- 物质性质的研究
- 共799题
A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大．元素A的原子核内仅有一个质子，A、D同主族，B、C为同周期元素且与A能形成相同电子数的化合物，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和．请回答下列问题：
（1）写出由上述至少两种元素组成的具有漂白作用的物质的化学式______（至少写出四种）．
（2）A分别与B、C、G能形成相应的最常见三种化合物，这三种化合物的沸点由高到低的顺序为______（用化学式表示）．
（3）由A、B、C、D四种元素组成的一种常见化合物的溶液分别与由A、C、D、E四种元素组成的一种化合物的溶液和由E、G两种元素组成的一种化合物的溶液都能反应得到同一种白色沉淀，写出上述两个反应的离子方程式______、______．
（4）D、E两种元素的原子都能形成相应的离子，则两离子半径大小关系为______（用离子符号表示）；将D、E两种元素的单质同时投入水中，充分反应后，测得溶液中只有一种溶质，且无固体物质剩余，则所投入到水中的D的单质和E的单质的质量之比为______，上述反应的化学方程式为______；若D的单质的物质的量为x mol，则上述反应中得到另一物质的物质的量为______．
正确答案
元素A的原子核内仅有一个质子，则A为H元素，A、D同主族，且A、B、C、D、E、F、G都是短周期主族元素，它们的核电荷数依次增大，可知D为Na元素，C与F同主族，F的质子数为C的2倍，则C为O元素，F为S元素，元素E的最外层电子数比K层电子数多1，应为Al元素，B、C为同周期元素，应为第二周期元素，且与A能形成相同电子数的化合物，则B可能为C元素，也可能为N元素，根据B、C、F的质子数之和等于E、G的质子数之和，如B为C元素，则6+8+16=13+G，G的原子序数为17，应为Cl元素，如B为N元素，则7+8+16=13+G，G的原子序数为18，为Ar元素，不属于主族元素，不符合题意，
根据题设条件可推知A为H、B为C、C为O、D为Na、E为Al、F为S、G为Cl，
（1）H2O2、Na2O2、NaClO、HClO、SO2等均具有漂白性，故答案为：SO2、Na2O2、HClO、NaClO；
（2）由于H2O分子间存在氢键，其沸点高于HCl、CH4，又由于HCl的相对分子质量大于CH4，HCl的沸点高于CH4，故沸点由高到低的顺序为：H2O＞HCl＞CH4，故答案为：H2O＞HCl＞CH4；
（3）A、B、C、D四种元素组成的化合物为NaHCO3，HCO3-能分别与[Al（OH）4]-和Al3+反应生成Al（OH）3沉淀，其相关反应的离子方程式为：HCO3-+[Al（OH）4]-═CO32-+Al（OH）3↓+H2O，3HCO3-+Al3+═Al（OH）3↓+3CO2↑，
故答案为：HCO3-+[Al（OH）4]-+H2O═CO32-+Al（OH）3↓；3HCO3-+Al3+═Al（OH）3↓+3CO2↑；
（4）Al3+和Na+有相同的电子层结构，根据具有相同电子层结构的微粒，其原子序数越小离子半径越大，
可得r（Na+）＞r（Al3+），Na首先与H2O反应生成NaOH：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，
Al再与NaOH反应刚好生成NaAlO2：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，其总反应式为：Na+Al+2H2O═NaAlO2+2H2↑，
故参与反应的Na、Al的质量比为23：27，反应得到H2的物质的量为Na的2倍，即为2xmol，
故答案为：r（Na+）＞r（Al3+）；23：27；Na+Al+4H2O═Na[Al（OH）4]+2H2↑；2xmol．
C、N、O是中学化学常见的三种元素，请回答下列问题：
（1）写出基态O2-的核外电子排布式______________________________。
（2）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________________________。
（3）光气（
（4）水的熔点比H2S的熔点高，其原因是________________。
（5）超硬材料氮化销的晶胞如图
正确答案
（除注明外，每空1分，共8分）（1）1s22s22p6 （2）3；1；sp2
（4）H2O分子间形成氢键 （5）PtN2
试题分析：（1）O2-核外有10个电子，根据构造原理可知，其核外电子排布式为1s22s22p6。
（2）同周期第一电离能自左而右具有增大趋势，所以第一电离能O＞C。由于氮元素原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于相邻元素，所以B、C、D三种元素的第一电离能数值由大到小的顺序为N＜O＜C。
（3）单键都是σ 键，双键是由一个σ 键和1个π键构成的。所以根据光气的结构式可知，光气分子中含有3σ键，一个π键，碳原子含有3个σ 键且不含孤电子对，所以其杂化方式为sp2。
（4）O、S属于同一主族元素，硫化氢的相对分子质量大于水，但水中含有氢键，导致水的熔点比H2S的熔点高。
（5）根据晶胞结构并依据均摊法可知，N原子个数＝8个，Pt原子个数＝8×
物质的结构是决定物质性质的重要因素。请回答下列问题：
（1）基态Ni原子核外电子排布式为____________；第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_________________。
（2）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分为0.069nm和0.078nm，则熔点NiO_____________FeO（填“＜”或“＞”）；NiO晶胞中Ni2+的配位数为____________。
（3）肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4+2N2H4＝3N2+4H2O，若该反应中有4molN—H键断裂，形成的
正确答案
（8分）（1）1s22s22p63s23p63d84s2(2分)；C（碳）（2分） （2）＞（1分） 6（1分）（3）3（2分）
试题分析：（1）Ni的原子序数为28，根据构造原理和能量最低原理可写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。第二周期有2个未成对电子的元素是C和O元素，非金属性越强，电负性越大。碳元素的非金属性弱于氧元素，因此电负性较小的是C元素。
（2）Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，离子半径越小，离子键作用力越大，晶体的熔沸点越高，所以熔点NiO＞FeO。NaCl中钠离子和氯离子的配位数分别为6，NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，NiO晶胞中Ni和O的配位数分别为6。
（3）单键都是
（9分）长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是至1971年斯图杰尔和阿佩里曼（美）成功地合成了次氟酸后，这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸。
⑴以下两种结构式，能正确表示次氟酸结构的是 。A、H—O—F B、H—F—O
⑵次氟酸中氧元素的化合价为 ，次氟酸的电子式为 ，次氟酸分子中共价键的键角 180°（填“<”或“=”）。
⑶下面给出了几个分子和基团化学键的键能：
请计算反应 2HOF(g) = 2HF(g) + O2（g）的反应热(△H)，近似为 kJ/mol。从计算结果预测次氟酸的一条化学性质： 。
⑷次氟酸能被热水瞬间分解，生成一种常见的物质M，M是18e-，且被称为“绿色氧化剂”。写出次氟酸与热水反应的化学方程式： 。
正确答案
（9分，除最后一空及反应热2分，其余每空1分）
⑴A； ⑵0、HOF的电子式（略）、＜；
⑶－338、具有强氧化性； ⑷HOF+H2O
（1）氧元素能写出2对电子对，所以答案选A。
（2）由于氟元素是－1价，氢元素是＋1价，所以氧元素是0价。次氟酸的电子式为
（3）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，因此反应热为2×424kJ/mol＋2×220kJ/mol－2×566kJ/mol－494kJ/mol＝－338kJ/mol，即反应是放热反应，所以具有强氧化性。
（4）根据M的性质和结构可知，M应该是双氧水，方程式为HOF+H2O
26．（15分）2011年9月29日21时天宫一号在酒泉卫星发射中心发射成功，标志着中国航天迈入了新的台阶，火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素。推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成，根据化学物质的形态不同推进剂可分为固体推进剂和液体推进剂，它们一般由C、H、O、N中的一种或几种元素组成。请回答下列问题：
(1)已知某固体推进剂主要由可燃剂（聚丁二烯等）和氧化剂甲（一种由三种元素组成的盐）组成，该盐溶液中加入硝酸银溶液，无明显现象，则甲物质所含的化学键类型 ，并用离子方程式表示甲的水溶液呈酸性的原因 。
(2)已知某液体推进剂主要由可燃剂肼（N2H4）和氧化剂乙组成，乙所含有的电子数和肼分子相同，常温下，乙和肼反应生成一种常见的液态化合物和一种常见的稳定单质，试写出该反应的化学方程式 。列举乙的另一种主要用途 。
A．石油产品 B．四氯化碳 C．液氟 D．纯碱
(4)戊也可作液体推进剂的氧化剂，取19.6g化合物戊，隔绝空气加热使其完全分解，生成氮气、氧气和二氧化碳，生成的氮气折合成标准状况下的体积为4.48L，生成的二氧化碳气体被足量的澄清石灰水吸收，得到10.0 g沉淀，生成的氧气折合成标准状况下的体积为 L；戊的化学式为 。
(5)请设计一个实验方案，探究由上述四种元素组成的常见无机盐可能的成份。
__________________________________________
正确答案
（1）离子键、共价键（各1分共2分）， NH4+＋H2O
（2）N2H4 +2H2O2＝N2 +4 H2O（2分）；杀菌、消毒、漂白（1分，合理都给分）
（3）A、C（2分）
（4）6.72 （2分）， C(NO2)4（写成CN4O8也给分，2分）
（5）无机盐可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3或两者的混合物（1分），称量固体样品的质量mg，将样品加热，并将气体通入足量的澄清石灰水，测出沉淀的质量ng，通过m与n的计算获得最终结果。（2分）（其它合理答案也给分）
（1）盐溶液中加入硝酸银溶液，无明显现象，说明是铵盐，所以含有离子键和极性键。铵盐水解显酸性，方程式为NH4+＋H2O
（2）肼分子含有的电子数是18，所以氧化剂是双氧水，方程式为N2H4 +2H2O2＝N2 +4 H2O，双氧水的主要用途是杀菌、消毒、漂白等。
（3）推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成，所以应该选择AC。
（4）氮气是0.2mol，质量是5.6g。CO2是0.1mol，质量是4.4g，根据质量守恒定律可知氧气的质量是19.6g－5.6g－4.4g＝9.6g，物质的量是0.3mol，所以体积是6.72L。则分子中C、N、O的原子个数之比是1︰4︰8，所以化学式为C(NO2)4。
（5）该无机盐是碳酸铵或碳酸氢铵或是二者的混合物。而者都易分解，所以可以通过分解产物的质量多少来判断。例如称量固体样品的质量mg，将样品加热，并将气体通入足量的澄清石灰水，测出沉淀的质量ng，通过m与n的计算获得最终结果。
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