- 化学键
- 共5851题
卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等类型的化合物。
(1)写出氯离子的离子结构示意图____________________。
(2)写出卤素互化物溴碘原子比1∶1的共价化合物(IBr)的电子式_____________,其中溴元素的化合价为__________。
(3)氟化氢气体的沸点较高,这是因为氟化氢分子之间存在____________________。
(4)①HClO4、②HClO、③H2SO4的酸性由强到弱的顺序为_______________(填序号)。
(5)用新制的氯水、NaBr溶液、四氯化碳作为试剂,验证氯气的活泼性强于溴单质。简述实验操作过程和实验现象________________________________________。
正确答案
(1)
(2);-1
(3)氢键
(4)①③②
(5)取少量的溴化钠溶液置于一支洁净的试管中,加入少量四氯化碳溶液,在试管中滴加适量新制氯水,充分振荡,观察到下层油层呈橙(橙红)色
[化学-物质结构与性质]
氨和水都是常用的试剂.请回答下列问题:
(1)氮元素基态原子的核外电子中,未成对电子数与成对电子数之比为______.
(2)NH3分子可结合一个H+形成铵根离子(N).
①NH3分子中N原子的杂化类型是______.
②NH3分子与H+结合的过程中未发生改变的是______.(填序号)
a.微粒的空间构型 b.N原子的杂化类型 c.H-N-H的键角
(3)将氨气通入CuSO4溶液中,产生蓝色沉淀,继续通过量氨气,沉淀溶解,得到蓝色透明溶液.该过程中微粒的变化是:[Cu(H2O)6]2+→Cu(OH)2→[Cu(NH3)4]2+.[Cu(H2O)6]2+和[Cu(NH3)4]2+中共同含有的化学键类型是______.
(4)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键,则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ•mol-1(已知冰的升华热是51kJ•mol-1,水分子间范德华力的能量为11kJ•mol-1);水变成冰晶体时,密度减小的主要原因是______.
正确答案
(1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,s能级有1个轨道,1s、2s电子为成对电子,2p能级有3个轨道,3个电子各占据1个轨道,是未成对电子,故未成对电子数与成对电子数之比为3:4,故答案为:3:4;
(2)①NH3分子中N原子呈3个N-H,含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化,故答案为:sp3;
②NH3分子是三角锥型,NH4+是正四面体型,键角不变,NH4+中N原子呈4个N-H,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化,都采取sp3杂化,故答案为:b;
(3)铜离子与水分子、氨气分子之间形成配位键,水分子中O-H键、氨分子中N-H键都是共价键,
故答案为:共价键、配位键;
(4)每个氢键为1个水分子提供,故1mol冰中含有2mol氢键,令氢键的具有的能量为E kJ/mol,则:
2E kJ/mol+11kJ/mol=51kJ/mol,解得E=20,
由于氢键具有方向性,水结冰时分子间距增大,晶体内部有很大的间隙,故冰的密度小于水,
故答案为:20;氢键具有方向性,水结冰时分子间距增大,晶体内部有很大的间隙.
海水中富含氯元素。
(1) KCl广泛应用于医药和农业,KCl晶体中Cl-的电子排布式为_____________________。
(2)下表是部分金属元素的电离能:
已知X、Y、Z的价层电子排布均为ns1,则三种金属的氯化物(RCI)的熔点由高到低的顺序为____________________。
(3)RC1用作有机合成催化剂,并用于颜料、防腐等工业。R+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与Cl 形成的晶体结构如下图所示。R的元素符号是__________,与同一个Cl-相连的R+有_________个。
(4)卤代烃在有机合成中作用巨大,烃基的结构对卤代烃的活性有很大的影响。CH3-CH2C1和碱溶液容易发生取代反应,而CH2=CH-C1和碱溶液不发生反应,请从结构上解释其差异___________________。
(5)HCl和HF结构相似,由于氢键的存在使两者性质上存在较大差异,请列举出由于氢键的影响导致的性质差异___________________________________。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p6
(2)ZClYCl
XCl
(3)Cu;4
(4)CH3-CH2-Cl中与Cl原子成键的C采取sp3杂化,而CH2=CH-Cl中与Cl原子成键的C采取sp2杂化,电子云密度不同;CH3-CH2-Cl中的C-Cl键的键长比CH2=CH-Cl中C-Cl键的键长要长;CH2=CH-Cl 中的π键对Cl的作用力比CH3-CH2-Cl中的C-Cσ键强
(5)HF的沸点比HCl高;氢氟酸是弱酸,盐酸足强酸;实验测得HF的相对分子质量偏大
化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如:H(g)+I(g)→H-I(g)+297KJ 即H-I键的键能为297kJ/mol,也可以理解为破坏1mol H-I键需要吸收297KJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数据。(单位:kJ/mol)
阅读上述信息,回答下列问题:
(1)根据表中数据判断CCl4的稳定性_________(填“大于”或“小于”)CF4的稳定性。试预测C-Br键的键能范围_________
(2)结合表中数据和热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-QKJ/ mol;通过计算确定热化学方程式中Q的值为______________
(3)有人认为:H-O键的键能大于H-S键的键能,所以H2O的熔沸点高于H2S的熔沸点。你是否赞同这种观点?如不赞同,请说出你的解释。________________________________________
(4)①Si-Si键能小于Si-O键能的理由是:________________________________
②请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅的热化学方程式:______________________________
正确答案
(1)小于;218KJ·mol-1;330KJ·mol-1
(2)185
(3)不赞同,H2O的熔沸点高于H2S是因为水分子间存在氢键,与键能无关
(4)①Si原子半径大于O原子,所以Si-Si的键长大于Si-O的键长,因而前者键能小于后者
②Si(s)+O2(g)=SiO2(s) △H=-991kJ/mo1
空气质量高低直接影响着人类的生产和生活,它越柬越受到人们的关注。被污染的空气中杂质的成分有多种,其中计入《空气质量日报》空气污染指数的项目有SO2、CO、 NO2、O2和可吸入颗粒物等、请回答下列问题:
(1)S、N、O第一电离能由大到小的顺序为__________________。
(2)血红蛋白中含有Fe2+,CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒
①写出亚铁离子的基态电子排布式___________________。
②CO有多种等电子体,其中常见的两种为__________________。
(3)SO2是一种大气污染物,为减轻SO2污染,火力发电 生产中常在燃煤中加入CaO以“固硫”。CaO晶胞如上图所示,其中Ca2+的配位数为______________,CaO晶体和NaCl晶体中离子排列方式相同CaO晶体的熔点______ NaCl晶体的熔点(填“高于”“等于”或“低 于”)。
(4)随着人们生活质量的提高,不仅室外的环境安全为人们所重视,室内的环境安全和食品安全也越来越为人们所关注。甲醛是室内主要空气污染物之一(其沸点是-19.5℃)。甲醇是“假酒”中的主要有害物质(其沸点是64.65℃),甲醇的沸点明显高于甲醛的主要原因是____________________________。
正确答案
(1)N>O>S
(2)①1s22s22p63s23p63d6;②N2、CN
(3)6;高于
(4)甲醇分子间存在着氢键
A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次递增,其中A、B、C、D、E均为短周期元素.A元素原子核内无中子;B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;D是地壳中含量最高的元素;E和D同主族;F位于周期表的第四周期ⅠA族.根据以上信息用相关的元素符号回答下列问题:
(1)写出C、E的化学式:______;______.
(2)B与D形成化合物BD2的分子式为______,空间构型为______.
(3)A2D的沸点比A2E高的原因是______.
(4)常温常压时,2.8g BD气体在3.2g D2气体中完全燃烧,生成BD2气体时放出28、3kJ的热量,则表示BD燃烧热的热化学方程式是______.
(5)A、C、D三元素能形成一种强酸甲,写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式______.
正确答案
(1)A元素原子核内无中子,应为H元素,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,应为C元素,D是地壳中含量最高的元素,应为O元素,A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次递增,则C为N元素,E和D同主族,根据原子序数依次增大,应为S元素,故答案为:N; S;
(2)B与D形成化合物BD2为CO2,C原子的价层电子对为2,含有2个δ键,为直线形分子,
故答案为:CO2;直线型;
(3)O元素原子半径小,非金属性较强,可形成氢键,所以H2O分子间存在氢键,导致熔沸点升高,
故答案为:H2O分子间存在氢键,导致熔沸点升高;
(4)2.8g BD气体在3.2g D2气体中完全燃烧,生成BD2气体时放出28.3kJ的热量,即2.8g CO气体在3.2g O2气体中完全燃烧,生成CO2气体时放出28、3kJ的热量,则n(CO)==0.1mol,所以可得CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=-283KJ/mol,
故答案为:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283KJ/mol
(5)该反应为C和浓硫酸的反应,反应条件为加热,生成CO2和SO2,反应方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O.
已知A~O分别代表一种物质,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略去)。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出氢气。D是一种离子化合物,其阴、阳离子的个数比为2:3,且能与水反应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物,O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。
请回答下列问题:
(1)化合物c的电子式为______________。
(2)J的沸点比硒化氢(H2Se)的沸点高,其原因是_________________________。
(3)写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式:__________________。
(4)写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式:__________________。
(5)上图中,在同一反应里一种物质既作氧化剂,又作还原剂,这样的反应共有____个。
正确答案
(1)
(2)水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强
(3)4NH3+3O22N2+6H2O
(4)Mg3N2+8HNO3==3Mg(NO3)2+2NH4NO3(5)2
已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素.它们的原子序数依次增大.其中A、C原子的L层有2个未成对电子.D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构.F3+离子M层3d轨道电子为半满状态.请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)写出C原子的价层电子排布图______,F位于周期表______区.
(2)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为______.(写元素符号)
(3)F和质子数为25的M的部分电离能数据列于下表
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难.对此,你的解释是______.
(4)晶胞中F原子的配位数为______,若F原子的半径为rcm,则F晶体的密度为______(用含r的表达式表示),该晶胞中原子空间利用率为______.
(5)H2S和C元素的氢化物(分子式为H2C2的主要物理性质比较如下
H2S和H2C2的相对分子质量基本相同,造成上述物理性质差异的主要原因______.
正确答案
A、C原子的L层有2个未成对电子,电子排布图分别为
、
,原子序数A小于C,则A为C元素,C为O元素,则B为N元素,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,D应为Mg元素,D与E同主族,则E应为Ca元素,F3+离子M层3d轨道电子为半满状态,则离子的核外电子数为23,F的原子序数为26,应为Fe元素,则
(1)C为O元素,原子的价层电子排布图为
,F为Fe元素,原子核外含有d电子,位于周期表d区,
故答案为:
;d;
(2)同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,由于N的2p电子为半充满状态性质稳定,则第一电离能大于O,则有C<O<N,故答案为:C<O<N;
(3)质子数为25的元素为Mn,Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定,则再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,
故答案为:Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定;
(4)Fe为体心立方堆积,配位数为8,空间利用率为68%,该晶胞含有Fe2+个数为8×+1=2个,晶胞的质量为
,
Fe原子的半径为rcm,由晶胞结构可知,晶体的体积为(r)3cm3=(
r)3cm3,
根据密度=,可知该离子化合物晶体的密度=
g/cm3,
故答案为:8;g/cm3;68%;
(5)O的电负性较大,形成的氢化物H2O2含有氢键,与水分子可形成氢键,则沸点较高,
故答案为:H2O2分子间存在氢键,与水分子可形成氢键.
镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时,先制备无水氯化镁,然后将其熔融电解,得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时,常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物,其主要作用除了降低熔点之外还有____________________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如下图所示,请改正图中错误:_____________________。
(3)用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因:_____________________________。
(4) Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表。氟化物的熔点
解释表中氟化物熔点差异的原因:________________________。
(5)人工模拟酶是当前研究的热点。有研究表明,化合物X可用于研究模拟酶,当其结合或Cu(I) (I表示化合价为+1)时,分别形成a和b:
①a中连接相邻含N杂环的碳碳键可以旋转,说明该碳碳键具有_________键的特性。
②粒子间作用力包括化学键和分子问作用力,比较a和b中粒子间作用力的差异______________。
正确答案
(1)增大离子浓度,从而增大熔融盐的导电性
(2)⑧应为黑色,且黑球代表Mg2+,白球代表O2- (3)原子核外电子按一定轨道顺序排列,轨道离核越远,能量越高。燃烧时,电子获得能量,从内侧轨道跃迁到外侧的另一条轨道。跃迁到新轨道的电子处在一种不稳定的状态,它随即就会跳回原来轨道,并向外界释放能量(光能)
(4) NaF和MgF2为离子晶体,SiF4为分子晶体,所以NaF 和MgF2远比SiF4的熔点要高。又因为Mg2+的半径小于Na+的半径,所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度,故MgF2的熔点高于NaF
(5)①σ;②a中粒子间作用力为氢键,b中粒子间作用力为配位键
下图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d 均是热和电的良导体。
(1)请写出上图中b单质对应元素原子的电子排布式__________。
(2)单质a、f对应的元素以原子个数比1:1形成的分子(相同条件下对H2的相对密度为13)中含_____个σ键和____个π键。
(3)a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为______;将X溶于水后的溶液滴入到AgNO3溶液中至过量,得到配离子的化学式为____,其中X与Ag+之间以_____键结合,加入氯化钠溶液后____(填“有”或“无”)沉淀生成。
(4)下图是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构。请简要说明该物质易溶于水的原因_______。
正确答案
(1)1s22s22p3
(2)3;2
(3)三角锥形;[Ag(NH3)2]+ ;配位; 无
(4)HNO3是极性分子,易溶于极性的水中;HNO3分子与 水分子间易形成氢键
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