题目内容

[化学——物质结构与性质]（13分）

氢能是一种洁净的可再生能源，制备和储存氢气是氢能开发的两个关键环节。

Ⅰ．氢气的制取

（1）水是制取氢气的常见原料，下列说法正确的是 （填序号）。

A．H3O＋的空间构型为三角锥形

B．水的沸点比硫化氢高

C．冰晶体中，1 mol水分子可形成4 mol氢键

（2）科研人员研究出以钛酸锶为电极的光化学电池，用紫外线照射钛酸锶电极，使水分解产生氢气。已知钛酸锶晶胞结构如图，则其化学式为 。

Ⅱ．氢气的存储

（3）Ti(BH4)2是一种储氢材料。

①Ti原子在基态时的核外电子排布式是 。

②Ti(BH4)2可由TiCl4和LiBH4反应制得，TiCl4 熔点－25.0℃，沸点136.94℃，常温下是无色液体，则TiCl4晶体类型为 。

（4）最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料（C16S8）进行研究，从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上（结构如图所示），每个平面上下两侧最多可储存10个H2分子。

①元素电负性大小关系是：C S（填“＞”、“＝”或“＜”）。

②分子中C原子的杂化轨道类型为 。

③有关键长数据如下：

C—S

C＝S

C16S8中碳硫键

键长/pm

181

155

176

从表中数据可以看出，C16S8中碳硫键键长介于C—S与C＝S之间，原因可能是： 。

④C16S8与H2微粒间的作用力是 。

（1）AB（填对一个给1分，共2分）（2）SrTiO3（2分）

（3）①1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2（2分） ②分子晶体（1分）

（4）①＜（2分） ②sp2（1分）

③分子中的C与S原子之间有π键（或分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质等合理答案）（2分）

④范德华力（1分）

【解析】

试题分析：（1）A、H3O＋中氧原子含有1对孤对电子，其价层电子对数是4个，因此其空间构型为三角锥形，A正确；B、水分子间存在氢键，因此水的沸点比硫化氢高，B正确；C、冰晶体中，1 mol水分子可形成2mol氢键，C不正确，答案选AB。

（2）根据钛酸锶晶胞结构并依据均摊法可知，晶胞中Sr、Ti、O的原子个数分别是

8×＝1、1、6×＝3，因此其化学式为SrTiO3。

（3）①Ti元素的原子序数是22，根据核外电子排布规律可知，Ti原子在基态时的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2。

②TiCl4 熔点－25.0℃，沸点136.94℃，常温下是无色液体，这说明TiCl4晶体类型为分子晶体。

（4）①非金属性越强，元素电负性越大。硫元素的非金属性强于碳元素，因此电负性大小关系是C＜S。

②分子中的原子都处于同一平面上，因此分子中C原子的杂化轨道类型为sp2。

③根据结构简式可知，分子中的C与S原子之间有π键，因此导致C16S8中碳硫键键长介于C—S与C＝S之间。

④氢气形成的晶体是分子晶体，所以C16S8与H2微粒间的作用力是范德华力。

考点：考查电负性、核外电子排布、晶胞结构、化学键以及氢键等有关判断

考点分析： 考点1：物质的结构与性质 试题属性
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已知可逆反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH＜0，甲、乙为恒容、等体积的真空密闭容器，向甲中加入1 mol X和 3 mol Y ，在一定条件下达到平衡时放出热量为Q1KJ。在相同条件下，向乙容器中加入2 mol Z，达到平衡时吸收热量Q2KJ ，已知 Q1=3Q2。下列叙述正确的是

A．平衡时甲、乙中Z的体积分数甲＞乙

B．平衡时甲中X的转化率为75%

C．达到平衡后，再向乙中加入0.25 mol X，0.75 mol Y和1.5 mol Z，平衡向生成x的方向移动

（16分）非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成：

（1）非诺洛芬中的含氧官能团为 和 (填名称)。

（2）在上述五步反应中，属于取代反应的是 （填序号）。

（3）若过程①生成的另一种产物有HBr，写出由A到B发生反应的化学方程式 。

（4）非诺洛芬的一种同分异构体满足下列条件：

I．分子中含有两个苯环

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III．分子中有6 种不同化学环境的氢，且各种氢原子个数比为6:2:2:2:1:1。

写出符合条件的一种同分异构体的结构简式： 。

（5）下面为以为原料制备的部分合成路线流程图。

①写出由的反应方程式 ；

②根据已有知识并结合相关信息把合成路线流程图补充完整（无机试剂任选，在箭头上写出参与反应的物质及反应条件）

。

汽车尾气净化中的一个反应如下：NO(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.4KJ/mol

若反应在恒容的密闭容器中达到平衡状态，下列有关说法正确的是

A．其它条件不变，加入催化剂，ΔH变大

B．及时除去二氧化碳，正反应速率加快

C．降低温度，可提高反应物的转化率

D．若气体的密度保持不变，说明平衡不发生移动

若NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是

A．1 L 0.1 mol·L-1氨水中含有0.1 NA个OH-

B．1 mol SO2和CO2的混合气体中含有2NA个氧原子

C．1 mol—OH (羟基) 与l mol OH-均含有10个NA e-

D．在标准状况下，22.4 L四氯化碳中含有NA个分子

【改编】W、X、Y、Z四种短周期元素。已知X原子的核外电子数和Ne原子相差1，在同周期中X原子半径最大，W、Y、Z在周期表中的相对位置如图，Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法正确的是

A．原子半径大小比较：Z>Y>W>X

B．Z能够形成HZO3型化合物

C．W与X形成的化合物只含有离子键

D．W、X、Z只能形成一种化合物

选做（12分）【化学——物质的结构】在元素周期表中，除稀有气体外几乎所有元素都能与氢形成氢化物。氢化物晶体的结构有共价型和离子型之分。

（1）氨气是共价型氢化物。工业常用氨气和醋酸二氨合铜{[Cu(NH3)2]Ac}的混合液来吸收一氧化碳（醋酸根CH3COO简写为Ac）。反应方程式为：[Cu(NH3)2]Ac+ CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac

①请写出基态Cu原子的电子排布式 。

②氨水溶液中各元素原子的电负性从大到小排列顺序为 。

③醋酸分子中的两个碳原子，甲基（—CH3）碳和羧基（—COOH）碳的杂化方式分别是 。

④生成物[Cu(NH3)3CO]Ac中所含化学键类型有 。

a.离子键 b.配位键 c.σ键 d.π键

（2）某离子型氢化物化学式为XY2，晶胞结构如下图所示，其中6个Y原子（○）用阿拉伯数字1~6标注。

①已知1、2、3、4号Y原子在晶胞上、下面上。则5、6号Y原子均在晶胞 。（填“侧面”或“内部”）

②XY2晶体、硅烷晶体和固态氨3种氢化物熔沸点高低顺序正确的是 。

a．XY2晶体>硅烷晶体>固态氨 b．XY2晶体>固态氨>硅烷晶体

c．固态氨>硅烷晶体>XY2晶体 d．硅烷晶体>固态氨>XY2晶体

（15分）I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，同温度下涉及如下反应：

a、2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g） H1<0 其平衡常数为K1

b、2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g） H2<0 其平衡常数为K2

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II.第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为电解质溶液．镍氢电池充放电原理示意如图：

其总反应式为H2+2NiOOH2Ni(OH)2 。根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，甲电极周围溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）， 乙电极的电极反应式 。

在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料，一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，相关数据如下表所示：

容器

甲

乙

丙

相关条件

恒温恒容

绝热恒容

恒温恒压

反应物投料

1mol N2、3mol H2

2mol NH3

2mol NH3

平衡时容器体积

V甲

V乙

V丙

反应的平衡常数K=

K甲

K乙

K丙

平衡时NH3的浓度/mol·L-1

c甲

c乙

c丙

平衡时NH3的反应速率/mol·L-1·min-1

v甲

v乙

v丙

下列说法正确的是

A．V甲>V丙 B．K乙>K丙 C．c乙>c甲 D．v甲=v丙

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