【题目】第四周期包含18种元素,其中多种元素具有重要的用途,在现代工业中备受青睐。
(l)铁位于元素周期表____区,Fe3+的价电子排布式为 ____。
(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,可用en代表,其能够与Cu2+形成稳定环状配离子,可表示为[Cu(en)2]2+,其中Cu2+的配位数为____。1 mol[Cu(en)2]C12中含有σ键的数目为____。
(3)气态SeO3为单分子,该分子中Se原子的杂化轨道类型为 ___。用物质结构理论解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:______________。
(4)如图为Cu2O的晶胞结构,其中黑球表示____原子(填元素符号);Cu2O的密度为pg·cm-3则晶胞的边长为 ___cm。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】d 3d5 4 26NA sp2 H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移,更易电离出H+ Cu
【解析】
(1)元素周期表五区的划分是根据最后排入的电子名称命名的,Fe原子是26号元素,Fe原子的基态核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,这些电子排列时遵循能量最低原理(先排能量低的后排能量高的),这些能级的能量大小顺序为:1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d,根据能量最低原理先排4s电子后排3d电子,所以最后排入的是3d电子,根据命名规则属d区,Fe3+的价电子排布式为3d5,故答案为:d;3d5;
(2)乙二胺中含有2个N原子,根据化学式[Cu(en)2]2+知,其中Cu2+的配位数为2×2=4;单键为σ键,配位键也属于σ键,所以1mol[Cu(en)2]C12中含有σ键的物质的量为1mol×(11×2+4)=26mol,即26NA;故答案为:4;26NA;
(3)SeO3的中心原子价层电子对数为,则Se原子的杂化轨道类型为sp2;H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移,更易电离出H+,所以H2SeO4比H2SeO3酸性强,故答案为:sp2;H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移,更易电离出H+;
(4)根据晶胞结构分析,白球处于顶点和体心,则属于该晶胞的白球原子数为8×+1=2,属于该晶胞的黑球数目为4,该晶胞化学式为Cu2O,则黑球表示Cu;设晶胞的边长为d,则=,故d=,故答案为:Cu;。
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【题目】利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯,进行水体修复的过程如图所示,H+、O2、NO3-等共存物会影响修复效果。下列说法错误的是
A.反应①②③④均为还原反应
B.1mol三氯乙烯完全脱Cl时,电子转移为3mol
C.④的电极反应式为NO3-+10H++8e-=NH4++3H2O
D.修复过程中可能产生Fe(OH)3
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【题目】甲醇是重要的化工原料,也可作燃料。工业上可用CO2和H2在一定条件下合成甲醇。回答下列问题。
(1)已知:CO 和 H2 的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1 ,水的汽化热为 44.0kJ·mol-1, 反应① CO+H2O=CO2+H2 是生成合成甲醇的原料气(CO2、H2)的重要反应,其热化学方程式为: CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH =_____ kJ·mol-1。
(2)某同学设计实验对反应①进行研究。将 1mol H2O(g)和 1mol CO 充入一个恒容密闭容器中,在催化剂和一定温度下达到化学平衡。如图是 CO 的平衡转化率(%)随温度变化的曲线,260℃时反应①的平衡常数 K=_______。
(3)CO2和 H2在催化剂、一定温度下合成甲醇。图为在容积为 1L 的恒容密闭容器中,加入 3 molH2和 1molCO2时经过相同时间甲醇产率与反应温度的关系曲线:
曲线上 A 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,理由是_____,C 点甲醇的产率低于 B 点的原因可能是_____(填标号)。
A.反应活化能增大 B.催化剂活性低 C.副反应多 D.平衡常数变大 E.平衡逆向移动
(4)CO和 H2在一定条件下也可以合成甲醇。在容积为1L的恒容密闭容器中,加入 a molH2和2.0molCO,在催化剂和 260℃温度条件下发生反应:CO+2H2=CH3OH。图为甲醇的浓度与反应时间的关系曲线,tP 时的 v 逆_____tQ 时的 v 逆(填大于、小于或等于),判断的依据是_____,达平衡时氢气的浓度为 1.0mol/L,则起始时加入的氢气的物质的量为_____mol。
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【题目】纳米Fe3O4在生物医学和催化剂载体等领域应用前景光明。其制备流程如下:
已知:锌单质溶于强碱生成ZnO22-;Zn(OH)2既能溶于强酸又能溶于强碱。
请回答下列问题:
(l)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮的作用有___。
A.去除油污 B.溶解镀锌层 C.去除铁锈 D.钝化
(2)步骤②生成Zn(OH)2沉淀的离子方程式为____,用离子方程式结合文字说明该步骤pH不能过小的原因____。调节pH的最佳方法是向溶液中通入____(填化学式)。
(3)步骤④反应的离子方程式为_____;为确保纳米Fe3O4粒子的纯度,应调整原溶液中Fe2+与所加H2O2的物质的量之比为_______。
(4)步骤⑤制得Fe3O4纳米粒子的过程,需要在无氧环境下进行,说明理由__________;T业生产中可采取___________措施提供无氧环境。
(5)步骤⑤ _______(填“能”或“不能”)用减压过滤(抽滤)得到纳米Fe3O4粒子?理由是___________。
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【题目】常温下,用0.0100 mol/L的NaOH溶液滴定10. 00 mL 0.0100 mol/L的二元酸H2A,滴定过程中加入NaOH溶液的体积(V)与溶液中的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H2A的电离方程式为:H2A=A2-+2H+
B.B点显酸性的原因是HA的电离程度大于其水解程度
C.C点溶液显中性,所以 c(Na+)=c(A2-) +c(HA-)
D.常温下Kh(Na2 A)的数量级约为10-4
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【题目】T℃ 时,在一容积为 2 L 的恒容密闭容器中加入 2 mol A 和 3 mol B,压强为 P0, 在催化剂存在的条件下进行下列反应:2A(g)+3B(g) 3C(g),2 分钟达到平衡,平衡混合气中 C 的体积分数为 37.5%。 已知该反应某一时刻的瞬时速率计算公为v正=k正·[A]2·[B]3,v逆=k逆·[C]3,其中 k正、k逆为速率常数。
(1)计算上述条件下 的值。 (写出必要的计算过程,下同)_____
(2)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数,记作 Kp。已知某气体分压(P分)=气体总压(P总) ×该气体的物质的量分数,计算 T℃ 时上述反应 Kp 的值(用含 P0 的数值表示)。____________
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【题目】下列说法正确的是
A.按系统命名法,化合物的名称是2,3,5,5-四甲基-4,4-二乙基己烷
B.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等
C.苯和甲苯互为同系物,均能使KMnO4酸性溶液褪色
D.结构片段的高聚物,其单体是苯酚和甲醛
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.28g乙烯和环烷的混合气体中含有的碳原子数为2NA
B.2.0gD2O中含有的质子数、电子数均为NA
C.常温下,5.6gFe与含0.2molHNO3的溶液充分作用,最少失去的电子数为0.15NA
D.含1molCl-的NH4Cl溶液中加入适量氨水使溶液呈中性,此时溶液中NH4+数为NA
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【题目】扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸,在医药工业可用于头孢羟唑、血管扩张药环扁桃酸酯、滴眼药羟苄唑、匹莫林等的中间体,也可作防腐剂。实验室用如下原理制备:
合成扁桃酸的实验步骤、装置示意图及相关数据如下:
物质 | 状态 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
扁桃酸 | 无色透明晶体 | 119 | 300 | 易溶于热水、乙醚和异丙醇 |
乙醚 | 无色透明液体 | -116.3 | 34.6 | 溶于低碳醇、苯、氯仿,微溶于水 |
苯甲醛 | 无色液体 | -26 | 179 | 微溶于水,能与乙醇、乙醚、苯、氯仿等混溶 |
氯仿 | 无色液体 | -63.5 | 61.3 | 易溶于醇、醚、苯、不溶于水 |
实验步骤:
步骤一:向如图所示的实验装置中加入0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛、0.2mol(约16mL)氯仿,慢慢滴入含19g氢氧化钠的溶液,维持温度在55~60℃,搅拌并继续反应1h,当反应液的pH接近中性时可停止反应。
步骤二:将反应液用200mL水稀释,每次用20mL乙醚萃取两次,合并醚层,待回收。
步骤三:水相用50%的硫酸酸化至pH为2~3后,再每次用40mL乙醚分两次萃取,合并萃取液并加入适量无水硫酸钠,蒸出乙醚,得粗产品约11.5g。请回答下列问题:
(1)图中仪器C的名称是_________________,装置B的作用是_____________
(2)步骤一中合适的加热方式是_____________________。
(3)步骤二中用乙醚的目的是_____________________。
(4)步骤三中加入适量无水硫酸钠的目的是_____________________。
(5)该实验的产率为____________(保留三位有效数字)。
(6)扁桃酸在高端化学中也有很重要的作用,如以扁桃酸与正丁醇为原料,在催化剂的催化下可合成手性拆分剂扁桃酸正丁酯,试写出该反应的化学方程式___________。
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