- 物质性质的研究
- 共799题
Ⅰ.CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。
已知:①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2、SnCl2等还原制得:
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
2CuCl2+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子:
请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的核外电子排布式为____________;H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是_________________________________________________________。
(2)SO2分子的空间构型为________;与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为________________________________________________________________________。
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为________。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_________________________________。
(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有________(填字母)。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
Ⅱ.固体二氧化碳外形似冰,受热汽化无液体产生,俗称“干冰”,根据干冰晶胞结构回答:
(5)干冰中一个分子周围有________个紧邻分子。
(6)堆积方式与干冰晶胞类型相同的金属有________(从“Cu、Mg、K、Po”中选出正确的),其空间利用率为________。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) O>N>H
(2)V形 SO42-、SiO44-等
(3)sp3杂化 乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键
(4)abd (5)12 (6)Cu 74%
(1)根据洪特规则及能量最低原理可知,当铜原子的3d轨道上的电子处于全充满状态,整个体系能量最低,即基态Cu原子的核外电子式为[Ar]3d104s1。元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性由强到弱为O、N、H。(3)乙二胺中氮原子轨道的杂化类型等同于氨分子,根据分子构型,四面体形(三角锥形、V形)分子为sp3杂化。根据乙二胺的结构简式可知乙二胺分子间存在氢键,而三甲胺分子间不能形成氢键,氢键可以使熔、沸点升高。(4)根据配离子的结构式可知在乙二胺中存在碳碳之间的非极性键,C与H,N与H,C与N之间的极性键,还有N与Cu之间的配位键。(5)干冰分子晶体的晶胞中,CO2分子位于晶胞立方体的顶点和面心上,则每个分子周围紧邻的每层上有4个,3层共12个。
A、B、C、D是元素周期表中前36号元素,它们的核电荷数依次增大。第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级,B原子的最外层p轨道的电子为半充满结构,C是地壳中含量最多的元素。D是第四周期元素,其原子核外最外层电子数与氢原子相同,其余各层电子均充满。请回答下列问题:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序是________(用对应的元素符号表示);D原子的基态电子排布式为____________________________________________________。
(2)A的最高价氧化物对应的水化物分子中,其中心原子采取________杂化;BC的空间构型为________(用文字描述)。
(3)1 mol AB-中含有的π键个数为________。
(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和D的原子个数比是________。
(5)镧镍合金与上述合金都具有相同类型的晶胞结构XYn,它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10-23 cm3,储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙,体积不变),则LaNin中n=________(填数值);氢在合金中的密度为________。
正确答案
(1)C<O<N 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)sp2 平面三角形 (3)2NA或2×6.02×1023
(4)1∶5 (5)5 0.083 g·cm-3
根据题中已知信息,第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍且有3个能级可知,A为碳元素,B为氮元素,C为氧元素,D为铜元素。晶胞的原子个数计算主要注意D原子个数计算,在晶胞上、下两个面上共有4个D原子,在前、后、左、右四个面上共有4个D原子,在晶胞的中心还有一个D原子。镧镍合金储氢后,1 mol晶体中氢元素的质量为4.5 g,则氢在合金中的密度为=0.083 g·cm-3。
能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。
图1 图2 图3
(1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,写出基态镍原子的核外电子排布式 。
(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能。富勒烯(C60)的结构如图1,分子中碳原子轨道的杂化类型为 ;1 mol C60分子中σ键的数目为 。科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能,其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为 。
(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。
①第一电离能:As Se(填“>”、“<”或“=”)。
②二氧化硒分子的空间构型为 。
(4)金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中,一种金属镁酞菁配合物的结构如图3,请在图中用箭头表示出配位键的位置。
正确答案
(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 (2)sp2 90NA 3:1
(3)①> ②折线型(V型) (4)
试题分析::(1)镍是28号元素,原子核外有28个电子,根据构造原理可写出镍原子的核外电子排布式。
(2)根据富勒烯(C60)的结构可以看出每个C原子和其它三个C原子成键,为三个σ键和一个π键,由此判断杂化类型为sp2;根据C60分子中每个C原子和其它C原子形成三个σ键,平均一个C原子占有个σ键来计算σ键的数目,所以1mol C60分子中σ键的数目=
×60×NA=90NA;根据均摊法,该晶胞独立分得K原子:2×6×
=6,独立分得C60:8×
+1=2。
(3)①As和Se属于同一周期,且As属于第VA族,Se属于第VIA族,所以第一电离能As>Se。
②SeO2分子中心原子价层电子对数=(6+0)/2=3,且含有孤立电子对,所以属于V形。
(4)配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子,“—N=”有孤电子对,与Mg2+形成配位键,“—N—”无孤立电子对,与Mg2+形成共价键。
已知:短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大.
(1)B、C、E三种元素组成的常见盐的水溶液呈酸性,原因是______(用离子方程式表示).
(2)常温下,若甲、丙两溶液的pH均等于5,则由水电离出的c(H+)甲:c(H+)丙=______;
(3)盐丙中含有的化学键是______.
(4)0.1mol D单质和0.2mol E单质组成的混合物投入到足量的A2C中,产生气体的体积(标准状况)是______.
(5)反应:乙+C2→B2+A2C(未配平)可设计为燃料电池,则通入乙的电极是______极(填“正”或“负”),在碱性条件下其电极反应是______.
(6)已知xC和yC是C元素的两种核素,NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是______.
A.xC2与yC2互为同分异构体
B.xC与yC核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现xC与yC间的相互转化
D.标准状况下,1.12L xC2和1.12L yC2均含有0.1NA个C原子.
正确答案
短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大.B的最高价氧化物对应的水化物甲与其气态氢化物乙反应可生成盐丙,则B为氮元素、甲为硝酸、乙为氨气、丙为硝酸铵;C的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍,则C有2个电子层,最外层电子数6,故C为氧元素;A与C可形成A2C和A2C2两种化合物,则A为氢元素;D的单质能与冷水剧烈反应,得到强碱溶液,原子序数大于氧元素,则D为Na元素;在第3周期元素中,E的简单离子半径最小,则E为Al元素,
(1)硝酸铝水溶液中铝离子水Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,平衡水的电离平衡,溶液呈酸性,
故答案为:Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+;
(2)常温下,硝酸溶液中水电离中氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度为mol/L=10-9mol/L.硝酸铵溶液中氢离子为水电离产生的,氢离子浓度为10-5mol/L,故两溶液中由水电离出的H+浓度之比为10-9mol/L:10-5mol/L=10-4:1,
故答案为:10-4:1;
(3)丙为硝酸铵,铵根离子与硝酸根离子之间形成离子键,铵根离子、硝酸根离子中原子之间形成共价键,
故答案为:离子键、共价键;
(4)0.1molNa单质和0.2molAl单质组成的混合物投入到足量的H2O中,钠首先反应得到0.1molNaOH与氢气,然后发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,只有0.1molAl参加反应,根据电子转移守恒可知,生成氢气的物质的量为=0.2mol,故氢气的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:4.48L;
(5)反应NH3+O2→N2+H2O(未配平)设计为燃料电池,负极发生氧化反应,氨气在负极放电,碱性条件下生成氮气与水,负极电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O,
故答案为:负;2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;
(6)A.xC2与yC2,构成元素相同、结构相同,为同一物质,故A错误;
B.xC与yC核外电子数目相同,核外电子排布方式相同,故B错误;
C.xC与yC都是同一元素的不同原子,二者之间的相互转化不属于化学变化,故C错误;
D.标准状况下,1.12L xC2和1.12L yC2的物质的量都是=0.05mol,每个分子都含有2个C原子,故都含有0.05mol×2×NAmol-1=0.1NA个C原子,故D正确;
故答案为:D.
镓(Ga)、锗( Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素,它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。已知砷化镓的晶胞结构如图。试回答下列问题:
(1)下列说法不正确的是(选填序号) 。
(2)砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3反应制备得到,该反应在700℃进行,反应的方程式为 ,AsH3空间形状为 。
(3)Ge的核外电子排布式为 ,H2 Se中硒原子的杂化方式为 。
(4)AsH3沸点比NH3低,其原因是: 。
正确答案
(1)AB (2)(CH3)3Ga +AsH3 GaAs+ 3CH4 三角锥
(3)1s2p62s22p63s23p63d104s24p2 sp3 (4)NH3分子间存在氢键
试题分析:(1)A、NaCl晶胞中配位数是6,该晶胞中配位数是4,故晶胞结构不同,错误;B、第ⅥA族元素最外层电子排布为ns2np3,为半满的稳定结构,第一电离能大于相邻的同周期元素,错误;D、原子数相同,最外层电子总数相同,故为等电子体,正确。(2)AsH3为sp3杂化,有一对孤电子对,故为三角锥型;(4)NH3分子间存在氢键,溶沸点高。
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