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[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

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(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

II.能与NaHCO3反应放出CO2,能与 FeCl3溶液发生显色反应。

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)

。

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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

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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

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【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

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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

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(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

(1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) H3的平衡常数K= (用K1、K2表示)。H3= (用H1、H2表示)。

(2)为研究不同条件对反应a的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应a达到平衡。测得10min内υ(ClNO)=7.5×10-3molL-1min-1,则平衡后n(Cl2)= mol,NO的转化率α1= 。其它条件保持不变,反应(1)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率为α2,α1 α2(填“>”“<”或“=”),平衡常数K1 (填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K1减小,可采用的措施是 。

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 。

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科目:高中化学 来源:2014-2015学年江苏省宿迁市三校高三下学期3月质量检测化学试卷(解析版) 题型:选择题

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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