【题目】【化学—选修3 物质结构与性质】
周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R基态原子中,电子占据的最高能层符号为L,最高能级上只有两个自旋方向相同的电子。工业上通过分离液态空气获得X单质。Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和。Z基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。请回答下列问题:
(1)Z2+基态核外电子排布式为: 。
(2)YX4-的空间构型是:__________;与YX4-互为等电子体的一种分子为__________(填化学式);HYX4酸性比HYX2强,其原因是:__________________________。
(3)结构简式为RX(WH2)2的化合物中R原子的杂化轨道类型为: ;1molRX(WH2)2分子中含有σ键数目为:_______________。(H为氢元素,下同)
(4)往Z的硫酸盐溶液中通入过量的WH3,可生成[Z(WH3)4]SO4,下列说法正确的是:__________。
A.[Z(WH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.在[Z(WH3)4]2+中Z2+给出孤对电子,WH3提供空轨道
C.[Z(WH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素
(5)某Y与Z形成的化合物的晶胞如右图所示(黑点代表Z原子)。
①该晶体的化学式为: 。
②已知Z和Y的电负性分别为1.9和3.0,则Y与Z形成的化合物属于 (填“离子”、“共价”)化合物。
③ 已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为: cm(只写计算式)(Z原子位于体对角线上)。
【答案】(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9;
(2)正四面体;CCl4等 ;HClO4有 3 个非羟基氧,而 HClO2有 1 个非羟基氧 ;
(3)sp2; 7NA;(4)A ;
(5)①CuCl;②共价 ;③
【解析】试题分析:周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R基态原子中,电子占据的最高能层符号为L,最高能级上只有两个自旋方向相同的电子,则R的原子序数是2+2+2=6,即R是C元素。工业上通过分离液态空气获得X单质,则X是N或O,由于W的已知酸性介于R和X之间,所以X只能是O,W是N。Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和,即为21,所以Y是第三周期的氯元素。Z基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子则Z是Cu.
(1) Z为Cu元素,原子核外电子数为29,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则Z2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。
(2)根据上述分析,YX4-为ClO4-,根据价层电子对互斥理论,4+(7+1-2×4)÷2=4,没有孤对电子,则空间构型是正四面体型;与ClO4-互为等电子体的分子是AB4型分子,其中一种分子为CCl4;HYX4为HClO4,HYX2是HClO2,HClO4有 3 个非羟基氧,而 HClO2有 1 个非羟基氧,所以HClO4的酸性比HClO2强。
(3)结构简式为RX(WH2)2的化合物是CO(NH2)2,据C、N、O、H的成键特征,该有机物的结构简式为NH2CONH2,C原子形成3个σ键,杂化轨道类型为sp2杂化,单键都是σ键,双键中含有1个σ键,所以根据有机物的结构简式可知1molCO(NH2)2分子中含有σ键数目为7NA。
(4)A.在[Cu(NH3)4]SO4中,内界离子[Cu(NH3)4]2+与外界离子SO42-形成离子键,Cu2+与NH3形成配位键,NH3中N原子与H原子之间形成极性键,A正确;B.在[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+提供空轨道,NH3给出孤对电子,B错误;C.[Cu(NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是N元素,C错误;答案选A。
(5)根据上述推断,Y、Z分别为Cl、Cu,Cl在晶胞占有的位置8个顶点、6个面,Cl原子的个数8×1/8+6×1/2=4,Cu原子在晶胞的位置在体心,全部属于晶胞,Cl个数是4。
①该晶体的化学式为CuCl;
②两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7形成离子键,小于1.7形成共价键,铜与Cl电负性差值3.0-1.9=1.1<1.7,该化合物属于共价化合物;
③设边长为a cm,ρ=m/V=(4/NA×M)÷a3,a=,该晶胞类似于金刚石的晶胞,Cu和Cl最近的距离是体对角线的1/4,即距离为cm。
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【题目】关于氧化还原反应的说法,正确的是( )
A. 物质失去的电子数越多,其还原性越强
B. 物质所含元素化合价升高的反应叫还原反应
C. 某元素由化合态变为游离态,则它一定被还原
D. 置换反应一定属于氧化还原反应
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【题目】利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组通过在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:
根据设计要求回答:
(1)B装置有三种功能:①均匀混合气体;②_____________③_____________。
(2)设V(Cl2)/V(CH4)=x,若理论上欲获得最多的氯化氢,则x值应_____________。
(3)E装置除生成盐酸外,还含有有机物,从E中分离出有机物的最佳方法为________。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理,其尾气主要成分为________(填编号)。
a.CH4 b.CH3Cl c.CH2Cl2 d.CHCl3 e.CCl4
(4)D装置的石棉中均匀混有KI粉末,其作用是___________________。
(5)E装置的作用是___________________(填编号)。
A.收集气体 B.吸收氯气 C.防止倒吸 D.吸收氯化氢
(6)在C装置中,经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生,写出置换出黑色小颗粒的化学方程式_____________________________________________。
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【题目】下列说法正确的是()
A. 2015年8月12日,天津滨海新区某公司的仓库发生爆炸,事发仓库里存放了大量的硝酸铵、氰化钠、电石和金属钠等危险化学品这四种药品均属于电解质
B. 纤维素、蔗糖、葡萄糖和脂肪在一定条件下都可发生水解反应
C. 氮氧化物对环境有很大危害,如破坏臭氧层,形成酸雨,产生光化学烟雾等
D. 工业上利用氯气与澄清石灰水反应制取漂白粉
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【题目】三氯化硼的熔点为-107.3 ℃,沸点为12.5 ℃,易水解生成硼酸(H3BO3),可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。实验室制取三氯化硼的原理为B2O3+3C+3Cl22BCl3+3CO。
(1)甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气(不用收集)。
①装置B中盛放的试剂是__,装置C的作用是___________________。
②装置A中发生反应的离子方程式为 _____________________________。
(2)乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C和下列装置(装置可重复使用)制取BCl3并验证反应中有CO生成。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为
A→B→C→G→__→__→__→__→F→D→I。
②能证明反应中有CO生成的现象是___________________________。
③开始实验时,先点燃____(填“A” 或“G”)处的酒精灯。
④请写出BCl3水解的化学方程式__________________________。
⑤硼酸是一元弱酸,其钠盐化学式为Na [B(OH)4],则硼酸在水中电离方程式是____。
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【题目】(1)实验证明,聚沉能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数,电荷数越大,聚沉能力越大。
①向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时,其聚沉能力最强的为________(填序号)。
A.NaCl B.FeCl3 C.K2SO4 D.Na3PO4
②为了把黏土溶胶(黏土胶体粒子带负电荷)变成较洁净的水,加入下列电解质时,_______(填序号)效果最明显,原因是_____________________________________________。
A.BaCl2 B.Al2(SO4)3 C.KCl D.CuSO4
(2)已知半透膜有非常细小的孔,只允许较小的离子、分子通过,胶体粒子不能透过。(提示:碘遇淀粉显蓝色)
把10 mL淀粉胶体和5 mL KCl溶液的混合液体加入到用半透膜制成的袋内,将此袋浸入盛蒸馏水的烧杯中,2 min后,用两支试管各取5 mL烧杯中的液体,并做如下实验:
①向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液,其现象是______________________。
②向另一支试管里滴加少量碘水,其现象是__________________________。
③由上述实验得出的结论是__________________________________________。
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【题目】(12分)化合物D是硅橡胶的稳定剂,其合成路线如下图
(1)B的分子式为 ; C中官能团名称 。
(2)C→D的反应类型为 。
(3)B→C的化学方程式为 。
(4)化合物D可能具有的性质有 (选填序号)。
a.加成反应 b.与FeCl3溶液发生显色反应
c.消去反应 d.酯化反应
(5)化合物B经3步反应可制备,反应类型依次是 (选填序号)。
a.加成 、 取代、 消去
b.取代、消去、加成
c.消去、加成、取代
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【题目】下列各组物质之间不可能实现如图所示转化的是( )
选项 | X | Y | Z | M |
A | S | SO2 | SO3 | O2 |
B | HNO3 | Fe(NO3)3 | Fe(NO3)2 | Fe |
C | NaOH | Na2CO3 | Na2CO3 | CO2 |
D | HN3 | NO | NO2 | O2 |
A. A B. B C. C D. D
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