高考化学综合题专题复习【 化学键】专题解析及答案
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高考化学综合题专题复习【化学键】专题解析及答案
一、化学键练习题(含详细答案解析)
1.
下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表某一化学元素。
(1)表中字母h元素在周期表中位置___。
(2)写出b元素的最高价氧化物对应的水化物所含化学键类型___。
(3)下列事实能说明a元素的非金属性比c元素的非金属性强的有___。
A.a单质与c的氢化物溶液反应,溶液变浑浊
B.在氧化还原反应中,1mola单质比1molc单质得电子数目多
C.a和c两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高
(4)g与h两元素的单质反应生成1molg的最高价化合物。
恢复至室温,放热687kJ。
已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃。
写出该反应的热化学方程式___。
(5)常温下d遇浓硫酸形成致密氧化膜,若薄膜为具有磁性的该元素氧化物,写出该反应的化学方程式___。
(6)e与f形成的1mol化合物Q与水反应,生成2mol氢氧化物和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,写出烃分子电子式___。
【答案】第三周期、ⅦA族离子键、(极性)共价键 AC Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) ∆H= -
687kJ·mol-1 3Fe+4H2SO4(浓)=Fe3O4+4SO2↑+4H2O
【解析】
【详解】
由元素周期表可知:a为氧元素、b为钠元素、c为硫元素、d为铁元素、e为镁元素、f为碳元素、g为硅元素、h为氯元素;
(1)表中字母h为氯元素,其在周期表中位置为第三周期、ⅦA族;
(2)b为钠元素,钠的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,所含化学键类型为离子键、(极性)共价键;
(3)a为氧元素、c为硫元素;
A.O2与H2S的溶液反应,溶液变浑浊,说明有S生成,即O2的氧化性比S强,即氧元素的非金属性比硫元素的非金属性强,故A正确;
B.元素的非金属性强弱体现得电子能力,与得电子数目无关,故B错误;
C.O和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高,说明H2O比H2S稳定,即氧元素的非金属性比硫元素的非金属性强,故C正确;
故答案为AC;
(4)已知Si(s)与C12(g)化合反应生成1molSiCl4(l)时放热687kJ,则该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l) ∆H= -687kJ·mol-1;
(5)常温下Fe遇浓硫酸形成致密氧化膜,该薄膜为具有磁性说明是Fe3O4,则反应的化学方程式为3Fe+4H2SO4(浓)=Fe3O4+4SO2↑+4H2O;
(6)C与Mg形成的1mol化合物Q与水反应,生成2mol氢氧化物和1mol烃,此氢氧化物应为Mg(OH)2,设化合物Q分子中含有x个C原子,则由原子守恒可知化合物Q的化学式
应为Mg2C x;已知烃分子中碳氢质量比为9:1,其分子中C、H原子数之比=
9
12
:
1
1
=3:4,结
合化合物Q的化学式Mg2C x,可知该烃分子式为C3H4,C3H4为共价化合物,其电子式为。
【点睛】
元素非金属性强弱的判断依据:①非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性),非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定),元素的非金属性越强,反之越弱;②最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱.最高价含氧酸的酸性越强,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱;③氧化性越强的非金属元素单质,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱,(非金属相互置换)。
2.
(1)下列各组化合物中,化学键类型和化合物类型均相同的是_________(填序号)。
①CaCl2和 Na2S ②Na2O 和 Na2O2③CO2和CaO ④HCl 和 NaOH
(2)下列过程不一定释放能量的是________。
①化合反应;②分解反应;③形成化学键;④燃料燃烧;⑤酸碱中和;⑥炸药爆炸
(3)Ba(OH)2• 8H2O和NH4Cl反应的化学方程式是________________________________,反应过程能量变化的图像符合_____________(填“图1”或“图2”)。
图1 图2
(4)已知1 mol石墨转化为1 mol金刚石要吸收能量,则石墨比金刚石_______(填“稳定”或“不稳定”)。
(5)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。
若生成气态水放出的热量为Q1,生成液态水放出的热量为Q2,那么Q1______Q2(填大于、小于或等于)。
(6)已知:4HCl+O2=2Cl2+2H2O。
该反应中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,且断开O=O键和Cl-Cl键所需的能量如下图所示。
则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl
键所需能量相差约为______ kJ。
【答案】①①② Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 图2 稳定小于 31.9 【解析】
【分析】
(1)一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,第IA、第IIA族和第VIA、第VIIA族元素之间易形成离子键;
(2)根据吸热反应和放热反应的类别判断;
(3)Ba(OH)2∙8H2O和NH4Cl反应生成氯化钡,氨气和水,属于吸热反应,判断合适的能量图;
(4)根据自身能量越低越稳定判断;
(5)根据气态水变成液态水放热判断;
(6)根据焓变等于断裂旧的化学键吸收的能量减去形成化学键释放的能量计算。
【详解】
(1)①CaCl2和Na2S都属于离子化合物,都含有离子键,故①符合题意;
②Na2O和Na2O2都属于离子化合物,Na2O中存在离子键,Na2O2中含有离子键和非极性共价键,故②不符合题意;
③CO2属于共价化合物,主要含有共价键,CaO属于离子化合物,含有离子键;
④HCl属于共价化合物,主要含有共价键,NaOH属于离子化合物,含有离子键和极性共价键;
所以化学键类型和化合物类型均相同的是①;
(2)①绝大多数化合反应释放能量,少数化合反应吸收热量,例如碳和二氧化碳反应生成一氧化碳,故①符合题意;
②绝大多数分解反应吸收能量,少数化合反应释放能量,例如过氧化氢分解制氧气,故②符合题意;
③形成化学键一定释放能量,故③不符合题意;
④燃料燃烧一定释放能量,故④不符合题意;
⑤酸碱中和反应一定释放能量,故⑤不符合题意;
⑥炸药爆炸一定释放能量,故⑥不符合题意;
符合题意的是①②;
(3)Ba(OH)2∙8H2O和NH4Cl反应的化学方程式是Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O,反应为吸热反应,即生成物的能量高于反应物的能量,能量图选择图2;
(4)已知1 mol石墨转化为1 mol金刚石要吸收能量,则石墨比金刚石能量低,能量越低的物质越稳定,石墨比金刚石稳定;
(5)一定量的氢气在氧气中充分燃烧生成气态水放出的热量为Q1,生成液态水放出的热量为
Q2,由于气态水转化为液态水还要放热,故生成液态水释放的能量多,Q1小于Q2;(6)根据化学反应:4HCl+O2=2Cl2+2H2O,放出115.6 kJ的热量,断开1molO=O键和
1molCl-Cl键所需的能量分别为498kJ/mol和243kJ/mol,设断开1molH—O键需要的能量为x,断开1 mol H—Cl键所需能量为y,根据反应物断裂吸收的总能量与形成生成物释放的能量差等于反应放出的能量,4y+498kJ/mol-(243kJ/mol×2+4x)=-115.6 kJ,解得x-
y=31.9kJ/mol,断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为31.9kJ。
3.
已知①Na2O2 ②O2 ③HClO④H2O2⑤Cl2 ⑥NaClO ⑦O3七种物质都具有强氧化性。
请回答下列问题:
(1)上述物质中互为同素异形体的是_____(填序号,下同)。
(2)含非极性键的共价化合物是_________。
(3)属于离子化合物的有______种。
(4)Na2O2、HClO、H2O2均能用于制备O2。
①HClO在光照条件下分解生成O2和HCl,用电子式表示HCl的形成过
程:_________________________。
②写出Na2O2与H2O反应制备O2的化学方程
式:____________________________________。
③H2O2在二氧化锰催化作用下可以制备O2。
若6.8g H2O2参加反应,则转移电子数目为
_________,生成标准状况下O2体积为_______L。
【答案】②⑦④ 2 2Na2O2 +2H2O=4NaOH +O2↑ 1.204x1023或0.2N A 2.24
【解析】
【分析】
根据物质的分类的依据,熟悉同素异形体、离子化合物的概念,用电子式表示共价化合物的物质形成的过程。
【详解】
(1)同种元素组成的结构不同的单质互为同素异形体。
故O2与O3互为同素异形体;(2)Na2O2既含有非极性共价键又含有离子键的离子化合物;HClO是含有极性键共价键而不含非极性共价键的化合物;H2O2既含有极性共价键又含有非极性共价键的化合物;NaClO既含有极性共价键又含有离子键的离子化合物;O2、O3、Cl2属于单质,不属于化合物,故含非极性键的共价化合物是④H2O2;
(3)由(2)可知,Na2O2、NaClO属于离子化合物,故属于离子化合物的有2种;
(4)HCl是共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程是:;(5)Na2O2与H2O反应生成氧气和氢氧化钠,其反应的化学方程式为2Na2O2
+2H2O=4NaOH +O2↑;
(6)2H2O2
2
MnO
O2↑+2H2O,每生成1mol转移2mol电子,故6.8g H2O2的物质的量:
16.8g 34g mol -⋅=0.2mol ,生成氧气的物质的量为0.1mol ,转移的电子的数目为0.1mol×2×6.02×1023mol -1=1.204x1023;V(O 2) = 0.1mol×22.4L·mol -1=2.24L 。
4.
工业制备纯碱的原理为:NaCl +CO 2+NH 3+H 2O →NH 4Cl +NaHCO 3↓。
完成下列填空:
(1)上述反应体系中出现的几种短周期元素,非金属性最强的是__,第二周期原子半径由大到小的是__。
(2)反应体系中出现的非金属元素可形成多种化合物,其中和铵根离子空间构型相同且属于有机物的电子式是__,该分子为__(选填“极性”、“非极性”)分子。
(3)写出上述元素中有三个未成对电子的原子核外电子排布式__,下列关于该元素和氧元素之间非金属性大小判断依据正确的是___(填编号)
a .最高价氧化物对应水化物的酸性
b .两元素形成化合物的化合价
c .气态氢化物的稳定性
d .氢化物水溶液的酸碱性
侯氏制碱法也称联碱法,联合了合成氨工厂,发生如下反应:N 2+3H 22NH 3 (4)工业为了提高H 2的转化率,一般会加入稍过量的N 2,这样做对平衡常数的影响是__(填“变大”,“变小”或“无影响”,下同),对N 2的转化率的影响是___,对H 2的反应速率的影响是__。
(5)该反应的催化剂是__(填名称)。
反应本身为放热反应,但是工业仍然选择高温的理由是:__。
【答案】O C >N >O 非极性 1s 22s 22p 3 bc 无影响 减小 变大 铁触媒 高温加快反应速率,催化剂适宜温度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)上述反应体系中出现的几种短周期元素为: H 、C 、N 、O 、Na 、Cl 。
同周期元素,从左往右非金属性越来越强,同族元素从下往上,非金属性越来越强,所以几种短周期元素中非金属性最强的是O ;同周期从左往右,元素的原子半径越来越小,C 、N 、O 为第二周期的元素,其原子半径由大到小的顺序为:C >N >O ;
(2)铵根离子空间构型为正四面体形,反应体系中出现的非金属元素可形成多种化合物,其中和铵根离子空间构型相同且属于有机物的是CH 4,其电子式是
,该分子为非极性
分子;
(3)上述元素中有三个未成对电子的原子为N ,其核外电子排布式为1s 22s 22p 3,关于N 与O 元素之间非金属性大小判断依据:
a.O无最高价氧化物对应的水化物,a不能作为判据;
b.可根据两元素形成化合物NO中两元素的化合价来判断两者的非金属性大小,b能作为判据;
c.两者的气态氢化物分别为H2O、NH3,根据氢化物的稳定性可判断两者的非金属性大小,c能作为判据;
d.氢化物水溶液的酸碱性不能作为判断两者的非金属性大小的依据,d不能作为判据;
答案选bc;
(4)工业为了提高H2的转化率,加入稍过量的N2,因为温度不变,所以反应的平衡常数不变,增大N2的量,平衡移动最终只能削弱条件改变带来的影响而不能彻底消除,所以N2的量会比加量前平衡时的量要多,所以N2的转化率会降低,但会提高另一反应物(H2)的转化率;
(5)合成氨反应的催化剂是铁触媒。
反应本身为放热反应,但是工业仍然选择高温的理由是:高温能够加快反应速率,且在该温度下适合催化剂发挥作用,即催化剂的活性强。
【点睛】
元素非金属性大小的主要比较方法:
①根据元素周期表判断:同周期从左到右,非金属性逐渐增强;同主族从上到下非金属性逐渐减弱。
②从元素单质与氢气化合难易上比较:非金属单质与H2化合越容易,则非金属性越强。
③从形成氢化物的稳定性上进行判断:氢化物越稳定,非金属性越强。
④从非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断:若最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则非金属性越强。
⑤从非金属阴离子还原性强弱判断:非金属阴离子还原性越强,对应原子得电子能力越弱,其非金属性越弱。
⑥根据两种元素对应单质化合时电子的转移或化合价判断:一般来说,当两种非金属元素化合时,得到电子而显负价的元素原子的电子能力强于失电子而显正价的元素原子。
5.
现有a~g7种短周期元素,它们在元素周期表中的相对位置如表所示,请回答下列问题:
(1)下列选项中,元素的原子间最容易形成离子键的是___(填序号,下同),元素的原子间最容易形成共价键的是___。
A.c和f B.b和g C.d和g D.c和e
(2)下列由a~g7种元素原子形成的各种分子中,所有原子最外层都满足8电子稳定结构的是___(填序号)。
A.ea3 B.ag C.fg3 D.dg4
(3)由题述元素中的3种非金属元素形成的AB型离子化合物的电子式为___。
(4)c与e可形成一种化合物,试写出该化合物的化学式:___,其含有的化学键类型为
___,其与过量稀盐酸反应的化学方程式为___。
【答案】B C CD Mg3N2离子键
Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl
【解析】
【分析】
首先确定a~g的7种元素具体是什么元素,
(1)一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键;
(2)根据各分子中非金属元素的原子形成的共用电子对情况分析;
(3)3种非金属元素形成的AB型离子化合物是NH4Cl;
(4)根据化合物中的成键元素来判断化学键类型,并根据物质的性质来书写方程式。
【详解】
根据元素在元素周期表中的相对位置可知a、b、c、d、e、f、g分别为H、Na、Mg、C、N、P、Cl,
(1)碱金属元素原子与卤素原子间最容易形成离子键,故Na与Cl最容易形成离子键,故B 符合;c为金属元素,不容易与其他元素形成共价键,非金属元素间一般形成共价键,则C 与Cl之间最容易形成共价键,故C符合,故答案为:B;C;
(2)各选项对应的分子分别为NH3、HCl、PCl3、CCl4,其中NH3、HCl中由于氢形成的是2电子稳定结构,故不符合题意;而PCl3中,磷原子核外最外层电子数为5,它与氯原子形成共价键时,构成PCl3中的磷原子、氯原子最外层都达到8电子结构,同理,CCl4亦符合题意,故答案为:CD;
(3)3种非金属元素形成的AB型离子化合物是NH4Cl,其电子式为
,故答案为:;
(4)Mg与N形成离子化合物Mg3N2,该物质与过量稀盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl,故答案为:Mg3N2;离子键;Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl。
6.
同一周期(短周期)各元素形成单质的沸点变化如下图所示(按原子序数连续递增顺序排列)。
该周期部分元素氟化物的熔点见下表。
氟化物AF BF2DF4
熔点/K12661534183
(1)A原子核外共有_______种不同运动状态的电子、_______种不同能级的电子;
(2)元素C的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为__________;
(3)解释上表中氟化物熔点差异的原因:_______;
(4)在E、G、H三种元素形成的氢化物中,热稳定性最大的是_______(填化学式)。
A、
B、C三种原子形成的简单离子的半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。
【答案】11 4 AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH- NaF与 MgF2为离子晶体,离子之间以离子键结合,离子键是强烈的作用力,所以熔点高;Mg2+的半径比Na+的半径小,离子电荷比Na+多,故MgF2的熔点比NaF高;SiF4为分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,故SiF4的熔点低 HCl Na+>Mg2+>Al3+
【解析】
【分析】
图中曲线表示8种元素的原子序数(按递增顺序连续排列)和单质沸点的关系,H、I的沸点低于0℃,根据气体的沸点都低于0℃,可推断H、I为气体,气体元素单质为非气体,故为第三周期元素,则A为Na,B为Mg,C为Al,D为Si,E为P、G为S,H为Cl,I为Ar。
(1)原子中没有运动状态相同的电子,由几个电子就具有几种运动状态;
根据核外电子排布式判断占有的能级;
(2)氢氧化铝为两性氢氧化物,有酸式电离与碱式电离;
(3)根据晶体类型不同,以及同种晶体类型影响微粒之间作用力的因素解答;
(4)同周期自左而右非金属性增强,非金属性越强氢化物越稳定;
电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小,据此解答。
【详解】
由上述分析可知:A为Na,B为Mg,C为Al,D为Si,E为P、G为S,H为Cl,I为Ar。
(1)A为Na元素,原子核外电子数为11,故共有11种不同运动状态的电子,原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,可见有4种不同能级的电子;
(2)Al(OH)3为两性氢氧化物,在溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式的电离作用,电离方程式为:AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH-;
(3)NaF与MgF2为离子晶体,阳离子与阴离子之间以强烈的离子键结合,断裂化学键需消耗较高的能量,因此它们的熔沸点较高;由于Mg2+的半径比Na+的半径小,带有的电荷比Na+多,所以MgF2的熔点比NaF高;而SiF4为分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,破坏分子间作用力消耗的能量较少,故SiF4的熔点低;
(4)同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素的非金属性:Cl>S>P。
元素的非
金属性越强,其相应的简单氢化物就越稳定,故HCl最稳定性,Na+、Mg2+、Al3+核外电子排布都是2、8,电子层结构相同,对于电子层结构相同的离子来说,离子的核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径Na+>Mg2+>Al3+。
【点睛】
本题考查核外电子排布规律、晶体结构与性质的关系、元素周期律等的应用,根据图象信息判断出元素是解题关键,突破口为二、三周期含有气体单质数目。
7.
中国药学家屠呦呦因发现青蒿素(一种用于治疗疟疾的药物)而获得诺贝尔生理医学奖。
青蒿素(C15H22O5)的结构如图所示。
请回答下列问题:
(1)组成青蒿素的三种元素电负性由小到大排序是_____,在基态O原子中,核外存在
_____对自旋相反的电子。
(2)下列关于青蒿素的说法正确的是_____(填序号)。
a.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键
b.在青蒿素分子中,所有碳原子均采取sp3杂化
c.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其它原子成键
(3)在确定青蒿素结构的过程中,可采用NaBH4作为还原剂,其制备方法为:
4NaH+B(OCH3)→3NaBH4+3CH3ONa
①NaH为_____晶体,如图是NaH晶胞结构,则NaH晶体的配位数是_____,若晶胞棱长为a,则Na原子最小核间距为_____。
②B(OCH3)3中B采用的杂化类型是_____。
写出两个与B(OCH3)3具有相同空间构型的分子或离子_____。
③NaBH4结构如图所示,结构中存在的化学键类型有_____。
【答案】H<C<O 3 a 离子
2 sp2
3
BF、2-
3
CO离子键、配位键、共价键
【解析】【详解】
(1)青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成,三种元素的电负性由小到大排序为H <C <O ;
基态氧原子的电子排布式为2241s 2s 2p ,因此一共有3对自旋相反的电子,还有2个未成对
电子;
(2)a.青蒿素分子中有C-C 非极性键和O-O 非极性键,也有C-H 等极性键,a 项正确; b.标出的4号碳原子形成了3个σ键而没有孤电子对,因此为2sp 杂化,b 项正确; c.同b 项,4号碳原子形成了3个σ键和1个π键,c 项错误;
答案选a ;
(3)①金属氢化物是由金属阳离子和-H 组成的,因此为离子晶体,NaH 的结构与食盐类似,因此配位数均为6,根据晶胞结构不难看出钠(黑球)与钠之间的最小核间距为面对角线的一半,已知晶胞棱长为a
②硼原子的配位数为3,没有孤电子对,因此其采用2sp 的杂化方式,采用2sp 杂化的单核
分子有很多,例如3BF 、2-
3CO 等(合理即可);
③首先阴、阳离子间存在离子键,硼原子最外层只有3个电子,因此除形成3个共价键外还要形成1个配位键,类似于+4NH 。
【点睛】
金属氢化物是一种近年来经常出现的物质,例如氢化钾、氢化钠、氢化钙等,其中氢以少见的-1价存在,这些氢化物都可以和水反应放出氢气,反应的本质是-1价的氢和+1价的氢发生归中反应。
8.
X 、Y 、Z 、W 四种短周期元素,其原子序数依次增大。
X 的某种原子没有中子,Y 的单质可用作保护气,Z 的最外层电子数和Y 的最内层电子数相等,且四者的原子序数之和为37,下列说法错误的是
A .X 与Y 可形成1:3型或者2:4型的共价化合物
B .X 与Z 、W 和Z 都可形成2:1型的离子化合物
C .Y 和Z 的简单离子半径:Y>Z
D .W 的含氧酸的酸性在同一周期和同一主族中都是最强的
【答案】D
【解析】
【分析】
X 、Y 、Z 、W 四种短周期元素,其原子序数依次增大。
X 的某种原子没有中子,X 为H(氢),Y 的单质可用作保护气,Y 为N(氮),Z 的最外层电子数和Y 的最内层电子数相等,且四者的原子序数之和为37,Z 为Mg(镁),W 为Cl(氯)。
【详解】
根据题意推测:X 为H(氢)、Y 为N(氮)、Z 为Mg(镁)、W 为Cl(氯)。
A .N 和H 可以形成NH 3,也可形成N 2H 4,二者都是共价化合物,A 正确;
B .H 和Mg 可形成MgH 2,Cl 和Mg 可形成MgCl 2,二者都是2:1型离子化合物,B 正确;
C.N3-和Mg2+电子层数相同,但Mg2+的原子序数更大,对核外电子的吸引能力较大,半径较小,C正确;
D.Cl的最高价含氧酸是同周期和同主族最强的,D未说明最高价,D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查结构性质位置关系应用,推断元素是解题的关键,要全面掌握基础知识,有利于基础知识的复习巩固。
易错点D,D未说明Cl是最高价。
9.
含硫化合物在生活和生产中有着重要应用,科学使用含硫化合物对人体健康及环境保护意义重大。
(1)葡萄酒中添加微量的SO2可抑制细菌生长,防止葡萄酒被__(填“氧化”、“还原”)。
(2)氢的硫化物有多种:H2S x(x=1,2,3,…),如H2S2,其结构与H2O2相似。
请写出H2S3的结构式__。
(3)固体硫酸氢钾在加热熔化时,生成了焦硫酸钾(K2S2O7),反应中断裂的化学键类型为__。
(4)淮北某课题小组对连二亚硫酸钠(Na2S2O4)进行了如下探究。
将0.050ml·L-1Na2S2O4溶液在空气中放置,其溶液的pH与时间(t)的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。
①Na2S2O4溶液显__性,原因是__(用离子方程式表示)。
②t1时溶液中只有一种溶质,此时含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为___。
0-t1段发生反应的离子方程式为__,t1-t2段溶液的pH变小的原因是__(用离子方程式表示)。
【答案】氧化离子键、共价键碱 S2O42-+H2O=HS2O4-+OH-,HS2O4-
+H2O=H2S2O4+OH- c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3) 2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3- 2HSO3-+O2=2H++2SO42-
【解析】
【详解】
(1)葡萄酒中添加微量的SO2可抑制细菌生长,防止葡萄酒被氧化,故答案为:氧化;
(2)氢的硫化物有多种,其结构与H2O2相似,说明硫原子间形成一个单键两端和氢原子形成共价键,H2S3的结构式,故答案为:;
(3)固体硫酸氢钾在加热熔化时,生成了焦硫酸钾(K2S2O7),一定破坏了离子键,酸根离子变
化,证明生成了新的共价键,反应中断裂的化学键类型为:离子键、共价键,故答案为:离子键、共价键;
(4)①Na2S2O4溶液中溶质为强碱弱酸盐,溶液中S2O42-离子分步水解,溶液显碱性,水解离子方程式:S2O42-+H2O=HS2O4-+OH-,HS2O4-+H2O=H2S2O4+OH-,故答案为:碱;S2O42-
+H2O=HS2O4-+OH-,HS2O4-+H2O=H2S2O4+OH-;
②t1时溶液中只有一种溶质,Na2S2O4溶液在空气中易被氧化生成亚硫酸氢钠,溶液显酸性,说明亚硫酸氢根离子电离程度大于其水解程度,溶液中含硫元素的粒子浓度由大到小的顺序为:c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),0-t1段发生反应的离子方程式为:2S2O42-
+O2+2H2O=4HSO3-,t1-t2段溶液的pH变小的原因是:亚硫酸氢钠被氧化生成硫酸氢钠,反应的离子方程式:2HSO3-+O2=2H++2SO42-,故答案为:c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3);2S2O42-+O2+2H2O=4HSO3-;2HSO3-+O2=2H++2SO42-。
10.
(1)已知:A.金刚石、B.MgF2、C.NH4Cl、D.固体碘,用序号填写空白:既存在离子键又存在共价键的是______,熔化时不需破坏化学键的是______。
(2)意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。
N4分子结构如图所示,已知断裂1 molN-N键吸收167 kJ热量,生成1 molN≡N键放出942 kJ热量。
根据以上信息和数据,则1molN4完全转化为N2______(填“放出”或“吸收”)热量______kJ。
(3)50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL0.55 mol/L的NaOH溶液在如图2所示的装置中进行中和反应。
请回答下列问题:如图,烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是______。
大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)向50mL0.50 mol/L的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、稀盐酸、浓硫酸,则恰好完全反应时的放出热量Q1、Q2、Q3从大到小的排序是______。
【答案】C D 放出 882 保温隔热,防止热量散失偏小 Q3>Q2>Q1
【解析】
【分析】
(1)非金属元素之间易形成共价键、活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,铵根离子和酸根离子之间存在离子键;分子晶体熔化时破坏分子间作用力而不破坏化学键;原子晶体熔融时破坏共价键,分子晶体熔沸点较低;
(2)△H=反应中吸收的总热量与放出的总热量的差;
(3)该实验中还缺少环形玻璃搅拌棒;泡沫有保温性能;大烧杯上如不盖硬纸板,会导致部分热量散失;
(4)注意弱电解质的电离需要吸收热量,浓硫酸溶于水会放出热量,据此进行解答。
【详解】
(1)A.金刚石中只存在共价键,
B.MgF2中只存在离子键;
C.NH4Cl为离子化合物,含有离子键、共价键;
D.固体碘是非分子晶体,在I2中含有共价键,在分子之间存在分子间作用力;
则既存在离子键又存在共价键的是C;熔化时不需破坏化学键的是分子晶体固体碘,则熔化时破坏分子间作用力而不破坏化学键D,故答案为:C;D;
(2)反应热等于反应中吸收的总热量与放出的总热量的差,则△H= (6×167-2×946) kJ/mol=-882 kJ/mol,说明1 molN4完全转化为N2放出882 kJ热量,故答案为:放出;882;
(3)泡沫有保温性能,所以其作用是保温隔热,防止热量散失;大烧杯上如不盖硬纸板,会导致部分热量散失,导致测定结果偏小,故答案为:保温隔热,防止热量散失;偏小;(4)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol;
分别向50 mL 0.50 mol/L的NaOH溶液中加入:稀醋酸、稀盐酸、浓硫酸,醋酸为弱电解质,醋酸的电离吸热,浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量大小关系为:浓硫酸>稀盐酸>醋酸,则反应放出热量Q3>Q2>Q1,故答案为:Q3>Q2>Q1。
【点睛】
明确物质结构、化学反应原理、反应热的计算方法是解本题关键,注意N4分子中含有6个N—N键,而不是4个N—N键,为易错点。
11.
碱金属及碳族元素在科研领域、生活和生产方面有广泛的应用。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是__________(填元素符号),该元素基态原子最外层电子的自旋状态___________(填“相同”或“相反”)。
(2)碳和硅的有关化学键键能如下所示:
化学键C-H C-O Si-H Si-O
键能/kJ▪mol-1413336318452
SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是__________________。
(3)天然硅酸盐都是由[SiO4]四面体以顶角氧原子相连而成,可成链状也可成环,所以硅酸盐种类繁多。
下图a代表SiO44-,b、c是硅氧四面体形成的环状结构。
硅氧四面体中Si的轨道杂化类型为____________;图b环状结构硅酸根的化学式为。