【题目】CaF2、CaC2都是工业生产的重要物质。回答下列问题:
(1)基态钙原子的电子排布式___________,钙原子核外有___________种能量状态的电子。
(2)CaC2与水反应生成乙炔(C2H2),乙炔中碳原子的杂化类型为___________,乙炔中的σ键与π键数之比为___________。
(3)CaF2与浓H2SO4反应生成HF,HF的沸点高于C2H2,原因是:___________;HF能的BF3化合得到HBF4,从化学键形成角度分析HF与BF3能化合的原因___________。
(4)NO2F分子与BF3互为等电子体,则NO2F分子的立体构型为______________________。
(5)CaF2的晶胞为立方晶胞,结构如下图所示:
①CaF2晶胞中,Ca2+的配位数为___________个。
②“原子坐标参数”可表示晶胞内部各原子的相对位置,已知A、B两点的原子坐标参数如图所示,则C点的“原子坐标参数”为(___________,___________,)
③晶胞中两个F-的最近距离为273.1pm,用NA表示阿伏加德罗常数,则晶胞的密度为___________g/cm3(列出计算式即可)。
【答案】[Ar]4s2 6 sp 3:2 HF分子之间存在氢键 BF3中硼原子有空轨道,HF中氟原子有孤对电子,两者之间可形成配位键 平面三角形 8
【解析】
(1)Ca是20号元素,根据构造原理书写基态钙原子的电子排布式,核外电子处于同一能级时能量相同;
(2)乙炔中碳原子间形成碳碳三键,碳原子的杂化类型为sp杂化;根据共价单键是σ键,共价三键是1个σ键和2个π键,计算σ键与π键数之比;
(3) HF、C2H2都是由分子构成的分子晶体,在HF分子之间还存在氢键的作用影响物质的沸点;从BF3的B原子上有空轨道,HF的F原子上有孤对电子分析形成HBF4的原因;
(4)先判断BF3分子的空间构型,结合等电子体结构相似判断NO2F的空间构型;
(5)以面心Ca2+为研究对象,在一个晶胞中连接4个F-,通过该Ca2+可形成2个晶胞分析;
通过坐标系中A、B、C的相对位置确定C点的坐标;
先根据均摊法计算一个晶胞中含有的Ca2+、F-个数,求出晶胞质量,根据F-的相对位置计算出晶胞参数,得到晶胞体积,最后根据=得到晶体密度。
(1)Ca是20号元素,根据构造原理可知基态钙原子的电子排布式是1s22s22p63s33p64s2,可简写为[Ar]4s2,根据核外电子排布式可知Ca原子核外有6种不同能量的电子;
(2)乙炔中碳原子间形成碳碳三键,碳原子的杂化类型为sp杂化;根据共价单键是σ键,共价三键是1个σ键和2个π键,乙炔的结构式是H-C≡C-H,在乙炔分子中含有3个σ键,2个π键,所以σ键与π键数之比3:2;
(3) HF、C2H2都是由分子构成的分子晶体,分子晶体的熔沸点受分子之间的作用力影响,由于在HF分子之间除了存在分子间作用力外,还存在分子间氢键,使物质气化需要消耗的能量比一般的普通分子消耗的能量高,即物质的沸点比乙炔的高;
在BF3分子中的B原子上有空轨道,而HF分子中的F原子上有孤对电子,当BF3与HF靠近时,HF分子中F原子的孤对电子填充BF3分子中B原子的空轨道,二者形成配位键,从而结合形成HBF4;
(4)BF3分子中B原子的价层电子对数为3+=3,没有孤电子对,所以分子的空间构型是平面三角形,而NO2F与BF3是等电子体,二者结构相似,所以NO2F分子的空间构型也是平面三角形;
(5)以面心Ca2+为研究对象,在一个晶胞中连接4个F-,通过该Ca2+可形成2个晶胞,所以与该Ca2+距离相等且最近的F-共有8个,因此Ca2+的配位数是8;
观察A、B、C的相对位置,可知C点的x轴坐标是,y轴坐标是,z轴坐标是;
根据晶胞结构可知,在一个晶胞中含有Ca2+:,含有F-:1×8=8,即一个晶胞中含有4个CaF2,根据C点的坐标可知:晶胞中F-离子之间的距离为晶胞边长的一半,所以晶胞参数L=2×273.1pm=546.2pm,则该晶胞的密度为==g/cm3。
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【题目】下列有关实验装置的说法中正确的是
A.用图甲装置可以测量乙醇与钠反应后生成氢气的体积
B.用图乙装置可以验证氯气与水反应有盐酸生成
C.用图丙装置可以比较苏打和小苏打的热稳定性
D.用图丁装置可以验证溴乙烷与NaOH醇溶液共热产生了乙烯
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【题目】为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应。甲同学设计了如图所示的实验装置,并进行了实验。当温度升至170℃左右时,有大量气体产生,产生的气体通入溴水中,溴水的颜色迅速褪去。甲同学认为达到了实验目的。乙同学仔细考察了甲同学的整个实验过程,发现当温度升到100℃左右时,无色液体开始变色,到160℃左右时,混合液全呈黑色,在超过170℃后生成气体速度明显加快,生成的气体有刺激性气味。由此他推出,产生的气体中应有某杂质,可能影响乙烯的检出,必须除去。据此回答下列问题:
(1)写出甲同学实验中两个主要反应的化学方程式:________________________;________________________
(2)乙同学认为因刺激性气体的存在不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的。原因是(用化学方程式表示):____________________________________
(3)丙同学根据甲、乙同学的分析,认为还可能有CO、CO2两种气体产生。为证明CO存在,他设计了如下过程(该过程可把实验中产生的有机产物除净):发现最后气体经点燃是蓝色火焰,确认有一氧化碳。
①设计装置a的作用是________________________________________________
②浓氢氧化钠的作用是____________________________________
③浓溴水的作用是________________________
④稀溴水的作用是________________________
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【题目】X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置如下图所示,Y2+与W-的电子数之差为8。下列说法正确的是
A. 原子半径大小:X>Y
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
C. 工业上通过电解Y的氧化物制取Y单质
D. X与W可形成正四面体结构的有机物
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【题目】N2和H2合成NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是
A. N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
B. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C. 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(l) ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D. 1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
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【题目】(1)已知在一定条件下发生反应:A+B=C+D,14gA和9gB恰好完全反应生成0.5molC和1gD则物质C的摩尔质量为____________;
(2)某1L混合溶液中所含离子的个数比如下表,则M离子可能为(_______)
所含离子 | NO3- | SO42- | Cu2+ | M |
个数比 | 4 | 1 | 2 | 1 |
A.Ba2+ B.Mg2+ C.Cl- D.Na+
(3)已知a g气体X2中含有b个X原子,那么c g该气体在标准状况下的体积是____________;
(4)把V L含有MgSO4与K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为Mg(OH)2;另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使SO完全沉淀为BaSO4,则原混合溶液中钾离子的物质的量浓度为________。
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【题目】某同学设计如下实验方案,以分离KCl和BaCl2两种固体混合物,试回答下列问题:
供选试剂:Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)操作①的名称是____,操作②的名称是____。
(2)试剂a是_____ (填化学式,下同),试剂b是_____。固体B是_____。
(3)加入试剂a所发生反应的化学方程式为__________。加入试剂b所发生反应的化学方程式为___________。
(4)该方案能否达到实验目的:______。(填“能”或“不能”)若不能,应如何改进?(若能,此问不用回答)_____。
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【题目】某温度时,在容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据,试回答:
(1)计算反应开始2 min内的平均反应速率:vY=__,vX=__。
(2)容器内的反应物是_______。
(3) 起始与2min时的压强之比_________。
(4)写出该反应的化学方程式________________________________。
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【题目】制备单质硅时,主要化学反应如下:①SiO2+2CSi+2CO↑;②Si+2Cl2SiCl4;③SiCl4+2H2Si+4HCl。下列对上述三个反应的叙述中,不正确的是
A.①③为置换反应
B.①②③均为氧化还原反应
C.三个反应的反应物中硅元素化合价均升高
D.②为化合反应
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