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【化学—选修3:物质结构与性质】 绿柱石被国际珠宝界公认为四大名贵宝石之一。主要...

【化学—选修3:物质结构与性质】

绿柱石被国际珠宝界公认为四大名贵宝石之一。主要成分为Be3Al2[Si6O18],因含适量的Cr2O3(0.15~0.6%),而形成祖母绿。试回答下列问题:

(1)基态Al原子中,电子填充的最高能级是_______,基态Cr原子的价电子排布式是_____。

(2)用“>”或“<”填空:

第一电离能

键能

沸点

离子半径

Be_____B

C—C_____Si—Si

H2S_____H2O

Al3+_____O2-

(3)BeCl2分子的空间构型是______,它的二聚体Be2Cl4结构如右图所示,其中Be原子的杂化方式是_____。

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(4)强还原剂LiAlH4能将SiCl4还原成SiH4,试写出SiH4在空气中自燃的化学方程式______。

(5)Be的氧化物的立方晶胞结构如右图所示,已知氧化铍晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞连长为___cm(设NA为阿伏加德罗常数的值,用含NA、ρ的代数式表示)。

 

(1)3p 3d54s1 (2)> > < < (3)直线型 sp3 (4)SiH4+2O2=SiO2+2H2O (5)   【解析】 试题分析:(1)基态铝原子的电子排布为1s22s22p63s23p1,最高能级为3p。基态铬的价电子排布为3d54s1(2)铍原子的电子排布为1s22s2,铍硼的电子排布为1s22s22p1,铍是全满结构,第一电离能大于铍。碳原子半径比硅原子半径小,键长短,键能大。水分子间有氢键,所以水的沸点比硫化氢的高。铝离子与氧离子都有10个电子,核电荷数越大,半径越小。所以铝离子半径小于氧离子半径。(3)氯化铍中铍是sp1杂化,两个键夹角为180度,为直线型;二聚题中铍的杂化轨道类型由单体的sp杂化变为sp3杂化,铍原子提供轨道,氯原子有孤对电子对,。(4)四氢氧化硅在空气中与氧气反应生成二氧化硅和水方程式为:SiH4+2O2=SiO2+2H2O。(5)。 考点:电子排布,电离能比较,半径比较,杂化轨道类型,晶胞计算 【名师点睛】杂化类型的确定:价电子对数计算法 对于ABm型分子(A为中心原子,B为配位原子),分子的价电子对数可以通过下列计算确定:n=1/2(中心原子的价电子数-每个配位原子予中心原子提供的价电子数×m),配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子,氧原子和硫原子按提供2个价电子计算;若为离子,须将离子电荷计算在内:n=1/2(中心原子的价电子数-每个配位原子提供的价电子数×m±离子电荷数),阳离子取“-”,阴离子取“+”。根据价电子对数可以有以下结论: 分子 BeCl2 BF3 SiCl4 价电子对数 2 3 4 几何构型 直线型 平面三角形 正四面体 中心原子杂化类型 sp sp2 sp3 一般来讲,计算出的n值即为杂化轨道数,能直接对映中心原子的杂化类型。如:SO42-的n=4,中心原子S原子为sp3杂化;NO3-的n=3,中心原子N原子为sp2杂化;ClO3-、ClO4-的n均为4,Cl原子均为sp3杂化(但离子空间构型不同,从价层电子对互斥模型看,前者为三角锥形,后者为正四面体型)。 这种方法不适用于结构模糊或复杂的分子、离子,如NO2+、H2B=NH2等的中心原子杂化类型学生就很难用该法进行判断,但可以从其它途径确定。  
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【化学—选修2:化学与技术】

金属钒素有“合金维生素”之称,普通钢中加入少量的钒(V)能极大地改善钢的弹性和强度。工业上回收废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2)中的钒的主要流程如下:

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回答下列问题:

(1)滤渣l的主要成分是________________;

(2)步骤②中发生反应的离子方程式为________________;

(3)步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)

VOSO4+(水层)+2HA2(有机层)满分5 manfen5.comVOA2(有机层)+H2SO4(水层),则步骤④中可选择硫酸作萃取剂的原因是________________;萃取和反萃取在实验室里用到的玻璃仪器有______和_____;

(4)该工艺流程中,可以循环利用的物质除了氨气以外,还有____________;

(5)调节溶液pH,可将(VO2)SO4转变成NH4VO3沉淀;25℃时,当PH为1.7~1.8时,钒沉淀率为98.8%;假设其它各步反应都完全进行,已知KC1O3的还原产物是KCl,若每消耗1moiKC1O3,理论上可回收金属钒___________g(计算结果保留一位小数)。

 

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汽车尾气作为空气污染的主要来源之一,其中含有大量的有害物质,包括CO、NOx、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等。对汽车尾气的治理使环境工作者面临了巨大的挑战。试回答下列问题:

(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:

①CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1

②CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1

则由CH4将NO2完成还原成N2,生成CO2和水蒸气的热化学方程式是____________________;

(2)NOx也可被NaOH溶液吸收而生成NaNO3、NaNO2,已知某温度下,HNO2的电离常数Ka=9.7×10-4mol•L-1,NO2-的水解常数为Kh=8.0×10-10mol•L-1,则该温度下水的离子积常数=______(用含Ka、Kh的代数式表示),此时溶液的温度______25℃(“>”、“<”、“=”)。

(3)化工上利用CO合成甲醇,反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g)△H=-90.8KJ•mol-1。不同温度下,CO的平衡转化率如右图所示:图中T1、T2、T3的高低顺序是________,理由是______。

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(4)化工上还可以利用CH3OH生成CH3OCH3。在体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+H2O(g)。

容器编号

温度(℃)

起始物质的量(mol)

平衡物质的量(mol)

CH3OH

CH3OCH3

H2O

387

0.20

0.080

0.080

207

0.20

0.090

0.090

该反应的正反应为________反应(填“吸热”、“放热”),若起始是向容器Ⅰ中充入CH3OH0.15mol、CH3OCH30.15mol和H2O0.10mol,则反应将向_____方向进行(填“正”、“逆”)。

(5)CH3OH燃料电池在便携式通讯设备、汽车等领域有着广泛的应用。已知电池工作时的总反应方程式为:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,电池工作时的示意图如右图所示:

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质子穿过交换膜移向_____电极区(填“M”、“N”),负极的电极反应式为________。

 

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MnO2是具有多种特殊功能的材料,工业上用菱铁矿(MnCO3)为原料制备MnO2的工业流程如下:

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试回答以下问题:

(1)提高水浸效率的方法有______、______(填两种)。实验室里洗涤MnO2时用到的玻璃仪器有_____。NaClO的电子式为_________。

(2)反应①的化学方程式为___________。

(3)反应②生成MnO2的同时,得到一种黄绿色的气体,则该反应的离子方程式为__________。

(4)反应②的尾气常温下通入NaOH溶液后,生成NaClO可循环利用,若制得87gMnO2,理论上还需要补充NaClO______mol。

(5)工业上还可以将菱锰矿用硫酸直接浸取后,通过电解MnSO4和H2SO4的混合液制备MnO2,则电解时阳极的电极反应式为__________。

 

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在无机化工中,硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是制取其它铁系化合物的原料,如制取氧化伯系颜料、磁性材料和黄血盐等。某化学兴趣小组设计如下实验方案,探究(NH4)2Fe(SO4)2完全分解的产物。

已知:①隔绝空气受热完全分解是氧化还原反应

②98%浓硫酸能顺利吸收SO3

Ⅰ.甲同学根据以下流程探究分解的部分产物,试回答下列问题:

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(1)B装置预期的现象是_____;C装置的作用可能是______,D装置可以检验分解产物中是否含有_____。

(2)加热前先通一会儿N2,再关闭气阀,其目的是_______。

Ⅱ.乙同学猜想(NH4)2Fe(SO4)2分解时可能生成了SO3,为了验证他的猜想,小组同学又提供了如右图装置,试回答下列问题:

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(3)不能选择E和F装置的原因是________。

(4)加热装置A与G、H连接并进行实验,请你提出需要改进的方案________。

(5)已知饱和SO2水溶液中c(SO32-)=6.0×10-8mol•L-1,Ksp(BaSO3)=5.4×10-7。通过计算判断在1.0mol•L-1的BaCl2溶液中,通入足量纯净的SO2能否生成BaSO3沉淀?

(6)当G中出现大量白色沉淀时,并不能说明A中生成了SO3,理由是_______;为了进一步证明是否有SO3生成,请你补充实验方案(不要求写具体的操作过程)_________。

 

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已知25℃时,乙酸和三氯乙酸的电离常数分别是:Ka(CH3COOH)═1.80×10-5,Ka(CCl3COOH)═0.60, 在物质的量浓度均为0.1mol•L-1的CH3COONa和CCl3COONa混合溶液中,下列关系正确的是

A.c(Na+)═c(CCl3COO-)+c(CH3COO-

B.c(CCl3COO-)-c(CH3COO-)═c(CH3COOH)-c(CCl3COOH)

C.c(OH-)>c(CCl3COO-)>c(CH3COO-

D.c(CH3COOH)>c(CCl3COOH)>c(OH-

 

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