化学竞赛 物质结构与性质(练习)
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2023年河南省初中学生化学素质和实验能力竞赛试卷(备选二)(时间:120分钟满分:100分)题号一二三四总分得分也许用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 Al—27 P—31 S—32 C1—35.5 Ca—40 Cu—64 Ag—108 Ba—137 Fe—56 Zn—65一、选择题(本题涉及20个小题,每题1分,共20分。
每题只有一个....选项符合题意)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案1.下列物品中,不是..运用有机合成高分子材料制成的是【】A.合成纤维B.塑料脸盆C.人面鱼尾纹陶盆D.合成橡胶轮胎2.下列物质的性质和该性质的应用均对的的是【】A.干冰升华放出大量热,干冰用于人工降雨B.熟石灰能与酸反映,熟石灰用于改良酸性土壤C.氢气有强还原性,氢气能在常温下冶炼金属D.氧化钙能与盐酸反映,氧化钙用于治疗胃酸过多【】3.下列图示中的“错误实验操作”与图下面相应的“也许产生的后果”不一致...的是A.受热仪器破裂B.标签受损C.酒精溅出D.量取液体偏少4.类推是学习化学时常用的思维方式。
以下类推结果对的的是【】A.有机物都具有碳元素,则具有碳元素的物质一定是有机物B.碱溶液能使酚酞溶液变红,则能使酚酞溶液变红的物质一定是碱C.中和反映生成盐和水,则生成盐和水的反映一定是中和的反映D.含碳元素的物质充足燃烧会生成CO2,则燃烧能生成CO2的物质一定含碳元素5.过氧化氢分解的微观示意图如下,方框内应是【】A B C D6.今年流感在全球大暴发,抗感冒药“奥司他韦”供不应求。
“奥司他韦”的化学式为C16H28N2O4·H3PO4。
下列相关说法对的的是【】A.相对分子质量为410B.该物质中氢元素的质量分数最小C.该物质由C16H28N2O4和H3PO4组成D.该物质中氮、氧元素的质量比为1:4【】7.区分下列各组物质的两种方法有错误..的是选项待区分物质方法一方法二A 棉线、尼龙线观测颜色点燃后观测B 磷矿粉、硫酸铵加入水、观测溶解情况加熟石灰研磨、闻气味C 呼出气体、空气伸入燃着的木条观测通入澄清石灰水观测D 软水、硬水蒸干观测加肥皂水观测8.对于下列实验操作的说法,错误..的是【】A.制取气体前先要检查装置的气密性B.测溶液的pH之前先要把试纸湿润C.加热试管时,局部加热前先均匀加热D.点燃可燃性气体前先要检查气体的纯度9.在水的蒸发过程中,下列说法对的的是【】A.水分子的体积变大B.水分子的化学性质不变C.水分子的质量变小D.水分子间的间隔不变【】10.下列实验事实不能..作为相应观点的证据是温度/ C。
高三化学练习题:有机化合物的结构与性质有机化合物是由碳原子构成的化合物,是化学研究的重要领域。
了解有机化合物的结构与性质对于理解和应用化学知识至关重要。
下面是一些有机化合物的结构与性质的练习题,帮助高三学生巩固他们的知识。
1. 以下哪个化合物是醇类?a) 乙醛b) 丙酮c) 甲醇d) 丁烯2. 在以下有机化合物中,哪一个分子中含有酯官能团?a) 乙醇b) 乙醛c) 甲酸甲酯d) 甲酸3. 下面哪一个化合物是烷烃?a) 乙炔b) 甲烷c) 乙烯d) 丙酮4. 下列哪个官能团在有机化合物中会引起分子极性增加?a) 羧酸b) 脂肪酸c) 醇d) 酮5. 下面哪个化合物是酮?a) 甲醇b) 丙烯醛c) 乙酸酯d) 丙酮6. 下列哪个官能团是胺化合物中的官能团?a) 氨基b) 羟基c) 羧基d) 甲基7. 以下哪个化合物是脂肪酸?a) 乙炔b) 乙醇c) 甲酸d) 甲酸甲酯8. 在有机化合物中,哪个官能团可使分子具有碱性?a) 羟基b) 羧基c) 氨基d) 醇基9. 下面哪个化合物是醇醚?a) 甲醇b) 乙醛c) 甲酸甲酯d) 乙醚10. 在以下有机化合物中,哪一个是饱和烃?a) 乙炔b) 乙烯c) 甲烷d) 乙醇答案:1. c) 甲醇2. c) 甲酸甲酯3. b) 甲烷4. a) 羧酸5. d) 丙酮6. a) 氨基7. c) 甲酸8. c) 氨基9. d) 乙醚10. c) 甲烷这些练习题涉及了有机化合物的常见官能团和命名,帮助学生巩固有机化学的基本知识。
通过解答这些问题,他们可以更好地理解有机化合物的结构和性质,为进一步学习有机化学打下坚实的基础。
最难化学竞赛试题及答案1. 题目:请解释什么是同位素,并给出一个例子。
答案:同位素是具有相同原子序数但不同质量数的原子。
它们具有相同数量的质子,但中子数不同。
例如,氢的同位素包括氘(D)和氚(T),它们都有1个质子,但氘有1个中子,而氚有2个中子。
2. 题目:描述酸碱中和反应的基本原理。
答案:酸碱中和反应是指酸和碱在水溶液中发生反应,生成水和盐的过程。
在这种反应中,酸提供质子(H+),而碱接受质子,生成水分子(H2O)和盐。
例如,盐酸(HCl)与氢氧化钠(NaOH)反应生成氯化钠(NaCl)和水(H2O)。
3. 题目:什么是氧化还原反应?请给出一个例子。
答案:氧化还原反应是一种化学反应,其中至少有一个元素的氧化态发生变化。
在这种反应中,一个物质失去电子(被氧化),而另一个物质获得电子(被还原)。
例如,铜与硝酸银溶液反应,铜被氧化成铜离子,而硝酸银中的银离子被还原成银金属。
4. 题目:解释什么是化学键,并列举两种不同类型的化学键。
答案:化学键是原子之间通过共享、转移或吸引电子形成的连接。
两种不同类型的化学键包括离子键和共价键。
离子键是由正离子和负离子之间的静电吸引力形成的,如氯化钠(NaCl)中的钠离子(Na+)和氯离子(Cl-)。
共价键是由两个原子共享电子对形成的,如水(H2O)中的氢原子和氧原子之间的键。
5. 题目:描述什么是摩尔质量,并给出计算摩尔质量的公式。
答案:摩尔质量是一摩尔物质的质量,以克为单位。
它是该元素的相对原子质量或相对分子质量乘以1摩尔的质量(0.001千克)。
计算摩尔质量的公式是:摩尔质量(g/mol)= 相对原子质量或相对分子质量。
6. 题目:什么是勒夏特列原理?请给出一个应用实例。
答案:勒夏特列原理指出,如果一个处于平衡状态的化学反应系统受到外部条件的改变(如浓度、压力或温度的变化),系统会自动调整以减少这种改变的影响,从而重新达到平衡。
例如,在一个封闭容器中,氮气和氢气反应生成氨气,如果增加氮气的压力,平衡会向生成更多氨气的方向移动,以减少氮气的浓度增加。
奥林匹克化学竞赛试题20 题1. 下列物质中,属于纯净物的是()A. 空气B. 海水C. 冰水混合物D. 矿泉水答案:C。
2. 下列化学方程式书写正确的是()A. 2H₂O₂ = 2H₂O + O₂B. Mg + O₂ = MgO₂C. 2Fe + 6HCl = 2FeCl₂ + 3H₂↑D. CuSO₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₂答案:D。
3. 元素X 的原子结构示意图为,则X 在化学反应中容易()A. 得到电子B. 失去电子C. 既不得到也不失去电子D. 无法确定答案:A。
4. 下列关于溶液的说法中,正确的是()A. 溶液一定是无色透明的B. 溶质只能是固体C. 溶液是均一、稳定的混合物D. 将饱和溶液降温一定会析出晶体答案:C。
5. 实验室制取二氧化碳的药品是()A. 碳酸钙和稀硫酸B. 碳酸钙和稀盐酸C. 碳酸钠和稀硫酸D. 碳酸钠和稀盐酸答案:B。
6. 下列物质在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体的是()A. 红磷B. 木炭C. 铁丝D. 硫粉答案:C。
7. 下列物质的用途主要利用其化学性质的是()A. 铜用于制作导线B. 干冰用于人工降雨C. 天然气用作燃料D. 金刚石用于切割玻璃答案:C。
8. 鉴别氧气、二氧化碳、空气三瓶气体,最简单的方法是()A. 分别插入燃着的木条B. 分别通入澄清石灰水C. 分别闻气味D. 分别观察颜色答案:A。
9. 下列实验操作正确的是()A. 用酒精灯的内焰加热物质B. 给试管里的液体加热时,试管口不能对着人C. 量取50 毫升液体用100 毫升的量筒D. 用托盘天平称量时,左盘放砝码,右盘放药品答案:B。
10. 下列有关水的说法中,错误的是()A. 水是一种氧化物B. 生活中常用煮沸的方法降低水的硬度C. 电解水实验中,正、负极产生的气体体积比约为2:1D. 地球上的水储量是丰富的,但可供利用的淡水资源是有限的答案:C。
11. 铁在潮湿的空气中容易生锈,铁锈的主要成分是()A. FeOB. Fe₂O₂C. Fe₂O₂D. Fe(OH)₂答案:B。
2016年辽宁省高中学生化学竞赛试题(时间 90分钟,共100分)一、选择题(本题包括9小题,每小题3分,共27分。
每小题只有一个选项符合题意。
)1.化学与环境、材料、信息、能源关系密切,下列说法正确的是A .用漂粉精和洁厕灵的混合液清洗马桶效果更佳B .推广使用煤液化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放C .高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片D .PM 2.5是指大气中直径接近2.5×10-6m 的颗粒物,分散在空气中形成胶体2.中国传统文化对人类文明贡献巨大,在古代,我国人民就已经广泛应用了化学知识,古代文献中大量记载了他们的研究成果。
下列关于古代化学的应用和记载,对其说明不合理...的是 A .《本草纲目》中记载“(火药)乃焰消(KNO 3)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”,这是利用了KNO 3的氧化性B .我国古代文献《天工开物》记载“凡研硝(KNO 3)不以铁碾入石臼,相激火生,祸不可测”是因为KNO 3能自燃C .《本草经集注》中记载了区分硝石(KNO 3)和朴硝(Na 2SO 4)的方法:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,这是利用了焰色反应D .在古代我国人民常用明矾水除去铜器上的铜锈[Cu 2(OH)2CO 3],是因为Al 3+能水解3.东晋《肘后备急方》中记载“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之,可截疟”。
2015年生理学或医学诺贝尔奖得主屠呦呦从中得到启发,获得对多种疟原虫抑制率达到100%疗效的青蒿素。
右图是青蒿素的结构,则有关青蒿素的说法中正确的是A .青蒿素分子式为C 15H 20O 5B .青蒿素分子中含有过氧链、酯基和醚键C .青蒿素热稳定性好,可用水煎的方法提取D .青蒿素在碱性条件下易发生水解反应,1 mol 青蒿素在反应中消耗2 mol NaOH 1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CdIn Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr H Li Be B C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNe Ar KrXe Rn 相 相 相 相 相 相4.X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在周期表中相对位置如图所示。
芳烃知识解读【知识点1】芳烃的分类、结构、命名、物理性质1、芳烃的分类按照其结构可以分为单环芳烃和多环芳烃。
单环芳烃包括苯及其同系物、乙烯苯和乙炔苯等;多环芳烃根据苯环的连接方式,又可在分为三类:联苯()、多苯代脂肪烃、和稠环烃()。
2、苯的结构根据现代物理方法如X射线衍射法、光谱法等证明了苯分子是一个平面六边形构型,键角都是120°,碳碳键的键长都是0.1397nm。
苯分子里6个碳原子都以sp2杂化方式分别与2个碳原子形成碳碳σ键、与1个氢原子形成碳氢σ键,由于碳原子是sp2杂化,所以键角是120°,并且6个碳原子和6个氢原子都在一个平面内。
另外,苯环上6个碳原子各有一个未参加杂化的2p轨道,它们垂直于环的平面,相互重叠形成大π键。
每个碳碳键的键长相等,其数值介于碳碳单键和碳碳双键之间。
图1 苯分子的σ键图2 碳原子的p轨道3、芳烃的命名(1)单环芳烃以苯环为母体,烷基作为取代基,称“某烷基苯”,烃基复杂时,也可把苯当作取代基:甲苯苯乙烯(乙烯苯)苯乙炔(乙炔苯)CH=CH1,2-二苯乙烯(2)有两个或多个取代基时,须注明相对位次:邻二甲苯 间二甲苯1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯o-二甲苯 m-二甲苯 p-二甲苯(3)三个基团相同时:连三甲苯 偏三甲苯均三甲苯1,2,3-三甲苯 1,2,4-三甲苯1,3,5-三甲苯(4)苯取代基不同时,一般用数字表示位次:OH CHONH 2OH2Br2-氨基-5-羟基苯甲醛 3-氨基-5溴苯酚(5)多元取代基的芳烃衍生物①-NO 2、-NO 、-X 只作取代基而不作母体;②-NH 2、-OH 、-CHO 、-COOH 则看作一类化合物,苯看作取代基;③当环上有多种取代基时,选好母体,依次编号,母体选择顺序如下:-N +R , -COOH , -SO 3H , -COOR , -COX, -CONH 2 , -CN , -CHO , -COR , -OH , NH 2 , -OR - , -R, -X间二硝基苯 苯酚 对氯苯酚(6)几个重要的基团苯基(Ph ):苯环上消去一个氢原子剩余的基团C 6H 5—苄基(Bz ):甲苯上的甲基消去一个氢原子剩余的基团C 6H 5CH 2—芳基(Ar ):芳烃分子的芳环上消去一个氢原子剩余的基团4、芳烃的物理性质芳香烃不溶于水,但溶于有机溶剂。
物质结构一、核外电子的运动状态1.电子层(1)电离能:从气态原子(或气态阳离子)中去掉电子,把它变成气态阳离子(或更高价气态阳离子),需要克服核电荷的引力而消耗的能量。
符号:I单位:电子伏特(是一个电子在真空中通过1伏特电位差所获得的动能,它是一种描述微观粒子运动的能量单位。
1电子伏特=1.6022×10-19 J)注:从元素的气态原子去掉一个电子成为+1价气态阳离子所需要消耗的能量,称为第一电离能(I1);依次类推。
可得:①I1< I2< I3< I4< I5②分析Li,原子核外有3电子。
I3比I2增大不到一倍,但I2比I1却增大了十几倍。
说明这3电子分两组,两组能量有差异。
I1比I2、I3小得多,说明有一个电子能量较高,在离核较远的区域运动,容易被去掉。
另两个电子能量较低,在离核较近的区域运动。
③结论:电子是分层排布的。
2.电子亚层和电子云的形状①能量关系:电子层由里→外,能量由低→高。
同一电子层中,电子的能量还有差别,电子云的形状也不相同。
②电子亚层:K层――一个亚层,s亚层L层――二个亚层,s亚层、p亚层M层--三个亚层,s亚层、p亚层、d亚层N层--四个亚层,s亚层、p亚层、d亚层、f亚层③电子亚层形状:s亚层――球形p亚层――纺锤形(其他不介绍)④电子亚层能量:在同一电子层中能量s < p < d < f问题:比较下列轨道能量:1s、3p、2s、3d、4s、2p(1s <2s <2p <3p <3d <4s)3.电子云的伸展方向(1)电子云具有确定的形状和一定的伸展方向。
s电子云:球形对称,在空间各方向上伸展的程度相同。
z2pd电子云:五种伸展方向;f电子云:七种伸展方向。
(2)轨道:在一定电子层上,具有一定的形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个轨道。
则s、p、d、f四个亚层分别有1、3、5、7个轨道。
高中化学特长生(竞赛、“强基计划”考试)测试题(高二年级)一、本题包括15小题,每小题2分,共30分。
每小题仅有1个选项符号题意。
1.下列生活常识与化学原理有关,正确的选项是①福尔马林具有防腐杀菌的作用,是因为甲醛可以使蛋白质变性;②人体血液pH保持弱碱性(7.40±0.05),主要是血液中存在H2CO3-HCO3—缓冲体系;③硫酸亚铁补铁剂应与维生素C同服,是因为维生素C可以防止Fe2+被氧化;④油炸食品容易产生“哈喇”味而不能食用,是因为被氧化产生过氧化物和醛类A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④2. 下列各氧化态的含氧酸中,酸性最强的是A.Ti(Ⅳ) B.V(Ⅴ) C.Cr(Ⅵ) D.Mn(Ⅶ)3. 第九周期最后一种元素的原子序数是A.168 B.200 C.218 D.2404. 在NaOH(aq)中P4发生歧化反应,氧化剂占该物质的物质的量分数为A.0.25 B.0.50 C.0.75 D.0.805. 向下列溶液中加入AgNO3(aq),析出黑色沉淀的是A.H3PO4B.NaH2PO4C.H3PO2D.Na2H2P2O76.等径球的金刚石型(A4)堆积的空间利用率为A.0.74 B.0.68 C.0.34 D.0.527.在体心立方晶胞中,晶胞参数a与球半径r的关系为A.r=0.433a B.r=0.500a C.r=0.354a D.r=a8.酸性介质中H2O2与K2Cr2O7反应生成蓝色的二过氧合铬CrO5(反应1),在酸性水溶液中CrO5与H2O2作用,溶液迅速变绿色并放出气体(反应2)。
则下列说法不正确的是A.反应1是非氧化还原反应B.反应2的离子方程式为2CrO5+7H2O2+6H+==2Cr3++7O2+10H2OC.若只考虑这两个反应,1 mol H2O2完全反应转移了2 mol电子D.可利用反应1和反应2来检验H2O2或Cr2O72—9.下列各物质中,键角最小的是A.NO2+ B.NO2C.NO2—D.N2O10.在地球的电离层可能存在的离子团中,最稳定的是A.ArCl+ B.OF+C.SCl+D.PS+11.下列氙酸盐中,热稳定性最大的是A.RbXeF7B.K2XeF8C.Na2XeF8D.Cs2XeF812.下列排列次序正确的是A.半径:Be2+<Li+<N<F—<S2—<H—B.物质的熔点:晶体硅>SiC>KCl>CsBr>干冰>硫晶体C.热稳定性:SiH4<PH3<NaHCO3<Li2CO3<HFD.碱性:KOH>NH3·H2O>Al(OH)4—>Al(OH)3>H3BO3>H2CO313.下列分子不存在顺反异构的是A.F—N=N—F B.CH3CH=NH C.1,2-甲基环丙烷D.1,1,3-三氯环丙烷14.在铜作催化剂时,F2能与过量的NH3反应得到一种铵盐A和气态物质B。
一、选择题(每小题3分,共9分)1、下列民间制作属于化学变化的是()a .佛山剪纸b.潮州木雕c.信宜竹编d.客家米酒2、下列物质中含有氧气分子的是( )a .过氧化氢(h 2o 2)b .二氧化锰(mno 2)c .二氧化碳(co 2)d .空气3、根据下列微粒的结构示意图(圆圈内“+”号和数字表示带正电的质子的数目,()a b c d弧线上数字代表各电子层带负电的电子的数目) ,其中属于阳离子的是二、填空题(共13分)4. (9分)在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,小明设计了如右图所示实验装置,集气瓶下端为开口(即没有瓶底),上端瓶口有一带有燃烧匙的橡皮塞,瓶上带有刻度线,把集气瓶离水面的位置与橡皮塞之间的容积分成五等份。
实验时把点燃的红磷立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞。
回答下列问题:(1)如果不出现意外,实验中应观察到的主要的现象是、;(2分)化学反应的文字表达式是;(2分)(2)关于空气中氧气含量的结论是是;(3)小红所测氧气含量与小明的有较明显的偏差,导致偏差的原因可能有(要求答出两种),4、(4分) 下图中“”表示碳原子,“”表示氧原子。
其中表示混合物的是(填图的编号) ,b 图表示(填物质的化学式) ,b 与c 反应的符号表达式是。
三、实验题(共8分)5、(8分) 某同学在实验室用以下装置制备氧气并探究氧气的性质。
(1)该同学制备氧气是应选用的药品是(限选:h 2o 2溶液、mno 2、kmno 4), 生成氧气文字表达式为。
(2)夏天室温很高的时候,检验该装置气密性的合理方法是:将导管口放入水面下,然后,若导管口有气泡冒出,说明装置不漏气。
(3)添加药品,连接仪器,加热试管后导管口有气泡冒出,此时导管口还在集气瓶外面,接下来的操作正确的是(填字母)。
a 、立刻将导管口移入集气瓶b 、等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶c 、立即熄灭酒精灯,将导管口移入集气瓶后再点燃酒精灯(4)该同学用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后,伸进一瓶氧气中,观察到的现象是。
全国化学竞赛初赛强化训练——原子结构、晶体和氢键1.1984年,联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重离子加速器上用58Fe 离子轰击208Pb 靶时发现了265X 。
(1)X 的元素符号是 ,X 最高价氧化物的化学式是 。
(2)用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数,写出合成X 的核反应方程式(方程式涉及的其他符号请按常规书写)。
(3)最近有人用高能26Mg 核轰击248Cm 核,发生核合成反应,得到X 的另一种同位素;然后释放出α粒子,得到质量数为265的另一种核素。
分别写出核反应方程式。
答案:(1)Hs (1分) HsO 4(1分) (2)5826Fe +20882Pb →265108Hs +10n (1分) (3)2612Mg +24896Cm →269108Hs +510n 269108Hs →265106Sg +42He (各1分) 2.在我们地球的物质世界里的周期系是根据4个量子数建立的,即n =1,2,3,……;l =0,1,…,(n -1);m l =0,±1,±2…,±l ;m s =±1/2。
如果在另一个星球,那里的周期系也是由4个量子数建立的,但它们的关系为n =1,2,3,……;l =0,±1,±2,…,±(n -1);m l =0,1,2,…,l -1;m s =±1/2。
如果在地球上的基本原理在这个星球上也是适用的(但不发生能级交错现象),回答下列问题:(1)这个星球中第一、二、三、四、五、六层各有几个亚层?(2)这个星球中s 、p 、d 、f 、g 、h 亚层各有几个轨道?(3)这个星球中第一、二、三、四、五、…、n 层各有几种元素?(4)写出9、33号元素的价电子构型;(5)写出前112号元素电负性最大和最小的元素的原子序数;(6)写出第二周期中可能的杂化轨道。
(7)在这个星球中的有机化学是最可能以哪一种元素为基础的?写出原子序数。
(8)在这个星球中,有哪些规则和地球上所用的8电子和18电子规则相当?(9)如果这个星球中每个轨道只容纳1个电子(m s =1/2),其它量子数和基本原理不变,写出前100号元素的稀有气体的原子序数。
答案:(1)1、3、5、7、9、11(1分) (2)1、2、3、4、5、6(1分)(3)2、12、30、56、90(1分)、…、2n(2n -1)(1分)(4)1s 22s 22p 22d 3 1s 22s 22p 42d 63s 23p 43d 63f 7(各1分)(5)13 101(各1分)(6)sp 、sp 2、sp 2d 、sp 2d 、sp 2d 2、sp 2d 3、pd 、pd 2、pd 3、p 2d 、p 2d 2、p 2d 3(2分)(7)8(1分) (8)12、30(1分)(9)2、11、31、66(1分)3.已知等电子体间具有相似的空间构型和成键形式,SO 3、BF 3、NO 3-、CO 32-互为等电子体。
(1)指出上述等电子体的空间构型和成键情况; (2)为什么上述等电子体不包括SiO 32-、O 4? (3)列举与N 2为等电子体的分子或离子4种答案:(1)平面正三角形(1分) 除3个σ键外还有1个π64大π键(1分)(2)SiO 32-和O 4都不是AB n 型。
SiO 32-是化学式(1分),它是SiO 44-以2个氧分别和另外2个SiO 2相联成长链或环状物质的化学式,不像CO 32-等那样是一个单独存在的离子单元(1分);O 4的构型为(1分)。
(3)CO 、NO +、CN -、C 22-(2分)4.NF3是一种三角锥体分子A,键角102°,沸点-129℃;可在铜的催化作用下由F2和过量NH3反应得到。
(1)写出制备NF3的化学反应方程式;(2)为什么NF3的键角比NH3的键角(107.3°)小得多?(3)为什么NF3的沸点比NH3的沸点(-33℃)低得多?(4)用σ+和σ-表示出NH3和NF3分子中键的极性,预测这两个分子极性大小,并解释原因。
(5)预测NF3酸碱性情况?(6)在NF3中N-F键能为280kJ/mol,比在BF3中B-F键能(646kJ/mol)的1/2还小,请解释原因。
(7)NF3不易发生水解,而NCl3却能发生水解。
分析NF3不发生水解的3点理由和NCl3的水解反应方程式。
答案:(1)4NH3+3F2=NF3+3NH4F(1分)(2)F电负性大于氢,故NF3中N周围电子密度相对小于NH3中情形(1.5分)(3)NH3中有氢键,NF3只有范德华力(1.5分)(4)(1分)NF3分子的极性比NH3分子的极性小(1分)在NF3中,孤对电子产生的偶极方向和N-F健产生的偶极方向相反而抵消,在NH3中N-H键的净偶极矩和孤对电子的偶极矩方向一致(1分,NF3偶极矩0.78×10-30C·m;NH3偶极矩4.74×10-30C·m)(5)具有弱碱性,且碱性比NH3弱(1分)(6)①B原子半径比N原子小,且B、F电负性差比N、F电负性差大,因此B-F 单键比N-F单键键能大(1分);②在BF3中,由于F和B的p轨道重叠,使B-F健具有双键特征(π64),因此在BF3中的键能更大(1分)。
(7)①电负性F N,N为δ+,不接受H 2O的H+进攻,不能发生亲电水解(1分);②N只有4个价轨道,均被占据,不能发生亲核水解(1分);③N-F键能大,难断开。
(1分)NCl3+3H2O=NH3+3HClO(1分)5.自发现稀有气体以来,人们对其反应活性的零星研究一直没有停止过,稀有气体化合物一度成为世界范围内的研究热门。
(1)稀有气体氙能和氟形成多种氟化物,实验测定在353K、15.6kPa时,某气态氟化物试样的密度为0.899g/cm3,试确定该氟化物的分子式;(2)该化合物的电子排布为构型;(3)该化合物的晶体结构已由中子衍射测定,晶体属四方晶系产品,a=431.5pm,c=699pm,晶胞中有两个分子,其中Xe:(0,0,0)、(1/2,1/2,1/2),F:(0,0,z)、(0,0,-z)……,假设Xe-F键长200pm,计算非键F…F、Xe…F的最短距离。
并画出一个晶胞图。
答案:(1)XeF2(1分)(2)三角双锥(1分)(3)R F-F=299pm,R Xe-Ag=340pm(1分)(2分)6.(1)一种金属化合物中晶体结构为立方面心点阵,Mg原子采用类似金刚石的排列,每4个Cu原子形成四面体,相互之间共用顶点连接起来,排布在Mg原子的空隙中。
请问该晶胞中有个原子,该金属化合物最简式为。
(2)以草酸铁和草酸锌为原料,按一定比例溶于水中充分搅拌混匀,加热并蒸去混合溶液的水分;逐渐共沉淀下来,产物几乎为Fe3+与Zn2+均匀分布的的固溶体型草酸盐混合物,过滤、灼烧,即成很好的固相反应原料“前驱物”的制备——即一种尖晶石型物质A:O2-作立方最密堆积,Zn2+占据1/8的四面体空隙,Fe3+占据1/2的八面体空隙。
请写出该反应的化学方程式。
答案:(1)24,MgCu2(各2分)(2)Fe2[(COO)2]3+Zn(COO)2=ZnFe2O4+4CO↑+4CO2↑(4分)7.日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜,发现它具有导电性。
这是世界上第一个导电高分子聚合物。
研究者为此获得了2000年诺贝尔化学奖。
(1)写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。
再另举一例常见高分子化合物,它也有顺反两种构型(但不具有导电性)。
(2)若把聚乙炔分子看成一维晶体,指出该晶体的结构基元。
(3)简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。
(4)假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成,聚乙炔分子中碳—碳平均键长为140pm。
若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来,形成一个具有很好对称性的大环轮烯分子,请画出该分子的结构。
(5)如果5个或7个乙炔分子也头尾连接起来,分别形成大环轮烯分子,请画出它们的结构。
(6)如果3个乙炔分子聚合,可得到什么常见物质。
并比较与由5、7、9个乙炔分子聚合而成的大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。
(7)预测由3、5、7、9个乙炔分子聚合而成的化合物是否都具有芳香性?作出必要的说明。
答案:(1)C C C CC CC C(顺式)C CC CC CC C(反式)(各1分)(1分)(顺式)天然橡胶(反式)杜仲胶(2)-CH=CH-CH=CH-(1分)(3)聚乙炔的结构单元是CH,每个碳原子轨道都是sp2杂化,形成了三个共平面的,夹角约120°的杂化轨道,这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。
其余未成键的P Z轨道与这一分子平面垂直,它们互相重叠,形成长程的π电子共轭体。
(2分)(4)(2分)(5)1分)(6)苯(1分)都有3个顺式双键(苯看作单双键)(1分)(7)[6]轮烯(苯)、[14]轮烯、[18]轮烯都具有芳香性;[10]轮烯不具有芳香性。
[10]轮烯虽然π电子也满足4n+2,但环内的2个氢原子的相对位置破坏了环的平面性。
8.PdO属四方晶系,在其晶体中,Pd原子和O原子分别以层状排布,其中O原子层与层之间能够完全重合,而Pd原子则每隔一层重复一次,试画出PdO的晶胞,并指出距Pd最近的原子有几个,呈何种立体构型?分析:PdO属四方晶系,其中Pd原子则每隔一层重复一次,说明晶胞中有两类不同空间环境的Pd原子,考虑到Pd常采用四配位,Pd2+采用dsp2杂化呈平面四方形,故晶胞中含有四个Pd原子。
做图如右。
距离Pd原子最近的原子为氧原子,有4个,呈平面四方形。
9.氟硅酸H2SiF6具有很好的防治小麦锈病的药效,但它易按下式分解而失效: H2SiF6(l)=SiF4(g) + 2HF(g)。
后来人们将四氟化硅气体通入尿素的甲醇溶液制得了氟硅酸脲晶体,它易溶于水,和含量相同的氟硅酸具有相同的防锈药效,并有许多优越性能而成为氟硅酸的替代产品。
晶体结构测试表明,氟硅酸脲属四方晶系,晶胞参数a=926.3pm, c=1789.8pm, 晶体密度1.66g.cm-3; 晶体由[(NH2)2CO]2H+和SiF62-两种离子组成,其中[(NH2)2CO]2H+是由两个尿素分子俘获一个质子形成的脲合质子。
(1)试分析脲合质子[(NH2)2CO]2H+的结构和成键情况;(2)计算说明一个氟硅酸脲晶胞中包含多少个这样的脲合质子;(3)与氟硅酸相比,氟硅酸脲能有效地保持药效并减小腐蚀性,请解释原因。
答案:(1)H2NC H2N O NH2CNH2O或H2NCH2NO NH2CNH2OH+2个尿素分子俘获1个质子H+,在尿素分子的2个氧原子间形成很强的氢键O…H…O。