题目内容
【题目】原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族.
(1)W原子的核外电子排布式为 .
(2)均由X、Y、Z三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐,其中盐的化学式为 , 推测盐中阴离子的空间构型为 , 其中心原子杂化方式为 .
(3)Z、W两种元素电负性的大小关系为;Y、Z两种元素第一电离能的大小关系为 .
(4)CO的结构可表示为CO,元素Y的单质Y2的结构也可表示为YY.如表是两者的键能数据(单位:kJmol﹣1):
A﹣B | A═B | A≡B | |
CO | 357.7 | 798.9 | 1071.9 |
Y2 | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
①结合数据说明CO比Y2活泼的原因: .
②意大利罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具研究意义的Y4分子,其结构如图所示,请结合上表数据分析,下列说法中,正确的是 .
A.Y4为一种新型化合物
B.Y4与Y2互为同素异形体
C.Y4的沸点比P4(白磷)高
D.1mol Y4气体转变为Y2将放出954.6kJ热量.
【答案】
(1)1s22s22p63s23p4
(2)NH4NO3,平面三角形,sp2
(3)O>S,N>O
(4)CO的第一个π键的键能为273kJ/mol,N2中的第一个π键的键能为523.3kJ/mol,所以CO的第一个键比N2更容易断裂,B
【解析】解:原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,则X是H元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族,设Y的原子序数是a,则Z的原子序数是a+1、W原子序数是a+9,a+a+1+a+9+1=32,则a=7,所以Y是N、Z是O、W是S元素,(1)W是S元素,其原子核外有16个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,所以答案是:1s22s22p63s23p4;(2)均由H、N、O三种元素组成的三种常见物质A、B、C分别属于酸、碱、盐,酸是硝酸、碱是一水合氨、盐是硝酸铵,盐的化学式为NH4NO3,硝酸根离子价层电子对个数=3+ (5+1﹣3×2)=3且不含孤电子对,所以硝酸根离子空间结构为平面三角形,N原子杂化方式为SP2,所以答案是:NH4NO3;平面三角形;SP2;(3)同一主族元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,所以电负性O>S;
同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能N>O,
所以答案是:O>S;N>O;(4)①根据表中数据可知,断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是1071.9kJ/mol﹣798.9kJ/mol=273kJ/mol,断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是941.7kJ/mol﹣418.4kJ/mol=523.3kJ/mol,断裂一个π键CO比N2更容易,所以CO更活泼.
所以答案是:CO的第一个π键的键能为273kJ/mol,N2中的第一个π键的键能为523.3kJ/mol,所以CO的第一个键比N2更容易断裂;
②A.N4为单质不是化合物,故A错误;
B.N4与N2为同种元素的不同导致,互为同素异形体,故B正确;
C.N4和P4都是分子晶体,并且结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,所以白磷的沸点高,故C错误;
D.1molN4气体中含有6molN﹣N键,可生成2molN2,形成2molN≡N键,则1molN4气体转变为N2化学键断裂断裂吸收的热量为6×154.8KJ=928.8KJ,形成化学键放出的热量为941.7KJ×2=1883.4kJ,所以1molN4气体转变为N2将放热,则放出的热量=1883.4kJ﹣928.8KJ=924.6kJ,故D错误;
故选B.
【题目】联苄( )是一种重要的有机合成中间体,实验室可用苯和1,2一二氯乙烷(ClCH2CH2Cl)为原料,在无水AlCl3催化下加热制得,其制取步骤为:
(1)催化剂的制备:图1是实验室制取少量无水AlCl3的相关实验装置的仪器和药品:
①将上述仪器连接成一套制备并保存无水AlCl3的装置,各管口标号连接顺序为:d接e,接 , 接 , 接 .
②有人建议将上述装置中D去掉,其余装置和试剂不变,也能制备无水AlCl3 . 你认为这样做是否可行(填“可行”或“不可行”),你的理由是 .
③装置A中隐藏着一种安全隐患,请提出一种改进方案: .
(2)联苄的制备 联苄的制取原理为:
反应最佳条件为n(苯):n(1,2﹣二氯乙烷)=10:1,反应温度在60﹣65℃之间.实验室制取联苄的装置如图2所示(加热和加持仪器略去):
实验步骤:
在三口烧瓶中加入120.0mL苯和适量无水AlCl3 , 由滴液漏斗滴加10.7mL1,2﹣二氯乙烷,控制反应温度在60﹣65℃,反应约60min.将反应后的混合物依次用稀盐酸、2%Na2CO3溶液和H2O洗涤分离,在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静止、过滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏收集170~172℃的馏分,得联苄18.2g.
相关物理常数和物理性质如下表
名称 | 相对分子质量 | 密度/(gcm﹣3) | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 |
苯 | 78 | 0.88 | 5.5 | 80.1 | 难溶水,易溶乙醇 |
1,2一二氯乙烷 | 99 | 1.27 | ﹣35.3 | 83.5 | 难溶水,可溶苯 |
无水氯化铝 | 133.5 | 2.44 | 190 | 178(升华) | 遇水水解,微溶苯 |
联苄 | 182 | 0.98 | 52 | 284 | 难溶水,易溶苯 |
④仪器a的名称为 , 和普通分液漏斗相比,使用滴液漏斗的优点是 .
⑤洗涤操作中,水洗的目的是;无水硫酸镁的作用是 .
⑥常压蒸馏时,最低控制温度是 .
⑦该实验的产率约为 . (小数点后保留两位有效数字)
【题目】氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,在空气中迅速被氧化成绿色;见光则分解,变成褐色.如图是工业上用制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl﹣)生产CuCl的流程:
根据以上信息回答下列问题:
(1)生产过程中X的化学式为 .
(2)写出产生CuCl的化学方程式: .
(3)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,结合化学方程式和必要的文字说明理由 . 实际生产中SO2要适当过量,原因可能是(答一点即可).
(4)实验探究pH对CuCl产率的影响如下表所示:
pH | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
CuCl产率/% | 70 | 90 | 82 | 78 | 75 | 72 | 70 |
析出CuCl晶体最佳pH为 , 当pH较大时CuCl产率变低原因是 . 调节pH时,(填“能”或“不能”)用相同pH的硝酸代替硫酸,理由是 .
(5)氯化亚铜的定量分析: ①称取样品0.25g和过量的FeCl3溶液于锥形瓶中,充分溶解.
②用0.10molL﹣1硫酸铈标准溶液滴定.已知:CuCl+FeCl3═CuCl2+FeCl2、Fe2++Ce4+═Fe3++Ce3+ . 三次平行实验结果如下(平行实验结果相差不能超过1%):
平行实验次数 | 1 | 2 | 3 |
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL) | 24.35 | 24.05 | 23.95 |
则样品中CuCl的纯度为(结果保留三位有效数字).