题目内容
【化学——选修3物质结构与性质】(15分)原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
请回答下列问题:
(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为 。
(2)C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物,沸点由高到低的顺序是 (填化学式),呈现如此递变规律的原因是 。
(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为 ,另一种的晶胞如图二所示,该晶胞的空间利用率为 (保留两位有效数字)。(
)
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(4)D元素形成的单质,其晶体的堆积模型为 ,D的醋酸盐晶体局部结构如图三,该晶体中含有的化学键是 (填选项序号)。
①极性键 ②非极性键 ③配位键 ④金属键
(5)向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,观察到的现象是 。请写出上述过程的离子方程式 。
(15分)
(1)
(1分)
(2)HF>HI>HBr>HCl (1分)
HF分子之间形成氢键,使共沸点较高,HCl、HBr、HI,分子量越大,范德华力越大,沸点越高。(2分)
(3)sp2 (1分) 34% (2分)
(4)面心立方最密堆积 (2分) ①②③ (2分)
(5)先生成蓝色沉淀,(1分) 继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液 (1分)
Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ ;Cu(OH)2+4NH3══ [Cu(NH3)4]2++2OH-(各1分,共2分)
【解析】
试题分析:根据题意可知A是H;B是C;C是Cl;D是Cu。(1)这四种元素中电负性最大的元素是Cl,其基态原子的价电子排布图为
;(2)C所在主族的前四种元素分别是F、Cl、Br、I它们与H形成的化合物是 HF、HCl、HBr、HI,同族元素形成的氢化物结构相似,都是由分子构成的物质,相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高,而HF分子之间除了存在着一般的分子间作用力外,还存在着氢键,增加了分子之间的吸引力,使其熔沸点比HI还高。故这几种氢化物的沸点由高到低的顺序是HF>HI>HBr>HCl;呈现如此递变规律的原因是HF分子之间形成氢键,使共沸点较高,HCl、HBr、HI,分子量越大,范德华力越大,沸点越高。(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,该晶体是石墨晶体,由于每一个碳原子形成了2个碳碳单键和1个碳碳双键,所以其原子的杂化类型为sp2杂化;在一个晶胞中含有的该元素的原子个数是8×1+6×1/2+4=8,假设晶胞的边长为L,原子的半径为r,则该晶胞中晶胞边长与原子半径的关系是
,则
,所以该晶胞的空间利用率为
;(4)Cu元素形成的单质,其晶体的堆积模型为面心立方最密堆积;根据Cu的醋酸盐晶体局部结构图示可知该晶体中含有的化学键是极性键、非极性键、配位键,因此选项是①②③。(5)向CuSO4溶液中滴加过量氨水,首先发生反应Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+,看到溶液产生蓝色沉淀,后发生反应: Cu(OH)2+4NH3══ [Cu(NH3)4]2++2OH-,沉淀溶解,变为蓝色溶液;
考点:考查元素的推断、元素原子的价电子排布图、物质熔沸点的比较、原子的杂化、晶体的空间构型、利用率的计算、物质微粒内的化学键类型、反应的现象及方程式的书写的知识。
下述实验不能达到预期实验目的是
序号 | 实验内容 | 实验目的 |
A | 室温下,用pH试纸测定浓度为0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH | 比较HClO和CH3COOH的酸性强弱 |
B | 向盛有1mL硝酸银溶液的试管中滴加NaCl溶液,至不再有沉淀生成,再向其中滴加Na2S溶液 | 说明一种沉淀能转化为另一种溶解度更小的沉淀 |
C | 向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末,搅拌一会过滤 | 除去MgCl2中少量FeCl3 |
D | 室温下,分别向2支试管中加入相同体积、相同浓度的Na2S2O3溶液,再分别加入相同体积不同浓度的稀硫酸 | 研究浓度对反应速率的影响 |
一定条件下进行反应:A(g)
B(g)+C (g),向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表:
t/s | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
n(B)/mol | 0 | 0.30 | 0.39 | 0.40 | 0.40 |
下列说法正确的是
A.反应前2min的平均速率v(B)=0.15 mol/(L·min)
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(B)=0.22 mol·L-1,则反应的ΔH < 0
C.保持其他条件不变,起始向容器中充入2.0 mol A,反应达到平衡时C的体积分数减小
D.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2 mol A、0.60 mol B和0.60 mol C,反应达到平衡前的速率:v(正)<v(逆)
某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,反应A(g)+B(g)
C(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表,下列说法正确的是
t/s | 0 | 5 | 15 | 25 | 35 |
m (A)/mol | 1.0 | 0.85 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
A.反应在前5 s的平均速率v(A)=0.17molL-1s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41molL-1,则反应的ΔH>0
C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol C达到平衡时,C的转化率大于80%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C,反应达到平衡前V(正)<V(逆)