题目内容

【题目】X、Y、Z、R为前四周期原子序数依次增大的元素。X原子有3个能级,且每个能级上的电子数相等;Z原子的不成对电子数在同周期中最多,且Z的气态氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最低;X、Y、R三元素在周期表中同族。

(1)R元素基态原子的价层电子排布式为_____________________________

(2)下图表示X、Y、Z的四级电离能变化趋势,其中表示Y的曲线是_________(填标号)。

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(3)化合物(XH2=X=O)分子中X原子杂化轨道类型分别是_____________,1mol (X2H5O)3Z=O分子中含有的σ键与π键的数目比为_______________

(4)Z与氯气反应可生成一种各原子均满足8电子稳定结构的化合物,其分子的空间构型为________________

(5)某R的氧化物立方晶胞结构如图所示,该物质的化学式为____________。(用元素符号表示),已知该晶体密度为ρg/cm3,距离最近的原子间距离为dpm,则R的相对原子质量为____________。(阿伏加德罗常数为NA)

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【答案】 4s24p2 C sp、sp2 25︰1 三角锥形 GeO

【解析】本题是物质结构与性质的综合题,需要熟练掌握这一部分涉及的主要知识点,一般来说,题目都是一个一个小题独立出现的,只要按照顺序进行判断计算就可以了。

X原子有3个能级,且每个能级上的电子数相等所以只能是1s22s22p2所以XC。X、Y、R三元素在周期表中同族所以YSi,RGe。根据Z有气态氢化物得到Z为非金属,所以Z只能是P、S、Cl、Ar中的一个,根据不成对电子最多,得到ZP(其3p上有3个单电子)。

(1)RGe,处于周期表的第4周期ⅣA族,所以价层电子排布式为:4s24p2

(2)C、Si、Ge从上向下半径增大,第一电离能逐渐减小,所以cGe的电离能曲线。

(3)CH2=C=O中第一个C形成一个双键,所以是sp2杂化第二个C形成两个双键所以是sp杂化。单键一定是σ键,双键一定是一个σ键和一个π键,分子为(CH3CH2O)3P=O,其中的CH3CH2O-基团都是单键只有P=O一个双键,所以分子中的σ为3×(5+1+1+1)+1=25个(每个CH3CH2O-中有5C-H,1C-C,1C-O,1O-P;还要计算分子中P=O里的1个σ键)。π键只有1个,所以答案为:25:1。

(4)P的最外层有5个电子,达到8电子稳定结构应该形成3个共价键,所以该化合物为PCl3根据价层电子对互斥理论中心原子P的价电子对为3+(5-1×3)/2=4对,其中一对为孤电子对,所以是三角锥结构

(5)氧原子占据晶胞的8个顶点和6个面心,所以一共有8×1/8+6×1/2=4,Ge都在晶胞内部也有4个,所以化学式为GeO。距离最近的原子间距离为dpm,明显指的是最近的OGe原子的距离,根据晶体的结构,这个距离是晶胞的体对角线的1/4,所以体对角线长度为4d pm,进而得到晶胞边长为pm。所以晶胞的体积为边长的立方pm3=cm3所以晶胞的质量为g。因为一个晶胞中有4GeO,所以1GeO的质量为g;1molGeO的质量为 g,即GeO的分子量为所以Ge原子量为

练习册系列答案
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【题目】二氧化氯(ClO2)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,温度过高或水溶液中ClO2的质量分数高于30%等均有可能引起爆炸,易与碱液反应生成盐和水。

(1)某研究小组设计如图所示实验制备ClO2溶液,其反应的化学方程式为2KClO3+H2C2O4+2H2SO42KHSO4+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O。

①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其温度保持在60~80℃之间。控制温度的目的是__________________,图示装置中缺少的一种必须的玻璃仪器是_______

②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体,其中最好盛放_________(填字母)。

A.20mL 60℃的温水 B.100mL冰水 C.100mL饱和食盐水 D.100mL沸水

③在烧瓶中加入12.25g KClO3和9g草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,水浴加热,反应后生成ClO2的质量为__________________

(2)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO2-)。饮用水中ClO2、ClO2-的含量可用连续碘量法进行测定,实验步骤如下:

步骤1:准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中;

步骤2:调节水样的pH至7.0~8.0;

步骤3:加入足量的KI晶体;

步骤4:加入少量指示剂,用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点;

步骤5:再调节溶液的pH≤2.0;

步骤6:继续用相同浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点。

①步骤1中若要量取20.00mL水样,则应选用的仪器是_______________

②步骤1~4的目的是测定水样中ClO2的含量,其反应的化学方程式为:2ClO2+2KI=2KClO2+I2,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,则步骤4中加入的指示剂为_____________,滴定达到终点时溶液的颜色变化为____________________

③步骤5的目的是使I将溶液中的ClO2-还原为Cl以测定其含量,该反应的离子方程式为:_____________________________________________

④若饮用水中ClO2-的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将ClO2-还原为Cl,则该反应的氧化产物为_____(填化学式)。

【题目】能源是人类共同关注的重要问题。页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源,页岩气的主要成分是甲烷,是公认的洁净能源。

(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(COH2)。CH4H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H1

已知:①CH4、H2、CO 的燃烧热(H)分别为-a kJmol-1、-b kJmol-1、-c kJmol-1

②H2O (l) =H2O(g); H=+dkJmol-1

H1= ___________(用含字母a、b、c、d的代数式表示)kJmol-1

(2)用合成气生成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入COH2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如下图所示,200℃n(H2)随时间的变化如下表所示:

t/min

0

1

3

5

n(H2)/mol

8.0

5.4

4.0

4.0

①△H2_________ (“>”“<”“ = ”)0。

下列说法正确的是____________ (填标号)。

a.温度越高,该反应的平衡常数越大

b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高

c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度

d.图中压强p1<p2

③ 03 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=________mol L-1·min-1

④ 200℃时,该反应的平衡常数K =_______。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH,保持温度不变,则化学平衡____________(正向”、“逆向”)移动。

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C10H12(l)C10H8(l)2H2(g) H2

H1H20C10H18→C10H12的活化能为Ea1C10H12→C10H8的活化能为Ea2十氢萘的常压沸点为192℃192℃液态十氢萘的脱氢反应的平衡转化率约为9。请回答:

1)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是_________

A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压

2)研究表明,将适量的十萘奈置于恒容密闭反应器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是______________________________________________________

3)温度335℃,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验,测得C10H12C10H8的产率x1x2(以物质的量分数计)随时间变化关系,如图1所示。

①在8 h时,反应体系内氢气的量为__________mol(忽略其他副反应)。

x1显著低于x2的原因是________________________________________

③在图2中绘制“C10H18→C10H12→C10H8能量~反应过程示意图

.科学家发现,以H2ON2为原料,熔融NaOHKOH为电解质,纳米Fe2O3作催化剂,在250℃和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行,请补充完整。

4)电极反应式:________________________________2Fe3H2ON2Fe2O32NH3

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