题目内容

1．氮是重要的非金属元素，可以形成多种化合物．回答以下问题：
（1）基态氮原子的电子排布式是1s22s22p3．C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C．
（2）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．
①NH3分子的空间构型是三角锥型；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3．
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4（1）+2N2H4（1）═3N2（g）+4H2O（g）△H=-1038.7kJ•mol-1，若该反应中有4molN-H键断裂，则形成的π键有3mol．
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4．N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在d（填标号）
a．离子键b．共价键c．配位键  d．范德华力
（3）（CH3）3NH+和AlCl4-形成离子液体．离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂小 填“大”或“小”），可用作b（填代号）．
a．助燃剂    b．“绿色”溶剂c．复合材料    d．绝热材料
（4）X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成的晶体结构如图所示．X的元素符号是Cu ，与同一个N3-相连的X+有6个．

分析 （1）N原子核外有7个电子，则氮原子的电子排布式1s22s22p3；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素；
（2）①根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型和原子的杂化方式；
②反应中有4mol N-H键断裂，则参加反应的N2H4为1mol，根据方程式计算生成N2的物质的量，氮气分子结构式为N≡N，三键中含有1个σ键、2个π键；
③根据硫酸铵晶体中存在的化学键判断；
（3）离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力；
（4）先手判断X为Cu元素，利用均摊法计算．

解答 解：（1）N原子核外有7个电子，则氮原子的电子排布式1s22s22p3；C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C，
故答案为：1s22s22p3；N＞O＞C；
（2）①NH3分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对，所以空间构型是三角锥型；N2H4分子中氮原子的价层电子对=3+1=4，含有一个孤电子对，N原子轨道的杂化类型是sp3，
故答案为：三角锥型；sp3；
②反应中有4mol N-H键断裂，则参加反应的N2H4为1mol，根据2N2H4（l）+N2O4（l）═3N2（g）+4H2O（g）可知生成N2的物质的量为1mol×$\frac{3}{2}$=1.5mol，氮气分子结构式为N≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，故形成的π键为1.5mol×2=3mol，
故答案为：3；
③硫酸铵是离子化合物，硫酸铵中存在离子键和共价键，N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，所以N2H6SO4的晶体内存在离子键和共价键，不含金属键和范德华力，
故答案为：d；
（3）离子液体中的作用力是离子键，尽管微弱但强于氢键和分子间作用力，所以其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂，
故答案为：小；b；
（4）X+所含电子=2+8+18=28，所以X为29号Cu元素，从图上看○少●多，结合X3N知，○为N3-，以顶角上的○为中心，距离最近的X+有3个．构成一个完整的三维空间需8个这样的立方体，则每个N3-周围有X+：8×3×$\frac{1}{4}$=6个（棱上原子为4个晶胞所共用，所以每个原子在此晶胞中为$\frac{1}{4}$份），
故答案为：Cu；6．

点评 本题考查了分子空间构型的判断、原子的杂化方式、化学键的计算、晶体中存在的化学键等知识点，难度不大，注意分子空间构型的判断及原子杂化方式的判断是高考的热点．

练习册系列答案
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16．根据所学知识，回答下列问题：
（1）元素周期表1～20号元素中，金属性最强的元素是K（填元素符号，下同）；属于稀有气体的是He、Ne、Ar；非金属性最强的元素在周期表中的位置是第二周期第ⅦA族．
（2）已知NO2和N2O4之间发生可逆反应：2NO2 （g） （红棕色）?N2O4（g） （无色）．将装有NO2 和N2O4混合气体的烧瓶浸入热水中，观察到的现象是气体颜色加深或红棕色加深，产生该现象的原因是存在平衡2NO2?N2O4，加热，平衡发生逆向移动，NO2浓度增大，颜色变深．
（3）一定条件下，向2L恒容密闭容器中按体积比1：3充入4.48L（标准状况）N2和H2的混合气体，发生反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），3min时反应达到平衡状态，测得c（N2）=0.02mol•L-1．
①0～3min内，v （NH3）=0.003mol•L-1•min-1．
②下列叙述可证明上述反应达到平衡状态的是b、d（填序号）．
a．v（H2）=3v（N2）、
b．容器内压强保持不变
c．每消耗1mol N2，同时生成2mol NH3
d．N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化．
12．下面是某同学测定化学反应速率并探究其影响因素的实验．
Ⅰ．测定化学反应速率
该同学利用如图装置测定化学反应速率．
（已知：S2O32-+2H+=H2O+S↓+SO2↑）
（1）除如图所示的实验用品、仪器外，还需要的一件实验仪器是秒表．
（2）若在2min时收集到224mL（已折算成标准状况）气体，可计算出该2min内H+的反应速率，而该测定值比实际值偏小，其原因是SO2会部分溶于水，导致所测得SO2体积偏小．
（3）试简述测定该反应的化学反应速率的其他方法：测定一段时间内生成硫单质的质量或测定一定时间内溶液H+浓度的变化等（写一种）．
Ⅱ．为探讨化学反应速率的影响因素，设计的实验方案如表．（已知 I2+2S2O32-=S4O62-+2I-，其中Na2S2O3溶液均足量）
实验序号体积V/mL时间/s
Na2S2O3溶液淀粉溶液碘水水
①10.02.04.00.0t1
②8.02.04.02.0t2
③6.02.04.0Vxt3
（4）该实验进行的目的是探究反应物浓度（Na2S2O3）对化学反应速率的影响，淀粉溶液的作用是作为显色剂，检验I2的存在，表中Vx=4.0 mL，通过比较t1、t2、t3大小，试推测该实验结论：其他条件不变，反应物浓度越大，化学反应速率越大．
9．A、B、C、D  4 种元素的原子序数均小于20，A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等；B的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；C元素原子的最外层电子数是次外层的3倍；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C．
（1）由此可知元素A、B、C、D分别为H、N、O、Na．
（2）上述元素种任意三种组成的化合物中，既含离子键又含共价键的化合物的化学式为NaOH、NH4NO3、NaNO3．（至少写三种）
（3）四种元素两两组合，能组成共价化合物的化学式有NH3 、H2O、H2O2．（至少写三种）
16．环扁桃酯是用于治疗心脑血管疾病的重要化合物，它的一种合成路线如图．

已知：（R、R′、R″代表烃基或氢）
（1）A的结构简式是．
（2）B→D的化学方程式是2CH3CH2OH+O2$\stackrel{Cu}{→}$2CH3CHO+2H2O．
（3）红外吸收光谱表明E有C=O键．F的分子式为C8H6Cl2O．
①E的结构简式是．
②E→F的反应类型是取代反应．
（4）X的结构简式是．
（5）试剂a是O2．
（6）生成环扁桃酯的化学方程式是．
（7）以CH3CH=CH2、CH3CHO为有机原料，结合题目所给信息，选用必要的无机试剂合成CH2=CHCH=CHCH3，写出合成路线（用结构简式表示有机物，用箭头表示转化关系，箭头上注明试剂和反应条件）．
6．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．AlCl3溶液中加入足量的氨水：Al3++3OH-═Al（OH）3↓
B．常温下氯气与烧碱溶液反应：Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O
C．铜与稀硝酸反应：Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O
D．过量的SO2通入NaOH中：SO2+2OH-═SO32-+H2O
13．化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列有关化学用语正确的是（　　）
A．次氯酸分子的结构式：
B．质量数为37的氯原子：${\;}_{37}^{17}$Cl
C．NH4Cl的电子式：
D．原子核内有10个中子的氧原子：${\;}_{8}^{18}$O
10．实验室利用图所示装置探究AgNO3的热分解产物．
假设①：2AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO2↑+O2↑
假设②：4AgNO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag2O+4NO2↑+O2↑

回答下列问题：
（1）按照气流方向连接装置的接口顺序为a→e→f→c→b→d．装置A试管口稍微向下倾斜的原因是防止固体表面吸附的水气化后再试管口冷凝倒流炸裂试管；装置D的作用是防止倒吸．
（2）加热时放出红棕色气体，当反应结束后，试管中残留固体为黑色．鉴别黑色固体不能选择的试剂是a（填字母）．
a．NaOH溶液               b．浓氨水             c．稀硝酸               d．稀硫酸
（3）当装置中的空气排尽时，收集产生的气体，并用带火星的木条检验．若能收集到O2，则假设①正确；若不能收集到O2，则假设②正确，原因是4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O（用化学方程式表示）．
（4）利用0.1mol•L-1AgNO3溶液和其他试剂，设计比较KSP（AgC1）和KSP（AgI）的相对大小的实验方案．请简述操作、现象和有关结论先分别取5ml0.1mol/LNaCl溶液和NaI溶液充分混合，然后逐滴滴入0.1mol/LAgNO3溶液，若先析出黄色沉淀，则Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI），若先析出白色沉淀则Ksp（AgCl）＜Ksp（AgI）．
11．根据热化学方程式（在101kPa时）：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-297.23kJ/mol，分析下列说法中错误的是（　　）
A．S的燃烧热为297.23 kJ/mol
B．形成1 mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1mol S（s）和1mol O2（g）的化学键所吸收的总能量
C．S（g）+O2（g）=SO2（g）放出的热量小于297.23 kJ
D．1mol SO2的总能量小于 1mol S（s）和1mol O2（g）的总能量

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