高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第一单元 氮的固定随堂练习题
展开7.1.1氮分子的结构同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学用语是学习化学的基础工具,下列化学用语正确的是
A.质量数为37的氯原子: B.H2O的电子式:
C.CO2的分子结构模型: D.N2的结构式:N≡N
2.元素符号、反应方程式、结构示意图、电子式、结构式等通常叫做化学用语。下列有关化学用语的表示方法中不正确的是
A.次氯酸的电子式为 B.中子数为16的磷原子为 P
C.CO2分子的结构式为O=C=O D.S2-的结构示意图为
3.下列化学用语正确的是( )
A.质子数为6、质量数为14的核素:
B.N2的结构式;N≡N
C.H2O的电子式:
D.钾原子的原子结构示意图:
4.反应3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl可用于检测Cl2管道泄漏。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.中子数为8的氮原子:N B.Cl-的结构示意图:
C.NH3的空间填充模型: D.N2的电子式:
5.下列化学用语正确的是
A.中子数为8的氧原子:
B.在水溶液中发生电离的方程式:
C.的空间填充模型:
D.用电子式表示的形成过程:
6.某科研人员提出HCHO与在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成和的历程,图为该历程示意图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是
A.的结构式为O=C=O
B.分子的结构是V形
C.根据图示信息,分子中的氧原子完全来自HCHO
D.反应过程中,有C-H键的断裂和C=O键形成
7.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.3.4g NH3中含有的氢原子数为0.6 NA
B.0.5mol/L Na2CO3溶液中含有的Na+数为NA
C.标准状况下,11.2 L CH2Cl2含共价键数目为2NA
D.1 mol甲基所含的电子数为7NA
8.下列化学用语表示正确的是
A.氧原子的结构示意图:
B.乙烯的结构简式:C2H4
C.氢氧化钠的电子式:
D.碳酸氢钠的电离方程式:NaHCO3=Na++H++C
9.下列化学用语表达正确的是
A.Na的原子结构示意图:
B.基态碳原子的电子排布图:
C.乙烷的空间填充模型:
D.H2O分子的电子式:
10.下列化学用语书写正确的是
A.苯分子的比例模型图: B.丙烯的键线式:
C.乙烯的结构简式:CH2CH2 D.乙醇的结构式:
二、填空题
11.下表为元素周期表的一部分,参照元素①-⑧在表中的位置,请回答下列问题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
一
①
二
②
③
三
④
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)元素③单质的化学式为 ,由①②组成且含有非极性键的物质的结构式为 。
(2)④-⑧5种元素所形成的最高价氧化物的水化物中,属于中强酸的是 (填化学式)。
(3)②、⑤、⑥、⑧的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号和“>”表示)。
12.已知X、Y、Z、W四种元素是元素周期表中连续三个不同短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1)X、Y、Z、W四种元素的符号: X 、Y 、Z 、W、
(2)由以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液显碱性的化合物的电子式分别为 , 。
(3)由X、Y、Z所形成的离子化合物是 ,它与W的最高氧化物的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式是 。
13.钠是一种非常活泼、具有广泛应用的金属。
(1)钠的原子结构示意图为,钠在反应中容易 电子(填“得到”或“失去”)。
(2)金属钠非常活泼,通常保存在 里,以隔绝空气。
(3)汽车安全气囊的气体发生剂可由金属钠生产。某汽车安全气囊内含、和等物质。
①当汽车发生较严重的碰撞时,引发分解,从而为气囊充气。的电子式为 。
②产生的立即与发生置换反应生成,化学方程式是 。
③是冷却剂,吸收产气过程释放的热量。起冷却作用时发生反应的化学方程式为 。
④一个安全气囊通常装有,其完全分解所释放的为 。
(4)工业通过电解生产金属钠:(熔融),过程如下:
已知:电解时需要将加热至熔融状态。的熔点为801℃,为降低能耗,通常加入从而把熔点降至约580℃。
①把固体加热至熔融状态,目的是 。
②粗钠中含有少量杂质,过程Ⅱ除去的化学方程式是 。
③过程Ⅰ中,能发生像那样的电解反应而被消耗。但在过程Ⅰ中却不断地被重新生成,原因是 。
14.回答下列问题:
(1)小苏打的化学式: ,CO2的电子式: 。
(2)请写出红热的铁与水蒸气反应的化学方程式: 。
(3)铯和钠属于同主族元素,铯原子核外有6个电子层,铯在元素周期表中的位置 。
15.几种主族元素在周期表中的位置如下
根据上表回答下列问题:
(1)⑥元素的氢化物的电子式是 。
(2)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(3)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图为 ,该元素在周期表中的位置是 。
(4)①②③三种元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的是 (填化学式),①与③最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为 。
(5)⑦的非金属性强于⑧,从原子结构的角度解释其原因: 。下列表述中能证明这一事实的是 (填字母)。
a.⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定
b.⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于 ⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性
c.⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来
d.⑦的氢化物酸性比⑧的氢化物酸性弱
(6)①和④形成的化合物是 (填“离子”或“共价”)化合物。
16.某汽车安全气囊的产气药剂主要含有等物质。当汽车发生碰撞时,产生大量气体使气囊迅膨胀,从而起到保护作用。
(1)是气体发生剂,受热分解产生与,的电子式为 。
(2)含有的化学键类型为 ,K在周期表中的位置为 。
(3)氮和氧两种元素,非金属性较强的是 ,请用一个事实说明其强弱 。
(4)某些安全气囊产气药剂中含有,碰撞时与发生如下反应产生大量气体。写出完成配平的方程式并标明电子转移方向和数目 。
_____________________________
反应中被还原的元素为 。反应中涉及各元素的简单离子半径由大到小排序为 。
17.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。
(1)In在周期表中的位置是 。
(2)In的最高价氧化物对应的水化物的碱性 Ba(OH)2的碱性(填“>”或“<”)。
(3)硒(34Se)是动物和人体所必需的微量元素之一,也是重要的工业原料,与氧同族。Se原子电子式可表示为 。
(4)下列说法合理的是 。
a.SeO2既有氧化性又有还原性 b.热稳定性:H2Se<HCl<H2S
c.酸性:H2SeO4<HBrO4<HClO4 d.Se比S更易与氢气反应
18.填空:
I.写出下列化合物的电子式:
(1)①CO2 ;②H2O ;③HClO ;④NaOH ;⑤Na2O2 ;⑥NH4Cl ;⑦CCl4 。
Ⅱ.有下列物质:①O2、②CO2、③NH3、④Na2O、⑤Na2O2、⑥NaOH、⑦CaBr2、⑧H2O2、⑨NH4Cl、⑩HBr。请回答下列问题:
(1)只含极性键的是 (填序号,下同);(2)只含非极性键的是 ;
(3)含有极性键和非极性键的是 ;(4)含有极性键的离子化合物是 ;
(5)含有非极性键的离子化合物是 。
19.写出H2、O2、N2、HCl、CO2、H2O、CH4、NH3的电子式和结构式 。
20.按要求回答下列问题:
(1)第二周期中其最高价氧化物对应水化物酸性最强的化学式是 。
(2)元素 A 与氟元素形成离子化合物 AF2。其中正、负离子的电子层结构相同,则 A 的元素名称是 ;AF2 的电子式为 。
(3)写出表示含有 17 个质子、20 个中子的原子的化学符号: 。
三、实验题
21.二氯二氢硅()常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为8.2℃。在铜催化作用下,HCl与Si在250~260℃条件下反应可以制得。
(1)的电子式为 。
(2)利用浓硫酸、氯化钠为原料,选用A装置制取HCl,该反应能发生的原理是 。
(3)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为 。
(4)按照气体从左到右方向,制取的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→→→→→→→ (填仪器接口的字母,其中装置C用到2次)。
(5)按从左到右的顺序,前面装置C中装的药品为 ,其作用为 。
(6)氧化铜对该反应没有催化作用,仪器连接、气密性检验后应先 ,再对D处进行加热。
22.氯化硫(S2Cl2)是一种黄红色液体,有刺激性、窒息性恶臭,熔点为-80℃,沸点137.1℃。在空气中强烈发烟,易与水发生水解反应。人们使用它作橡胶硫化剂,使橡胶硫化,改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能。在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2。下图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置(夹持装置、加热装置均已略去)。
(1)仪器d的名称
(2)已知S2Cl2分子结构与H2O2相似,请写出S2Cl2的电子式 。
(3)装置a中的溶液为 ;f装置的作用为 。
(4)写出实验室制取Cl2的离子方程式 ,输送Cl2的管道漏气检验的方法是 。
(5)该实验的操作顺序应为 (用序号表示)。
①加热装置c②通入Cl2③通冷凝水④停止通Cl2⑤停止加热装置c
(6)已知S2Cl2水解时,只有一种元素的化合价发生了变化,且被氧化和被还原的该元素的物质的量之比为1:3,请写出该反应的化学方程式 。
23.化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化,研究化学反应中的热量变化具有重要的意义。
(1)一种化学冰袋中含有Na2SO4∙10H2O和NH4NO3,使用时将它们混合搓揉即可制冷,原因是NH4NO3溶于水吸热、 .
(2)某实验小组为了探究碳酸氢钠与柠檬酸反应的热效应,设计了如图所示的三套实验装置。
①不适合选用的装置是 (填装置序号)
②若观察到烧杯中产生气泡, 说明反应为放热反应。(填“一定能”或“不能”)。
(3)从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。已知:键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。
化学键
键能/ kJ∙mol-1
436
a
945
已知:,用电子式表达NH3中共价键的形成过程 ,a的数值为
(4)图Ⅱ表示一定条件下,在水溶液中、、的能量相对大小。
①D是 (填离子符号).
②B→A+C反应的热化学方程式为
参考答案:
1.D
【详解】A.原子符号左下角数字表示质子数,左上角数字表示质量数,所以质量数为37的氯原子为,A错误;
B.H2O为共价化合物,电子式为,B错误;
C.O原子的半径应该比C原子半径小,C错误;
D.氮气分子中两个N原子形成氮氮三键,结构式为N≡N,D正确;
综上所述答案为D。
2.A
【详解】A.H原子最外层1个电子,Cl原子最外层7个电子,O原子最外层6个电子,次氯酸为共价化合物,其电子式为,A错误;
B.中子数为16的磷原子质量数为16+15=31,所以符合为,B正确;
C.CO2分子中含2个碳氧双键,其结构式为O=C=O,C正确;
D.S2-的质子数为16,核外电子数为18,其结构示意图为,D正确;
故选A。
3.B
【详解】A.质子数为6、质量数为14的核素:C ,A错误;
B.N2的结构式;N≡N,B正确;
C.H2O是共价化合物,电子式:,C错误;
D.钾原子的原子结构示意图:,D错误;
答案选B。
4.A
【详解】A.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数等于质子数与中子数的和,则质子数为7、中子数为8的氮原子用元素符号可表示为:N,A正确;
B.Cl原子核内质子数为17,Cl-是Cl原子获得1个电子形成的,离子结构示意图为:,B错误;
C.图示的为NH3的球棍模型,不是其空间填充模型,C错误;
D.N2分子中2个N原子形成3个共用电子对,每个N原子上都含有1对孤对电子,其电子式为:,D错误。
故选A。
5.B
【详解】A.中子数为8的氧原子,质子数为8,其质量数为16,原子符号,A错误;
B.为弱酸的酸式盐,在水中完全电离产生和,电离的方程式为:,B正确;
C.为直线结构,且C原子半径大于O原子,C错误;
D.用电子式表示的形成过程:,D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.二氧化碳是直线形结构,氧与碳形成碳氧双键,则的结构式为O=C=O,故A正确;
B.水分子的结构不是直线形结构,而是V形,故B正确;
C.根据图示信息,分子中的氧原子一各来自HCHO,另一个来自氧气中氧原子,故C错误;
D.反应过程中,甲醛中两个C−H键都断裂,二氧化碳中形成了C=O键,故D正确。
综上所述,答案为C。
7.A
【详解】A.3.4g NH3的物质的量为=0.2mol,则其中含有的氢原子数为0.2mol×3 NA =0.6 NA,A正确;
B.未给出溶液的体积,无法计算Na+数,B错误;
C.标准状况下,CH2Cl2不是气体,不能用气体摩尔体积计算,C错误;
D.甲基的电子式是,一个甲基含有9个电子,1 mol甲基所含的电子数为9,D错误;
故选A。
8.C
【详解】A.氧原子核外有8个电子,氧原子结构示意图,故A错误;
B.乙烯的结构简式是CH2= CH2,故B错误;
C.氢氧化钠是离子化合物,电子式为,故C正确;
D.碳酸氢钠的电离方程式为NaHCO3=Na++,故D错误;
选C。
9.D
【详解】A.Na的核电荷数为11,核外有11个电子,原子结构示意图为:,故A错误;
B.根据洪特规则,基态碳原子的电子排布图为:,故B错误;
C. 属于乙烷的球棍模型,故C错误;
D. H2O为共价化合物,氧原子和每个氢原子各共用一对电子,其分子的电子式为:,故D正确;
故答案:D。
10.A
【详解】A.苯分子的比例模型正确,A正确;
B.丙烯的键线式为:,B错误;
C.乙烯的结构简式:CH2=CH2,C错误;
D.乙醇的结构式:,D错误;
故选A。
11.(1) F2 H-O-O-H
(2)H3PO4
(3)r(Cl﹣)>r(O2﹣)>r(Mg2+)> r(Al3+)或Cl﹣>O2﹣>Mg2+>Al3+
【分析】根据元素在周期表中的位置,①是H元素;②是O元素;③是F元素;④是Na元素;⑤是Mg元素;⑥是Al元素;⑦是P元素;⑧是Cl元素。
(1)
F元素组成的单质是F2,由H、O组成且含有非极性键的物质是H2O2,结构式为H-O-O-H。
(2)
同周期元素从左到右非金属性增强,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,Na、Mg、Al、P、Cl所形成的最高价氧化物的水化物中,属于中强酸的是H3PO4。
(3)
电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,②、⑤、⑥、⑧的简单离子半径由大到小的顺序为r(Cl﹣)>r(O2﹣)>r(Mg2+)> r(Al3+)。
12. H N O Na 、 NH4NO3 NH4++OH-NH3↑+H2O
【分析】X、Y、Z、W四种元素是元素周期表中连续三个不同短周期的元素,且原子序数依次增大,所以X是H元素;X、W同主族,则W是Na元素;Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z是O元素。Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和,则Y为N元素。
【详解】根据以上分析,(1)X、Y、Z、W四种元素的符号: X是H、Y是N、Z是O、W是Na。
(2)H、N、O、Na中的两种元素组成的能溶于水且水溶液显碱性的化合物是氨气、氧化钠、过氧化钠,电子式分别为 ,、。
(3)由H、N、O所形成的离子化合物是硝酸铵(NH4NO3),Na的最高氧化物的水化物是NaOH, NH4NO3与NaOH反应生成硝酸钠和氨气,离子方程式是NH4++OH-NH3↑+H2O。
13.(1)失去
(2)煤油或石蜡油
(3) (约1.15)
(4) 使发生电离 发生电解生成和,再与发生置换反应,又重新生成
【详解】(1)钠原子的最外层电子数为1,所以在反应中容易失去电子。
(2)金属钠非常活泼,与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,钠的密度小于煤油(或石蜡油)的密度,且不与煤油(或石蜡油)反应,因此金属钠通常保存在煤油或石蜡油中,以隔绝空气。
(3)①氮原子最外层有5个电子,要想形成8电子稳定结构,需共用三对电子,因此氮气中氮原子与氮原子之间共用3对电子,其电子式为:。
②置换反应的反应物和产物均为单质和化合物,因此氧化铁与钠发生置换反应的产物为铁和氧化钠,反应化学方程式为:。
③碳酸钠不稳定,受热易分解,生成稳定的碳酸钠、水和二氧化碳,反应方程式为:。
④分解的化学方程式为:,50g的物质的量为mol,2mol会释放3mol,则mol会释放出mol,约为1.15mol。
(4)①把氯化钠固体加热至熔融状态,目的是电离出自由移动的钠离子和氯离子。
②由图可知,粗钠中的钙与过氧化钠反应生成了钠和氧化钙,其化学方程式为:。
③过程I中,能发生像那样的电解反应而被消耗。但在过程I中却不断地被重新生成,原因是钙的金属性比钠强,氯化钙电解生成的钙又与氯化钠发生置换反应生成钠和氯化钙:。
14.(1)
(2)
(3)第6周期IA族
【详解】(1)俗称小苏打,二氧化碳的电子式为:,故答案为;;;
(2)红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为:,故答案为:;
(3)铯和钠属于同主族元素,即为IA族,铯原子核外有6个电子层,位于第6周期,则铯在元素周期表中的位置为第6周期IA族,故答案为:第6周期IA族。
15. Na>Al>Cl 第三周期ⅠA族 KOH OH-+Al(OH)3=+2H2O Cl、Br处于同一主族(ⅦA族),易得1个电子,Cl的原子半径比Br小,原子核对最外层电子的吸引能力强,Cl的得电子能力强,非金属性强 abc 离子
【分析】根据元素在周期表中的相对位置可知各元素是:①Na、②K、③Al、④H、⑤C、⑥N、⑦Cl、⑧Br。
【详解】(1)⑥是N元素,最低负价-3价,氢化物是NH3,电子式为;
(2)①③⑦三种元素处于第3周期,从左到右原子半径逐渐减小,原子半径由大到小的顺序是Na>Al>Cl;
(3)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍,则为Na元素,原子结构示意图为,Na元素在周期表中的位置是第三周期IA族;
(4)①②③三种元素的金属性K>Na>Al,①②③三种元素氧化物对应水化物碱性KOH>NaOH>Al(OH)3,最强的是KOH;NaOH为强碱,Al(OH)3为两性氢氧化物,二者反应生成偏铝酸钠和水,离子方程式为OH-+Al(OH)3=+2H2O;
(5)⑦非金属性强于⑧,从原子结构的角度解释其原因为Cl、Br处于同一主族(VIIA族),易得1个电子,Cl的原子半径比Br小,核对最外层电子的吸引能力强,Cl的得电子能力强,非金属性强;
a.非金属性越强氢化物越稳定,故a符合题意;
b.非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强,故b符合题意;
c.⑦能将⑧从其钠盐溶液中置换出来,说明氧化性Cl2>Br2,证明非金属性Cl>Br,故c符合题意;
d.氢化物的酸性强弱与非金属性强弱无关,故d不符合题意;
故选a、b、c。
(6)①和④形成的化合物为NaH,为离子化合物。
16.(1)
(2) 离子键、共价键 第四周期第IA族
(3) O NO或NO2中氧元素显负极,氮元素显正价
(4) N K+>N3−>O2−>Na+
【详解】(1)是共用三对电子,其电子式为;故答案为:;
(2)哈哈有钾离子和高氯酸根离子,因此含有离子键,高氯酸根内部含有共价键;K是19号元素,因此K在周期表中的位置为第四周期第IA族;故答案为:离子键、共价键;第四周期第IA族;
(3)同周期从左到右非金属性逐渐增强,因此氮和氧两种元素,非金属性较强的是O,根据两种元素组成的化合物中,显负价的非金属性强,显正价的非金属性弱,一个事实说明其强弱是NO或NO2中氧元素显负极,氮元素显正价;故答案为:O;NO或NO2中氧元素显负极,氮元素显正价;
(4)中氮化合价升高,升高1个价态,中氮化合价降低,降低5个价态,根据升降守恒得到系数配5,系数配1,氮气配8,根据钠守恒氧化钠配2.5,根据钾守恒氧化钾配系数0.5,再同时扩大2倍得到1021516,其电子转移表示为;反应中被还原的元素是化合价降低,则硝酸钾中N元素降低,根据层多径大,同电子层够核多径小,因此反应中涉及各元素的简单离子半径由大到小排序为K+>N3−>O2−>Na+;故答案为:;N;K+>N3−>O2−>Na+。
17.(1)第五周期第ⅢA族
(2)<
(3)
(4)ac
【详解】(1)In在周期表中的位置是:第五周期第ⅢA族;
(2)因为金属性:,所以氢氧化物的碱性:;
(3)为第ⅥA族元素,最外层电子为6,原子电子式可表示为;
(4)a.与相似,的化合价为+4价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,a正确;
b.因为非金属性:,所以氢化物的热稳定性:,b错误;
c.因为非金属性:,酸性:,c正确;
d.非金属性:,所以比更易与氢气反应,d错误;
故选ac。
18. ②③⑩ ① ⑧ ⑥⑨ ⑤
【详解】I.(1)①CO2分子中,C与2个O原子各形成2个共用电子对,电子式为:;
②H2O分子中,O与2个H原子各形成1个共用电子对,电子式为:;
③HClO分子中,O与H、Cl原子各形成1个共用电子对,电子式为:;
④在NaOH中,钠离子和氢氧根离子以离子键相结合,O与H原子之间以共价键相结合,电子式为:;
⑤在Na2O2中,钠离子与过氧根离子以离子键相结合,O与O原子之间以共价键相结合,电子式为:;
⑥在NH4Cl中,铵根离子与氯离子之间以离子键相结合,N与H原子之间以共价键相结合,电子式为:;
⑦在CCl4分子中,C与4个Cl原子各形成1个共用电子对,电子式为:;
Ⅱ. (1)不同元素的原子之间以共用电子对相结合而形成的化学键是极性共价键,只含极性键的是:CO2、NH3、HBr,故答案为:②③⑩;
(2)同种元素的原子之间以共用电子对相结合而形成的化学键是非极性共价键,只含非极性键的是:O2,答案为:①;
(3)含有极性键和非极性键的是:H2O2,答案为:⑧;
(4)含有极性键的离子化合物是:NaOH、NH4Cl,答案为:⑥⑨;
(5)含有非极性键的离子化合物是:Na2O2,答案为:⑤。
19.、、、、、、、和H-H、O=O、N≡N、H-Cl、O=C=O、H-O-H、、
【详解】非金属原子间一般形成共价键,即共用电子对,一般来说,H形成一对共用电子,O形成两对共用电子,Cl形成一对共用电子,C形成四对共用电子,N形成三对共用电子,H2、O2、N2、HCl、CO2、H2O、CH4、NH3的电子式分别为、、、、、、、;每对共用电子对用一根“—”代替且省略其它电子即得结构式分别为H-H、O=O、N≡N、H-Cl、O=C=O、H-O-H、、。
20.(1)HNO3
(2) 镁
(3)
【解析】(1)
元素非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,第二周期元素非金属性:F>O>N>C>B,但氟没有正价,氧没有含氧酸,因此酸性最强的为HNO3。
(2)
元素A与氟元素形成离子化合物AF2,A为+2价,A2+与F-的电子层结构相同,A2+为Mg2+,则A为镁元素,其电子式为 。
(3)
质子数为17的是氯元素,中子数为20,则质量数为17+20=37,化学符号为:。
21. 利用了浓硫酸的难挥发性,即难挥发性酸制易挥发性酸原理(其他合理答案亦可) defgbcd (或无水) 干燥HCl气体,防止水蒸气进入装置D中与生成的反应(其他合理答案均可) 通入一段时间HCl气体排出空气后
【分析】根据题中图示可知,装置A为制HCl气体的装置,装置B为收集SiH2Cl2装置,装置C为干燥HCl气体装置,装置D为制取SiH2Cl2装置,据此解答。
【详解】(1)属于共价化合物,Si原子与2个H原子和2个Cl原子形成4根共价键,其电子式为;答案为;
(2)利用浓硫酸、氯化钠为原料,选用A装置制取HCl,发生的反应方程式为2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑,这是利用了浓硫酸的难挥发性,即难挥发性酸制易挥发性酸原理(其他合理答案亦可);答案为利用了浓硫酸的难挥发性,即难挥发性酸制易挥发性酸原理(其他合理答案亦可)。
(3)在铜催化作用下,HCl与硅在250-260℃反应可以制得SiH2Cl2,其化学方程式为;答案为;
(4)A装置制取HCl,连接C装置干燥,为a-d-e,从f进入D中反应,SiH2Cl2从g处挥发,在B装置中收集,SiH2Cl2密度比空气重,导气管应长进短出,为防止空气中的水进入B中,则应在B后接干燥管,故顺序为defgbcd;答案为defgbcd;
(5)前面C装置的作用是干燥氯化氢气体,防止水蒸气进入装置D中与生成的反应,应选酸性P2O5或中性CaCl2干燥剂;答案为(或无水);干燥氯化氢气体,防止水蒸气进入装置D中与生成的反应(其他合理答案均可);
(6)由于氧化铜对该反应没有催化作用,则仪器连接、气密性检验后,装入药品,先通入一段时间HCl气体排出空气,避免催化剂Cu与空气中氧气反应生成CuO而使催化剂失效;答案为通入一段时间HCl气体排出空气后。
22.(1)直形冷凝管(或冷凝管)
(2)
(3) 浓H2SO4 吸收尾气中的Cl2,防止污染环境;防止空气中的水蒸气进入e中,使S2Cl2水解
(4) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 湿润的淀粉KI试纸变蓝
(5)②③①⑤④(或③②①⑤④)
(6)2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
【分析】本题是利用在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2的原理制备S2Cl2,因氯化硫是一种黄红色液体,有刺激性、窒息性恶臭,熔点为-80℃,沸点137.1℃.在空气中强烈发烟,易与水发生水解反应,结合这些性质特征,通入的氯气需要干燥、含有氯气的尾气需要吸收,整套反应装置和收集装置需要保持干燥,据此可作答。
【详解】(1)根据仪器的结构可知,d为直形冷凝管或冷凝管;
(2)S2Cl2分子结构与H2O2相似,S2Cl2分子中氯原子与硫原子之间形成1对共用电子对,硫原子与硫原子之间形成1对共用电子对,S2Cl2电子式为:;
(3)由信息可知S2Cl2遇水水解,进入b中的气体应该干燥,可选择用浓硫酸干燥,F装置盛放碱石灰,吸收Cl2尾气,防止污染环境,防止空气中的水汽加入e中使S2Cl2水解,故答案为浓H2SO4;吸收尾气中的Cl2,防止空气中的水使S2Cl2水解;
(4)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热的时候制备氯气,方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;氯气有氧化性,可以利用其氧化性检验,故答案为:湿润的淀粉KI试纸变蓝;
(5)加热之前先通冷凝水,否则开始生成的S2Cl2不能冷却液化,最后先停止加热后停止通氯气,平衡容器内压强,防止发生危险。所以实验操作顺序为②③①⑤④(或③②①⑤④);
(6)只有硫元素化合价发生变化,且被氧化和被还原的物质的量之比为1:3,化学方程式为:2S2Cl2 + 2H2O=SO2↑ + 3S↓ + 4HCl。
23.(1)Na2SO4∙10H2O脱水吸热
(2) Ⅲ 一定能
(3) 391
(4) -117 kJ∙mol-1
【分析】在装置Ⅰ、Ⅱ中,碳酸氢钠与柠檬酸反应后,若放出热量,则锥形瓶内气体的温度升高,体积膨胀,U形管内液面左低右高,烧杯内有气泡逸出;若吸收热量,则U形管内液面左高右低,烧杯内水倒吸。装置Ⅲ中,反应产生的气体直接从长颈漏斗内逸出,烧杯内无现象。
【详解】(1)Na2SO4∙10H2O中的结晶水被NH4NO3吸收,相当于发生分解反应,会吸收热量,则使用时混合搓揉即可制冷,原因是:NH4NO3溶于水吸热、Na2SO4∙10H2O脱水吸热。答案为:Na2SO4∙10H2O脱水吸热;
(2)①由分析可知,装置Ⅲ中,反应产生的气体直接从长颈漏斗内逸出,无现象产生,所以不适合选用的装置是Ⅲ。
②具支试管内加入少量混合物,Ⅲ中烧杯内无现象产生,若观察到Ⅱ中烧杯内产生气泡,则表明气体体积膨胀,则一定能说明反应为放热反应。答案为:Ⅲ;一定能;
(3)电子式表达NH3中共价键的形成过程:;945+436×3-6a=-93,a=391。答案为:;391;
(4)①D中Cl元素显+7价,则D是。
②B→A+C反应中,△H=63 kJ∙mol-1-60 kJ∙mol-1×3=-117kJ∙mol-1热化学方程式为 △H=-117 kJ∙mol-1。答案为:;-117 kJ∙mol-1。
【点睛】△H=生成物的总能量-反应物的总能量。
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