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【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)在研究金矿床物质组分的过程中,通过分析发现了Cu-Ni-Zn-Sn-Fe多金属互化物。

(1)某种金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于       (填“晶体”或“非晶体”),可通过            方法鉴别。

(2)基态Ni2+的核外电子排布式        ;配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于         晶体;Ni2+和Fe2+的半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO     FeO(填“<”或“>”)。

(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为    ;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点,其原因是    ;写出一种与SCN互为等电子体的分子         (用化学式表示)。

(4)氨基乙酸铜的分子结构如图,碳原子的杂化方式为           

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(5)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图-1所示,其晶胞边长为apm,列式表示NiO晶体的密度为     g/cm3(不必计算出结果,阿伏加德罗常数的值为NA)。人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图-2):一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成Ni0.96O,该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比为          

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(1)晶体 测定熔点高低的方法 (2)1s22s22p63s23p63d8 分子晶体 > (3)5NA 异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能 CO2 (4)sp2杂化 (5)91:6 【解析】 试题分析:(1)晶体与非晶体的结构规律性不同,溶沸点差距较大,故可以利用这些性质差距鉴别晶体非晶体; (2)Ni是28号元素,故基态Ni2+的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d8,Ni(CO)4由4 个配位键组成,一般含有配位键的分子为分子晶体,金属离子半径越小,自由移动的电子越多,熔点越高,故熔点NiO>FeO;(3)(SCN)2的结构式为:N≡C-S-S-C≡N,故一个(SCN)2分子中含有σ键5个,故1mol(SCN)2分子中含有σ键的数目为5NA个;异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸分子间不能,故硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点;等电子体指:原子总数相同、价电子总数相同的分子(即等电子体)具有相似的化学键特征,故与SCN—互为等电子体的分子为CO2;(4)物质中C原子以羰基连接,是平面结构,故为sp2杂化;(5)设Ni2+个数为x个,Ni3+为y个,故可得到关系式,x+y=0.97;电荷守恒:2x+3y=2,方程组计算得到,x=0.91 y=0.06;x:y=0.91:0.06=91:6 考点:考查物质的结构与性质相关知识。  
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(14分)SO2、NO2、可吸人颗粒物是雾霾的主要组成。

(1)SO2可用氢氧化钠来吸收。现有0.4 molSO2,若用200 mL,3mol·L—1NaOH溶液将其完全吸收,生成物为        (填化学式)。经测定所得溶液呈酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为            

(2)CO可制做燃料电池,以KOH溶液作电解质,向两极分别充入CO和空气,工作过程中,负极反应方程式为:               

(3)氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应:2CO+2NO满分5 manfen5.comN2+2CO2,在体积为0.5L的密闭容积中,加入0.40mol的CO和0.40 mol的NO,反应中N2的物质的量浓度的变化情况如图所示,从反应开始到平衡时,CO的平均反应速率υ(CO)=       

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(4)用CO2合成二甲醚的化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+3H2O(g)△H>0

合成二甲醚时,当氢气与二氧化碳的物质的量之比为4︰1,CO2的转化率随时间的变化关系如图所示。

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①A点的逆反应速率υ逆(CO2)     B点的正反应速率为υ正(CO2)(填“>”、“<”或“=")。

②氢气的平衡转化率为         

(5)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料,它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧实验中相关的反应有:

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)    △H1   

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1)    △H2   

4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)    △H3   

请写出上述三个反应中△H1△H2△H3三者之间关系的表达式,△H1=       

 

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(15分)铬是用途广泛的金属元素,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。

(1)还原沉淀法是处理含Cr2O72— 和CrO42—工业废水的一种常用方法,其工艺流程为:

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其中第I步存在平衡:2CrO42—(黄色)+2H+满分5 manfen5.comCr2O72— (橙色)+H2O

①若平衡体系的pH=2,该溶液显         色。

②根据2CrO42—+2H+满分5 manfen5.comCr2O72— +H2O,设计图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中铬元素的化合价为    ,图中右侧电极连接电源的       极,其电极反应式为            

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③第Ⅱ步反应的离子方程式:                             ,向Ⅱ反应后的溶液加一定量NaOH,若溶液中c(Fe3+)=2.0×10—12mol·L—1,则溶液中c(Cr3+)=       mol·L—1。(已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10—38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0x10—31)。

(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。完成该反应的化学方程式:

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(3)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是    (填化学式)。

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(14分)实验室以苯、乙醛为原料,三氯铝为催化剂来制备1,1—二苯乙烷,其反应原理为:

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制备过程中其他产物会与AlCl3发生副反应。主要实验装置和步骤如下:

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I.合成:

在250 mL三口烧瓶中加入140mL苯(密度0.88g/mL)、19gA1C13和5.5g乙醛,在20℃时充分反应。

Ⅱ.分离与提纯:

将反应混合物倒入装有150 mL,冰水和少量盐酸的烧杯中,充分搅拌,用分液漏斗分离出有机层,依次用水、2%碳酸钠溶液、水洗涤,在分离出的粗产品中加入少量无水硫酸镁固体,过滤后先常压蒸馏除去过量苯再改用减压蒸馏收集170~172℃/6.67kPa的馏分,得12.5g 1,l—二苯乙烷。

(1)仪器a的名称:        ;其他产物与A1C13发生副反应的化学方程式为:          ;装置C的作用:         

(2)连接装置b的作用是   

(3)在洗涤操作中,第二次水洗的主要目的是                     。实验中加入少量无水硫酸镁的目的是               

(4)粗产品常压蒸馏提纯时,下列装置中温度计位置正确的是      ,可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是   

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(5)本实验所得到的1,1—二苯乙烷产率约为        (填正确答案的序号)。

A.41%    B.48%    C.55%      D.65%

 

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25℃时在10 mL 0.1mol·L—1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L—1HCl溶液20 mL,溶液中部分含碳微粒的物质的量随溶液pH的变化如图所示。下列说法不正确的是

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A.HCl溶液滴加一半时,溶液pH>7

B.当溶液的pH=8时,溶液中NaHCO3的物质的量浓度为0.1mol·L—1

C.0.1 mol·L—1Na2CO3溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH)+2c(CO32—)+c(HCO3)

D.M:c(Na+)>c(CO32—)=c(HCO3)>c(OH)>c(H+)

 

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下列化学反应先后顺序判断正确的是

A.在含有等物质的量的H+、Al3+的溶液中,逐滴加入NaOH溶液:H+、A13+、Al(OH)3

B.在含有等物质的量的FeBr2、FeI2的溶液中,缓慢通入氯气:I、Br、Fe2+

C.在含有等物质的量的NaCl、Na2S的溶液中加入AgN03溶液:NaCl、Na2S

D.在含有等物质的量的Fe3+、Cu2+的溶液中加入铁粉:Cu2+、Fe3+

 

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