重庆市第八中学2021-2022学年高二化学上学期期末试题(Word版附解析)
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这是一份重庆市第八中学2021-2022学年高二化学上学期期末试题(Word版附解析),共20页。试卷主要包含了 下列说法正确的是, 肼是火箭燃料,发射时发生反应,5°,故A错误;等内容,欢迎下载使用。
重庆八中2021-2022学年度(上)期末考试高二年级
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-2 4S-32 Cl-35.5 Ni-59 Cu-64 Ag-108 I-127 Pb-207
一、选择题(共42分,14个小题,每个小题只有一个答案符合题意)
1. 下列现象或应用与电子跃迁无关的是
A. 激光 B. 焰色试验 C. 丁达尔效应 D. 原子光谱
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子跃迁产生光子与入射光子具有相关性,即入射光与辐射光的相位相同,如果这一过程能够在物质中反复进行,并且能用其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量,那么产生的光就是激光,与电子跃迁有关,A项不选;
B.当碱金属及其盐在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出,因而能使火焰呈现颜色,与电子跃迁有关,B项不选;
C.丁达尔效应是当一束光线透过胶体 ,从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”,与电子跃迁无关,C项选;
D.原子光谱的产生是原子核电子发生能级跃迁的结果,与电子跃迁有关,D项不选;
答案选C。
2. 下列说法正确的是
A. 图1为CH4分子的球棍模型
B. 图2为基态氮原子的电子排布图
C. 图3为铍原子最外层的电子云图
D. 图4为用原子轨道描述氢气分子中化学键的形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1不是球棍模型,CH4分子的球棍模型为,故A错误。
B.氮为7号元素,电子排布为1s22s22p3,且2p能级上电子排布符合洪特规则,故B正确。
C.铍是4号元素,电子排布为1s22s2,原子最外层是s能级,s能级电子云图为球形,故C错误。
D.氢元素只有1个1s电子,s电子云为球形,两个H原子形成一个氢气分子,因此图4中右侧应为1个球形,故D错误。
故选B选项。
3. 下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是
A. 液溴和碘分别受热变为气体 B. 干冰和氯化铵分别受热变为气体
C. 二氧化硅和氧化钠分别受热熔化 D. 食盐和氯化氢分别溶解在水中
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.溴和碘形成的都是分子晶体,液溴和碘分别受热变为气体克服分子间作用力,故A符合;
B.干冰属于分子晶体,转化为气体克服分子间作用力,氯化铵是离子晶体,受热易分解发生化学变化,克服化学键,故B不符合;
C.二氧化硅属于原子晶体,熔融时克服化学键,氧化钠属于离子晶体,熔融时克服离子键,故C不符合;
D.食盐属于离子晶体,溶于水克服离子键,氯化氢属于共价化合物,溶于水克服共价键,故D不符合;
故选A。
4. 肼(N2H4)是火箭燃料,发射时发生反应:2N2H4+2NO2=3N2+4H2O,以下有关该反应中涉及的四种物质的说法正确的是
A. N2和H2O都是非极性分子
B. N2H4分子中没有孤电子对
C. H2O与NO2互为等电子体
D 该反应每当4mol N-H键断裂,则形成π键3mol
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2O分子的空间构型为V形,正负电荷重心不重合,是极性分子,A项错误;
B.N2H4分子中每个N原子各有一对孤对电子,B项错误;
C.H2O和NO2的价电子总数不同,二者不是等电子体,C项错误;
D.该反应每当4mol N-H键断裂,生成1.5mol N2,则形成π键3mol,D项正确;
答案选D。
5. 单质铁一种晶体如甲、乙所示,若按甲虚线方向切乙得到的图应为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】Fe属于体心立方堆积,按甲中虚线方向(面对角线)切割,甲中得到长方形结构,晶胞体心的Fe原子处于长方体的中心,每个长方形顶点都被Fe原子占据,若按该虚线切乙,则切得的图形中含有甲切割得到的4个长方形结构,则图形A符合,故选A。
6. 图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是( )
A. CF4 B. CH4 C. NH4+ D. H2O
【答案】C
【解析】
【详解】要形成氢键,就要掌握形成氢键的条件:一是要有与N、O、F成键的H原子,二是要电负性比较强,半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是C和D,但题中要求形成4个氢键,该有机物分子中不含能形成氢键的H,只有NH4+有4个N—H键,氢键具有饱和性,这样只有选C。
7. 含巯基(-SH)的有机化合物a、b可作为重金属元素来的解毒剂。b-c为b的解毒原理。下列说法不正确的是
A. a中C-C-C键角是180° B. a中存在离子键和共价键
C. c中O元素的电负性最大 D. 可以用蒸馏操作分离a和b混合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.a中C原子采用sp3杂化,a中C-C-C键角约为109.5°,故A错误;
B.a中钠离子成离子键,非金属元素间形成的是共价键,所以a中存在离子键和共价键,故B正确;
C.元素非金属性越强电负性越大,c中氧的非金属性最强,所以c中O元素的电负性最大,故C正确;
D.a、b为不同物质,沸点不同,蒸馏可以把不同沸点的混合物分离开,所以可以用蒸馏操作分离a和b混合物,故D正确;
故选A选项。
8. B2O3的气态分子结构如图1所示,硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 1mol H3BO3晶体中含有6mol氢键
B. 硼酸晶体中层与层之间存在范德华力
C. 两个分子中B原子分别采用sp杂化、sp2杂化
D. H3BO3分子的稳定性与氢键无关
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,每个硼酸分子中含有3个羟基,其O原子和H原子均可与邻近的硼酸分子形成氢键,平均每个硼酸分子形成了3个氢键,因此,1mol H3BO3晶体中含有3mol氢键,A项错误;
B.由题中信息可知,硼酸晶体结构为层状,类比石墨的晶体结构可知其层与层之间存在范德华力,B项正确;
C.B原子最外层含有3个电子,在图1中,每个B原子形成2个键,且不含孤对电子,故其杂化方式为sp杂化;在图2中,每个B原子形成3个键,且不含孤对电子,故其杂化方式为sp2杂化,C项正确;
D.H3BO3分子的稳定性与分子内的B-O、H-O共价键有关,与氢键无关,D项正确;
答案选A。
9. 下列关于甲烷及其同系物的说法不正确的是
A. 甲烷的二氯取代物没有同分异构体
B. 相同压强下,丁烷比丙烷易液化
C. 等质量的甲烷与丙烷完全燃烧,丙烷消耗O2的质量更大
D. 标准状况下,2.24L由甲烷和丙烷组成的混合气体在空气中完全燃烧,得到4.48LCO2和5.4g水,则混合气体中甲烷和丙烷的体积相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷的空间构型是以C原子为中心的正四面体,分子中只有1种H原子,故甲烷的二氯取代物没有同分异构体,A项正确;
B.烷烃中碳原子个数越多沸点越高,丙烷分子中碳原子数小于丁烷,故丁烷沸点高,更易液化,B项正确;
C.等质量的烷烃燃烧,氢的质量分数越大,其完全燃烧消耗氧气的量越大,甲烷与丙烷两种烷烃中,甲烷中氢的质量分数较大,所以等质量的甲烷与丙烷完全燃烧,甲烷消耗O2的质量更大,C项错误;
D.标准状况下,2.24L由甲烷和丙烷组成的混合气体的物质的量为=0.1mol,4.48L CO2的物质的量为=0.2mol,设混合气体中甲烷的物质的量为x mol,丙烷的物质的量为(0.1-x) mol,根据、可得,x+(0.1-x)=0.2,解得x=0.05,则混合气体中甲烷和丙烷的物质的量均为0.05mol,则混合气体中甲烷和丙烷的体积相等,D项正确;
答案选C。
10. NA为阿伏加德罗常数,下列说法不正确的是
A. 1mol碳正离子(CH)所含的电子总数为8NA
B. 29g丁烷所含非极性键数目为1.5NA
C. 标准状况下,11.2L氯仿所含分子数为0.5NA
D. 8g甲烷与Cl2发生取代反应生成CCl4时最多消耗氯气分子为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个CH中含有8个电子,则1mol碳正离子(CH)所含的电子总数为8NA,A项正确;
B.1个丁烷分子中含有3个非极性键(即C-C键),29g丁烷的物质的量为,其所含非极性键数目为1.5NA,B项正确;
C.标准状况下,氯仿为液态,无法计算其物质的量,C项错误;
D.8g甲烷的物质的量为,若0.5mol甲烷完全转化为CCl4,则消耗2mol Cl2,但在甲烷和氯气反应过程中生成的产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,故8g甲烷与Cl2发生取代反应生成CCl4时最多消耗氯气分子为2NA,D项正确;
答案选C。
11. 常温下,下列说法正确的是
A. pH=3和pH=4的醋酸溶液,醋酸浓度前者是后者的10倍
B. pH均为6的NH4Cl溶液与盐酸,水的电离程度前者是后者的100倍
C. 相同浓度的NH4Cl溶液与(NH4)2SO4溶液pH前者小于后者
D. pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合溶液显酸性
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸为弱电解质,弱电解质溶液浓度越小,电离程度越大,则醋酸浓度前者大于后者的10倍,故A错误。
B. NH4Cl溶液中铵根离子促进水的电离,则pH均为6的NH4Cl溶液与盐酸水的电离程度前者是后者的,故B正确。
C.相同浓度的NH4Cl溶液与(NH4)2SO4溶液,(NH4)2SO4溶液中铵根离子浓度大,则水解生成的氢离子浓度大,所以pH前者大于后者,故C错误。
D.pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,恰好中和,溶液为中性,故D错误。
故选B选项。
12. 下列图示与对应的叙述相符的是
A. 图甲表示0.1molMgCl2·6H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化
B. 图乙表示常温下,稀释等体积等pH的HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则酸性:HAHB,B错误。
C.醋酸为弱酸,在水中部分电离,0.10mol·L-1醋酸溶液的pH>1,C错误。
D.图丁表示一定温度下,溴化银在水中的沉淀溶解平衡曲线,将a点溶液加入AgNO3固体,银离子浓度增大,溴离子反应浓度减小,则可以得到b点代表的饱和溶液,D正确。
故答案为:D。
13. 钙钛矿是以俄罗斯矿物学家Perovski的名字命名的,最初单指钛酸钙这种矿物[如图a)],此后,把结构与之类似的晶体(化学式与钛酸钙相同)统称为钙钛矿物质。某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如图(b)所示,其中A为CH3NH,另两种离子为I-和Pb2+。下列说法错误的是
A. 钛酸钙的化学式为CaTiO3
B. 晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个
C. 图(b)中,X为Pb2+
D. 图(b)晶胞参数为anm,其密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,Ca2+位于顶点、Ti4+位于体心、O2-位于面心,个数比为8×:1:6×=1:1:3,则钛酸钙的化学式为CaTiO3,故A正确;
B.由顶点和面心看,与Ca2+紧邻的O2-在面心上,则晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有=12个,故B正确;
C.图b中A为CH3NH,另两种离子为I-和Pb2+,A的个数为8×=1,由正负化合价的代数和为0可知,I-和Pb2+的个数分别为3、1,结合均摊法可知X为I-,B为Pb2+,故C错误;
D.由C项可知,晶胞中含1个CH3NH,3个I-和1个Pb2+,晶胞质量m=,晶胞参数为anm,晶胞体积为V=a3×10-21cm,其密度为,故D正确;
故选:C。
14. 照相底片的定影及银的回收过程如下:
步骤1:将曝光后的照相底片用定影液(Na2S2O3)浸泡,使未曝光的AgBr转化成配合物溶解,该反应AgBr和Na2S2O3的物质的量比为l:2。
步骤2:在步骤1的废定影液中加Na2S使配合物转化为黑色沉淀,并使定影液再生。
步骤3:过滤,将黑色沉淀灼烧回收银。
下列说法正确的是
A. 如图所示NaBr晶胞中有6个Br-
B. 步骤1中配合物的内外界离子数比为l:2
C. 步骤2中废定影液中的含银量为2.16g/L,则至少需加入0.01molNa2S
D. 步骤3灼烧时要进行尾气吸收
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图所示NaBr晶胞中有Br-的个数为:,故A错误;
B.该反应AgBr和Na2S2O3的物质的量比为l:2,反应方程式为:,的内外界离子数比为l:3,故B错误;
C.步骤2中废定影液中的含银量为2.16g/L,未告知体积,所以无法计算需加入Na2S的量,故C错误;
D.Na2S使配合物转化为黑色沉淀为Ag2S,灼烧Ag2S时会生成二氧化硫,二氧化硫是污染气体,所以要进行尾气吸收,故D正确;
故选D。
二、填空题(共58分,5个小题,按照题目要求填空)
15. 图为元素周期表的部分,请参照元素①-⑩在表中的位置,回答下列问题。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
(1)⑨的基态原子孤电子数为_______,④的基态原子电子最高能级的电子云轮廓图为_______形;
(2)②③④的电负性由大到小顺序为_______(用化学用语填写,下同),⑤⑥的第一电离能大小关系为_______,①分别与③和④形成的最简单气态氢化物中,键角较大的是_______;
(3)⑦的最高价氧化物的空间构型为_______;
(4)写出与①③形成的最简单气态氢化物分子互为等电子体的一种离子的化学式_______;
(5)一种中学常见化合物由①③⑧三种元素组成,其中含有的化学键类型为_______;
A. 离子键 B. 共价键 C. 配位键 D. 氢键
(6)③原子之间可以形成双键或叁键,但⑩原子之间难以形成双键或叁键,从原子结构角度分析,其原因是_______。
【答案】(1) ①. 6 ②. 哑铃
(2) ①. O>N>C ②. Mg>Al ③. NH3
(3)平面三角形 (4)H3O+ (5)ABC
(6)As原子半径大,以“头碰头”形成σ键后,p轨道难以形成“肩并肩”重叠,所以As不能形成π键
【解析】
【分析】由元素在元素周期表中的位置可以推知①为H,②为C,③为N,④为O,⑤为Mg,⑥为Al,⑦为S,⑧为Cl,⑨为Cr,⑩为As。
【小问1详解】
由分析知⑨为Cr,原子序数为24,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,则Cr的基态原子孤电子数为6;由分析知④为O,原子序数为8,1s22s22p4,O的基态原子电子最高能级是p能级,则电子云轮廓图为哑铃形。
故答案为:6;哑铃
【小问2详解】
由分析知②为C,③为N,④为O,同一周期从左到右元素电负性递增,所以②③④的的电负性由大到小顺序为O>N>C;由分析知⑤为Mg,⑥为Al,Al原子序数为13,电子排布为1s22s22p63s23p1,Mg原子序数为12,电子排布为1s22s22p63s2全充满,则Mg的第一电离能更大,所以电离能大小关系为Mg>Al;①分别与③和④形成的最简单气态氢化物分别为NH3和H2O,氨气有一对孤电子对,水有两对孤电子对,孤电子对越多键角越小,所以键角较大的是NH3。
故答案为:O>N>C;Mg>Al;NH3
【小问3详解】
由分析知⑦为S,S的最高价氧化物是三氧化硫,SO3中的硫原子为sp2等性杂化,则SO3的空间构型为平面三角形。
故答案为:平面三角形
【小问4详解】
①③形成的最简单气态氢化物分子为NH3,等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团,则与NH3的一种离子的化学式为H3O+。
故答案为:H3O+
【小问5详解】
推知①为H,③为N,⑧为Cl,则一种中学常见化合物由①③⑧三种元素组成的物质是NH4Cl,氯离子和铵根离子之间是离子键,铵根离子内部,3个氢原子跟氮原子之间为共价键,剩下一个氢原子是以配位键形式结合,则其中含有的化学键类型为离子键、共价键、配位键,故选ABC。
故答案为:ABC
【小问6详解】
由分析知③为N,⑩为As ,N原子之间可以形成双键或叁键,但As原子之间难以形成双键或叁键,从原子结构角度分析,其原因是:As原子半径大,以“头碰头”形成σ键后,p轨道难以形成“肩并肩”重叠,所以As不能形成π键。
故答案为:As原子半径大,以“头碰头”形成σ键后,p轨道难以形成“肩并肩”重叠,所以As不能形成π键。
16. 已知烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍。按要求填空:
(1)烷烃A的分子式是_______;
(2)它可能的结构简式有_______种,其中与Cl2取代后有2种一氯代物的物质的结构简式是_______,其命名为_______。
(3)120℃下,向10mL烷烃A、CH4和Ar的混合气体中通入90mL O2,点燃使其完全反应,最后在相同条件下测得气体为120mL,则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为_______。
【答案】(1)C6H14
(2) ①. 5 ②. ③. 2,3-二甲基丁烷
(3)80%
【解析】
【小问1详解】
烷烃A的密度是相同条件下H2密度的43倍,则烷烃A的摩尔质量为,根据烷烃的通式有12n+2n+2=86,解得n=6,则烷烃A的分子式是C6H14;
【小问2详解】
分子式是C6H14的烷烃有:CH3CH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH(CH3)2、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、、(CH3)3CCH2CH3,共5种;其中与Cl2取代后有2种一氯代物的物质的结构简式是,主链中含有4个C原子,2、3号C原子上含有甲基,则其命名为2,3-二甲基丁烷;
【小问3详解】
设C6H14的体积为x mL,CH4的体积为y mL,根据同温同压下,, 有:
120℃下,H2O为气态,则两个反应中气体体积变化量分别为==2.5x,==0,气体总体积变化为2.5x,则2.5x=120-(10+90),解得x=8,则反应前混合气体中烷烃A的体积分数为=80%。
17. 溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题:
(1)利用纯碱溶液清洗油污的原理用离子方程式表示为_______;
(2)相同浓度的下列溶液中:CH3COOH;CH3COONH4;CH3COONa,则溶液中CH3COO-浓度由大到小的顺序是_______。(填序号)
(3)25℃时,将amol·L-1氨水与0.01mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中:c()=c(Cl-),则溶液显_______(填“酸”、“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_______。
(4)一定浓度的K2CrO4和KCl的混合液中,滴加AgNO3溶液,当溶液中C1-恰好完全沉淀(浓度为1.0×10-5mol·L-1)时,此时溶液中c()等于_______mol·L-1,(已知AgCl、Ag2CrO4的Ksp分别为2.0×10-10和2.0×10-12)
【答案】(1)+H2O⇌+OH-
(2)CH3COONa > CH3COONH4> CH3COOH
(3) ①. 中 ②. Kb=
(4)0.005(5×10-3)
【解析】
【小问1详解】
纯碱为碳酸钠,碳酸根离子水解出氢氧根离子油污在碱性环境下水解,用纯碱溶液清洗油污的原理用离子方程式表示为:+H2O⇌+OH-;
【小问2详解】
相同浓度的下列溶液中:CH3COOH为弱酸电离程度最小;CH3COONH4为弱酸弱碱盐,铵根与醋酸根相互促进水解,醋酸根离子浓度减小;CH3COONa为强碱弱酸盐,则溶液中CH3COO-浓度由大到小的顺序是:CH3COONa > CH3COONH4> CH3COOH;
【小问3详解】
25℃时,将amol·L-1氨水与001mol·L-1盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中:c()=c(Cl-),根据电荷守恒c()+c()=c(Cl-)+c(OH-),则溶液中c()=c(OH-),显中性;25℃电离平衡时,,根据物料守恒:,电荷守恒: , =;
【小问4详解】
当溶液中C1-恰好完全沉淀(浓度为1.0×10-5mol·L-1)时,此时溶液中,此时。
18. 钒、钨、锌在工业上用途广泛。
(1)基态钒(V)元素在周期表中的位置为_______,其最高化合价为_______,与其同周期且未成对电子数相同的元素符号为_______;
(2)钒能形成多种配合物。钒的两种配合物X、Y化学式均为V(NH3)3ClSO4,取X、Y的溶液进行如下实验(已知配体难电离出来),所用试剂及所得现象如表所示:
原溶液
X溶液
X溶液
Y溶液
Y溶液
所加试剂
BaCl2溶液
AgNO3溶液
BaCl2溶液
AgNO3溶液
现象
白色沉淀
无明显变化
无明显变化
白色沉淀
则X的配离子为_______,Y的配体为_______。
(3)NaxWO3是一类色彩丰富的非整比化合物,其晶体结构如图2所示,若Na+无空缺,化学式为NaWO3,完全空缺则为WO3,每填入1个Na+,相应有1个W6+还原为W5+。NaxWO3的颜色与x值的对应关系如图1所示,已知NaxWO3晶体中n(W6+):n(W5+)=2:3,则其颜色为_______色。
(4)如图3是金属钨晶体中的一个晶胞的结构模型(原子间实际是相互接触的)。其中心的原子位于立方体的体心。实验测得金属钨的半径为rcm,假定金属钨为等直径的刚性球,请回答以下各题:
①每一个晶胞中分摊到_______个钨原子。
②计算晶胞的空间利用率_______(写出表达式,不计算具体数值)。
【答案】(1) ①. 第四周期第VB族 ②. +5 ③. Co、As
(2) ①. [V(NH3)3Cl]2+ ②. NH3、
(3)紫 (4) ①. 2 ②.
【解析】
【小问1详解】
钒的原子序数为23,基态钒(V)元素在周期表中位于第四周期第VB族;其价电子排布式为3d34s2,则其最高化合价为+5价;基态钒(V)原子中含有3个未成对电子,与其同周期且未成对电子数相同的原子的价电子排布式分别为3d74s2、4s24p3,元素符号分别为Co、As;
【小问2详解】
钒的两种配合物X、Y化学式均为V(NH3)3ClSO4,X溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀,说明X在溶液中能电离出,X溶液中加入AgNO3溶液无沉淀产生,说明X在溶液中不能电离出Cl-,则X的配离子为[V(NH3)3Cl]2+;Y溶液中加入BaCl2溶液无沉淀产生,说明Y在溶液中不能电离出,Y溶液中加入AgNO3溶液生成白色沉淀,说明Y在溶液中能电离出Cl-,则Y的配离子为[V(NH3)3SO4]+,其配体为NH3、;
【小问3详解】
由晶体结构可知,晶胞中W原子的个数为,已知NaxWO3晶体中n(W6+):n(W5+)=2:3,则该晶胞中W5+的个数为,每填入1个Na+,相应有1个W6+还原为W5+,则填入了0.6个Na+,由图1可知,其颜色为紫色;
【小问4详解】
①该晶胞中W原子个数为;
②金属钨的半径为rcm,假定金属钨为等直径的刚性球,该晶胞中W原子总体积为,该晶胞中体对角线上的3个W原子紧密相邻,设晶胞棱长为x cm,则,x=,晶胞体积为,则晶胞的空间利用率为=。
19. 铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
(1)铜原子基态价电子排布式为_______;Cu2O和Cu2S都是离子晶体,两种晶体熔点较高的是_______,原因是_______。
(2)氯和钾与不同价态的铜(+1、+2)可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如图所示),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为_______;已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种可能的化学式为_______。
(3)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是_______,反应的化学反应程式为_______。
(4)铜镍合金的立方晶胞结构如下图所示:
①原子B的分数坐标为_______;
②若该晶体密度为dg·cm-3,以NA表示阿伏加德罗常数,则铜镍原子间最短距离为_______pm。
【答案】(1) ①. 3d104s1 ②. Cu2O ③. Cu2O、Cu2S都是离子晶体,O2-半径比S2-半径小,阴阳离子的核间距小,晶格能大,熔点高
(2) ①. sp3 ②. K2CuCl3
(3) ①. 过氧化氢为氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行 ②. Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O
(4) ①. (0.5,0,0.5) ②.
【解析】
【小问1详解】
Cu是29号元素,铜原子基态价电子排布式为3d104s1;Cu2O、Cu2S都是离子晶体,O2-半径比S2-半径小,阴阳离子的核间距越小,晶格能越大,熔点越高,故Cu2O的熔点较高;
【小问2详解】
a位置上Cl原子形成2个键,孤电子对数为2,价层电子对数为4,则a位置上Cl原子的杂化方式为sp3杂化;KCuCl3中Cu元素的化合价为+2价,则另一种无限长链结构中的Cu元素的化合价为+1价,则其化学式为K2CuCl3;
【小问3详解】
过氧化氢为氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行,反应的化学方程式为Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O;
【小问4详解】
根据晶胞结构图可知,原子B的分数坐标为(0.5,0,0.5);晶胞中Cu原子个数为=3,Ni原子个数为=1,晶胞质量为=,晶体密度为dg·cm-3,则晶胞体积为=,晶胞参数为r==,Cu原子位于面心上,则铜镍原子间最短距离为=。
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