(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]钛的化合物如TiSe2、Ti(NO3)4、TiCl4、酒石酸钛等均有着广泛用途。
(1)写出Se的基态原子的外围电子排布式 。
(2)酒石酸钛配合物广泛应用于药物合成。酒石酸(结构如图所示)中羧基氧原子的轨道杂化类型分别是 ,1 mol酒石酸中π键的数目是 。
(3)TiCl4熔点是—25℃,沸点136.4℃,可溶于苯或CCl4,该晶体属于 晶体;NO3—离子的空间构型为 。
(4)主族元素A和钛同周期,具有相同的最外层电子数,元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等,且其形成的氢化物分子之间存在氢键。元素A、元素B和钛三者形成的晶体的晶胞如图所示,写出该晶体的化学式 (用元素符号表示)。
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(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题作答。若多做,则按A小题评分。
A.【物质结构与性质】
我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素,且原子序数依次增大。元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如下:
元素 | 元素性质或原子结构 |
A | 周期表中原子半径最小的元素 |
B | 原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同 |
C | 最外层p轨道半充满 |
D | 位于短周期,其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍 |
E | 位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同 |
请回答下列问题(用A、B、C、D、E所对应的元素符号作答):
(1)B、C、D第一电离能由小到大为______________。
(2)E的二价离子的电子排布式为______________。
(3)A2B2D4常用作除锈剂,该分子中B的杂化方式为____________;1 mol A2B2D4分子中含有σ键数目为____________。
(4)与化合物BD互为等电子体的阴离子化学式为__________(任写一种)。
(5)B2A6、C2A4分子中均含有18个电子,它们的沸点相差较大,主要原因是__________________。
(6)BD2在高温高压下所形成晶体的晶胞如图所示。一个该晶胞中含________个D原子。
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A.[物质结构与性质]
过渡元素铁可形成多种配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为 。
(2)科学研究表明用TiO2作光催化剂可将废水中CN-转化为OCN-、并最终氧化为N2、CO2。OCN-中三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
(3)与CN-互为等电子体的一种分子为 (填化学式);1mol Fe(CN)63-中含有σ键的数目为 。
(4)铁的另一种配合物Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)5晶体属于 (填晶体类型)。
(5)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成。已知小立方体如图所示。
该合金的化学式为 。
B.[实验化学]
工业上常用水杨酸与乙酸酐反应制取解热镇痛药阿司匹林(乙酰水杨酸)。
【反应原理】
【物质性质】
试剂 | 沸点(℃) | 溶解度 | 化学性质 |
水杨酸 | 211 | 微溶于冷水,易溶于热水 | |
乙酸酐 | 139 | 在水中逐渐分解 | |
乙酰水杨酸 | 微溶于水 | 与碳酸钠反应生成水溶性盐 |
【实验流程】
(1)物质制备:向125 mL的锥形瓶中依次加入4 g水杨酸、10 mL乙酸酐(密度为1.08g/mL)、0.5 mL浓硫酸,振荡锥形瓶至水杨酸全部溶解,在85℃~90℃条件下,用热水浴加热5~10 min。
①加入水杨酸、乙酸酐后,需缓慢滴加浓硫酸,否则产率会大大降低,其原因是 。
②控制反应温度85℃~90℃的原因 。
(2)产品结晶:取出锥形瓶,加入50 mL蒸馏水冷却。待晶体完全析出后用布氏漏斗抽滤,再洗涤晶体,抽干。简要叙述如何洗涤布氏漏斗中的晶体? 。
(3)产品提纯:将粗产品转移至150 mL烧杯中,向其中慢慢加入试剂X并不断搅拌至不再产生气泡为止。进一步提纯最终获得乙酰水杨酸3.6 g。
①试剂X为 。
②实验中乙酰水杨酸的产率为 (已知:水杨酸、乙酰水杨酸的相对分子质量分别为138和180)。
(4)纯度检验:取少许产品加入盛有5 mL水的试管中,加入1~2滴FeCl3溶液,溶液呈浅紫色,其可能的原因是 。
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(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题作答。若多做,则按A小题评分。
A.【物质结构与性质】
氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及新型多相催化剂组成的纳米材料能利用可见光分解水,生成氢气和氧气。
(1)Zn2+基态核外电子排布式为________。
(2)与水分子互为等电子体的一种阴离子是________(填化学式)。
(3)氮化镓(GaN)的晶体结构如图1所示,其中氮原子的杂化轨道类型是________;N、Ga原子之间存在配位键,该配位键中提供电子对的原子是________。
(4)ZnO是两性氧化物,能跟强碱溶液反应生成[Zn(OH)4]2-。 不考虑空间构型,[Zn(OH)4]2-的结构可用示意图表示为________。
(5)某种ZnO晶体的晶胞如图2所示,与O2-距离最近的Zn2+有________个。
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【选做题】(12分)本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
X、Y、Z、M为前四周期中除氢以外原子序数依次增大的四种元素,X基态原子未成对电子数在所处周期中最多;Y元素原子核外共有3个能级,且最高能级电子数是前两个能级电子数之和;Z的单质常温下为淡黄色固体,ZY3分子呈平面正三角形;M原子外围电子排布式为3dn4sn。
请回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是 。(用元素符号表示)
(2)某X氢化物分子结构式为:H-X=X-H,该分子中X原子的杂化方式是 ;Y元素简单氢化物的沸点高于Z的氢化物,主要原因是 。
(3)根据等电子原理,写出X2Y分子的电子式: 。
(4)M晶体的原子堆积方式为六方堆积(如图所示),则晶体中M原子配位数是 。某M配合物化学式是[M(H2O)5Cl]Cl2·H2O,1 mol该配合物中含配位键的数目是 。
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(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
高氯酸三碳酰肼合镍{[Ni(CHZ)3](ClO4)2 }是一种新型的起爆药。
(1)Ni2+基态核外电子排布式为 。
(2)ClO4-的空间构型是 ;与ClO4-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
(3)化学式中CHZ为碳酰肼,组成为CO(N2H3)2,碳酰肼中碳原子的杂化轨道类型为 ;1molCO(N2H3)2分子中含有σ键数目为 。
(4)高氯酸三碳酰肼合镍可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞结构如图所示,晶胞中含有的Ni2+数目为a,Ni2+的配位数为b,NiO晶体中每个镍离子距离最近的镍离子数目为c,则a∶b∶c= 。
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(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,X基态原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y基态原子的2p原子轨道上有3个未成对电子,Z是地壳中含量最多的元素,W的原子序数为22。
(1)W基态原子的核外电子排布式为________。元素X、Y、Z的电负性由大到小的顺序为________。
(2)与XYZ-互为等电子体的一种分子、一种离子分别为________、________(填化学式)。
(3)二元弱酸H2X2Z4中X原子轨道的杂化类型是_______,1 molH2X2Z4分子中含有σ键的数目为_______。
(4)YH3极易溶于水的主要原因是________________。元素W的氧化物WO2可与氢氟酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWF6,该反应的化学方程式为________。
(5)Z、W与Ca形成晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为________。
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A.【物质结构与性质】
利用工业废铁粉(主要成为Fe3O4、Fe)与硫酸反应可制备硫酸盐。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为________。
(2)FeSO4隔绝空气受热分解生成SO2、SO3、Fe2O3。SO2分子的空间构型为__________,其中S原子的杂化类型为________。与SO3互为等电子体的离子与分子分别为________、________(填化学式)。
(3)苯酚可以与Fe3+发生显色反应。1 mol苯酚中含有σ键的数目为________。
(4)Fe3O4具有反尖晶石结构。某化合物MgxAlyOz与反尖晶石结构相仿,其结构如下图所示,它是由下列A、B方块组成。该化合物的化学式为________。
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(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
下表为元素周期表的一部分,其中的字母代表相应的元素。
a | |||||||||||||||||
b | c | d | |||||||||||||||
e | f | g | |||||||||||||||
h | I |
(1)元素h的四价阳离子的外围电子排布式为 。
(2)元素c、d、e、f的第一电离能(I1)由小到大的顺序为 。(用相应元素的元素符号表示)
(3)表中所列的元素之间可以形成多种无机化合物和有机化合物,则它们形成的化合物之一——邻甲基苯甲醛的分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
1 mol 苯甲醛分子中含有σ键的数目为 。
(4)元素d与e形成的化合物常用于制作 材料,其原因是 。
(5)表中有关元素形成的一种离子和单质d3互为等电子体,则该离子的化学式为 。
(6)元素I的合金可用来储存a的单质,该合金的晶胞结构如图所示,则此合金的化学式为 。
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(12分)(选做题)本题包括A、B两小题,请选定其中一小题并作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
尿素(H2NCONH2)是一种农业生产中常用的氮肥。在工业上,尿素还用于制造有机铁肥,如[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]。
(1)基态Fe3+的核外电子排布式为________。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是________。
(3)六氰合亚铁离子(Fe(CN))中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是________,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式________。
(4)在一定条件下,NH3与CO2能合成尿素,1 mol尿素分子中,σ键的数目为________。
(5)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的铁原子个数之比为________。
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(12分)【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
元素X基态原子的p电子比s电子少1个。元素Y基态原子的2p电子是2s电子的2倍。元素Z的一种单质为自然界硬度最大的物质。元素M位于第四周期,其基态原子失去3个电子后3d轨道半满。
(1)X、Y、Z的基态原子,第一电离能由大到小的顺序是 。
(2)X的氢化物易于液化,其原因是 。
(3)X与M形成的一种化合物晶胞结构如图所示。
①每个晶胞中M离子的数目为 ;
②该化合物的化学式为 。
(4)Y可形成单质Y3
①Y3分子的空间构型为 (用文字描述)。
②写出一种与Y3互为等电子体的分子的化学式: 。
(5)Y、Z的化合物ZY可与M的单质生成配合物M(ZY)5,该配合物中σ键与π键的个数比为 。
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