【題目】[化學一選修3: 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
A、B、C、D為元素周期表中前四周期的四種元素,且原子序數(shù)依次增大,C、D同周期,且A、B、C均不在同一周期,其中A與D同主族,且該主族中有三種非金屬元素,B為非金屬元素且原子最外層有3對成對電子,C元素位于元素周期表第10列。請回答下列問題:
(1)C元素的原子序數(shù)為________,基態(tài)D原子的簡化電子排布式為________。
(2)與A同一周期的所有主族元素中第一電離能小于A的元素共有_______種。
(3) D元素可形成DX3的鹵化物,性質(zhì)和結(jié)構(gòu)與AX3類似(X表示鹵素元素),在水溶液中強烈水解,請寫出DCl3與水反應的化學方程式:____________。
(4) 如圖為D2B3的分子結(jié)構(gòu)圖,B雜化方式為____________。
(5) 試比較A、B形成的簡單氫化物的熔沸點的高低并解釋:________ (簡單氫化物用分子式表示)。
(6) 研究晶體結(jié)構(gòu)的最常用方法是________;如圖為一種含C和D兩種元索的品體的晶胞圖,呈六方結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為底面邊長為anm、高為bmm。
①該晶胞組成物質(zhì)的化學式為__________。
②已知D和C的相對原子質(zhì)量分別為M1和M2,若晶體密度為ρg/cm3,NA表示阿伏加德羅常數(shù),用合理表達式表示該晶體的密度為________g/cm3 (列出計算式即可,不必化簡)。
【答案】 28 [Ar]3d104s24p3 5 AsCl3+3H2O=H3AsO3+3HCl sp3雜化 NH3>HCl,NH3存在分子間氫鍵,HCl分子間只存在范德華力,氫鍵作用力比范德華力強,NH3的熔沸點高于HCl X-射線衍射 NiAs或AsNi
【解析】試題分析:本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),涉及元素的推斷,簡化電子排布式的書寫,第一電離能的比較,雜化方式的判斷,熔沸點高低的比較,晶胞的分析和計算。C是前四周期元素,C元素位于元素周期表第10列,C為Ni元素,Ni處于第四周期,C、D同周期,D也處于第四周期;A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大,A、B、C均不在同一周期,A與D同主族且該主族中有三種非金屬元素,A為N元素,D為As元素;B處于第三周期,B為非金屬且原子最外層有3對成對電子,B為Cl元素。
(1)C為Ni元素,Ni的原子序數(shù)為28。D為As,As的原子序數(shù)為33,根據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)As的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,簡化電子排布式為[Ar] 3d104s24p3。
(2)A為N,N處于第二周期,第二周期中第一電離能小于N的元素有Li、Be、B、C、O,共5種。
(3)AsCl3在水溶液中強烈水解生成H3AsO3和HCl,反應的化學方程式為AsCl3+3H3O=H3AsO3+3HCl。
(4)由示意圖可見B形成2個σ鍵,B上還有兩對孤電子對,B的價層電子對數(shù)為4,B的雜化方式為sp3雜化。
(5)A的簡單氫化物為NH3,B的簡單氫化物為HCl。由于NH3存在分子間氫鍵,HCl分子間只存在范德華力,氫鍵作用力比范德華力強,NH3的熔沸點高于HCl。
(6)研究晶體結(jié)構(gòu)最常用的方法是X-射線衍射。
(a)用“均攤法”,D為As:8+4=2,C為Ni,C全在晶胞內(nèi),Ni:2,Ni與As的個數(shù)比為2:2=1:1,該晶體的化學式為NiAs或AsNi。
(b)該晶胞呈六方結(jié)構(gòu),晶胞的底面積為a10-7cma10-7cm=a210-14cm2,晶胞的體積為a210-14cm2b10-7cm=a2b10-21cm3,1mol晶體的體積為a2b10-21cm32NA;晶體的化學式為NiAs或AsNi,1mol晶體的質(zhì)量為(M1+M2)g;晶體的密度==(M1+M2)g(a2b10-21cm32NA)=g/cm3。
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【題目】汽車尾氣主要含有CO2 、CO、SO2、NOx 等物質(zhì),尾氣中CO、氫氧化物(NOx) 嚴重影響人們的生活和健康,化學工作者對氮氧化物的處理做了廣泛而深入的研究。
(1)利用甲烷還原NOx
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ/mo l;
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+H2O(g) △H2=-1160kJ/mo l,
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為________________________________。
(2)將不同量的CO(g)積H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 4 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①實驗1中以v(CO2) 表示的反應速率為/span>_________(保留兩位有效數(shù)字,下同)。
②該反應為________(填“吸熱”或“放熱”) 反應,實驗2條件下的平衡常數(shù)K=________。
③若達平衡狀態(tài)時,實驗2 與實驗3中各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)分別相等,且t<4min,則a、b應滿足的關系是_________________________(用含a、b的數(shù)學式表示)。
(3)CO分析儀的傳感器可測定汽車尾氣是否符合排放標準。該分析儀的工作原理類似于燃料電池,其中電解質(zhì)是氧化釔(Y2O3) 和氧化鋯(ZrO2) 晶體,能傳導O2-,則負極的電極反應式為____________。
(4)SO2可用鈣基固硫反應除去,反應生成的CaSO4是一種微溶物質(zhì),其Ksp=9.0×10-6。若將濃度為2×10-3mol/L的Na2SO4溶液與等體積的CaCl2溶液混合,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為_____________。
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【題目】1869年,俄國化學家門捷列夫制作出了第一張元素周期表,揭示了化學元素間的內(nèi)在聯(lián)系,成為化學史上的重要里程碑之一。下列有關元素周期表的說法正確的是( )
A.元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族
B.元素周期表有18個族
C.第ⅠA族的元素全部是金屬元素
D.短周期是指第一、二、三、四周期
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【題目】沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4,標準狀況下,0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時,放出445 kJ的熱量,則表示CH4燃燒熱的熱化學方程式正確的是( )
A. CH4(g)+O2(g) CO2(g)+H2O(l) ΔH =445 kJ/mol
B. CH4+2O2CO2+2H2O ΔH=890 kJ/mol
C. CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2 H2O(g) ΔH =890 kJ/mol
D. CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH = -890 kJ/mol
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【題目】相同濃度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液,分別與AgNO3溶液反應,當生成的AgCl沉淀的質(zhì)量之比為3:2:1時,三種溶液的體積比為 .
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【題目】某興趣小組設計如圖所示裝置進行原電池原理的探究,下列敘述錯誤的是( )
A. a和b用導線連接時,電子由Zn經(jīng)導線流向Cu,再經(jīng)稀硫酸流回Zn
B. a和b用導線連接時銅片為正極,發(fā)生的反應式為:2H++2e-=H2↑
C. a和b不連接時,鋅片上有氣體生成,該裝置不能形成原電池
D. 無論a和b是否連接,稀硫酸均參與反應
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【題目】只要用一種試劑,可區(qū)別NaCl、MgSO4、FeCl2、FeCl3四種溶液,這種試劑是( )
A.HCl
B.NaOH
C.AgNO3
D.BaCl2
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【題目】甲圖表示的是pH對植物和人的淀粉酶活性的影響;乙圖表示的是3種脫氫酶(A、B、C)的活性受溫度影響的情況。下列敘述正確的是( )
A. 從甲圖中可以知道pH=6時植物淀粉酶的活性最高
B. 從乙圖中無法知道酶C的最適溫度
C. 從甲圖中可以知道若細胞由酸性變成堿性時,淀粉酶的活性逐漸升高
D. 從乙圖中可以知道酶活性溫度范圍最廣的是B
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【題目】
A、B、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,其中A的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,B、D、E為同周期元素,B原子的核外電子總數(shù)是其未成對電子數(shù)的5倍,E原子最外層有1個未成對電子,F(xiàn)原子核外有22種運動狀態(tài)的電子。請回答下列問題:
(1)F元素位于周期表___________區(qū),其價電子排布圖為:___________。
(2)B、D、E三種元素中,第一電離能最小的是_______________________ (填元素符號);寫出AD2的等電子體___________ (分子和陰離子各寫一種)。
(3)AO2和DO2熔點高的是___________,原因是___________。
(4)B的單質(zhì)和E的單質(zhì)反應可形成原子個數(shù)比為1∶3的化合物M,M的立體構(gòu)型為___________,中心原子的雜化軌道類型為___________。
(5)元素F有兩種同素異形體,常溫下是六方堆積,高溫下是體心立方堆積。如圖所示是F晶體的一種晶胞,晶胞參數(shù)a=0.295nm,c=0.469nm,則該F晶體的密度為___________g·cm-3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計算式即可)。
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