题目列表(包括答案和解析)
【化学--选修3物质结构与性质】(15分)
铜、铁都是日常生活中常见的金属,它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途。
请回答以下问题:
(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等,其制备方法如下:
①Cu2+的价电子排布图 ; NH4CuSO3中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为_______________________(填元素符号)。
②的空间构型为_____________,
离子中心原子的杂化方式为 。
(2)请写出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2时发生反应的离子方程式: 。
(3)某学生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀,继续加入过量氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。
①下列说法正确的是
a.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b.NH3分子和H2O分子,分子空间构型不同,氨气分子的键角小于水分子的键角
c.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d.Cu(NH3)4SO4组成元素中电负性最大的是氮元素
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因 .
(4)Cu晶体的堆积方式如图所示,设Cu原子半径为r,
晶体中Cu原子的配位数为_______,晶体的空间利用率
为 ( ,列式并计算结果)。
下列有关化学用语使用正确的是
A.CH4 分子的比例模型: B.NH3的电子式:
C.硫离子的离子结构示意图: D.聚乙烯的结构简式为:
【解析】A中是球棍模型。氨气是由极性键形成的共价化合物,N原子还有1对电子没有参与成键,电子式为。聚乙烯的单体是乙烯,所以其结构简式为
,因此正确的答案是C。
下列有关化学用语使用正确的是
A.CH4 分子的比例模型: B.NH3的电子式:
C.硫离子的离子结构示意图: D.聚乙烯的结构简式为:
【解析】A中是球棍模型。氨气是由极性键形成的共价化合物,N原子还有1对电子没有参与成键,电子式为。聚乙烯的单体是乙烯,所以其结构简式为
,因此正确的答案是C。
氮是地球上极为丰富的元素。
(1)N2是大气的主要成分之一,由于分子中键能很大,所以性质稳定。已知N≡N的键能为946 kJ·mol-1,N—N单键的键能为193kJ·mol-1。
计算:N2分子中“π”键的键能约为 ;
结论:N2分子中“σ”和“π”键的稳定性 。
(2)氮的氧化物是大气污染物之一。为了消除污染,科研人员设计了同时消除二氧化硫和氮的氧化物的方法,其工艺流程如下:
其中清除室、分解室发生的反应如下:
清除室:NO + NO2 = N2O3 N2O3 + 2H2SO4 = 2NOHSO4+ H2O
分解室:4NOHSO4 + O2 + 2H2O = 4H2SO4+ 4NO2
回答下列问题:
Ⅰ.①和②分别为(写化学式) 、 ;
Ⅱ.氧化室发生的反应是 ;
(3)金属氮化物是一类重要的化学物质,有着特殊的用途。某金属离子(M+)与N3—形成的晶体结构如右图所示。其中M+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它M+的符号是 ,与同一个N3-相连的M+有 个。
(4)NH3既是重要的工业产品,又是主要的工业原料。以NH3为原料生产硝酸铵的过
程如下:
其中反应②为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3 原料气为氨气和空气的混合物,假设空气中氧气的体积分数为0.2。
Ⅰ.写出反应①的化学方程式 。若不考虑副反应且各步反应均完全,生产过程中原料气中的氨气(不包含第③步被硝酸吸收的氨气)和空气中氧气恰好全部转化为硝酸,则原料气中制备硝酸的氨气和氧气的体积比为 。
Ⅱ.若实际生产中,反应①中氨的转化率(或利用率)为70%,反应②中NO的转化率为90%,反应③中氨和硝酸均完全转化。则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为多少?(写出计算过程)
(12分)
为了比较温室效应气体对目前全球增温现象的影响,科学家通常引用“温室效应指数”,以二氧化碳为相对标准。表1有(A)至(I)共九种气体在大气中的体积百分比及其温室效应指数。
结合表中列出的九种气体,试参与回答下列各题:
(1)下列由极性键形成的非极性分子是 。
A.N2 B.O2 C.H2O D.CO2 E.CH4
(2)下列说法正确的是 。
A.N2O与CO2, CCl3F与CCl2F2互为等电子体
B.CCl2F2无同分异构体,说明其中碳原子采用sp2方式杂化
C.CCl2F2是目前引起温室效应的主要原因
D.H2O沸点是九种物质中最高的,是因为水分子间能形成氢键
(3)在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体如:NF3、CHClFCF3、C3F8,它们虽是微量的,有些确是强温室气体,下列推测正确的是 。
A.由价层电子对互斥理论可确定NF3分子呈平面三角形
B.C3F8在CCl4中的溶解度比水中大
C.CHClFCF3存在手性异构
D.电负性:N<O<F
(4)甲烷晶体的晶胞结构如图,下列有关说法正确的 。
A.甲烷在常温下呈气态,说明甲烷晶体属于分子晶体
B.晶体中1个CH4分子有6个紧邻的甲烷分子
C.CH4晶体熔化时需克服共价键
D.可燃冰(8CH4·46H2O)是在低温高压下形成的晶体[来源:学*科*网]
(5)水能与多种过渡金属离子形成络合物,已知某紫红色络合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O。其水溶液显弱酸性,加入强碱并加热至沸腾有氨放出,同时产生Co2O3沉淀;加AgNO3于该化合物溶液中,有AgCl沉淀生成,过滤后再加AgNO3溶液于滤液中无变化,但加热至沸腾有AgCl沉淀生成,且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为 。
A.[ CoCl2(NH3)4 ]Cl·NH3·H2O B.[ CoCl(NH3)5]Cl2·H2O
C.[ CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl·2NH3 D.[ Co(NH3)5(H2O)]Cl3
(6)题(5)中钴离子在基态时核外电子排布式为: 。
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