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1.【化学-选修3:物质结构与性质】
(1)原高碘酸盐(IO65-)、过二硫酸盐(S2O82-)、二氧化铅(PbO2)是三种具有强氧化性的物质,均能在一定条件下将Mn2+氧化为高锰酸盐.回答下列问题:
①基态锰原子能量最高能级电子排布图为.
②过二硫酸根离子中两个硫原子间存在过氧键,写出过硫酸根离子的结构简式.
③碳酸盐在一定温度下会发生分解,实验证明碳酸盐的阳离子不同,分解温度不同,如表所示:
碳酸盐MgCO3CaCO3BaCO3SrCO3
热分解温度/℃40290011721360
阳离子半径/pm6699112135
试解释为什么随着阳离子半径的增大,碳酸盐的分解温度逐步升高?
(2)利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集:

①X难溶于水、易溶于有机溶剂,其晶体类型为分子晶体.
②X中以sp2杂化、sp3杂化的原子的第一电离能由大到小顺序为N>O>C.
③上述反应中断裂和生成的化学键有be(填序号).
a.离子键    b.配位键    c.金属键    d.范德华力    e.共价键    f.氢键
④M与W(分子结构如图)相比,M的水溶性小,更利于Cu2+的萃取.M水溶性小的主要原因是M能形成分子内氢键,使溶解度减小.

(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如图.化合物乙中手性碳原子有1个,化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是化合物乙分子间形成氢键.化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为O>N>C.

(4)常压下,水冷却至0℃以下,即可结晶成六方晶系的冰.日常生活中见到的冰、霜和雪等都是属于这种结构,其晶胞如图所示(只显示氧原子,略去氢原子),晶胞参数侧棱c=737pm,菱形底边a=452pm,底面菱形的锐角是60°.则:冰的密度=ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{{a}^{2}•sin60°}$=$\frac{\frac{18×4}{6.02×1{0}^{23}}}{45{2}^{2}×737×0.866×(1{0}^{-10})^{3}}$=0.917 g/cm3(代值列计算式).

分析 (1)①基态Mn原子的核外电子排布式为:1s2 2s2 sp6 3s2 3p6 4s2 3d5,故基态锰原子能量最高能级为3d,据此画出3d电子的核外电子排布图;
②S2O82-中存在一个过氧键(-O-O-)、S-O键、S=O键,据此写出过硫酸根离子的结构简式;
③分解本质是阳离子结合碳酸根离子中氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强
(2)①依据X的结构简式判断其晶体类型;
②元素的非金属性越强,电负性越强;即同周期自左而右电负性增大;同一主族元素从上到下电负性逐渐减小;
③由结构简式可知X分子中存在配位键和共价键,据此解答即可;
④分子内氢键的存在,导致水溶性减小,据此解答即可;
(3)先根据手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,手性碳原子判断注意:手性碳原子一定是饱和碳原子;手性碳原子所连接的四个基团要是不同的,然后根据手性分子是含有手性碳原子的分子;化合物甲与化合物乙均为分子晶体,但化合物乙分子间可形成氢键;化合物乙中C、N、O三种原子的杂化轨道形成均为sp3,同周期自左而右电负性增大;
(4)冰晶胞中顶点有8个分子,棱上有4个分子,体内有2个分子,晶胞中含有水分子的个数为:8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2=4,然后根据冰的密度ρ=$\frac{m}{V}$计算.

解答 解:(1)①基态Mn原子的核外电子排布式为:1s2 2s2 sp6 3s2 3p6 4s2 3d5,则基态锰原子能量最高能级为3d,其基态锰原子能量最高能级电子排布图为,
故答案为:;

②过二硫酸离子中存在1个过氧键(-O-O-)、4个S=O键,4个S-O键,则该离子的结构简式为,
故答案为:;
③由于碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越容易分解,
故答案为:碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越容易分解;
(2)①依据所给X的结构简式判断,X难溶于水、易溶于有机溶剂,故X为分子晶体,
故答案为:分子晶体;
②化合物X中苯环C和羰基C以sp2杂化,以sp3杂化方式的原子有O、N、C,由于N原子2p轨道半充满,第一电离能高于O,第一电离能由大到小顺序为:N>O>C,
故答案为:N>O>C;                     
③由结构简式可知X分子中存在配位键和共价键,
故选:be;              
④由于M能形成分子内氢键,导致其溶解度减小,
故答案为:M能形成分子内氢键,使溶解度减小;
(3)手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,化合物乙中满足的条件的只有一个C原子;
化合物乙因分子间存在氢键,则化合物乙的沸点比化合物甲高,化合物乙中C、N、O三种原子的杂化轨道形成均为sp3,同周期自左而右电负性增大,故电负性:O>N>C,
故答案为:化合物乙分子间形成氢键;O>N>C;
(4)冰晶胞中顶点有8个分子,棱上有4个分子,体内有2个分子,晶胞中含有水分子的个数为:8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2=4,根据冰的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{{a}^{2}•sin60°}$=$\frac{\frac{18×4}{6.02×1{0}^{23}}}{45{2}^{2}×737×0.866×(1{0}^{-10})^{3}}$=0.917g•cm3,
故答案为:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4M}{{N}_{A}}}{{a}^{2}•sin60°}$=$\frac{\frac{18×4}{6.02×1{0}^{23}}}{45{2}^{2}×737×0.866×(1{0}^{-10})^{3}}$=0.917.

点评 本题考查较为综合,涉及晶胞计算、电负性比较、原子核外电子排布图、氢键、化学键、原子杂化类型等知识,题目浓度较大,注意掌握均摊法在晶胞计算中的应用,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用能力.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.新合成的一种烃的碳架呈三棱柱体形(棱长相等),其二氯代物(不考虑立体异构)有(  )
A.2种B.3种C.4种D.5种

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

12.钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途.
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点.
①Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2.
②Fe的基态原子共有7种不同能级的电子.
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4═2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑.
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是O>Cl>C(用元素符号表示).
②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为3:1,中心原子的杂化方式为sp2.
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm.则熔点:NiO>(填“>”、“<”或“=”)FeO.
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化.该合金的晶胞结构如图所示.
①该晶体的化学式为LaNi5.
②已知该晶胞的摩尔质量为M g•mol-1,密度为d g•cm-3.设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是$\frac{M}{{{N_A}•d}}$ cm3(用含M、d、NA的代数式表示).
③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定.已知:a=511pm,c=397pm;标准状况下氢气的密度为8.98×10-5g•cm-3;储氢能力=$\frac{储氢后氢气的密度}{标准状况下氢气的密度}$.若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为1236.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

9.铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料.请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是CuO中铜的价层电子排布为3d 94s0,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是.
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为V形、正四面体,若“Si-H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se>Si(填“>”、“<”).
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为分子晶体;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为sp2.
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3•NH3.BF3•NH3中B原子的杂化轨道类型为sp3,B与N之间形成配位键.
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如右图所示;则金刚砂晶体类型为原子晶体,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为12个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为$\frac{4×40}{{N}_{A}×(a×1{0}^{-10})^{3}}$g/cm3.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

16.已知Fe2O3与H2反应会因温度不同而可能生成Fe3O4.兴趣小组在用H2还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X.为探究X的组成,他们进行了如下实验.
(1)甲同学认为黑色粉末能被磁铁吸附,因此X是铁.但乙同学不同意他的结论,原因是Fe3O4能被磁铁吸附.
(2)乙同学:先将少量黑色粉末X放入装有足量硫酸铜溶液烧杯中,振荡,固体部分溶解,有极少量红色物质析出,过滤;然后向滤渣加入盐酸,滴加几滴KSCN溶液,溶液出现血红色.通过现象分析,丙同学得出X的组成是Fe和Fe3O4.
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②若在粉末X直接加入盐酸、KSCN溶液,溶液不出现血红色.不出现血红色的原因是(用离子方程式表示)Fe+2Fe3+=3Fe2+.
(3)丁同学的实验方案:
2.88X$→_{搅拌}^{足量盐酸}$溶液Y$→_{足量氨水}^{足量H_{2}O_{2}}$$\stackrel{操作Z}{→}$沉淀→3.2g红棕色固体
①操作Z是过滤、洗涤.
②通过以上数据,得出2.88g黑色粉末X中各成分的物质的量为n(Fe3O4)=0.01mol、n(Fe)=0.01mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

6.A、B、C、D、E、F均为短周期元素,且原子序数依次增大,A是原子半径最小的元素,B的最高价氧化物的水化物可与其氢化物反应形成离子化合物甲;A与D可以按照原子个数比4:1形成化合物乙,且乙分子中含有18个电子,E与B同主族,C的阳离子与F的阴离子相差一个电子层,且可形成离子个数比为2:1的离子化合物丙.
(1)D的原子结构示意图为,丙的电子式为,E在周期表中的位置为第三周期VA族.
(2)下列说法正确的有①②③.
①化合物乙分子中只含有极性共价键
②C、D、E、F原子半径由大到小的顺序为C>D>E>F
③B、E形成的氢化物中,B的氢化物更稳定
④化合物甲和化合物丙都含有离子键和共价键
(3)将F燃烧的产物通入BaCl2和HNO3的混合溶液中,生成白色沉淀并放出无色气体,请用一个离子方程式表示该反应3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O═3BaSO4↓+2NO↑+4H+.
(4)写出一个由以上元素构成的10电子微粒与18电子微粒反应的离子方程式2NH3+H2S═2NH4++S2-或NH3+HS-═NH4++S2-或NH3+H2S═NH4++HS-.
(5)甲溶液显酸性(填“酸性”、“碱性”或“中性”),原因是NH4++H2O?NH3•H2O+H+(用离子方程式表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.有机化合物P(C8H9NO2)可用如下方法来合成:

已知:受对位取代基的影响,HO--NH2中-NH2上的氢原子较活泼.
请回答下列问题:
(1)若A分子的核磁共振氢谱只有一个吸收峰且能使溴水褪色,则其结构简式为CH2═CH2.
(2)写出C→D的化学方程式:2CH3COOH→(CH3CO)2O+H2O.
(3)反应②的反应类型为取代反应;写出P在氢氧化钠溶液中发生水解反应的化学方程式:.
(4)有机物W的结构简式为,W的酸性水解产物的名称为3,4-二羟基丁酸;W不具有的化学性质中是C(填代号).
A.与浓HBr溶液反应生成溴代产物
B.发生水解反应
C.与溴的CCl4溶液发生加成反应
D.发生消去反应
E.催化氧化生成含羰基的化合物
(5)P的同分异构体较多,其中一类与F互为同系物且氮原子与苯环直接相连,此类同分异构体共有9种;另一类同分异构体同时符合下列条件:①属于对位二取代苯且苯环上连接-NH2;②能发生水解.试写出满足此条件的P的所有同分异构体的结构简式:、、.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

10.铝制器具不能用来盛放醋、酸梅汤和碱水等物质.如果盛放这些物质的话,铝制器具就容易被腐蚀.由此说明铝制器表面存在的是两性 氧化物.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列化学用语中,说法正确的是(  )
A.CO2分子的结构式O-C-OB.乙醇的分子式C2H6O
C.Mg2+结构示意图D.NaCl的电子式

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