【物质结构与性质】
决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题。
(1)CH3+、·CH3、CH3-都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是
A.它们均由甲烷去掉一个氢原子所得 |
B.它们的空间构型相同,碳原子均可以采取sp2杂化 |
C.CH3-与NH3、H3O+互为等电子体,几何构型均为三角锥形 |
D.CH3+中的碳原子采取sp3杂化,所有原子均共面 |
(2)在极性分子中,正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷重心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。试回答以下问题:
①HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ=0的是 ;
②实验测得:μPF3=1.03、μBCl3=0。由此可知,PF3分子是 构型,BCl3分子是 构型。
(3)对物质的磁性研究表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是__________________。
(4)利用光电子能谱证实:在洁净铁(可用于合成氨
反应的催化剂)的表面上存在氮原子,右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子,灰色球代表铁原子)。则在单层晶面上N/Fe原子数之比为________________。
(5)金属晶体的结构可用等径圆球的密堆积来描述,在等径圆球的最密堆积的各种形式中,立方最密堆积和六方最密堆积最为重要,请指出下图中哪个为立方最密堆积 (填“A”或“B”)
图A 图B
(18分)下表是元素周期表中短周期元素的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。
A |
B |
||||||
D |
E |
F |
|||||
C |
G |
H |
(1)C的原子结构示意图为:__________________;
(2)A与G形成的化合物X的结构式为____________,其中X中含有的化学键是________
X属于_________化合物(填“离子”或“共价”)。
(3)比较非金属性强弱:G _____ H(填“>”或“<”),用一个化学方程式表示该强弱关系_____________________________________________________________________。
(4)在一定条件下,A与E可形成一种化合物X,其相对分子质量与O2相同,则X为______; X可在纯氧中燃烧,所得产物无污染,涉及的化学方程式为:_____________________。
(5)“神舟”六号载人飞船内需要用化合物X(由上表中的某2种元素组成)来吸收航天员呼出的CO2,请用化学方程式表示吸收原理:_______________________________。飞船中需要制造一种适合航天员生存的人工态环境,还应该在氧气中充入一种稀释气体,该气体为_______。
(6)E的气态氢化物与其最高价氧化物水化物反应的产物X在一定温度下分解,生成两种氧化物,每1 mol X分解时转移的电子为4 mol,X受热分解的化学方程式为_______
(12分)化学与人类社会可持续发展密切相关,能源、环境、材料以及日常生活等都离不开化学。
(1)乐山是国家级硅材料产业基地,硅材料是无机非金属材料的主角。请你举出两种含硅的材料名称 、 。用氢气在高温下还原SiCl4是高纯硅生产过程中的一个环节,写出该反应的化学方程式 。
(2)大量使用化石燃料,最直接的危害是造成“温室效应”、“酸雨”等环境问题。为了防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,某硫酸工厂上使用石灰乳吸收尾气,涉及的化学方程式为:
(3)汽车尾气中的NO、CO已经成为许多城市空气的主要污染源。但汽车的燃料中一般不含氮元素,尾气中的NO从何而来?写出有关化学方程式;治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车排气管上装一个催化转化装置,使NO与CO反应,生成CO2和N2,写出反应的化学方程式。
电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)若X、Y都是惰性电极,a是NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则:
① Y电极上的电极反应式为。
在X极附近观察到的现象是。
②电解总反应离子方程式为。
(2)要在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,则:
① Y电极的材料是(选填纯铁、纯铜或纯锌),电极反应式是。电解液a选用溶液,电解过程中其浓度(选填增大、减小或不变)。
②若电镀前X、Y两电极的质量相同,电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量,二者质量差为5.12 g,则电镀时电路中通过的电子为mol。
③镀层破损后,镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀,请简要说明原因:
。
在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图,然后回答问题:
(1)图中所示反应是_____________(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的△H=____________ kJ·mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol-1。该反应的活化能为167.2kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为kJ·mol-1。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率明显加快,你认为最可能的原因是。
A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D是地壳中含量最多的元素,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的元素。
请用化学用语回答:
(1)推断B元素在元素周期表中的位置,写出C的单质的电子式。
(2)A与D形成的18电子的化合物与FD2化合生成一种强酸,其化学方程式为。
(3)E、F、G三种元素所形成的简单离子,其离子半径由大到小的顺序是。(用离子符号表示)
(4)用电子式表示化合物E2F的形成过程。
(5)下图为某新型发电装置示意图,其负极电极反应为。