【題目】主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W原子最外層電子數(shù)是次外層的3倍,X,Y和Z分屬于不同的周期,它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍。在由元素W、X、Y、Z組成的所有二組分化合物中,由元素W、Y形成的化合物M的熔點最高。請回答下列問題:
(1)W原子L層電子排布式為__________________W3空間構(gòu)形是__________________
(2)X單質(zhì)與水反應(yīng)的主要化學(xué)方程式______________________
(3)化合物M的化學(xué)式______________其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相同,而熔點高于NaCl。M熔點較高的原因是__________________________。將一定是的化合物ZX負(fù)載在M上可制得ZX/M催化劑,用于催化碳酸二甲酯與月桂酸醇酯交換合成碳酸二月桂酯。在碳酸二甲酯分子中,碳原子采用的雜化方式有____________________,O-C-O的鍵角約__________
(4) X、Y、Z可形成立方晶體的化合物,其晶胞中X占有棱的中心,Y位于頂角,Z位于體心位置,則該晶體的組成為X:Y:Z=_________________。
(5)含有元素Z的鹽的焰色反應(yīng)為________色,許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng),其原因是___________________________________________
(6) ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其晶胞邊長為540.0 pm,密度為_________________________________________g·cm-3(列式并計算),a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為____________pm。
【答案】2s22p4 V形 2F2+2H2O==4HF+O2 MgO 晶格能大 sp3和sp2 120° 3:1:1 紫 激發(fā)態(tài)的電子從能量高的軌道躍遷到能量低的軌道時,以一定的波長(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量 gcm-3 或或
【解析】
主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,W原子只能有2個電子層,最外層電子數(shù)為6,則W為O元素.X、Y和Z分屬不同的周期,它們的原子序數(shù)之和是W原子序數(shù)的5倍,即三元素原子序數(shù)之和為40,X若為第三周期元素,X、Y、Z的原子序數(shù)之和大于W原子序數(shù)的5倍,所以可以斷定X也在第二周期,故X為F元素,則Y、Z原子序數(shù)之和=40-9=31,平均原子序數(shù)為15.5,可以推斷Y處于第三周期、Z處于第四周期,Z的原子序數(shù)大于18,若Y為Na元素,則Z為Ca元素,若Y為Mg元素,則Z為K元素,X的原子序數(shù)再增大,不符合題目中主族元素的要求,由于元素W與Y形成的化合物M的熔點最高,故Y為Mg元素,Z為K元素,化合物M為MgO
(1)W為O元素,原子的L層電子排布式為 2s22p4,O3分子中中心氧原子價層電子對數(shù)=2+=3、含有1對孤電子對,故O3空間構(gòu)型為V形,故答案為2s22p4;V形;
(2)X單質(zhì)為F2,與水發(fā)生反應(yīng):2F2+2H2O=4HF+O2,故答案為2F2+2H2O=4HF+O2;
(3)化合物M為MgO,屬于離子化合物,由于MgO晶體中離子的電荷多、離子半徑小,故MgO晶格能大,故MgO熔點較高;在碳酸二甲酯分子中-OCH3,C原子4個單鍵,采取sp3雜化,在酯基中,C原子成2個C-O單鍵、1個C=O雙鍵,雙鍵按單鍵計算,故中心C原子的雜化軌道數(shù)為3,采取sp2雜化,為平面正三角形,鍵角為120°,故O-C-O的鍵角約為120°,故答案為MgO;MgO晶格能比NaCl的大;sp2和sp3;120°;
(4)F、Mg、K形成立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物,晶胞中F占據(jù)所有棱的中心,晶胞中F原子數(shù)目為12×=3,Mg位于頂角,晶胞中Mg原子數(shù)目為8×=1,K處于體心位置,晶胞中含有1個K原子,則該晶體的組成為F:Mg:K=3:1:1,故答案為3:1:1;
(5)含有元素K的鹽的焰色反應(yīng)為紫色,許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng),其原因為:灼燒時電子從基態(tài)到激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道是,以一定波長光的形式釋放能量,從而出現(xiàn)不同的顏色,故答案為紫;灼燒時電子從基態(tài)到激發(fā)態(tài),激發(fā)態(tài)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道是,以一定波長光的形式釋放能量;
(6)晶胞中含有白色球位于頂點和面心,共含有8×+6×=4,黑色球位于體心,共4個,則晶胞中平均含有4個ZnS,質(zhì)量為4×(87÷6.02×1023)g,晶胞的體積為(540.0×10-10cm)3,則密度為gcm-3;
b位置黑色球與周圍4個白色球構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu),黑色球與兩個白色球連線夾角為109°28′,a位置白色球與面心白色球距離為540.0pm×=270pm,設(shè)a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離為y pm,由三角形中相鄰兩邊、夾角與第三邊關(guān)系:y2+y2-2y2cos109°28′=(270)2,解得y=,故答案為gcm-3;。
【點晴】
本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查,涉及核外電子排布、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體類型與性質(zhì)、晶胞計算等。推斷元素是解題的關(guān)鍵,要充分利用原子序數(shù)的關(guān)系結(jié)合周期表的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷元素。本題中晶胞計算需要學(xué)生具備一定的空間想象與數(shù)學(xué)計算能力,難度較大。第(6)小題的思維過程如下:在此晶胞中有Zn2+為4個、S2-為8×+6×=4個,所以1 mol晶胞的質(zhì)量為(65+32)×4=388 g,一個晶胞的質(zhì)量為,一個晶胞的體積為V=(540×10-10cm)3,根據(jù)即可計算;b點(Zn2+)在由A、H、C、D四點構(gòu)成的正四面體的中心,所以∠ABH=109°28′。
如圖所示,連結(jié)AH、EH,求得,作BG垂直于AH,,,通過三角函數(shù)即可求出。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】由N、P、Ti等元素組成的新型材料有著廣泛的用途,請回答下列問題。
(1)鈦元素基態(tài)原子未成對電子數(shù)為____個,能量最高的電子占據(jù)的能級符號為__。
(2)磷的一種同素異形體—白磷(P4)的立體構(gòu)型為____,推測其在CS2中的溶解度____(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。
(3)兩種三角錐形氣態(tài)氫化物膦(PH3)和氨(NH3)的鍵角分別為93.6°和107°,試分析PH3的鍵角小于NH3的原因:________。
(4)工業(yè)上制金屬鈦采用金屬還原四氯化鈦。先將TiO2(或天然的金紅石)和足量炭粉混合加熱至1000~1100K,進(jìn)行氯化處理,生成TiCl4。寫出生成TiCl4的化學(xué)反應(yīng)方程式:______。
(5)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖所示,該晶體的化學(xué)式為____,已知晶體的密度為pg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則晶胞邊長為____cm(用含p、NA的式子表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】相同溫度下,體積均為0.25L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):X2(g) + 3Y2(g) 2XY3(g) △H=-92.6kJ/mol
實驗測得反應(yīng)在起始、達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
容器 編號 | 起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol | 達(dá)平衡時體系能量的變化 | ||
X2 | Y2 | XY3 | ||
① | 1 | 3 | 0 | 23.15 kJ |
② | 0.6 | 1.8 | 0.8 | Q kJ |
下列敘述正確的是
A. 容器①、②中反應(yīng)的平衡常數(shù)不相等
B. 達(dá)平衡時,兩個容器中XY3的物質(zhì)的量濃度均為2 mol/L
C. 容器②中反應(yīng)達(dá)到平衡時放出的熱量為23.15kJ
D. 若容器①體積為0.20 L,則達(dá)平衡時放出的熱量小于23.15 kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2.0mol PCl3和1.0mol Cl2充入體積不變的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生下述反應(yīng): PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)達(dá)平衡時,PCl5為0.40mol,如果此時再移走1.0mol PCl3和0.50mol Cl2,在相同溫度下再達(dá)平衡時PCl5的物質(zhì)的量是( )
A.0.40molB.0.20mol
C.小于0.20molD.大于0.20mol,小于0.40mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在等溫等容條件下,有下列氣體反應(yīng):2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡:Ⅰ:A、B的起始濃度均為2mol/L。Ⅱ:C、D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L。下列敘述正確的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ兩途徑最終達(dá)到平衡時,系統(tǒng)內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不同
B.Ⅰ和Ⅱ兩途徑最終達(dá)到平衡時,系統(tǒng)內(nèi)混合氣體的百分組成不同
C.達(dá)到平衡時Ⅰ途徑的VA等于Ⅱ途徑的VA
D.達(dá)到平衡后,第Ⅰ途徑混合氣密度為第Ⅱ途徑混合氣密度的
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g),若反應(yīng)開始時充入2 mol A和2 mol B,達(dá)平衡后A的體積分?jǐn)?shù)為a%。其他條件不變時,若按下列四種配比作為起始物質(zhì),平衡后A的體積分?jǐn)?shù)大于a%的是
A. 2.5mol C B. 2 mol A、2 mol B和10 mol He(不參加反應(yīng))
C. 1.5 mol B和1.5 mol C D. 2 mol A、3 mol B和3 mol C
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件和部分其它反應(yīng)物省略) 則X、Y、Z可能是( )
①Na、Na2O、Na2O2 ②AlCl3、Al(OH)3、 NaA1O2
③ Fe、 FeCl2、FeCl3 ④NaOH、Na2CO3 、NaHCO3 ⑤C、CO、CO2
A.①②④⑤B.①③⑤C.②④D.①②③④⑤
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【題目】一定溫度下,在2L的密閉容器中,M、N 兩種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:
(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(2)反應(yīng)達(dá)到最大限度的時間是______min,該時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N)=______。
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,放中6QkJ的熱量,當(dāng)容器中充入lmolN,反應(yīng)放出的熱量為_____。
①等于QkJ ②小于QkJ ③大于QkJ ④等于2QkJ
(4)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是__________。
①該條件下,正逆反應(yīng)速率都為零
②該條件下,混合氣體的密度不再發(fā)生變化
③該條件下,混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
④該條件下,單位時間內(nèi)消耗2molN的同時,生成1molM
(5)能能加快反應(yīng)速率的措施是_________。
①升高溫度 ②容器體積不變,充入隋性氣體Ar
③容器壓強(qiáng)不變,充入惰性氣體Ar ④使用催化劑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為探究某化合物X (含兩種短周期元素,相同條件下,X的相對分子質(zhì)量是氫氣的83.5倍)的組成和性質(zhì),某化學(xué)興趣小組設(shè)計了如下實驗,同溫同壓下測得A的體積是B的二倍,其中氣體B、C為單質(zhì)。.
請回答下列問題:
(1)化合物X的化學(xué)式為______, 氣體C的電子式為________
(2)化合物X隔絕空氣受熱分解的化學(xué)方程式為________。
(3)實驗室常用濕潤的KI淀粉試紙檢驗氣體C,寫出離子方程式_________ , 現(xiàn)象__________
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