【題目】[選修3——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。
(1)在Y的最高價氧化物分子中,Y原子軌道的雜化類型是_______________。
(2)Z的氫化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是_______________________;Z的氫化物在固態(tài)時的密度比在液態(tài)時還小,其原因是_________
(3)Y與Z可形成YZ42-。
①YZ42-的空間構(gòu)型為________________(用文字描述)。
②寫出一種與YZ42-互為等電子體的分子的化學式:_________________。
(4)X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1 mol該配合物中含有σ鍵的
數(shù)目為_______。
(5)X與Y所形成化合物晶體的晶胞如圖所:
①在該晶體中,X離子的配位數(shù)為__________,與Y距離最近且距離相等的Y原子的數(shù)目為________。
②該晶胞的邊長為a cm,該晶體的密度為__________________ g·cm-3。
【答案】sp2 水分子與乙醇分子之間形成氫鍵 在固態(tài)時水分子間主要以氫鍵結(jié)合,而氫鍵具有方向性,使水結(jié)成冰時體積膨脹,密度減小 正四面體 CCl4 16NA 4 12 388/ NA·a3(提示:晶胞中含有4個XY)
【解析】
元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2,則X原子核外電子數(shù)=2+8+18+2=30,則X原子序數(shù)為30,為Zn元素;元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子,則Y為S元素;元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍,最外層電子數(shù)不超過8個,如果是K層,不超過2個,則Z原子核外電子數(shù)是8,為O元素;
(1)Y為S元素,最高正價為+6價,其氧化物為SO3,S原子價層電子對數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù);
(2)氫鍵能增大物質(zhì)的溶解性;氫鍵具有方向性;
(3)①根據(jù)價層電子對互斥理論確定SO42-的空間構(gòu)型;
②原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒為等電子體;
(4)Zn的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,一個化學式[Zn(NH3)4]Cl2中含有16個σ鍵,據(jù)此計算1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目;
(5)晶胞為ZnS,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)確定S2-的配位數(shù),以頂點的Zn2+為例,與之距離最近的Zn2+位于面心;利用均攤法計算該晶胞中S2-、Zn2+離子數(shù)目,從而確定其化學式;再結(jié)合ρ=。
元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2,則X原子核外電子數(shù)=2+8+18+2=30,則X原子序數(shù)為30,為Zn元素;元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子,則Y為S元素;元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍,最外層電子數(shù)不超過8個,如果是K層,不超過2個,則Z原子核外電子數(shù)是8,為O元素;
(1)Y為S元素,最高正價為+6價,其氧化物為SO3,S原子價層電子對數(shù)=σ鍵數(shù)+孤電子對數(shù),即=3+=3,故S原子軌道雜化類型為sp2雜化;
(2)Y的氫化物是H2S,Z的氫化物是H2O,H2S和乙醇分子之間不能形成氫鍵,H2O和乙醇分子之間能形成氫鍵,氫鍵的存在導致乙醇和水互溶;由于水在固態(tài)時水分子間主要以氫鍵結(jié)合,而氫鍵具有方向性,使水結(jié)成冰時體積膨脹,密度減小。導致固態(tài)H2O的密度比其液態(tài)時;
(3)①SO42-的價層電子對個數(shù)=4+×(6+2-4×2)=4,且不含孤電子對,所以空間構(gòu)型為正四面體;
②SO42-的原子個數(shù)是5、價電子數(shù)是32,與硫酸根離子互為得電子體的有CCl4或SiCl4等;
(4)Zn的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,一個化學式[Zn(NH3)4]Cl2中含有16個σ鍵,則1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目16NA;
(5)①由晶胞的結(jié)構(gòu)可知,距離S2-最近的鋅離子有4個,即S2-的配位數(shù)為4;晶胞中以頂點的Zn2+為例,與之距離最近的Zn2+位于面心,一個晶胞中共有3個,根據(jù)晶體的堆積方式可知,一個Zn2+被8個晶胞共用,且一個晶胞中距離最短的連線被兩個晶胞共用,故符合條件的Zn2+共有=12個;晶胞中S2-數(shù)目=8×+6×=4,Zn2+數(shù)目為4,即晶胞中含有4個ZnS,晶胞的質(zhì)量為g,該晶胞的邊長為acm,則體積為a3cm3,該物質(zhì)的密度== g·cm-3。
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【題目】下列說法不正確的是( )
A.C和C是同一種核素
B.紅磷和白磷互為同素異形體
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同物質(zhì)
D.CH3CH2OH可看成是由-C2H5和-OH組成
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【題目】隨著我國汽車年銷量的大幅增加,空氣環(huán)境受到了很大的污染。汽車尾氣裝置里,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的過程如圖所示,下列說法正確的是( 。
A.反應(yīng)中NO為氧化劑,N2為氧化產(chǎn)物
B.汽車尾氣的主要污染成分包括CO、NO和N2
C.NO和O2必須在催化劑表面才能反應(yīng)
D.催化轉(zhuǎn)化總化學方程式為2NO+O2+4CO4CO2+N2
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【題目】據(jù)研究報道,藥物瑞德西韋(Remdesivir)對2019年新型冠狀病毒(COVID-19)有明顯抑制作用。F為藥物合成的中間體,其合成路線如下:
已知:R-OH R-Cl
(1)A中官能團名稱是________;C的分子式為_____
(2)A到B為硝化反應(yīng),則B的結(jié)構(gòu)簡式為___,A到B的反應(yīng)條件是_____。
(3)B到C、D到E的反應(yīng)類型 ________(填“相同”或“不相同”);E→F的化學方程式為________ 。
(4)H是C的同分異構(gòu)體,滿足下列條件的同分異構(gòu)體有_____種。
①硝基直接連在苯環(huán)上
②核磁共振氫譜峰面積之比為2:2:2:1
③遇FeCl3溶液顯紫色
(5)參照F的合成路線圖,設(shè)計由、SOCl2為原料制備的合成路線_______(無機試劑任選)。
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【題目】已知五種元素的原子序數(shù)大小順序為C>A>B>D>E,A、C同周期,B、C同主族。A與B形成的離子化合物A2B中所有離子的電子數(shù)相等,其電子總數(shù)為30;D和E可形成4核10個電子的分子。
試回答下列問題:
(1)寫出這五種元素的名稱:A___,B____,C___,D__,E___。
(2)用電子式表示離子化合物A2B的形成過程___。
(3)按要求表示下列化合物的原子構(gòu)成關(guān)系:
①D元素形成單質(zhì)的電子式___;
②E與B形成化合物的電子式___;
③A、B、E形成化合物的電子式___;
④D與E兩元素按原子數(shù)目比為1∶3和2∶4構(gòu)成分子M和N,M的電子式___,N的結(jié)構(gòu)式___。
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【題目】NO2、O2、熔融鹽NaNO3組成的燃料電池如圖所示,在使用過程中石墨I電極反應(yīng)生成一種氧化物Y,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.電子由石墨I經(jīng)負載流向石墨II,再經(jīng)過熔融鹽NaNO3返回石墨I,形成閉合回路
B.Y的化學式可能為NO
C.該裝置可以將化學能→熱能→電能
D.石墨I極的電極反應(yīng)式為NO2+﹣e-═N2O5
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【題目】不粘鍋的內(nèi)壁有聚四氟乙烯涂層,下列關(guān)于聚四氟乙烯的說法正確的是( )
A. 聚四氟乙烯的單體是不飽和烴
B. 聚四氟乙烯比較穩(wěn)定
C. 聚四氟乙烯中氟的質(zhì)量分數(shù)是73.1%
D. 聚四氟乙烯分子中含有雙鍵
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【題目】“封管實驗”具有簡易、方便、節(jié)約、綠色等優(yōu)點,下列關(guān)于三個“封管實驗”(夾持裝置未畫出)的說法正確的是( )
A. 加熱時,①中上部匯集了NH4Cl固體
B. 加熱時,②中溶液變紅,冷卻后又都變?yōu)闊o色
C. 加熱時,③中溶液紅色褪去,冷卻后溶液變紅,體現(xiàn)SO2的漂白性
D. 三個“封管實驗”中所發(fā)生的化學反應(yīng)都是可逆反應(yīng)
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【題目】氮循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要組成部分,人類活動影響了氮循環(huán)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,如圖所示。下列說法中,不正確的是
A.固氮過程中,發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
B.硝化過程需要有氧化劑參與
C.反硝化過程有助于穩(wěn)定N2在大氣中的含量
D.同化過程,氮元素從有機物轉(zhuǎn)移至無機物
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