【化学——选修《物质结构与性质》】
I.信息:在20℃、1个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”(如下图):
(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为δs-s,p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为δp-p,则H2O分子中含有的共价键用符号表示为________.
(2)下列物质熔化时,所克服的微粒间的作用与“热冰”熔化时所克服的作用类型完全相同的是________.
A.金刚石 B.干冰 C.食盐 D.固态氨
(3)已知:2H2OH3O++OH-,H3O+的立体构型是______,含1molH2O的冰中最多可形成“氢键”___mol.
(4)根据等电子原理,写出短周期元素原子形成的与H3O+互为等电子体的分子或离子________.
II.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素.A、B元素原子的价电子排布分别为ns1、ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,D元素原子的M电子层的p能级中有1个电子.
(1)A、C形成的化合物________(填序号).
①一定属于离子化合物
②一定属于共价化合物
③可能属于离子化合物,也可能属于共价化合物
(2)C原子的电子排布式为________.
(3)若A元素的原子最外层电子排布为1s1,写出A、C形成的含有配位键的一种微粒符号________.
(4)当n=2时,每个BC2中含有________个σ键,________个π键.当n=3时,B与C形成的晶体类型为________.
(5)若D元素与Fe形成某种晶体,该晶体的晶胞如图所示.则该晶体的化学式是________(用元素符号表示);若晶胞的边长为a nm,则合金的密度为________g/cm3.
用乙烯、甲苯、E三种原料合成高分子药物M和有机中间体L的路线如下:
已知:
Ⅲ.L是六元环酯,M的分子式是(C15, Hl6O6)n。
回答下列问题:
(1)B中官能团的名称是,H→J的反应类型是。
(2)D的结构简式是。
(3)F→G的化学反应方程式是。
(4)K→M属于加聚反应,M的结构简式是。
(5)写出K与足量NaOH溶液共热的化学反应方程式。
(6)写出符合下列条件的C的所有同分异构体的结构简式:。
①属于芳香族化合物;
②能发生银镜反应;
③核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为1:1:2:2。
工业制硝酸的主要反应为:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2O(g)△H。
(1)已知氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol。
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4 kJ/mol;
H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0 kJ/mol;
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.6 kJ/mol。
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=。
(2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
①反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为。
②反应在第6 min时改变了条件,改变的条件可能是(填序号)。
A.使用催化剂B.升高温度 C.减小压强D.增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2 O(g)达到平衡状态的是(填序号)。
A.单位时间内生成n mol NO的向时,生成n mol NH3
B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反应速率v(NH3):u(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6
E.若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化
(3)某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为____。
②该电池正极的电极反应式为:。
③以此电池作电源,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理(装置如图所示)的过程中,发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生,其原因可能是(用相关的离子方程式表示)。
I.利用含锰废水(主要含Mn2+、SO、H+、Fe2+、Al3+、Cu2+)可制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其中一种工业流程如下:
已知某些物质完全沉淀的pH如下表:
回答下列问题:
(1)过程②中,所得滤渣的主要成分是。
(2)过程③中,发生反应的离子方程式是。
(3)过程④中,若生成的气体J可使澄清石灰水变浑浊,则生成MnCO3的反应的离子方程式是。
(4)由MnCO3可制得重要的催化剂MnO2:2MnCO3+O2=2MnO2+2CO2。
现在空气中加热460.0 g MnCO3,得到332.0 g产品,若产品中杂质只有MnO,则该产品中MnO2的质量分数是(用百分数表示,小数点后保留1位)。
Ⅱ.常温下,浓度均为0.1 mol/L的下列六种溶液的pH如下表:
(1)上述盐溶液中的阴离子,结合H+能力最强的是。
(2)根据表中数据判断,浓度均为0.0l mol/L的下列物质的溶液中,酸性最强的是
(填序号)。
A.HCNB.HC1O C.C6H5OH D.CH3 COOH E.H2 CO3
(3)据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是(填序号)。
A.HCN+ Na2 CO3=NaHCO3+NaCN
B.CH3 COOH+NaCN=CH3 COONa+HCN
C.CO2 +H2O+2C6 H5ONa=Na2 CO3 +2C6 H5OH
D.CH3 COONa+HClO=NaClO十CH3 COOH
有机物H是用于合成药物的中间体,G为合成涤纶。请根据下列转化关系回答有关问题:
已知以下信息:
①B能与碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳,其苯环上一氯代物只有2种
②G为C和F一定条件下1:1反应生成的高分子化合物
③(-R1、-R2表示氢原子或烃基)
(1)A的化学名称为;C中含氧官能团名称为。
(2)H的结构简式为;A→D的反应类型为。
(3)写出C和F反应生成高分子化合物的化学方程式。
(4)同时符合下列条件的B的同分异构体共有种(不考虑立体异构);
①能发生银镜反应②含有苯环结构③能在碱性条件下水解
(5)其中核磁共振氢谱中出现4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1的是(写出结构简式)。
VA族的氮、磷、砷(As)等元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途,请回答下列问题。
(1)砷的基态原子的电子排布式为。
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为。
(3)NH3的沸点比PH3高,原因是;PO43-离子的立体构型为。
(4)AsH3是无色稍有大蒜气味的气体,在AsH3中As原子的杂化轨道类型为。
(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系,解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因。
(6)磷的一种单质白磷(P4)属于分子晶体,其晶胞结构如下图。已知最近两个白磷分子间的距离为 a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g/cm3(只要求列算式,不必计算)。