【题目】
氮原子可以形成 σ 键、π 键、大 π 键和配位键,成键的多样性使其形成了多种具有独特组成的物质。回答下 列问题:
(1)第一电离能:氮______氧(填“大于”或“小于”),基态氮原子价电子排布图不是,是因 为该排布方式违背了__________。
(2)肼(H2NNH2)分子中孤电子对与 σ 键的数目之比为______,肼的相对分子质量与乙烯接近,但沸点远高于乙烯的原因是______。
( 3)硝酸的结构可表 示 为 ,硝酸与水分子可 形 成一水合二硝酸结晶 水 合物 (2HNO3 H2O) , 水分子以三个氢键与两个硝酸分子结合,请写出一水合二硝酸的结构式______(氢键用“…”表示)。
(4)正硝酸钠(Na3NO4)为白色晶体,是一种重要的化工原料。
①Na3NO4 阴离子的空间构型为______,其中心原子杂化方式为______。
②分别写出一种与 Na3NO4 的阴离子互为等电子体的阴离子和分子______(填化学式)。
③在 573 K 条件下,实验室中用 NaNO3 和 Na2O 在银皿中反应制得 Na3NO4,Na2O 的立方晶胞如图所 示。
图中“●”表示______(填“Na+”或“O2”),距离“●”最近且等距离的“○”有______个,Na2O 晶胞的参数为 a pm,则晶胞密度为_____gcm3。(列出计算式即可,NA 为阿伏加德罗常数的值)
【答案】大于 洪特规则 2:5 肼分子间存在氢键,乙烯分子间无氢键 正四面体 sp3 SO42-、CCl4 O2- 8
【解析】
(1)基态氮原子的2p轨道为稳定的半充满状态,比相邻元素原子难失去电子;根据洪特规则,电子分布到能量相同的轨道时,优先以自旋相同的方式占据不同轨道;
(2)肼的结构式为,每个氮原子各有一个孤电子对,每个分子中有2个孤电子对,5个单键,即5个键;肼中含有氢键;
(3)水分子以三个氢键与两个硝酸分子结合氢键的形成位置写出结构式;
(4)①阴离子的中心原子为,价层电子对数为;
②与的阴离子互为等电子体的阴离子和分子应该具有5个原子,32个价电子;
③Na2O 的立方晶胞中原子个数,结合化学式判断粒子种类,利用公式,计算晶胞密度。
(1)基态氮原子的2p轨道为稳定的半充满状态,比相邻元素原子难失去电子,因此第一电离能:氮>氧;根据洪特规则,电子分布到能量相同的轨道时,优先以自旋相同的方式占据不同轨道,题干中的电子排布图中,优先在2p的同一个轨道中排布了两个自旋相反的电子,违背了洪特规则;
故答案为:大于;洪特规则;
(2)肼的结构式为,每个氮原子各有一个孤电子对,每个分子中有2个孤电子对,5个单键,即5个键,因此孤电子对与键的数目之比为2:5;H原子与N、O、F等原子形成共价键时,分子间通常能够形成氢键,因此熔沸点升高,导致肼的沸点远高于乙烯;
故答案为:2:5;肼分子间存在氢键,乙烯分子间无氢键
(3)水分子以三个氢键与两个硝酸分子,且氢键为H与N、O、F之间存在的键,故一水合二硝酸的结构式为,
故答案为:;
(4)①阴离子的中心原子为,价层电子对数为,杂化方式为,空间构型为正四面体;
故答案为:正四面体;;
②与的阴离子互为等电子体的阴离和分子应该具有5个原子,32个价电子,符合要求的阴离子有等,符合要求的分子有等;
故答案为:SO42-、CCl4等;
③由晶胞示意图可知“●”个数,“○”个数为8,化学式为Na2O则“●”表示O2-,“○”表示Na+;由晶胞示意图可知距离“●”最近且等距离的“○”有8个;晶胞密度;
故答案为:O2-;8;。
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【题目】四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法不正确的( )
A.原子半径Z<M
B.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
D.Z位于元素周期表中第二周期第ⅥA族
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【题目】工业中将含有较多Ca2+、Mg2+的水称为硬水。测定某水域的钙硬度、镁硬度(每升水中含Ca2+或Mg2+的质量,单位mg/L)的过程如下:
①取50.00mL水样,控制溶液的pH=10。以铬黑T为指示剂,用0.01000mol/LEDTA标准溶液滴定硬水中钙和镁的总含量至终点,消耗EDTA标准溶液30.00mL。
②另取50.00mL水样,加入10%NaOH溶液至pH=12.5,加入钙指示剂,用001000mol/LEDTA标准溶液滴定硬水中钙的含量至终点,消耗EDTA标准溶液20.00mL。
已知:Ca2+、Mg2+与EDTA反应的化学汁量比均为1:1。
(1)向硬水中加入石灰,可使Ca2+、Mg2+沉淀,以达到软化硬水的目的,写出Ca(OH)2和Ca(HCO3)2反应的化学方程式:___。
(2)“加入10%NaOH溶液至pH=12.5”的目的是___。
(3)计算该水样的钙硬度、镁硬度(写出计算过程)___。
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【题目】某化学兴趣小组的同学为了验证明矾的化学组成,进行了如下实验:
(1)把明矾的水溶液分别加入两试管中,用焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察火焰为紫色,说明含有________________;
(2)在其中一个试管中,加入过量氨水,产生大量白色沉淀,将沉淀分为两部分,分别加入过量的盐酸和氢氧化钠,沉淀均消夫,说明明矾溶液中含____________(离子符号),写出白色沉淀和氢氧化钠溶液反应的离子方程式________________________________________________;
(3)在另一个试管中,加入盐酸酸化过的氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明明矾溶液中含____________________________ (离子符号);
(4)明矾水溶液的pH值________7,其原因是________________________________ (离子方程式);明矾可以用作净水剂,其原因是____________________________________,
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【题目】蔗糖与浓硫酸反应的实验改进装置如图所示,下列说法错误的是
A.改进装置后,有毒气体被碱液吸收,实现了绿色环保
B.浓硫酸在实验过程中体现了脱水性和强氧化性
C.产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明产生了CO2
D.该反应比较剧烈、危险,实验各物质的用量应按要求规范操作
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【题目】下列反应方程式中不正确的是
A.铁在氯气中燃烧的反应:2Fe+3Cl22FeCl3
B.氨水与稀硫酸的反应:NH3·H2O+H+=H2O+
C.氯气和氢氧化钠溶液的反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
D.铜和稀硝酸的反应:Cu+2H++NO2=Cu2++NO↑+H2O
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【题目】在固态金属氧化物电解池中,高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰2
B.X是电源的负极
C.阴极的反应式是:H2O+2e-=H2+O2- CO2+2e-=CO+O2-
D.总反应可表示为:H2O+CO2H2+CO+O2
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【题目】传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高。DIS数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量溶液的pH等而在中和滴定的研究中应用越来越广泛深入。
(1)某学习小组利用DIS系统探究强碱和不同酸的中和反应,实验过程如下:
①分别配制0.1000mol/L的NaOH、HCl、CH3COOH溶液备用。
②用0.1000mol/L的NaOH溶液分别滴定10.00mL0.1000mol/L的HCl和CH3COOH溶液,连接数据采集器和pH传感器。
③由计算机绘制的滴定曲线如图一:
两曲线图起点不同的原因是_____;两曲线图中V1_____V2 (填“>”、“=”或“<”)。
(2)另一个学习小组利用DIS系统测定某醋酸溶液的物质的量浓度,以测量溶液导电能力来判断滴定终点,实验步骤如下:
①用_____(填仪器名称)量取20.00mL醋酸溶液样品,倒入洁净干燥锥形瓶中,连接好DIS系统.如果锥形瓶中含有少蒸馏水,是否会影响测量结果_____(填“是”、“否”、“不能确定”)。向锥形瓶中滴加0.1000mol/L的NaOH溶液,计算机屏幕上显示出溶液导电能力与加入NaOH溶液体积关系的曲线图(见图二)。
②醋酸与NaOH溶液反应的离子方程式为___________________________。
③图中b点时,溶液中各离子浓度大小的关系是_____________________。
④若图中某一点pH等于8,则c(Na+)﹣c(CH3COO﹣)的精确值为_____mol/L。
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