(选考)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。下图的五角十二面体是冰熔化形成的理想多面体结构。假设图中的冰熔化后的液态水全部形成下图的五角十二面体,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)。
⑴第ⅢA、ⅤA元素组成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为▲。在GaN晶体中,与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为▲。在四大晶体类型中,GaN属于▲晶体。
⑵铜、铁元素能形成多种配合物。微粒间形成配位键的条件是:一方是能够提供孤电子对的原子或离子,另一方是具有▲的原子或离子
⑶CuCl2溶液与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配离子:请回答下列问题:
① H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是 ▲。
②SO2分子的空间构型为 ▲ 。与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为 ▲
③乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 ▲。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高的多,原因是 ▲。
④⑶中所形成的配离子中含有的化学键类型有 ▲。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
⑤CuCl的晶胞结构如右图所示,其中Cl原子的配位数为 ▲。
工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾( FeSO4·7H2O )。
(1)若用98% 1.84 g/cm3的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液,则浓硫酸与水的体积比约为1:▲。
(2)为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe2+的氧化率,某同学设计如下实验:取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中,然后加入5.00 g铁粉充分反应,收集到224 mL(标准状况)气体,剩余固体质量为3.88 g,测得反应后的溶液中Fe2+的物质的量为0.14 mol(不含Fe3+)。则该样品中Fe2+离子的氧化率为▲。
(3)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.4 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40 mL 0.150 mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,剩余的KMnO4恰好与V mL 0.2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。已知:MnO4-+Fe2++H+——Mn2++Fe3++H2O(未配平)
①V的取值范围为▲;
②若V=35,试计算混合物中CuS的质量分数。
请回答下列问题。
苯佐卡因是一种医用麻醉药品,学名对氨基苯甲酸乙酯。用芳香烃A为原料合成苯佐卡因E的路线如下:
请回答:
⑴写出结构简式 B ▲C ▲。
⑵写出反应类型①▲② ▲。
⑶化合物D经聚合反应可制得高分子纤维,广泛用于通讯、导弹、宇航等领域。写出该聚合反应的化学方程式:
▲。
⑷下列化合物中能与E发生化学反应的是▲。
a. HCl b. NaCl c. Na2CO3 d. NaOH
⑸除
、
、
外,符合下列条件的化合物E的同分异构体有▲种。
i. 为1,4—二取代苯,其中苯环上的一个取代基是氨基;
ii. 分子中含
结构的基团
近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。
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⑴汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)
2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10 mol N2与5 mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2 mol,则T ℃时该反应的平衡常数
N2(g)+O2(g)为(填“吸热”或“放热”) ▲ 反应。
N2(g)+O2(g) 已达到平衡的是(填序号)▲ 。
)设反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g)△H = Q1的平衡常数为K1,
反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)△H = Q2的平衡常数为K 2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
| 温度( T ) |
K1 |
K2 |
| 973 |
1.47 |
2.38 |
| 1173 |
2.15 |
1.67 |
(1)从上表可推断,反应①是_______(填“放”或“吸”)热反应;K2的数学表达式为。
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g)△H = Q3 ①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________;可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有__________。
| A.缩小容器体积 | B.降低温度 | C.使用合适的催化剂 |
| D.设法减少CO的量E.升高温度 |
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3 =_____________。