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20.X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大.其相关信息如下表所示:
X的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同
Y元素的族序数是周期序数的三倍
Z元素的电负性在所有元素中最大
W原子的第一至第六电离能分别为:I1=578KJ•mol-1,I2=1817KJ•mol-1,I3=2745KJ•mol-1,I4=11575KJ•mol-1,I5=14830KJ•mol-1,I6=18376KJ•mol-1
Q为前四周期中电负性最小的元素
R原子最高能层上只有1个单电子,其余各能层均已充满电子.
请回答:
(1)R在周期表中位于ds区,写出R基态原子的价电子排布式3d104s1
(2)X与Y形成的二元化合物中属于非极性分子的CO2 (用化学式表示).
(3)写出Z元素的单质与水反应的方式2F2+2H2O=4HF+O2,此反应中氧化剂与氧化产物物质的量之比为2:1.
(4)X的氯化物的熔点比Q的氯化物的熔点低(“高”或“低”),理由是CCl4属于分子晶体,KCl属于离子晶体.
(5)光谱证实单质W与强碱性溶液反应有[W(OH)4]-生成,则中[W(OH)4]--存在acd(填选项字母)
a.极性共价键      b.非极性共价键    c.配位键    d.σ键    e.π键
(6)金刚砂(SiC)的结构与金刚石(4个碳原子在立方体体内,其余碳原子分别位于面心和顶角)相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有4个硅原子,4个碳原子,其中硅原子的杂化方式为sp3

分析 X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大,X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同,则核外电子排布为1s22s22p2,则X为C元素;Y元素的族序数是其周期数的三倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则Y为O元素;Z元素的电负性在所有元素中最大,则Z为F元素;Q为前四周期中电负性最小的元素,则Q为钾元素;W原子的第四电离能剧增,表现+3价,原子序数小于K,则W为Al元素;R处于第四周期,R原子最高能层上只有1个单电子,其余各能层均已充满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故R为Cu,据此解答.

解答 解:X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大,X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同,则核外电子排布为1s22s22p2,则X为C元素;Y元素的族序数是其周期数的三倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则Y为O元素;Z元素的电负性在所有元素中最大,则Z为F元素;Q为前四周期中电负性最小的元素,则Q为钾元素;W原子的第四电离能剧增,表现+3价,原子序数小于K,则W为Al元素;R处于第四周期,R原子最高能层上只有1个单电子,其余各能层均已充满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故R为Cu.
(1)R为Cu,处于周期表中第四周期第IB族,属于ds区元素,基态原子的价电子排布式为3d104s1
故答案为:ds;3d104s1
(2)X与Y形成的二元化合物由CO、CO2,属于非极性分子的是CO2
故答案为:CO2
(3)Z元素的单质与水反应的方式为:2F2+2H2O=4HF+O2,此反应中氧化剂为F2,氧化产物为O2,氧化剂与氧化产物物质的量之比为2:1,
故答案为:2F2+2H2O=4HF+O2;2:1;
(4)X的氯化物为CCl4,属于分子晶体,Q的氯化物为KCl,属于离子晶体,故熔点CCl4<KCl,
故答案为:低;CCl4属于分子晶体,KCl属于离子晶体;
(5)[Al(OH)4]-中氢原子和氧原子之间存在极性共价键,为σ键,铝原子含有空轨道,氧原子含有孤电子对,所以该离子中含有配位键,
故答案为:acd;
(6)金刚砂(SiC)的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,则金刚砂的晶胞中含有硅原子个数=4+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,金刚砂中碳原子和硅原子个数之比为1:1,所以该晶胞中碳原子个数是4,每个硅原子连接4个C-Si键,所以硅原子的杂化方式为sp3
故答案为:4;4;sp3

点评 本题考查结构性质位置关系、核外电子排布规律、化学键、晶胞结构及计算等,难度中等,推断元素是解题关键,注意利用均摊法进行晶胞的有关计算.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用右图中的装置进行实验.

主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检验装置的气密性
②将a g试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到b g
④从分液漏斗滴入6mol•L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到c g
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U型管的质量基本不变,为dg
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量关品时,如果天平的指针向左偏转,说明样品重,砝码轻.
(2)装置中干燥管B的作用是防止空气中的CO2和水气进入U型管中.
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果偏高(填偏高、偏低或不变).
(4)步骤⑤的目的是把反应产生的CO2全部导入U型管中.
(5)步骤⑦的目的是判断反应产生的CO2是否全部排出,并被U型管中的碱石灰吸收.
(6)试样中纯碱的质量分数的计算式为$\frac{106(d-b)}{44a}$×100%.
(7)还可以用其它实验方法测定试样中纯碱的质量分数.请简述一种不同的实验方法.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

11.Na2O2与水的反应实际是Na2O2+2H2O═2NaOH+H2O2,反应放出的热量使部分H2O2受热分解:2H2O2═2H2O+O2↑.为了测定某过氧化钠固体的纯度,今做如下实验:
①称取过氧化钠固体2.00g
②把这些过氧化钠固体放入气密性良好的气体发生装置中
③向过氧化钠中滴加水,用某一量筒排水集气,量筒内液面在112mL处恰好与水槽内液面相平
④将烧瓶中的液体转移到250mL的容量瓶中,洗涤并将洗涤液也转入容量瓶,然后加入蒸馏水,定容,使液面恰好与刻度相切
⑤取25.00mL容量瓶中的液体,放入锥形瓶中,用过量的稀硫酸酸化,然后用0.01mol/L的KMnO4溶液去滴定,至终点时用去了24.20mL KMnO4溶液(此时锰全部以Mn2+ 存在)
(1)有500mL、250mL、150mL的量筒备用,应选用量程为150mL的量筒
(2)该实验应选用酸式(填“酸式”或“碱式”)滴定管
(3)在步骤③测量气体体积时,必须待烧瓶和量筒内的气体都冷却到室温时进行,若此时量筒内的液面高于水槽中液面(如图),立即读数会使Na2O2的纯度偏高(填“偏高”“偏低”或“不变”);应进行的操作是应慢慢把量筒往下移,使量筒中液面恰好与水槽中液面相平.
(4)在步骤⑤中反应的离子方程式是2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O判定滴定达到终点的依据是滴入最后一滴溶液刚好由无色变为浅紫红色,且在半分钟内不褪色.
(5)该过氧化钠的纯度为62.6%(用百分数表示,保留一位小数;实验中得到的气体体积均看作为标准状况下)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

8.电解原理在化学工业中有广泛应用.
(1)图1是电解食盐水的工业模拟图
①电解饱和食盐水的离子方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2
②溶液A是氢氧化钠浓溶液

(2)图2是实验室常用的电解池装置,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连.请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①在X(填X或Y)极附近观察溶液变红.
②Y电极上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,检验该电极反应产物的方法是把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色
(3)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是纯铜,电极反应式是Cu2++2e-=Cu.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.判断含氧酸强弱的一条经验规律:含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强.几种实例如下表所示.
次氯酸磷酸硫酸高氯酸
含氧酸
非羟基氧原子数0123
酸性弱酸中强酸强酸最强酸
(1)亚磷酸(H3PO3)和亚砷酸(H3AsO3)的分子式相似,但它们的酸性差别很大.亚磷酸是中强酸,亚砷酸既有弱酸性又有弱碱性,由此可推出它们的结构式分别为:亚磷酸,亚砷酸
(2)分别写出亚磷酸和亚砷酸与过量的NaOH溶液反应的化学方程式.亚磷酸:H3PO3+2NaOH=Na2HPO3+2H2O,亚砷酸:H3AsO3+3NaOH=Na3AsO3+3H2O.
(3)比较H3AsO4、H2CrO4、HMnO4的酸性强弱,酸性由弱到强的顺序H3AsO4、H2CrO4、HMnO4

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

5.金属铜及其化合物在生产和生活中都有重要的应用.
(1)写出铜原子价电子层的电子排布式:3d104s1
(2)铜粉可以做成焰火,燃烧时,火焰发出绿色的光,请你用原子结构的知识解释发光的原因:燃烧时,铜离子中的基态电子获得能量,从内层轨道跃迁到外层另一轨道,跃迁到新轨道的电子处于一种不稳定状态,它随即会跳回到原轨道,并向外界释放能量(光能)而发光.
(3)图1是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为1:5.

(4)无水硫酸铜呈白色,吸水后形成胆矾,呈蓝色.科学家通过X射线确定出胆矾的结构,其结构可用图2表示,胆矾晶体中除共价键、配位键及微弱的范德华力外,还存在的两种作用是氢键和离子键.
(5)[Cu(NH34]2+ 具有对称的空间构型,[Cu(NH34]2+ 中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH34]2+的空间构型为平面正方形.
(6)某种含Cu2+的化合物催化丙烯醇制备丙醛的反应为此空删去HOCH2CH═CH2→CH3CH2CHO,在丙烯醇分子中共有9个σ键,其中碳原子的杂化方式是sp2、sp3

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一.CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体.因此,控制和治理CO2是解决“温室效应”的有效途径.
(1)下列措施中,有利于降低大气中CO2浓度的有abc.(填字母编号)
a.采用节能技术,减少化石燃料的用量
b.鼓励乘坐公交车出行,倡导低碳生活
c.利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料
(2)另一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环.如:
2CO2(g)+2H2O(l)═C2H4(g)+3O2(g)△H=+1411.0kJ/mol
2CO2(g)+3H2O(l)═C2H5OH(1)+3O2(g)△H=+1366.8kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇的热化学方程式是:C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)△H=-44.2kJ/mol.
(3)在一定条件下,6H2(g)+2CO2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g).
温度(k)
CO2转化率(%)
n(H2)/n(CO2
500600700800
1.545332012
260432815
383623722
根据表中数据分析:
①温度一定时,提高氢碳比,CO2的转化率增大(填“增大”“减小”或“不变”).
②该反应的正反应为放(填“吸”或“放”)热反应.
③在图一的坐标系中作图,说明压强由p1增大到p2时,由于平衡移动引起H2转化率和乙醇百分含量的变化.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度.(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol/L盐酸、6mol/L硫酸和蒸馏水)

回答下列问题:
(1)实验前必须检查检查装置的气密性.
(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不用硫酸,理由是硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶于水的,会覆盖在碳酸钙的表面,使反应不能持续.
(3)装置B的作用是除去气体中的HCl;
装置C的作用是干燥气体;
装置E中碱石灰的作用是吸收装置D中反应剩余的二氧化碳.
(4)装置D中发生反应的化学方程式是:Na2O+CO2=Na2CO3,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(5)若开始时测得样品的质量为2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL(标准状况),则Na2O2试样的纯度为78%.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.0.25mol CH4含有1.505×1023个CH4分子.

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