变,充入1mol SO2(g)
B.保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3(g)
C.保持温度和容器内压强不变,充入1mol O2(g)
D.保持温度和容器内压强不变,充入1mol Ar(g)
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