高二化学解答题中等难度题
(14分)铜是第四周期重要的过渡元素之一,其单质及化合物具有广泛用途。
请回答下列有关问题:
⑴ 铜原子的基态电子排布式是▲ 。比较第一电离能Cu▲ Zn(填 “>”、“=”、“<”),说明理由▲ 。
⑵氮和铜形成某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为▲ 。(每个球均表示1个原子)
⑶铜可以形成多种多样的配合物。
① NH3可以和很多过渡金属形成配合物。NH3分子中心原子的杂化类型为▲ 杂化,与NH3互为等电子体的粒子有▲ 。(只写其中一种)
②向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。试用离子方程式表示其原因 ▲ 、 ▲ 。
⑷在绿色植物标本的制作过程中,将植物材料洗净后浸入5%的硫酸铜溶液中,叶绿素(如图1)中心离子Mg2+被置换成Cu2+(如图2),叶片则永保绿色,请在图2中用箭头表示出配位键。
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铜是重要的过渡元素,其单质及化合物具有广泛用途。回答下列问题:
(1)铜元素基态原子的价电子排布式________________________________。
(2)铜能形成多种配合物,如Cu2+与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成如图所示配离子。
①Cu2+与乙二胺所形成的配离子中含有的化学键是_________________。
a.配位键 b.离子键 c.键 d.键
②乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为________________________,C、N、H三种元素的电负性由大到小顺序是________________________________。
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高很多,原因是_______________。
(3)Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+形式存在,向含Cu2+的溶液中加入足量氨水,可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+,其原因是_____________________________。(请结合原子的性质进行回答)
(4)Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。
①该晶体的化学式为____________________
②该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0)。则C原子的坐标参数为____________________。
③已知该晶体的密度为d g·cm-3,Cu2+和S2-的半径分别为a pm和b pm,阿伏加德罗常数值为NA。列式表示该晶体中原子的空间利用率______________。
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第IIA族元素在地壳内蕴藏较丰富,其单质和化合物用途广泛。回答下列问题:
(1)基态Ca原子M能层有_______个运动状态不同的电子,Mn和Ca属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属Mn的熔沸点等都比金属Ca高,原因______。
(2)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2,Ca(ClO3)2中的阴离子空间构型是_________,中心原子的杂化方式为_______。
(3)碳酸盐的热分解示意图如下图所示。热分解温度:CaCO3__________(填“高于”或“低于”)SrCO3,原因是_______。从成键轨道看,CO2分子内的化学键类型有________。
(4)格氏试剂RMgX是镁和卤代烃反应的产物,它在醚的稀溶液中以单体形式存在,在浓溶液中以二聚体存在,二聚体结构如下图所示。请在图中标出二聚体中的配位键__________。
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氮、磷属于同一主族元素,是组成生命体的重要元素,其单质及化合物用途广泛。回答下列问题:
(1)基态P原子的核外电子排布式为___________________
(2)自然固氮现象发生的一系列化学变化:,解释了民谚“雷雨发庄稼”的原理。
①分子结构中σ键和π键数目之比为__________
②中N原子采取__________杂化方式,写出它的一种等电子体的化学式:__________。
③已知酸性:,下列相关见解合理的是__________。
A.含氧酸中氧原子总数越多,酸性越强
B.同种元素化合价越高,对应含氧酸的酸性越强
C.中氮元素的正电性更高,在水溶液中更易电离出,酸性强于
(3)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图所示,图中a点和b点的原子坐标参数分别为(0,0,0)、,则c点的原子坐标参数为__________。已知该晶体密度为,则B—P键的键长为__________pm(阿伏加德罗常数用表示,列出计算式即可)。
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铝是当前应用最广泛的金属材料之一,铝制品及其化合物在日常生活和工农业生产中也有着重要的用途。回答下列问题:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为____________。
(2)根据元素周期律等知识判断,第一电离能Al____________Mg(填写“大于”或“小于”)。
(3)Al2O3是常用的耐火材料,工业上也是用电解Al2O3方法制取金属Al,据此判断Al2O3的晶体类型是____________。
(4)LiAlH4是一种重要的有机合成试剂,AlH4-的立体构型为____________,LiAlH4中Al原子的杂化轨道类型为____________。
(5)金属铝的晶胞结构如图1所示,原子之间相对位置关系的平面图如图2所示。
①晶体铝中原子的堆积方式为____________。
②已知铝原子半径为a cm,摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ=_______g·cm-3(用含 a、M、NA的代数式来表示)。
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前四周期的元素及其化合物在生产、生活、化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)写出基态Ti原子的电子排布式_________________,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钛不同的元素有______种。
(2)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+ 易被氧化成Fe3+的原因是_______。
(3)SCN-离子可用于Fe3+的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸(H-S-C≡N)和异硫氰酸(H-N=C=S)。
①写出与SCN-互为等电子体的一种微粒_______________(分子或离子);
②硫氰酸分子中π键和σ键的个数之比为___________;
(4)海洋是元素的摇篮,海水中含有大量卤族元素。
①根据下表数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 ______ (填元素符号)
元素 | 氟 | 氯 | 溴 | 碘 |
第一电离能(kJ/mol) | 1681 | 1251 | 1140 | 1008 |
②根据价层电子对互斥理论,预测ClO4-的空间构型为_______形,C1O2- 中Cl原子的杂化方式为_________。
③元素C、O、F、H的电负性由大到小的顺序为______________________。
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元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是________。
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为___________,氧化性最弱的简单阳离子是(填离子符号)___________。
(3)已知:
化合物 | MgO | Al2O3 | MgCl2 | AlCl3 |
类型 | 离子化合物 | 离子化合物 | 离子化合物 | 共价化合物 |
熔点/℃ | 2800 | 2050 | 714 | 191 |
①工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是______________;
②制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_________________;
③写出电解Al2O3反应方程式 。
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第VIII族元素单质及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。
(1)过渡元素Co 基态原子价电子排布式为_____。第四电离能I4 (Co) < I4 (Fe) ,其原因是_________。
(2)Ni(CO)4 常用作制备高纯镍粉,其熔点为-19.3 ℃, 沸点为 43 ℃。则:
①Ni(CO)4的熔、沸点较低的原因为__________。
②写出一种与CO互为等电子体的分子的化学式__________。
③Ni(CO)4中σ键和π键的数目之比为__________。
(3)NiSO4 常用于电镀工业,其中 SO42-的中心原子的杂化轨道类型为_______,该离子中杂化轨道的作用是__________。
(4)氧化镍和氯化钠的晶体结构相同,可看成镍离子替换钠离子,氧离子替换氯离子。 则:
① 镍离子的配位数为__________。
② 若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为 ρ g·cm-3,则该晶胞中最近的 O2-之间的距离为__________pm(列出表达式)。
(5)某种磁性氮化铁的结构如图所示,Fe为__________堆积,则该化合物的化学式为__________。 其中铁原子最近的铁原子的个数为__________。
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砷是第四周期ⅤA族元素,可以形成、、、等 化合物,有着广泛的用途回答下列问题:
(1)写出砷的原子序数______________
(2)工业上常将含砷废渣主要成分为制成浆状,通入氧化,生成和单质硫写出发生反应的化学方程式 _____________________________________________ 该反应需要在加压下进行,原因是 _______________________________________
(3)已知:
则反应的 ________________________
(4)时,将、 和20mL NaOH溶液混合,发生反应:溶液中与反应时间的关系如图所示.
①下列可判断反应达到平衡的是 ______ 填标号.
溶液的pH不再变化
不再变化
②时, ______填“大于”“小于”或“等于”
③时, ______时填“大于”“小于”或“等于”,理由是 ____________________
④若平衡时溶液的,则该反应的平衡常数K为 ______________
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