【题目】铜是重要的过渡元素,其单质及化合物具有广泛用途。回答下列问题:
(1)铜元素基态原子的价电子排布式________________________________。
(2)铜能形成多种配合物,如Cu2+与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成如图所示配离子。
①Cu2+与乙二胺所形成的配离子中含有的化学键是_________________。
a.配位键 b.离子键 c.键 d.键
②乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为________________________,C、N、H三种元素的电负性由大到小顺序是________________________________。
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高很多,原因是_______________。
(3)Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+形式存在,向含Cu2+的溶液中加入足量氨水,可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+,其原因是_____________________________。(请结合原子的性质进行回答)
(4)Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。
①该晶体的化学式为____________________
②该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0)。则C原子的坐标参数为____________________。
③已知该晶体的密度为d g·cm-3,Cu2+和S2-的半径分别为a pm和b pm,阿伏加德罗常数值为NA。列式表示该晶体中原子的空间利用率______________。
【答案】3d104s1 ac sp3 N>C>H 乙二胺分子间可形成氢键, 三甲胺分子间不能形成氢键 N 元素电负性更小, 更易给出孤对电子形成配位键 CuS (1/4,1/4,1/4)
【解析】
(1)铜是29号元素,基态铜原子的价电子排布式为3d104s1;
(2)①Cu2+与乙二胺形成的配离子为Cu(en)22+,配离子之间存在配位键,氮氢,碳氢之间存在极性键,碳碳之间存在非极性键,乙二胺分子中N均与H配位,共价键均为单键,即键,不存在键;
②乙二胺分子中氮原子形成4个键,价层电子对数为4,氮原子为sp3杂化;C、N、H三种元素,吸引电子能力越强的元素其电负性越大,吸引电子能力大小顺序是N>C>H;
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高很多,原因是乙二胺分子间可形成氢键, 三甲胺分子间不能形成氢键;
(3)N元素电负性更小,更易给出孤对电子形成配位键;
(4)①根据均摊法可得晶体中Cu原子个数为8+6=4,S原子个数为4;
②根据各个原子的相对位置可知,D在各个方向的1/4处,所以其坐标是(1/4,1/4,1/4);③晶体中原子的空间利用率为晶胞中所含原子的体积占晶胞体积的百分比,以此计算。
(1)铜是29号元素,基态铜原子的价电子排布式为3d104s1;
故答案为:3d104s1;
(2)①Cu2+与乙二胺形成的配离子为Cu(en)22+,配离子之间存在配位键,氮氢,碳氢之间存在极性键,碳碳之间存在非极性键,乙二胺分子中N均与H配位,共价键均为单键,即键,不存在键,答案选ac;
②乙二胺分子中氮原子形成4个键,价层电子对数为4,氮原子为sp3杂化;C、N、H三种元素,吸引电子能力越强的元素其电负性越大,吸引电子能力大小顺序是N>C>H,所以其电负性大小顺序是N>C>H;
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高很多,原因是乙二胺分子间可形成氢键, 三甲胺分子间不能形成氢键;
故答案为:ac ;sp3 ;N>C>H;乙二胺分子间可形成氢键, 三甲胺分子间不能形成氢键;
(3)Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+形式存在,向含Cu2+的溶液中加入足量氨水,可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+,其原因是N元素电负性更小,更易给出孤对电子形成配位键;
故答案为:N元素电负性更小,更易给出孤对电子形成配位键;
(4)①根据均摊法可得晶体中Cu原子个数为8+6=4,S原子个数为4,故晶体的化学式为CuS;
故答案为:CuS;
②根据各个原子的相对位置可知,D在各个方向的1/4处,所以其坐标是(1/4,1/4,1/4);③已知该晶体的密度为d g·cm-3,Cu2+和S2-的半径分别为a pm和b pm,阿伏加德罗常数值为NA。一个晶胞中原子的体积为4(a3+b3)10-30cm3,一个晶胞的体积为V==,故晶体中原子的空间利用率为=。
故答案为:(1/4,1/4,1/4);。
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【题目】已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。一定条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中正确的是 ( )
A. 3min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
B. 从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.225 mol·L-1·min-1
C. 13min时,向容器中充入2 mol氦气,该反应的化学反应速率增加
D. 13min时,向容器中充入2 mol氦气,CO2的转化率增加
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【题目】研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2—CaO作电解质,利用下图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中,正确的是
A. 由TiO2制得1 mol金属Ti,理论上外电路转移2 mol电子
B. 阳极的电极反应式为C+2O2--4e-===CO2↑
C. 在制备金属钛前后,整套装置中CaO的总量减少
D. 若用铅蓄电池作该装置的供电电源,“+”接线柱应连接Pb电极
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【题目】为了证明NH3·H2O是弱电解质,甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验。0.010 mol·L-1氨水、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞溶液、pH试纸、蒸馏水。
①甲用pH试纸测出0.010 mol·L-1氨水的pH为10,则认定NH3·H2O是弱电解质,你认为这一方法________(填“正确”或“不正确”),并说明理由:_______________________。
②乙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,用pH试纸测其pH=a,然后用蒸馏水稀释至1 000 mL,再用pH试纸测其pH=b,若要确认NH3·H2O是弱电解质,则a、b值应满足的关系是________。
③丙取出10 mL 0.010 mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞溶液,显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,颜色变______(填“深”或“浅”)。你认为证明氨水是弱碱的原因是_____________。
④请你根据所提供的试剂,再提出一个合理简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质:_________。
(2)25 ℃时,将a mol·L-1氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=________。
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【题目】25℃时,将pH均为2 的HCl与HX 的溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. a、b两点: c(X-) < c(Cl-) B. 溶液的导电性: a < b
C. 稀释前,c(HX) > 0.01mol/L D. 溶液体积稀释到10倍,HX 溶液的pH < 3
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【题目】已知反应A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2min后,C的浓度增加0.4mol/L。下列关于该化学反应的说法不正确的是( )
A.2min末,气体D在标准状况下的体积无法计算
B.用物质B、C、D来分别表示该反应的速率之比为3:2:1
C.由于A为纯固体,物质的量浓度是常数,故无法利用A的相关物理量的变化来表示该反应的速率大小
D.单位时间内,每消耗0.3molB气体,同时消耗0.1molD气体,此时该反应达到最大限度
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【题目】按要求回答问题:
(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时,
①负极反应式为___;
②正极反应式为___;
(2)葡萄糖生物发酵产生乙醇的化学方程式___。
(3)乙酸和乙醇在浓硫酸和加热条件下反应的化学方程式___。
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【题目】氨的催化氧化是工业制硝酸的重要反应:4NH3+5O24NO+6H2O,对于该反应判断正确的是( )
A.氨气是氧化剂
B.该反应是置换反应
C.氧气被还原
D.若有17g氨参加反应,反应中转移10mol电子
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【题目】25 ℃时,用浓度为0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L-1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ<HY<HX
B. 根据滴定曲线可得Ka(HX)的数量级是10-7
C. 将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D. HY与HZ混合,达到平衡时c(H+)=Ka(HY).c(HY)/c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)
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