硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素,可以形成众多的化合物。回答下列问题:
(1)硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物。乙硼烷()是最简单的硼烷,可以在_______ (填“乙酸”或“乙醚”或“水”)介质中使用还原获得,的电子式为_______ ,制备乙硼烷的化学方程式为_______ 。硼酸()的溶解度
(2)操作1是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、_______ ,干燥;整个流程中可循环利用的物质是_______ 。
(3)硼酸()是一元弱酸,在溶液中存在平衡:(常温下:),与NaOH溶液反应可制备硼砂。常温下,在硼砂溶液中,水解生成等物质的量浓度的和,该溶液pH=_______ 。常温常压下,硼酸()晶体结构为层状,其二维平面结构如图所示:_______ 。
(4)相关化学键的键能如下表所示,简要分析和解释下列事实。
自然界中不存在硼单质,硼氢化物也很少,主要是含氧化合物,其原因为_______ 。
(1)硼烷泛指一切硼和氢组成的化合物。乙硼烷()是最简单的硼烷,可以在
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 80 |
溶解度/g | 2.77 | 3.65 | 4.87 | 6.77 | 8.90 | 23.54 |
(2)操作1是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、
(3)硼酸()是一元弱酸,在溶液中存在平衡:(常温下:),与NaOH溶液反应可制备硼砂。常温下,在硼砂溶液中,水解生成等物质的量浓度的和,该溶液pH=
H3BO3的层状结构
从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:(4)相关化学键的键能如下表所示,简要分析和解释下列事实。
化学键 | |||
键能() | 389 | 561 | 293 |
更新时间:2024-05-13 07:30:28
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【推荐1】氮及其化合物在生产、生活和科技等方面有着重要的应用。请回答下列问题。
(1)氮原子的原子结构示意图为______ 。
(2)氮气的电子式为______ ,在氮气分子中,氮原子之间存在着______ 个σ键和______ 个π键。
(3)磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素,比较:(均填“大于”“小于”或“等于”)
①氮原子的第一电离能______ 磷原子的第一电离能;
②N2分子中N—N键的键长______ 白磷分子中P—P键的键长。
(4)氮元素的氢化物(NH3)是一种易液化的气体,请阐述原因是______ 。
(1)氮原子的原子结构示意图为
(2)氮气的电子式为
(3)磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素,比较:(均填“大于”“小于”或“等于”)
①氮原子的第一电离能
②N2分子中N—N键的键长
(4)氮元素的氢化物(NH3)是一种易液化的气体,请阐述原因是
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解答题-无机推断题
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解题方法
【推荐2】三种常见元素原子的结构信息如表所示,试回答下列问题。
(1)C元素位于元素周期表中______ 区,C元素原子的价电子排布式为______ 。
(2)A的简单氢化物分子结合一个H形成阳离子后,其键角______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)下列分子结构图中“●”表示某种元素的原子,①中“●”表示A元素的原子,②③中“●”表示的原子其元素与A元素同周期,④中“●”表示的原子其元素与B元素同主族且与A元素同周期,“○”均表示氢原子,小黑点“·”均表示没有参与形成共价键的电子,短线均表示共价键。
上述四种物质的分子式分别为______ 、______ 、______ 、______ ,中心原子采取sp3杂化的是______ (填序号)。
元素 | A | B | C |
结构信息 | 原子核外有2个电子层,最外层有3个未成对电子 | 原子核外M层有1个成对的p电子 | 原子核外M层充满电子,N层有1个未成对的s电子 |
(2)A的简单氢化物分子结合一个H形成阳离子后,其键角
(3)下列分子结构图中“●”表示某种元素的原子,①中“●”表示A元素的原子,②③中“●”表示的原子其元素与A元素同周期,④中“●”表示的原子其元素与B元素同主族且与A元素同周期,“○”均表示氢原子,小黑点“·”均表示没有参与形成共价键的电子,短线均表示共价键。
上述四种物质的分子式分别为
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解答题-结构与性质
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【推荐3】H、C、N、O、S是重要的非金属元素,请按要求回答下列问题:
(1)C元素的一种氢化物(分子中含有6个原子)是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是___________ (填字母)。
a.该氢化物分子中C原子采取sp2杂化
b.6个原子不在同一平面上
c.只含有4个键和1个p-pπ键
d.分子既含有极性键又含有非极性键
(2)相同条件下比较CO2与SO2分子在水中的溶解度理由是:___________ 。中的O-C-O键角___________ (填“>”“<”或“=”)中的O—S—O键角。
(3)已知(CN)2是直线形分子,且有对称性,则(CN)2分子的结构式为___________ ;其中π键与σ键的个数比为___________ 。
(1)C元素的一种氢化物(分子中含有6个原子)是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是
a.该氢化物分子中C原子采取sp2杂化
b.6个原子不在同一平面上
c.只含有4个键和1个p-pπ键
d.分子既含有极性键又含有非极性键
(2)相同条件下比较CO2与SO2分子在水中的溶解度理由是:
(3)已知(CN)2是直线形分子,且有对称性,则(CN)2分子的结构式为
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐1】治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题。
(1)青蒿素的提取:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。
①乙醇的沸点高于乙醚,原因是___________ 。
②用乙醚提取效果更好,原因是___________ 。
(2)青蒿素的结构
①分子中C、H、O的原子半径最大的是___________ ,电负性最大的是___________ 。
②测定晶体结构最常用的方法是___________ 、___________ ,经计算等过程得出其晶胞(长方体,棱长分别为a nm、b nm、c m,含4个青蒿素分子)及分子结构如下图甲所示。
③测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是___________ 。
④晶体的密度为___________ (阿伏加德罗常数的值设为;列出表达式)。
(3)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。
①青蒿素结构修饰发生的反应类型为___________ ,其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为___________ 。
②的空间结构名称为___________ 。
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因:___________ 。
(1)青蒿素的提取:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好。
①乙醇的沸点高于乙醚,原因是
②用乙醚提取效果更好,原因是
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①分子中C、H、O的原子半径最大的是
②测定晶体结构最常用的方法是
③测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是
④晶体的密度为
(3)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如上图乙)。
①青蒿素结构修饰发生的反应类型为
②的空间结构名称为
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因:
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐2】铜及其合金广泛应用于生活生产中。如黄铜合金可作首饰、镀层等。请回答下列问题:
(1)基态铜原子价电子排布式为___________ 。
(2)在Cu(NO3)2溶液中加入氨水至过量,生成[Cu(NH3)4]2+。
①中N原子的杂化类型是___________ ;NH3分子的立体构型是___________ 。
②[Cu(NH3)4]2+中提供孤对电子的基态原子有___________ 个未成对电子。1 mol该阳离子含有的σ键数目为___________
③NH3能与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+,而NF3不能,其原因是___________ ,NH3的沸点比NF3___________ ( 选填“高”或“低”),原因是___________ 。
(3)黄铜合金采取面心立方堆积,其晶胞结构如图所示:
已知:晶胞参数为a nm。
①合金中粒子间作用力类型是___________ 。
②与Cu原子等距离且最近的Cu原子有___________ 个。
③黄铜合金晶体密度为___________ g·cm-3。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(1)基态铜原子价电子排布式为
(2)在Cu(NO3)2溶液中加入氨水至过量,生成[Cu(NH3)4]2+。
①中N原子的杂化类型是
②[Cu(NH3)4]2+中提供孤对电子的基态原子有
③NH3能与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+,而NF3不能,其原因是
(3)黄铜合金采取面心立方堆积,其晶胞结构如图所示:
已知:晶胞参数为a nm。
①合金中粒子间作用力类型是
②与Cu原子等距离且最近的Cu原子有
③黄铜合金晶体密度为
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐3】储氢合金能有效解决氢气的贮存和输运问题,对大规模使用氢能具有重要的意义。
(1)镍氢电池放电时的总反应为,M表示储氢合金。镍元素基态原子的最高能层符号为___________ 。
(2)用和处理储氢合金电极。中阴离子的空间结构是___________ ;中阴离子中心原子的杂化类型是___________ 。
(3)用溶液对储氢合金表面进行氟化处理,能改善合金的表面活性。
①HF与水能按任何比例互溶,原因是___________ 。
②基态F原子核外电子的运动状态有___________ 种。
(4)已知为阿伏加德罗常数的值,CuF密度为,CuF的晶胞结构如图。则CuF的晶胞参数a=___________ 。
(1)镍氢电池放电时的总反应为,M表示储氢合金。镍元素基态原子的最高能层符号为
(2)用和处理储氢合金电极。中阴离子的空间结构是
(3)用溶液对储氢合金表面进行氟化处理,能改善合金的表面活性。
①HF与水能按任何比例互溶,原因是
②基态F原子核外电子的运动状态有
(4)已知为阿伏加德罗常数的值,CuF密度为,CuF的晶胞结构如图。则CuF的晶胞参数a=
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】ClO2是新一代高效安全的杀菌剂,可用于自来水消毒。由于其浓度过高时易分解,常将其转化成NaClO2晶体以便储运。亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和漂白剂,主要用于棉纺、纸张漂白、食品消毒、水处理等,消毒时本身被还原成Cl-。亚氯酸钠晶体的一种生产工艺如图:已知:①ClO2浓度过高时易发生分解爆炸,一般需稀释至含量10%以下。
②H2O受热易分解。
(1)向“反应器”中鼓入空气的作用是______ 。
(2)“吸收塔”的作用是将产生的ClO2转化为NaClO2,在此过程中加入的H2O2的作用是_____ (填“氧化剂”或“还原剂”),当有1molH2O2参与该反应时,反应转移的电子数为______ 。
(3)“吸收塔”中需要控制温度不超过20℃,其原因是______ 。
(4)写出“反应器”步骤中生成ClO2的离子方程式______ 。
②H2O受热易分解。
(1)向“反应器”中鼓入空气的作用是
(2)“吸收塔”的作用是将产生的ClO2转化为NaClO2,在此过程中加入的H2O2的作用是
(3)“吸收塔”中需要控制温度不超过20℃,其原因是
(4)写出“反应器”步骤中生成ClO2的离子方程式
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【推荐2】氯化亚铜(CuCl)是一种难溶于水的白色粉末,不溶于乙醇,可溶于浓盐酸和氨水,在潮湿空气中被氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl]。工业上常以海绵铜(主要成分是Cu,含有少量CuO)为原料生产CuCl,其工艺流程如下
(1)配平“溶解”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式:_________
Cu+ NO3-+ = Cu2++ NO↑+ H2O
(2)“还原”过程中,作还原剂的是__________ (填化学式);写出“还原”过程中发生反应的离子方程式:__________________________________ 。
(3)写出CuCl在潮湿的空气中被氧化的化学方程式:__________________________ 。
(4)析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水酒精洗涤,并在真空干燥机内于70℃下干燥2h,冷却密封包装。密封包装的原因是_____________________________ 。
(1)配平“溶解”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式:
Cu+ NO3-+ = Cu2++ NO↑+ H2O
(2)“还原”过程中,作还原剂的是
(3)写出CuCl在潮湿的空气中被氧化的化学方程式:
(4)析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水酒精洗涤,并在真空干燥机内于70℃下干燥2h,冷却密封包装。密封包装的原因是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】硫酸铝主要用作造纸工业中的沉淀剂和饮用水的絮凝剂。用铝灰(Al2O3、SiO2和少量铁的氧化物)制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]的工艺流程如图所示:
(1)滤渣1的化学式为____ 。
(2)“氧化”步骤的离子方程式为____ 。
(3)已知:相关离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
根据表中数据解释调节pH为3的目的是________ 。
(4)“加热”步骤中反应的生成物中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_____ 。
(5)“…”中一系列操作是___ 、冷却结晶、过滤、___ 、干燥。
(6)硫酸铝晶体加热发生分解的失重曲线如图所示,主要分为三个阶段:第一阶段失重40.54%,第二阶段失重48.65%,第三阶段失重84.68%,以后不再失重。
①失重第一阶段残留固体的化学式为_________ 。
②失重第三阶段反应的化学方程式为_________ 。
(1)滤渣1的化学式为
(2)“氧化”步骤的离子方程式为
(3)已知:相关离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如表:
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
根据表中数据解释调节pH为3的目的是
(4)“加热”步骤中反应的生成物中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
(5)“…”中一系列操作是
(6)硫酸铝晶体加热发生分解的失重曲线如图所示,主要分为三个阶段:第一阶段失重40.54%,第二阶段失重48.65%,第三阶段失重84.68%,以后不再失重。
①失重第一阶段残留固体的化学式为
②失重第三阶段反应的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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【推荐1】党的十九大报告中多次体积“绿色环保”、“生态文明”,而的收集、利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。
I. 科研人员研究发现,通过吸附有助于缓解温室效应。发生主要反应为。
(1)吸附过程包括:表面吸收阶段→形成双壳结构→双壳吸收阶段,微观示意图和对应微粒行为说明如下,请将下列离子方程式补充完整。
a.分解:
b.和向壳外扩散
c.吸附:_____ 。
(2)为探究吸附的效果,在密闭容器中放入1000 g吸附剂,通入体积比为3:4的和气体共计17.5 mol。不同温度下控制反应时间均为2 h,测得温度和吸附后固体样品质量百分数关系如图所示。
①B点相比于A点,吸收效果升高的主要原因为______ 。
②图中体系压强_____ (填“>”或“<”),其原因为_____ 。
II.科研人员用通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图所示。
(1)写出Cu电极上产生的电极反应式:______ 。
(2)已知HCOOH为一元弱酸,常温下将溶液与溶液按体积比混和(忽略溶液体积的变化),混合后溶液恰好显中性,则的电离常数_____ (用含a、b的代数式表示)
I. 科研人员研究发现,通过吸附有助于缓解温室效应。发生主要反应为。
(1)吸附过程包括:表面吸收阶段→形成双壳结构→双壳吸收阶段,微观示意图和对应微粒行为说明如下,请将下列离子方程式补充完整。
a.分解:
b.和向壳外扩散
c.吸附:
(2)为探究吸附的效果,在密闭容器中放入1000 g吸附剂,通入体积比为3:4的和气体共计17.5 mol。不同温度下控制反应时间均为2 h,测得温度和吸附后固体样品质量百分数关系如图所示。
①B点相比于A点,吸收效果升高的主要原因为
②图中体系压强
II.科研人员用通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图所示。
(1)写出Cu电极上产生的电极反应式:
(2)已知HCOOH为一元弱酸,常温下将溶液与溶液按体积比混和(忽略溶液体积的变化),混合后溶液恰好显中性,则的电离常数
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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【推荐2】资源化利用二氧化硫,一方面能保护环境,另一方面能提高经济效益,具有深远意义。钠碱法的启动吸收剂为溶液,捕捉后生成和的混合液。
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用固体配成一定浓度的溶液,这些理论上最多可吸收的体积约为___________ L(折算成标准状况)。若实验时只吸收了,则反应后的吸收液中,所含负离子的浓度由大到小的顺序为___________ 。
(2)当钠碱法的吸收液达到4~6时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是___________ (填写化学式)。
(3)将通入溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中___________ 此时溶液中___________ 。(选填“>”、“<”或“=”)
(4)亚硫酸为二元弱酸,时,其电离常数。请说明溶液呈酸性的理由。___________ 。
(5)工业中可用含的冶炼烟气为原料生产硫酸,在如图装置中完成“转化”工序。使用该装置实现了___________ (选填编号)。
a.充分利用热能 b.防止形成酸雾 c.加速转化 d.获取纯净
(1)常温下进行“钠碱法”的模拟实验。用固体配成一定浓度的溶液,这些理论上最多可吸收的体积约为
(2)当钠碱法的吸收液达到4~6时,混合液中含较多量。加热该溶液可回收得到较高纯度的,剩余溶液可循环使用,进一步吸收,剩余溶液的主要溶质是
(3)将通入溶液时,得到一组的混合溶液,溶液中部分微粒的物质的量浓度随的关系曲线如下图所示。
若溶液的,溶液中
(4)亚硫酸为二元弱酸,时,其电离常数。请说明溶液呈酸性的理由。
(5)工业中可用含的冶炼烟气为原料生产硫酸,在如图装置中完成“转化”工序。使用该装置实现了
a.充分利用热能 b.防止形成酸雾 c.加速转化 d.获取纯净
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【推荐3】氯化铈用于石油催化剂、汽车尾气催化剂等行业。为节约和充分利用资源,以废料(主要含CeO2,还含少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料,通过如下工艺流程进行制备。
已知:CeO2具有强氧化性,通常情况下不和无机酸反应。回答下列问题:
(1)将废料粉碎有利于加快“酸浸1”的速率,其理由是_______ 。
(2)“浸液A”中存在的金属阳离子为_______ ,“浸渣B”的主要用途为_______ (写一种)。
(3)“酸浸2”中Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜条件为_______(填字母标号)。
(4)“酸溶”加入盐酸后,通常还需加入H2O2,其主要目的为_______ 。
(5)“沉铈2”过程中生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为_______ 。若Ce3+恰好沉淀完全[c(Ce3+)为1.0×10-5 mol/L,此时测得溶液的pH=5,则c=_______ mol/L(保留3位小数)。(已知常温下,)
已知:CeO2具有强氧化性,通常情况下不和无机酸反应。回答下列问题:
(1)将废料粉碎有利于加快“酸浸1”的速率,其理由是
(2)“浸液A”中存在的金属阳离子为
(3)“酸浸2”中Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜条件为_______(填字母标号)。
A.65℃ 2.0 mol/L | B.75℃ 2.0 mol/L | C.85℃ 2.5 mol/L | D.100℃ 2.5 mol/L |
(5)“沉铈2”过程中生成Ce2(CO3)3·nH2O的离子方程式为
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