【化学——选修3：物质结构与性质】周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序...

【化学——选修3：物质结构与性质】周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增。R基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子。工业上通过分离液态空气获得X单质。Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和。Z基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：

（1）Z2+基态核外电子排布式为：_______________________。

（2）YX4-的空间构型是：_________，HYX4酸性比HYX2强，其原因是：_______________。

（3）结构简式为RX(WH2)2的化合物中R原子的杂化轨道类型为：________________ (H为氢元素，下同）

（4）往Z的硫酸盐溶液中通入过量的WH3，可生成[Z(WH3)4]SO4，下列说法正确的是：____________。A．[Z(WH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B．在[Z(WH3)4]2+中Z2+给出孤对电子，WH3提供空轨道进

C．[Z(WH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素

（5）某Y与Z形成的化合物的晶胞如下图所示 (黑点代表Z原子)。

①该晶体的化学式为____________。

②已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加徳罗常数为NA，则该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为___________㎝(只写计算式)(Z原子位于体对角线上）。

(l)[Ar]3d9或ls22s22p63s23p63d9(2分) （2）正四面体(2分）HClO4有3个非羟基氧，而HClO2有1个非羟基氧(2分) （3）sp2(2分)（4）A(2分)（5）①CuCl(2分)②(3分) 【解析】试题分析：周期表中前四周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次递增．R基态原子中，电子占据的最高能层符号为L，最高能级上只有两个自旋方向相同的电子，核外电子排布式为1s22s22p2，则R为C元素；工业上通过分离液态空气获得X单质，结合原子序数可知X为O元素、W为N元素；Y原子的最外层电子数与电子层数之积等于R、W、X三种元素的原子序数之和，三元素原子序数之和为6+7+8＝21，则Y为Cl元素；Z基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，原子序数大于氯，处于第四周期，核外电子数为2+8+18+1=29，故Z为Cu。则（1）Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9或 ls22s22p63s23p63d9；（2）ClO4-中Cl原子孤电子对数=（7+1−2×4）÷2=0、价层电子对数=4+0=4，故其空间构型是正四面体；HClO4有 3 个非羟基氧，而 HClO2有 1 个非羟基氧，HClO4酸性比HClO2强；（3）结构简式为CO（N2H3）2的化合物中碳原子形成3个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，碳原子的杂化轨道类型为sp2；（4）往CuSO4溶液中通入过量的NH3，可生成[Cu（NH3）4]SO4，A．[Cu（NH3）4]SO4中配离子与外界硫酸根之间形成离子键，铜离子与氨气分子之间形成配位键，氨气分子与硫酸根中含有极性键，A正确；B．在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+提供空轨道，NH3给出孤对电子，B错误；C．非金属性越强，第一电离能越大，氮元素2p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的，[Cu（NH3）4]SO4组成元素中第一电离能最大的是N元素，C错误，答案选A。（5）①晶胞中黑色球数目为4，白色球数目为8×1/8+6×1/2=4，该晶体的化学式为CuCl； ②黑色球与周围的4个白色球相邻，形成正四面体结构，黑色球与晶胞顶点白色球连线处于晶胞体体对角线上，为二者距离为体对角线长度的1/4，而体对角线长度为晶胞棱长的倍，晶胞质量为g，该晶体的密度为ρg/cm-3，则晶胞棱长为，故该晶体中Z原子和Y原子之间的最短距离为。考点：考查核外电子排布、空间构型与杂化方式判断、等电子体、分子结构与性质、化学键、电负性、晶胞计算等

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考点分析：

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粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等，某实验室对其进行处理的流程如图所示：

回答下列问题：

（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe(SO4)2、NH4Al(SO4)2等，写出生成NH4Fe(SO4)2的化学方程式_____________。在NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液使硫酸根离子恰好完全沉淀，写出反应的离子方程式：____________。

（2）滤渣B的主要成分为_____________。

（3）已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10－38，Ksp [Al(OH)3]=1×10－33。为实现步骤③的实验目的，应使溶液中c(Fe3+)、c(Al3+)均小于或等于1×10－9 mol•L﹣1可认为完全沉淀，则溶液A至少应调节到pH=_____________。用NH4HCO3调节pH的实验原理为_____________（用离子方程式表示）。

（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、__________、_____________。

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合成氨是最重要的化工生产之一，回答下列问题：

I.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H<0，在 850℃时，平衡常数 K=1。

（1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K_________1(填“>”“<”或“ = ”)

（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2和xrnolH2，则：

①当x= 5.0时，上述平衡向_________(填正反应或逆反应）方向进行。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是_____________。

（3）在850℃时，若设x=5.0mol和x= 6.0mol，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a_______b(填“大于”、“小于”或“等于”)。

II.氨和尿素【CO(NH2)2】溶液都可以吸收硝酸工业尾气中的NO、NO2，将其转化为N2。

（4）尿素与NO、NO2三者等物质的最反应为：CO(NH2)2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O

该反应中的氧化剂为________(写化学式)。

若反应生成标况下N2 33．6L，则转移电子的数目为___________。

（5）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=akJ ·mol-1

N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) △H2 = bkJ • mol-1

2H2(g) +O2(g) = 2H2O(g) △H3=ckJ • mol-1

则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=__________。

III.（6）合成氨盐也是氨的重要用途，测定其中的含氮量可以采用“甲醛法”。即4NH4++6HCHO (CH2)6N4+4H++6H2O。现有一种纯净的铵盐，可能是硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种。称取2g该铵盐溶于水，加入足量的甲醛溶液后，再加人水配成100mL溶液，取出10mL，滴入酚酞后再逐滴滴入0.lmol/L的NaOH溶液，当滴到25mL时溶液呈粉红色，且在半分钟内不褪色，则该铵盐中氮的质量分数是_________。

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实验是化学研究的重要方法之一，某同学为了制备氯气并探究氯气等物质的相关性质，设计如图所示的实验方案：

（1）A装置的分液漏斗里盛装浓盐酸，烧瓶里固体为重铬酸钾(K2Cr2O7)，还原产物是CrCl3，写出A中离子方程式：__________。

（2） B装置有几个作用，分别是除去氯气中的氯化氢、__________。拆去a导管的后果可能是_________________。

（3）装置C的功能是探究有氧化性的物质是否一定有漂白性，下列最佳试剂组合是______。

	①	②	③	④
I	湿润的红纸条	干燥的红纸条	干燥的红纸条	湿润的红纸条
II	碱石灰	浓琉酸	硅胶	氯化钠
III	湿润的红纸条	干燥的红纸条	干燥的白纸条	干燥的红纸条