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(选考)【化学——选修3:物质结构与性质】(15分) 氢能的存储是氢能应用的主要...

选考【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

(1)Ti(BH42是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为_____________,该能层具有的原子轨道数为____________________。

(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用N2+3H2  满分5 manfen5.com 2NH3,实现储氢和输氢。下列说法正确的是________________。

a.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b.NH4+与PH4+、CH4、BH4-、ClO4-互为等电子体

c.相同压强时,NH3的沸点比PH3的沸点高

d.[Cu(NH34]2+中,N原子是配位原子

(3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是____________________。

(4)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中,Sn原子的轨道杂化方式为      SnBr2分子中Sn—Br的键角    120°(填“>”“<”或“=”)。

(5)NiO的晶体结构与氯化钠相同,在晶胞中镍离子的配位数是_______。已知晶胞的边长为a nm,NiO的摩尔质量为b g·mol-1,NA为阿伏加德罗常数的值,则NiO晶体的密度为_________g·cm-3

 

(1)M(1分) 9(2分) (2)cd (2分) (3)N、H、F三种元素的电负性为F﹥N﹥H,在NF3 中,共用电子对偏向氟原子,偏离氮原子,使得氮原子上的孤对电子对难以与Cu2+形成配位键(2分) (4)SP2杂化,(2分) <(2分) (5)6 (2分)(4b×1021)/(a3×NA)(2分) 【解析】 试题分析:(1)Ti为22号元素,在基态Ti2+中含20个电子,由构造原理可知,在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为M,该能层具有的原子轨道数为9;(2)a、根据VESPR模型可知NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp3杂化,a错误;b、等电子体为价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团,BH4-和ClO4-不是等电子体,b错误;c、由于NH3中存在氢键,相同压强时,NH3的沸点比PH3的沸点高,c正确;d、[Cu(NH3)4]2+中,N原子有孤对电子是配位原子,d正确;答案选cd;(3)N、H、F三种元素的电负性为F﹥N﹥H,在NF3 中,共用电子对偏向氟原子,偏离氮原子,使得氮原子上的孤对电子对难以与Cu2+形成配位键,虽然NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子;(4)由价层电子对互斥理论,SnBr2分子中,a=4,x=2,b=1,中心原子上的孤电子对数=1/2(a-xb)=1,Sn原子的轨道杂化方式为SP2杂化,VESPR模型为平面三角形,为120°,去掉孤电子对,为V型,孤对电子的斥力使SnBr2分子中Sn—Br的键角减小,小于120°;(5)NiO的晶体结构与氯化钠相同,在晶胞中镍离子的配位数是6。已知晶胞的边长为a nm,NiO的摩尔质量为b g•mol-1,NA为阿伏加德罗常数的值,在一个晶胞中,其体积为a3 nm3,在一个晶胞中含有4个Ni和4个O,一个晶胞的质量为4b/NAg,晶体的密度为(4b×1021)/(a3×NA)g•cm-3。 考点:选修3:物质结构与性质  
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选考【化学——选修2:化学与技术】(15分)

实验室里用某工厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备绿矾(FeSO4·7H2O)和聚铁(碱式硫酸铁的聚合物),其过程如下:

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(1)若用浓硫酸配制过程①所需的250 mL 3.0 mol·L-1的稀硫酸,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需要              

(2)过程②用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有       (填仪器名称),该过程产生的尾气会对大气造成污染,可选用下列试剂中的    吸收。

a.浓硫酸      b.蒸馏水      c.NaOH溶液      d.浓硝酸

(3)过程③中,需要加入的物质名称是    ,检验溶液X中金属阳离子是否完全转化的试剂为        (填试剂名称)。

(4)过程④的操作是将溶液        、过滤、洗涤,即得到FeSO4·7H2O晶体。过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是 ___________________

(5)实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验。①用分析天平称取样品3.200 g;②将样品溶于足量盐酸后,加入足量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则该聚铁中铁元素的质量分数为   

 

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(13分)下图中A~K分别代表有关反应的一种反应物或生成物,其中A、C、F、K是固体。已知A是一种不含金属元素的盐,受热分解得到三种产物物质的量之比为2︰1︰1;A加热后生成的混合气体若通过碱石灰,只剩余气体B(B为无色有刺激性气味的气体),若通过浓硫酸则只剩余气体D(D为无色无味气体);C为淡黄色固体。各物质间的转化关系如下图所示:

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请回答:

(1)D中化学键的类型为________,C的电子式        ,B的空间构型为_________。

(2)写出A的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式               

(3)写出J与K反应的化学方程                                           

(4)在标准状况下4.48L的H与I恰好被100mlNaOH溶液完全吸收,所需NaOH溶液的物质的量浓度

           mol·L-1

(5)工业尾气中含有各种氮的氧化物(主要是NO和NO2,表示为NOx),NOx是严重的大气污染物,处理这些废气方法之一是通入适量的B,反应后会生成一种无色无味的气体。写出NOx与B反应的化学方程式______________________________。

 

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(14分)X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。X的单质为密度最小的气体,Y是地壳中含量最多的元素,Y和R同主族,可组成共价化合物RY2,Z能与冷水剧烈反应生成一种可燃性气体,X在W中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。请回答下列问题:

(1)R在周期表中的位置是________,Z、R、W三种元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是________。(填化学式)

(2)X、Y、Z两种或三种元素组成的化合物中,既含有共价键又含有离子键的有               。(填化学式)

(3)X和Y组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是____________(填化学式)。此化合物可将碱性工业废水中的CN氧化为碳酸盐和氨,相应的离子方程式为_______________________________。

(4)Y、Z、R三种元素组成的盐,R的质量分数为40.5%,其水溶液与W单质反应的离子反应方程式为____________________________________________。

 

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(16分)

Ⅰ.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示:

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(1)实验室可以用B或C装置制取氨气,如果用B装置制取氨气其化学反应方程式为_____________________________          ____。

(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是_______________(填序号,下同)。

①密度    ②颜色      ③溶解性     ④热稳定性      ⑤与氧气反应

(3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体,则X可以是下列气体中的________。

①CO2     ②NO     ③Cl2     ④H2    ⑤HCl

其中在D装置中连接小烧杯的目的是____________________。

Ⅱ.某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验

(1)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3,钴的化合价为________,制备X的化学方程式为______________________________________;

(2)氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL cl mol·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 mol·L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。

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氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)

①装置中安全管的作用原理是__________________________________________。

②样品中氨的质量分数表达式为________。

 

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甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:满分5 manfen5.com。下列有关物质的推断不正确的是

A.若甲为Cl2,则丁可能是铁          

B.若甲为NH3,则丁可能是氧气

C.若甲为AlCl3溶液,则丁可能是氨水  

D.若甲为NaOH,则丁可能是SO2

 

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