题目内容
【题目】原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W五种元素,其中X是原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子,W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子。回答下列问题:
(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ,Y2X2分子中σ键和π键个数比为 。
(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是 。
(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是 。
(4)元素W能形成多种配合物,如:W(CO)5等。
①基态W3+的M层电子排布式为 。
②W(CO)5常温下呈液态,熔点为—20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断W(CO)5晶体属于 晶体(填晶体类型),该晶体中W的化合价为 。
(5)下列有关的说法正确的是 。
A.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
B.电负性顺序:X<Y<Z<Q
C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.H2 YO3的分子结构中含有一个非羟基氧,故其为中强酸
(6)Q和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如图4,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a= pm。(用含ρ、NA的计算式表示)
【答案】
(1)sp杂化;3:2 ;
(2)NH3分子间存在氢键;
(3)N2O;
(4)3s23p63d5;分子晶体;0
(5)BC;(6)立方体;x1010;
【解析】
试题分析:原子序数依次递增且都小于36的X、Y、Z、Q、W四种元素,其中X是原子半径最小的元素,则X是H元素;Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,则Y是C元素;Q原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子,原子序数大于碳,核外电子排布式为1s22s22p4,则Q为O元素;Z的原子序数介于碳、氧之间,则Z为N元素;W元素的原子结构中3d能级有4个未成对电子,外围电子排布为3d64s2,则W为Fe。
(1)Y2X2分子是C2H2,结构式为HC≡CH,分子中C原子轨道的杂化类型为sp杂化,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,分子中σ键和π键个数比为3:2,故答案为:sp;3:2;
(2)化合物ZX3是NH3,在氨分子之间除了存在分子间作用力外还存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使其的沸点比只有分子间作用力的化合物CH4的高,故答案为:NH3分子间存在氢键;
(3)等电子体是原子数相同,原子最外层电子数也相同的微粒.元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,它们是CO2与N2O,则元素Z的这种氧化物的分子式是N2O,故答案为:N2O;
(4)①Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,基态Fe3+的M层电子排布式为3s23p63d5,故答案为:3s23p63d5;
②W(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,由于其熔沸点较低,易溶于非极性溶剂,所以据此可判断W(CO)x晶体属于分子晶体,在任何化合物水所有元素正负化合价的代数和为0,因此该晶体中W的化合价为0,故答案为:分子晶体;0;
(5)A.分子晶体中,共价键键能越大,含有该共价键的物质的分子稳定性越强,而分子晶体的熔沸点与化学键的强弱无关,只与分子之间的作用力作用,因此不能判断物质的熔沸点的高低,故A错误;B.元素的非金属性越强,其电负性就越大,元素的非金属性H<C<N<O,所以电负性顺序:X<Y<Z<Q,故B正确;C.KCl、CaO均属于离子晶体,离子电荷越大、离子半径越小,晶格能越大,因为晶格能CaO比KCl高,断裂消耗的能量就越大,所以KCl比CaO熔点低,故C正确;D.H2CO3为弱酸,故D错误;故选:BC;
(6)晶胞中白色球数目为8,黑色球数目为8×+6×=4,则白色球为钠离子、黑色球为氧离子,氧离子周围有8个钠离子,形成立方体结构;根据均摊法计算晶胞中Na+个数、O2-个数,在一个晶胞中含Na+个数是8;含有O2-个数是4,所以一个晶胞的质量为4×g,该晶胞密度为ρ g/cm3,晶胞的边长是acm,则=ρ g/cm3,整理可得a=cm,故答案为:立方体;。
【题目】化学反应速率与限度与生产、生活密切相关
(1)A学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下(累计值):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL)(标准状况) | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
①反应速率最大的时间段是(指0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 )____min,原因是_________________。
②求2~3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率________________。(设溶液体积不变)
(2)B学生也做同样的实验,但由于反应太快,测不准氢气体积,故想办法降低反应速率,请你帮他选择在盐酸中加入下列__________以减慢反应速率。(填写代号)
A.蒸馏水 B.冰块 C.HNO3溶液 D.CuSO4溶液
(3)某温度下在10L密闭容器中,3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是________。
②求在该条件达到反应的限度(平衡状态)时反应物的转化率【转化率=(转化的物质的量/初始物质的量)×100%】,请写出计算过程,计算结果保留1位小数)________