题目内容
【题目】结构化学从原子、分子水平上帮助我们认识物质构成的规律;以微粒之间不同的作用力为线索,研究不同类型物质的有关性质;从物质结构决定性质的视角预测物质的有关性质。
(1)下列说法正确的是 ______(填字母)。
A、元素电离能由大到小的顺序:O>N>C
B、一个尿素(CO(NH2)2)分子中含1个π键和7个σ键
C、氯化钠和氯化铯晶体具有相同的晶胞
(2)根据等电子体原理,羰基硫(OCS)分子的电子式应为______。光气(COCl2)分子内各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间构型为____(用文字描述)。
(3)Cu2+基态的电子排布式为______。将硫酸铜溶液蒸发浓缩后降温结晶,析出蓝色晶体,取25.0g晶体置于坩埚中在一定温度下灼烧,测得剩余固体质量始终保持为23.2g,进一步升高灼烧温度,固体变为白色且质量为16.0g,已知该晶体属于配合物(配合物的内界结构比较稳定),推测其合理的化学式可以表示为______。
(4)通常情况下,溶液中的Fe3+比Fe2+稳定,理由是______。
【答案】B
平面三角形[Ar]3d9[Cu(H2O)4]SO4·H2OFe3+的外围电子排布为3d5,达到半充满稳定结构。Fe2+ 的外围电子排布为3d6,未达到半充满稳定结构
【解析】
(1)A.第ⅤA族的大于第ⅥA族的,所以其第一电离能大小顺序是N>O;B. CO(NH2)2中C原子与氧原子之间形成C=O双键,C原子与N原子之间形成2个C-N单键,N原子与H原子之间共形成4个N-H键;C.氯化铯为体心立方(氯在立方体的八个顶点上,铯在体心);氯化钠为面心立方(氯和钠在立方体的顶点、面心、体心上相间排列),晶胞不同;
(2)羰基硫(OCS)与CO2为等电子体,具有CO2分子结构;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,C原子与氯原子之间形成C-Cl单键,C原子与O原子之间形成C=O双键,光气分子的结构式是
,分子中C原子采取sp2杂化成键;
(3)根据Cu的电子排布式书写Cu2+离子的电子排布式;根据晶体质量变化进行判断分析;
(4)Fe3+的外围电子排布为3d5,达到半充满稳定结构。Fe2+ 的外围电子排布为3d6,未达到半充满稳定结构。
(1)A、C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族氮原子的2p轨道半充满,第一电离能大于第ⅥA族的O原子,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C,选项A错误;B、CO(NH2)2中C原子与氧原子之间形成C=O双键,C原子与N原子之间形成2个C-N单键,N原子与H原子之间共形成4个N-H键,1个尿素分子[CO(NH2)2]中含1个π键和7个σ键,选项B正确;C、氯化铯为体心立方(氯在立方体的八个顶点上,铯在体心);氯化钠为面心立方(氯和钠在立方体的顶点、面心、体心上相间排列),晶胞不同,选项C错误;答案选B;
(2)羰基硫(OCS)各原子最外层都满足8电子稳定结构,C原子与O原子之间形成C=O双键,C原子与S原子之间形成C=S双键,电子式是
;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,C原子与氯原子之间形成C-Cl单键,C原子与O原子之间形成C=O双键,光气分子的结构式是
,碳原子成3个σ键,杂化轨道数目为3,分子中C原子采取sp2杂化成键,故COCl2为平面三角形;
(3)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,铜原子失去4s及3d上各一个电子形成Cu2+,故Cu2+离子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9;取25.0g晶体(0.1molCuSO45H2O)置于坩埚中在一定温度下灼烧,测得剩余固体质量始终保持为23.2g(减少0.1mol H2O),进一步升高灼烧温度,固体变为白色且质量为16.0g(再减少0.4mol H2O,为0.1mol CuSO4),推测其合理的化学式可以表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O;
(4)通常情况下,溶液中的Fe3+比Fe2+稳定,理由是Fe3+的外围电子排布为3d5,达到半充满稳定结构。Fe2+ 的外围电子排布为3d6,未达到半充满稳定结构。
【题目】合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。下表是某次反应时NH3的浓度变化:
时间(min) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
c(NH3)(mol·L-1) | 0 | 0.30 | 0.44 | 0.50 | 0.50 | 0.53 |
下列说法正确的是
A. 0~10 min时,用H2表示的平均反应速率为0.044mol·L-1·min-1
B. 增大压强和降低温度均能加快合成氨的反应速率
C. 由图表可知,该反应在15~20 min时处于化学平衡状态
D. 反应中气体混合物的密度保持不变,说明该反应一定达到平衡状态