【化学—选修3物质结构与性质】(1)A和B单质燃烧时均放出大量热,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(KJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
932 |
1821 |
15390 |
21771 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
根据上述信息,写出B的基态原子核外电子排布式 ,预测A和氯元素形成的简单分子空间构型为 。
(2)钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物,往其中一种配合物的溶液中加入AgNO3溶液时,无明显现象,往其溶液中加BaCl2溶液时若,产生白色沉淀,则该配合物的化学式为 ,中心离子的配位数为 。
(3)参考下表中的物质熔点回答下列问题
物质 |
NaF |
NaCl |
NaBr |
NaI |
NaCl |
KCl |
RbCl |
CsCl |
熔点(℃) |
995 |
801 |
755 |
651 |
801 |
776 |
715 |
646 |
根据上表数据解释钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点变化规律 。
(4)C60可用作储氢材料。C60的结构如图1。已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确 ,并阐述理由 。科学家把C60和钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图2所示,该物质在低温时是一种超导体,该物质的K原子和C60分子的个数比为 。
(5)三聚氰胺分子的结构简式如图3,则其中氮原子轨道杂化类型是 ,l mol三聚氰胺分子中含 mol键。
(6)碳化硅的晶胞与金刚石的晶胞相似如图4,设晶胞边长为a cm,碳原子直径为b cm,硅原子直径为c cm,则该晶胞的空间利用率为 (用含a、b、c的式子表示)。
下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)图中属于烷烃的是(填编号)
(2)上图中互为同分异构体的是:A与;B与;D与。(填编号)
(3)写出F与溴水加成的反应方程式_____________________________________
根据所学知识,回答以下问题:
(1)Ni(CO)4是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂推测Ni(CO)4是____________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①N2H4的结构式为;NH4+的空间构型是。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7 kJ·mol-1若该反应中有259.7kJ能量释放时,则形成的π键有______mol。
(3)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:则Xm-的化学式为,硼原子轨道的杂化类型有杂化,原子3的轨道杂化类型为杂化,Na+与Xm-之间的作用力是。
(4)BN晶体,具有熔沸点高,耐磨擦和较高的硬度等性质。则BN的晶体类型是,N的价层电子的电子排布图为。
电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,除去浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置示意图,如图所示。
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,可向污水中加入适量的。
a.Na2SO4b.H2SO4c.NaOH d.CH3COOHe.NaCl
(2)除污过程中污水池中阳离子将移向极(填:“正”或“负”或“阴”或“阳”)。
(3)电解池阳极发生了两个电极反应,电极反应式是
Ⅰ. Fe-2e-=Fe2+Ⅱ.。
(4)以上电解过程是以上图右侧的燃料电池为电源,该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料做电极。
①负极的电极反应是;
②为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的电子式为。
(5)实验过程中,若在阴极产生了44.8 L(标准状况)气体,则熔融盐燃料电池消耗CH4(标准状况)L。
根据所学知识,完成下列问题:
(1)化学反应可视为旧键断裂和新键生成的过程。键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和其燃烧产物P4O6的分子结构如图所示,现提供以下键能(kJ· mol-1): P-P:198, P-O:360, O-O:498,白磷(P4)燃烧的热化学方程式为。
(2)化学能与电能之间可以相互转化,以Fe、Cu、C(石墨)、CuSO4溶液、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液 、AgNO3溶液为原料,通过原电池反应实现2Fe3+ + Cu=2Fe2+ + Cu2+,请你把下图补充完整,使之形成闭合回路,并用元素符号标明电极。甲池中电解液是溶液;乙池中电解液是溶液。(要求:甲、乙两池中电解质元素种类始终保持不变)
(3)某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物)其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
①对PM2.5空气样本用蒸馏水处理,制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 |
K+ |
Na+ |
NH4+ |
SO42- |
NO3- |
Cl- |
浓度/ mol•L-1 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据判断该试样的酸碱性为,试样的pH值=
②已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)
H>0
若1 mol空气含有0.8 molN2和0.2 molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8 × 10-4 mol.计算该温度下的平衡常数K= ___________;汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是。
乙烯是石油裂解气的主要成分,它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。请回答下列问题。
(1)乙烯的电子式_____________。
(2)鉴别甲烷和乙烯的试剂是______(填序号)。
A.稀硫酸 | B.溴的四氯化碳溶液 |
C.水 | D.酸性高锰酸钾溶液 |
(3)已知2CH3CHO+O22CH3COOH。若以乙烯为主要原料合成乙酸,其合成路线如下图所示。
反应②的化学方程式为___________________________________,有机物A中的官能团名称_。
工业上以乙烯为原料可以生产一种重要的合成有机高分子化合物,其结构简式为_______________。