[题目]2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成领域有突出成就的4位科学家.其研究对象之一为“分子开关 .即与大环主体分子苯芳烃.硫或氮杂环杯芳烃等有关.回答下列问题:(1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图I所示)可用于ⅢB族元素对应的离子萃取.如La2+.Sc2+.写出基态二价钪离子的核外电子排布式 .(2)对于叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的4位科学家，其研究对象之一为“分子开关”，即与大环主体分子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题：

(1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图I所示)可用于ⅢB族元素对应的离子萃取，如La2+、Sc2+。写出基态二价钪离子的核外电子排布式____。

(2)对于叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底，羟基中氧原子的杂化方式为____，羟基间的相互作用力为_____。

(3)已知C60分子结构和C60晶胞示意图如图所示：

则1个C60分子中含有的键个数为_____，与1个C60分子距离最近且相等的C60分子有_____个，C60晶体的密度为_____gcm3(写出表达式）。

【答案】1s22s22p63s23p63d1(或[Ar]3d1) sp3 氢键 90 12

【解析】

(1)Sc为21号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，失去4s能级2个电子形成Sc2+；

(2)O原子形成2个σ键，含有2对孤电子对，杂化轨道数目=2+2=4；羟基之间形成氢键；

(3)每个碳原子形成3个σ键，每σ键为2个碳原子共有，则平均每个碳原子形成1.5个σ键；C60分子处于晶胞顶点、面心位置，以C60顶点为研究，与之最近的C60分子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，均摊法计算；均摊法计算晶胞中C60分子数目，计算晶胞质量，晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。

(1)Sc为21号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，失去4s能级2个电子形成Sc2+，Sc2+核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d1；

(2)O原子形成2个σ键，含有2对孤电子对，杂化轨道数目=2+2=4，O原子杂化方式为：sp3杂化，羟基之间相互作用为氢键；

(3)每个碳原子形成3个σ键，每σ键为2个碳原子共有，则平均每个碳原子形成1.5个σ键，则一个C60分子中含有σ键个数为1.6×60=90，C60分子处于晶胞顶点、面心位置，以C60顶点为研究，与之最近的C60分子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有=12，晶胞中C60分子数目=8×+6×=4，晶胞质量m=g，则晶体密度ρ===1.67 g/cm3。

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I．已知298K时，发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)

（1）反应达到平衡后，压缩容器的体积，再次达到平衡时混合气体的颜色 ____（填“变深”、“变浅”或“不变”）。

（2）恒容密闭容器中发生上述反应，已知v正=k正·p(N2O4)，v逆=k逆·p2(NO2)，Kp=___________（用k正、k逆表示）。若初始压强为100kPa，k正=2.8×104s－1，当NO2的体积分数为40%时，v正=__________kPa·s－1。[其中p(N2O4)和p(NO2)分别是N2O4和NO2的分压，分压=p总×气体体积分数，k正、k逆为速率常数]

Ⅱ.在催化剂作用下，H2可以还原NO消除污染，反应为：2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g) △H=akJ·mol－1

（3）若每生成7g N2放出166kJ的热量，则a=____。

（4）该反应分两步进行：

①2NO(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O2(g) △H1

②H2O2(g)＋H2(g)2H2O(g) △H2

已知：i．总反应分多步进行时，较慢的一步决定总反应速率；

III．总反应的速率表达式v=kc2(NO)·c(H2)(k为速率常数，只和温度有关）。由上述信息可知，正反应的活化能较低的是____（填“①”或“②”）。

（5）将2molNO和1molH2充入一个恒容的密闭容器中，经相同时间测得N2的体积分数与温度的关系如图所示。低于900K时，N2的体积分数_____（填“是”或“不是”）对应温度下平衡时的体积分数，原因是_____。高于900K时，N2的体积分数降低的可能原因是____。

【题目】某化学兴趣小组利用反应：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计的原电池实验装置如图。请回答下列问题：

(1)b极发生___(填“氧化”或“还原”)反应，其电极材料为___，b电极反应式为：____。

(2)a极为____(填“正极”或“负极”)，其电极材料可能为___，a极的电极反应式为____。

(3)该电池放电过程中，若测得电解质溶液的质量与时间的关系如图所示，则反应从开始至t1时，电路中转移电子的物质的量为_______mol。

【题目】下图所示的实验，能达到实验目的的是（）

A.验证化学能转化为电能

B.证明温度对平衡移动的影响

C.验证铁发生析氢腐蚀

D.验证AgCl溶解度大于Ag2S

【题目】已知A、B为单质，C为化合物。能实现上述转化关系的是（）

A+BCC溶液A+B

①若C溶于水后得到强碱溶液，则A可能是Na

②若C溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则A可能是H2

③若C溶液中滴加KSCN溶液显血红色，则B可能为Fe

④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu

A.①②B.③④C.①③D.②④

【题目】磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl（SiO3）2（含少量Ca2+、Mg2+的盐）、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如图：

已知：2LiAl（SiO3）2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓

温度/℃	20	40	60	80
溶解度(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
溶解度(Li2SO4)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

（1）从滤渣Ⅰ中可分离出Al2O3，如图所示。请写出生成沉淀的离子方程式___。

（2）滤渣Ⅱ的主要成分是：___（填化学式）。

（3）向滤液Ⅱ中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是___。

（4）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式：___。

（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+。试写出该电池放电时的正极反应：___。若用该电池电解饱和食盐水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为___。

【题目】某有机物的结构简式如下，下列有关该有机物的叙述中不正确的是

A. 其分子式为 C9H10O

B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色

C. 一定条件下，1mol 该有机物理论上最多能与 4mol H2 发生加成反应

D. 一定条件下，1mol 该有机物理论上最多能与 4mol Br2 发生加成反应

【题目】甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2)，发现银镜部分溶解，和大家一起分析原因：

甲同学认为：Fe3+具有氧化性，能够溶解单质Ag。

乙同学认为：Fe(NO3)3溶液显酸性，该条件下NO3－也能氧化单质Ag。

丙同学认为：Fe3+和NO3－均能把Ag氧化而溶解。

(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________（氧化、还原）反应。

(2)为得出正确结论，只需设计两个实验验证即可。

实验I：向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________（填序号，①KSCN溶液、②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1），现象为___________，证明甲的结论正确。

实验Ⅱ：向附有银镜的试管中加入______________溶液，观察银镜是否溶解。

两个实验结果证明了丙同学的结论。

(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份：第一份滴加2滴KSCN溶液无变化；第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生（经验证黑色固体为Ag颗粒），再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。根据上述的实验情况，用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。