【题目】铝及其化合物广泛应用于金属冶炼、有机合成等领域。
(1)铝热反应可以冶炼金属铬,Cr3+基态核外电子排布式为____________________。
(2)AlCl3可作反应的催化剂。
①1 mol对甲基苯乙酮分子中含有的σ键数目为__________。
②CH3COOH与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为_______________。
(3)用价层电子对互斥理论解释SO的键角大于SO的原因是_______________。
(4)某遮光剂的晶胞如图所示,由晶胞可知n=________。
(5)Na3[Co(NO2)6]常用作检验K+的试剂, 配位体的中心原子的杂化形式为______, 空间构型为_____。
大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和 (如苯分子中的大π键可表示为,则中大π键应表示为__________。
(6)铁和氨气在640℃可发生置换反应,产物之一的晶胞结构如图所示,若该晶体的密度是ρg·cm-3,则两个最近的Fe原子间的距离为______cm。(阿伏加德罗常数用NA表示)
【答案】1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 20NA CH3COOH分子与H2O分子间形成氢键 两种离子的中心硫原子均为sp3杂化, 中没有孤对电子,有一个孤对电子,孤对电子对成键电子对有排斥作用,因此键角更小 6 sp2 V形
【解析】
根据原子的电子排布式分析其离子的价电子排布式。根据分子中原子的成键特点分析其σ键数目。根据分子结构分析其形成氢键的可能性。根据价层电子对互斥理论比较不同分子中键角的大小关系。根据均摊法和电离守恒分析晶胞的组成及化学式,并进行相关的计算。
(1)Cr为24元素,根据能量最低原理和洪特规则可知,其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,因此, Cr3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(2)①对甲基苯乙酮分子中有9个C—C键、1个C=O键、10个C—H键,其分子中共有20个σ键,因此,1 mol对甲基苯乙酮分子中含有的σ键数目为20NA。
②若溶质与水分子间可以形成氢键,则溶质在水中的溶解度通常都会很大。由于CH3COOH与H2O的分子中均有羟基,两者具备形成分子间氢键的基本条件,因此,CH3COOH与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为CH3COOH分子与H2O分子间形成氢键。
(3)根据价层电子对互斥理论可知,当中心原子的杂化方式相同时,孤电子对越多,共价键的键角就越小。SO和SO的中心原子的价层电子对数均为4,中心原子的杂化方式均为sp3杂化,前者没有孤电子对,后者有一个孤电子对,因此, SO的键角大于SO的原因是:两种离子的中心硫原子均为sp3杂化, 中没有孤对电子,有一对孤对电子,孤对电子对成键电子对有排斥作用,因此键角更小。
(4)由该遮光剂的晶胞结构示意图可知,晶胞的棱边上有4个Na+,还有10个Na+位于面上,位于晶胞的顶点和体心,根据均摊法可以计算出该晶胞中共有6个Na+和2个,根据电荷守恒可知,2(n-3)=6,所以n=6。
(5)Na3[Co(NO2)6]的 配位体的中心原子为N原子,其价层电子对数为(5+1)÷2=3,故其杂化形式为sp2,由于其只形成了2个σ键, 有一个孤电子对,根据价层电子对互拆理论可知,其空间构型为V形。中的N原子除去形成σ键的2个电子和1个孤电子对外,还剩余一个p轨道的电子;每个氧原子的p轨道有两个不成对电子,在与N原子形成一个σ键后,还剩余一个未成对的电子;另外带一个单位的负电荷,说明还得到一个电子。综上所述,共有3个原子和4个电子参与形成了大π键,故其中的大π键应表示为。
(6)根据晶胞结构示意图可知,该晶胞中有的Fe原子分布在顶点和面心,N原子在体心,根据均摊法可知,该晶胞共占有4个Fe原子和1个N原子,故其化学式为Fe4N,1mol该晶胞的质量为(564+14)g,设晶胞的边长为a,则1mol该晶胞的体积为NAa3。若该晶体的密度是ρg·cm-3,则ρg·cm-3,解之得a=。在该晶胞中,位于顶点和面心的两个Fe原子之间的距离最近,因此两个最近的Fe原子间的距离为面对角线的一半,即 cm。
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【题目】氨是一种重要的化工原料,可以用来制备氮化硅(Si3N4)肼(N2H4)、氢氰酸(HCN)。
(1)已知:Si(s)+2Cl2(g)====SiCl4(g) △H1=akJ·mol-1
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol-1
3Si(s)+2N2(g)====Si3N4(s) △H3=ckJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) △H4=dkJ·mol-1
则反应3SiCl4(g)+4NH3(g)====Si3N4(s)+12HCl(g)的△H=________________kJ·mol-1(用a、b、c、d表示)。
(2)肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。
已知ClO-水解的方程式为:ClO-+H2 O=HClO+OH-。常温下,该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol·L-1,则1.0mol· L -1NaCIO溶液的pH=________。
(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>O
①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是________(填“温度”或“压强”)。
②其他条件一定,向2L密闭容器中加人 n mol CH4和2 mol NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min,该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为________mol·L-1·min-1;平衡常数:K(a) ________K(b)(填“>”“=”或“<”)
③工业上用电解法处理含氰电镀废水(pH=10)的装置如图所示。
阳极产生的氯气与碱性溶液反应生成ClO-,ClO-将CN-氧化的离子方程式为:_____CN-+ _____ClO-+ ________====_____CO32-+_____N2↑+________+________若电解处理2 mol CN-,则阴极产生气体的体积(标准状况下)为________L。
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【题目】用酸性氢氧燃料电池电解粗盐水(含Na+、Cl-和少量Mg2+、Br-)的装置如图所示(a、b均为石墨电极),下列说法正确的是
A.电池工作时,负极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O
B.当电池中消耗2.24 L(标准状况下)H2时,b极周围会产生0.1 mol气体
C.电解过程中电子流动路径是:负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D.a极的电极反应式为:2H++2e-=H2↑
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【题目】某有机物的结构如图所示,下列关于该有机物的描述不正确的是
①所有碳原子可能共面;
②能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色,且原理相同;
③1mol该有机物分别与足量Na或NaHCO3反应,产生气体在相同条件下体积不相等;
④能发生酯化反应;
⑤能发生加聚反应;
⑥1mol该有机物完全燃烧生成CO2和H2O消耗O2的体积为280 L(标准状况)
A. ①②B. ②⑥C. ③⑥D. ②③
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【题目】下图为一定条件下有关反应A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0的图像。其中图甲表示起始A(g)、B(g)的物质的量一定,不同温度时,A的平衡转化率随容器压强的变化。图乙表示温度、容器体积和起始A(g)的物质的量一定,改变起始充入B(g)的物质的量,所得反应物的平衡转化率随充入B(g)的物质的量的变化。下列依据图像所得结论正确的是
A.T1>T2
B.x=1
C.图乙中曲线Ⅰ表示的反应物是A(g)
D.M点时起始A(g)、B(g)的物质的量之比为1∶1
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【题目】下列各反应对应的离子方程式正确的是
A.向100 mL 0.12 mol·L1的Ba(OH)2溶液中通入0.02 mol CO2: Ba2++3OH+2CO2=+BaCO3↓+H2O
B.向Ca(OH)2溶液中加入过量的NaHCO3溶液:Ca2++2OH+2=CaCO3↓++2H2O
C.硫酸氢钠与氢氧化钡两种溶液反应后溶液恰好呈中性:H+++Ba2++OH=BaSO4↓+H2O
D.向含0.1 mol NaOH和0.2molNa2CO3的溶液中加入1L0.4 mol·L1稀盐酸:OH++3H+=CO2↑+2H2O
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【题目】下列说法正确的是( )
A.氯乙烯、聚乙烯均可使酸性高锰钾溶液褪色
B.煤的干馏、石油的分馏、油脂硬化均属于物理变化
C.与互为同分异构体,谱显示两者均有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例相同,故不能用来鉴别
D.按系统命名法,化合物的名称为甲基,二乙基己烷
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【题目】实验小组用如下图所示装置制备高铁酸钾(K2FeO4)。已知K2FeO4微溶于KOH溶液,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)A溶液的作用是__________,从平衡的角度解释用A溶液而不是水的原因:_______。
(2)写出制取K2FeO4的化学方程式:_______。
(3)实验小组测定所得样品中K2FeO4含量的方法如下:
步骤1:准确称取1.0g K2FeO4样品于锥形瓶中,加入KOH溶液和过量的NaCrO2溶液充分反应;
步骤2:向步骤1所得溶液中加入足量稀硫酸;
步骤3:向步骤2所得溶液中滴加指示剂,用浓度为0.4000 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,反应至终点时消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积为30.00 mL。已知测定过程中发生反应的离子方程式为:FeO+CrO+2H2O=Fe(OH)3↓+CrO+OH-;2H++2CrO=Cr2O+H2O;H++Fe2++Cr2O—Fe3++Cr3++H2O(未配平);
计算样品中K2FeO4的质量分数,写出计算过程_______。
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【题目】某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请到答F列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是 ,其中发生反应的化学方程式为 ;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是 、 ,这些现象分别说明SO2具有的性质是 和 ;装置B中发生反应的离子方程式为 ;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 ;
(4)尾气可采用 溶液吸收。
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