水是地球表面上普遍存在的化合物,我们可以用我们学习的物质结构与性质的有关知识去认识它。
(1)水的组成元素为氢和氧。氧的基态原子的价电子排布图为______________,氧的第一电离能在同周期元素中由大到小排第______位。
(2)根据杂化轨道理论,水分子中的氧原子采取的杂化形式是_______;根据价层电子对互斥理论,水分子的VSEPR模型名称为______________;根据等电子体原理,写出水合氢离子的一个等电子体(写结构式)_____________。
(3)水分子可以形成许多水合物。
①水分子可以作配体和铜离子形成水合铜离子[Cu(H2O)4]2+,1mol水合铜离子中含有σ键数目为_________。
②图1是水合盐酸晶体H5O2+·Cl-中H5O2+离子的结构。
                               

在该离子中,存在的作用力有______________。
a.配位键   b.极性键   c.非极性键   d.离子键  
e.金属键   f.氢键   g.范德华力  h.π键   i.σ键
(4)韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中,在20℃时,水分子瞬间凝固形成了“暖冰”。请从结构上解释生成暖冰的原因_________________________________。
(5)最新研究发现,水能凝结成13种类型的结晶体,除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇特的性质:有在-30℃才凝固的超低温冰,它的坚硬程度可和钢相媲美,能抵挡炮弹轰击;有在180℃高温下依然不变的热冰;还有的冰密度比水大,号称重冰。图2为冰的一种骨架形式,依此为单位向空间延伸。
                            

①该冰中的每个水分子有_________个氢键;
②冰融化后,在液态水中,水分子之间仍保留有大量氢键将水分子联系在一起,分子间除了无规则的分布及冰结构碎片以外,一般认为还会有大量呈动态平衡的、不完整的多面体的连接方式。右图的五角十二面体是冰熔化形成的理想多面体结构。假设图3中的冰熔化后的液态水全部形成右图的五角十二面体,且该多面体之间无氢键,则该冰熔化过程中氢键被破坏的百分比为________。

③如果不考虑晶体和键的类型,哪一物质的空间连接方式与这种冰连接类似?____________;

④已知O-H…O距离为295pm,列式计算此种冰晶体的密度                g/cm3。(已知2952=8.70×104,2953=2.57×107,=1.41,=1.73)


襄阳五中某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。
[提出假设]  假设1:气体产物只有SO2;       假设2:_______________。
[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物,设计如图实验装置:一定量的浓硫酸与金属M反应。
               
(1) 检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在H装置后面连上一根导管,然后                                                 ,则证明装置的气密性良好。
(2)若B瓶里品红溶液褪色,E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显+2价。写A中发生反应的化学方程式:                                        ;
(3)若假设2正确,则可观察到:F管中                    ;G干燥管里               。
 [实验反思] 为了进一步探究金属M成分和气体组分,进行如下实验:
称取11.2g金属M放入装置A中,加入一定量的浓硫酸,反应结束后,B瓶里品红溶液褪色,金属没有剩余,拆下G并称重,G增重0.9g。
(4)为了观察溶液颜色,实验完毕后,需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法:                                                。
(5)将稀释后的溶液分装甲、乙试管,向甲试管里滴加KSCN溶液,溶液变红色;向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液,振荡,溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等,则气体成分及物质的量为           。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式                     。


 (一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)   △H1= —330.0 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l)          △H2= + 226.3 kJ·mol-1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 m3 密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
         
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第      步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=                       mol/(L·min)。
③当反应在一定条件下达到平衡,若在恒温、恒容下再充入一定量气体He,则CO(NH2)2(l)的质量_________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
(二)氨是制备尿素的原料,NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
   氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将amol/L的氨水与bmol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。
(三)氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)在25℃,101KPa条件下,1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为                                      。
(2)氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C(s)+ H2O(g)CO(g)+H2(g),在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O。
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。
A.容器内的压强不变         B.消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等 
C.混合气的密度不变         D.单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂
②x应满足的条件是                  。
(四)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时却排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
           
(1)上述生产过程的能量转化方式是                                       。
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为              ,阴极的电极反应式为              。


卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如下图:
 

已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:  
表1   生成氢氧化物沉淀的pH                 表2   化学试剂价格表

试剂

价格(元/吨)

漂液(含NaClO,25.2%)

450

双氧水(含H2O2 ,30%)

2400

烧碱(含98% NaOH)

2100

纯碱(含99.5% Na2CO3)

600

物质

开始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.7

3.7

Fe(OH)2

7.6

9.6

Mn(OH)2

8.3

9.8

Mg(OH)2

9.6

11.1

 






(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是                      ,原因是                                         。写出加入X发生反应的离子方程式                                          。选择         (试剂)来检验Fe2+是否完全氧化为Fe3+
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是                                           。
(3)试剂Z应该是               。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是                                       。
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在仪器A中灼烧。A应放置于仪器B上灼烧,灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却。则B、C、D分别是         、         、
         。

 0  142003  142011  142017  142021  142027  142029  142033  142039  142041  142047  142053  142057  142059  142063  142069  142071  142077  142081  142083  142087  142089  142093  142095  142097  142098  142099  142101  142102  142103  142105  142107  142111  142113  142117  142119  142123  142129  142131  142137  142141  142143  142147  142153  142159  142161  142167  142171  142173  142179  142183  142189  142197  203614 

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