【題目】【選修3:物質結構與性質】自然界中存在大量的金屬元素,其中鈉、鎂、鋁、鐵、銅等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用。回答下列問題:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子核外電子排布式為_________,C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為_________。
(2)在硫酸銅溶液中加入過量KCN能生成配離子[Cu(CN)4]2, 1 mol CN中含有的π鍵的數(shù)目為_________。與CN互為等電子體的分子有_______ (寫出一種即可)。
(3)在絡離子[Cu(NH3)4] 2+中 NH3 的 VSEPR 模型為____________,其中N原子的雜化軌道類型為_________。
(4)NaCl和MgO都屬離子化合物,NaCl的熔點為801.3℃,MgO的熔點高達2800℃。造成兩種晶體熔點差距的主要原因是_______________________。
(5)晶體是由無數(shù)晶胞___________而成。鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度最高的儲氫材料之一,其晶胞結構如圖所示。則鐵鎂合金的化學式為______,若該晶胞的晶胞參數(shù)為d nm,則該合金的密度為______g/cm3 (不必化簡,用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。
【答案】 [Ar]3d9 或 1s22s22p63s23p63d9 N > O >C 2NA或2×6.02×1023 CO或者 N2 四面體形 sp3 氧化鎂晶體所含離子半徑小,電荷多,晶格能大 無隙并置 Mg2Fe
【解析】(1)Cu2+核外有27個電子,根據(jù)核外電子排布規(guī)律,基態(tài)Cu2+的電子排布式是[Ar]3d9 。非金屬性越強第一電離能越大,由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,因此C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C。(2)CN中N原子含有孤對電子,CN中提供孤電子對的原子是N,CN-存在C、N叁鍵,叁鍵中有2個π鍵,1 mol CN含有的π鍵是2mol,數(shù)目為2×6.02×1023。等電子體是原子數(shù)相同、價電子數(shù)分別相同的分子或離子,與CN互為等電子體的分子有CO或者N2。(3)NH3的價層電子對數(shù)是,所以VSEPR 模型為四面體形,其中N原子的雜化軌道類型為sp3。(4)離子化合物的熔點與離子半徑和電荷多少有關,氧化鎂晶體所含離子半徑小,電荷多,所以晶格能大。(5)晶體是由無數(shù)晶胞無隙并置而成。根據(jù)均攤原則晶胞中鐵原子數(shù) =4,鎂原子數(shù)8,,鐵鎂合金的化學式是Mg2Fe,設有1mol晶胞,體積為,質量為104,根據(jù)可知合金的密度是。
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【題目】關于能源的利用,下列說法中錯誤的是
A.由于我國煤和石油的儲量十分豐富,所以太陽能和核能的開發(fā)在我國并不十分重要
B.能源的利用過程,實質上是能量的轉化和傳遞過程
C.現(xiàn)在人類社會使用的能源主要是煤、石油和天然氣
D.煤、石油和天然氣的化學能歸根到底來自太陽能
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【題目】某興趣小組在實驗室用乙醇、濃硫酸和溴化鈉反應來制備溴乙烷,并探究溴乙烷的性質。反應原理和實驗裝置如下(加熱裝置未畫出):
H2SO4(濃)+NaBrNaHSO4+HBr↑ CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
有關數(shù)據(jù)見下表:
乙醇 | 溴乙烷 | 溴 | |
狀態(tài) | 無色液體 | 無色液體 | 深紅色液體 |
密度/(g·cm3) | 0.79 | 1.44 | 3.1 |
沸點/℃ | 78.5 | 38.4 | 59 |
Ⅰ.溴乙烷的制備:
(1)若圖甲中A加熱溫度過高或濃硫酸的濃度過大,均會使C中收集到的粗產(chǎn)品呈橙色,原因是A中發(fā)生了副反應,其化學方程式為__________;F連接導管通入稀NaOH溶液中,其目的主要是_________;導管E的末端須低于D的水面,其目的是__________。
(2)為了除去粗產(chǎn)品中的氧化性雜質,宜選擇下列_________ (填序號)溶液來洗滌所得粗產(chǎn)品。
A.氫氧化鈉 B.碘化鉀 C.碳酸氫鈉 D.亞硫酸鈉
(3)粗產(chǎn)品用上述溶液洗滌、分液后,再經(jīng)過蒸餾水洗滌、分液,然后加入少量的無水硫酸鎂固體,靜置片刻后過濾,再將所得濾液進行蒸餾,收集到的餾分約10.0g。從乙醇的角度考慮,本實驗所得溴乙烷的產(chǎn)率是___________。
Ⅱ.溴乙烷性質的探究
用如圖乙實驗裝置(鐵架臺、酒精燈略)驗證溴乙烷的性質:在試管中加入10mL6mol·L1NaOH溶液和2mL溴乙烷,振蕩、靜置,液體分層,水浴加熱。
(4)觀察到___________,表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應。
(5)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中反應的氣體產(chǎn)物為乙烯,將生成的氣體通入如圖丙裝置。a試管中的水的作用是 ___________,若無a試管,b試管中的試劑應為___________ 。
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【題目】1-溴丙烷是一種重要的有機合成中間體,沸點為71℃,密度為1.36 g·cm-3。實驗室制備少量1-溴丙烷的主要步驟如下:
步驟1:在儀器A中加入攪拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷卻下緩慢加入28 mL濃H2SO4;冷卻至室溫,攪拌下加入24 g NaBr。
步驟2:如圖所示搭建實驗裝置,緩慢加熱,直到無油狀物餾出為止。
步驟3:將餾出液轉入分液漏斗,分出有機相。
步驟4:將分出的有機相轉入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗滌,分液,得粗產(chǎn)品,進一步提純得1-溴丙烷。
(1)儀器A的名稱是_____________;加入攪拌磁子的目的是防止暴沸和___________________。
(2)反應時生成的主要有機副產(chǎn)物有2-溴丙烷和__________________________________。
(3)步驟2中需向接受瓶內加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。
(4)步驟2中需緩慢加熱使反應和蒸餾平穩(wěn)進行,目的是______________________________。
(5)步驟4中用5%Na2CO3溶液洗滌有機相的操作: 向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振蕩,____________,靜置,分液。
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【題目】近年來由于溫室效應和資源短缺等問題,關于CO2和碳酸鹽應用的研究受到人們的重視。
(1)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+ CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H = -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s) = CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.49 kJ·mol-1
③H2O(l) = H2O(g) △H = +88.0 kJ·mol-1
試寫出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學方程式____________________________。
(2)已知:CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g) △H = -41.2kJ/mol,850℃時在一體積為10 L的恒容密閉容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O濃度變化如圖所示:
下列說法正確的是______________________(填序號)
A.達到平衡時,氫氣的物質的量是0.12mol
B.達到平衡時,反應體系最終會放出49.44kJ熱量
C.4min內CO2的反應速率為0.003 mol/(L·min)
D.第8min時,若充入氦氣,不會導致v正(CO) < v逆(H2O)
(3)850 ℃時,若在容積為2 L的密閉容器中同時充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,amol CO2和bmol H2。若達平衡時各組分體積分數(shù)都與(2)中平衡時相同,則a=____________mol,b=________mol。
(4)華盛頓大學的研究人員研究出一種方法,可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放,其基本原理如圖所示:
①上述生產(chǎn)過程的能量轉化方式是_________________。
②上述電解反應在溫度小于900℃時進行碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質為熔融碳酸鈉,陽極的電極反應式為2CO32--4e-=2CO2↑+O2↑,則陰極的電極反應式為__________________________。
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【題目】油脂是人類的三大營養(yǎng)物質之一,以下有關油脂的敘述中,錯誤的是( )
A. 油脂屬于酯類
B. 某些油脂兼有酯和烯烴的一些化學性質
C. 油脂的氫化又叫油脂的硬化
D. 油脂是純凈物,不是混合物
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【題目】ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實驗室可通過以下反應制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列說法正確的( )
A. 1 molKClO3參加反應有1mole- 轉移 B. ClO2是氧化產(chǎn)物
C. H2C2O4在反應中被還原 D. KClO3在反應中得到電子,作還原劑
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【題目】羥甲香豆素是一種治療膽結石的藥物,合成路線如下圖所示:
已知:
RCOOR'+R'OH RCOOR'+ R'OH(R、R'、R'代表烴基)
(1)A屬于芳香烴,其結構簡式是_______________。B中所含的官能團是___________。
(2)C→D的反應類型是________________。
(3)E屬于酯類。僅以乙醇為有機原料,選用必要的無機試劑合成E,寫出有關化學方程式:______________________________。
(4)已知:2E F+C2H5OH。F所含官能團有和___________。
(5)以D和F為原料合成羥甲香豆素分為三步反應,寫出有關化合物的結構簡式:_______。
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