【题目】[化学-选修3:物质结构与性质]
文艺复兴时期,群青颜料曾用在许多著名的油画上,当时群青颜料是由贵重的青金石研磨并制成的。青金石是指碱性铝硅酸盐矿物,其中含钠、铝、硅、硫、氯、氧等元素。
(1)硅元素基态原子的价电子轨道表示式为____________。
(2)第四周期中,与铝未成对电子数相同的金属元素有________种。
(3)Na+和Ne互为等电子体,电离能I2(Na)________I1(Ne)(填“>”或“<”)。
(4)①已知氯有多种含氧酸,其电离平衡常数如下:
化学式 | HClO4 | HClO3 | HClO2 | HClO |
Ka | 1×1010 | 1×101 | 1×10-2 | 4×10-8 |
HClO4的结构简式为_________,HClO3中Cl原子的杂化轨道类型为________,HClO2中含有的共价键类型为__________。以上几种含氧酸的酸性强弱不同,其原因为______________。
②氢卤酸(HX)的电离过程如图。ΔH1和ΔH2的递变规律都是HF>HCl>HBr>HI,其中ΔH1(HF)特别大的原因为_________,影响ΔH2递变的因素为______________。
(5)铝单质为面心立方晶体,晶胞参数a=q nm,铝的摩尔质量为Mg·mol-1,原子半径为r pm,阿伏伽德罗常数的值为NA。则铝单质的密度为________g·cm-3(列式即可,下同),铝晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________。
【答案】 4 > sp3 σ键和键 氯的含氧酸中非烃基氧原子数目越多,中心氯原子价态越高,正电性越高,导致Cl—O—H中的电子更向Cl偏移,越易电离出H+ HF的水溶液中存在氢键作用 原子半径(或键长或键能)
【解析】(1)硅为第14号元素,在周期表第三周期第ⅣA,硅的价电子轨道表示式为;
(2)Al的未成对电子数为1,第四周期中未成对电子数为1的有K[Ar]4s1、Se[Ar]3d14s2、Cu[Ar]3d104s1、Ga[Ar]3d104s24p1、Br[Ar]3d104s24p5、其中金属元素有4种;
(3)Na+和Ne电子层结构均为两层饱和结构,Na+质子数为11,大于Ne的质子数,因此对最外层电子的吸引力Na>Ne,所以电离能I2(Na)>I1(Ne);
(4)①根据含氧酸的结构特点,HClO4的结构简式为,ClO3-中Cl原子的价层电子对数为3+=4,没有孤电子对,故其杂化轨道形成为sp3,HClO2的结构式为H—O—Cl=O,共价键类型为极性共价键(或σ键和键);氯的含氧酸中非烃基氧原子数目越多,中心氯原子价态越高,正电性越高,导致Cl—O—H中的电子更向Cl偏移,越易电离出H+,酸性越强,故酸性:HClO<HClO2<HClO3<HClO4。
②ΔH1表示液态卤化氢气化:HX(aq)→HX(g),吸收的能量;气化需要克服分子间作用力,由于氟化氢分子间有氢键,所以分子间作用力大熔沸点高,气化所吸收的能量高ΔH1特别大,ΔH2表示卤化氢分解成原子,HX(g)→H(g)+X(g)是破坏共价键的过程,因此影响ΔH2递变的因素:从上到下原子半径越大,键长越小,越容易分解,ΔH2越小;
(5)Al是面心立方晶胞,平均占有的Al原子数为4个,根据密度公式:ρ=g/cm3,因此原子体积为4个球体的体积,占体积百分比=×100%=。
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【题目】(16分) W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。
(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为 。
(2)W与Y可形成化合物W2Y,该化合物的电子式为 。
(3)X的硝酸盐水溶液显 性,用离子方程式解释原因: 。
(4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中,发生反应的化学方程式为 。
(5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性: > (用分子式表示)。
(6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是 > > > 。
(7)Z的最高价氧化物为无色液体,0.25 mol该物质与一定量水混合得到一种稀溶液,并放出QkJ的热量。写出该反应的热化学方程式: 。
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【题目】“纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,纳米碳就是其中一种.若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,对形成的物质的描述正确的是( ) ①是溶液 ②是胶体 ③能产生丁达尔效应 ④能透过半透膜 ⑤不能透过半透膜
⑥能透过滤纸 ⑦不能透过滤纸 ⑧静置后会析出黑色沉淀.
A.①⑤⑦⑧
B.②③④⑦
C.②③⑤⑥
D.①④⑥⑧
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【题目】市场上销售的香肠、盐水鸭、榨菜、豆腐干等食品,常采用真空包装,真空包装的目的是除去空气,使大多数微生物因缺少_________而受到抑制,停止繁殖,同时防止食品发生__________而变质。
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【题目】对于某一可逆反应,改变下列条件,一定能使化学平衡发生移动的是( )
A. 增加某反应物的质量 B. 使用催化剂
C. 降低反应体系的压强 D. 升高温度
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【题目】如下图所示,某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)通入氧气的电极为________(填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为 。
(2)铁电极为________(填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为 。
(3)反应一段时间后,乙装置中生成氢氧化钠主要在________区。(填“铁极”或“石墨极”)
(4)如果粗铜中含有锌、银等杂质,则丙装置中反应一段时间后,硫酸铜溶液浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为 ;丙装置中阴极析出铜的质量为 。
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【题目】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量? 。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填序号)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 (填序号)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1· ℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号 | 起始温度t1/ ℃ | 终止温度t2/ ℃ | |
盐酸 | 氢氧化钠溶液 | 混合溶液 | |
1 | 20.0 | 20.1 | 23.2 |
2 | 20.2 | 20.4 | 23.4 |
3 | 20.5 | 20.6 | 23.6 |
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH= (结果保留一位小数)。
(6) (填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是 。
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【题目】在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3 (g) ΔH<0
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=________。
(2)降低温度,该反应K值____________,二氧化硫转化率____________,化学反应速率_____________(以上均填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是____________________。
(4)据图判断,反应进行至20 min时,曲线发生变化的原因是________(用文字表达)。10 min~15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加SO3的物质的量
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【题目】碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)是名贵的矿物宝石孔雀石的主要成分,应用广泛,如在无机工业中用于制造各种铜化合物,有机工业中用作有机合成催化剂等等,某化学小组为了探究碱式碳酸铜生成条件对其产率的影响,设计了如下实验:
设计原理:取一定体积的碳酸钠溶液(0.5mol/L)于100mL烧杯中,进行加热,恒温后将硫酸铜溶液(5.00mL,0.5mol/L)在不断搅拌下以一定速度逐滴加入到上述碳酸钠溶液中,反应达平衡后,静止,减压过滤,洗涤,烘干,即得到最终产品,同时有气体放出。
(1)反应原理为:________________________________ 。
(2)探究反应原料用量比对反应产物的影响。
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验,来说明反应原料用量对产品的影响。
提供试剂:0.5mol/LNa2CO3溶液、0.5mol/L CuSO4溶液
①填写下表的空白处:_____________、_____________。
②通过实验画图可知:当比值为_____________ ,碱式碳酸铜产量最好。
(3)反应温度对产率的影响
在三支试管中各加入2.0 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液,另取四支试管各加入由上述实验得到的合适用量的0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液。从这两列试管中各取一支将它们分别置于室温、30℃、50℃、100℃的环境中,数分钟后将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中振荡并观察现象,发现:沉淀颜色分别为蓝色沉淀,绿色沉淀,深绿色沉淀,绿色中带有黑色沉淀,实验结果也如上图所示,请思考,为什么温度过高产率反而下降________________,该实验加热方式为_______________________。
(4)分析所制得的碱式碳酸铜的质量分数。
将已准确称量的0.5g试样放入300mL的锥形瓶中,加入5mL醋酸加热使其溶解,再用100mL水将其稀释。加入2.5gKI振荡混合,经过5分钟后,加入数滴淀粉溶液,用0.1mol/L的硫代硫酸钠溶液进行滴定。当_____________________ 时即达滴定的终点。
(5)反应的原理:2Cu2+ + 4I— == 2CuI + I2 ,I2+2 S2O32— == 2 I—+ S2O6 2—。 若消耗0.1mol/L硫代硫酸钠40 mL,则试样中铜的质量百分率为________________ 。
该溶液的滴定度为______________。(每毫升标准溶液相当于被测物质的质量,单位是g/mL或mg/mL)(保留三位有效数字)
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