2.碳氮化合物多種多樣.回答下列問(wèn)題:

(1)基態(tài)N原子中,有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為2p.
(2)氰分子(N≡C-C≡N)的空間構(gòu)型是直線型,分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比是3:4.
(3)比較(OCN)2和(SCN)2固體的熔點(diǎn)高低,并說(shuō)明理由:(SCN)2較高,二者組成與結(jié)構(gòu)相似,(SCN)2的相對(duì)分子量較大,范德華力較強(qiáng).
(4)OCN?離子與CN22?的具有相同的空間構(gòu)型和鍵合形式,O、C、N的第一電離能由大到小的順序是N>O>C.CN22?中心C原子的雜化軌道類型為sp.
(5)普魯士藍(lán)的1/8晶胞結(jié)構(gòu)如圖一所示,每隔一個(gè)立方體出現(xiàn)一個(gè)K+(K+位于立方體中心).普魯士藍(lán)的晶體類型是離子晶體,1個(gè)普魯士藍(lán)晶胞的質(zhì)量是$\frac{1228}{{N}_{A}}$g.
(6)C和N可以形成如圖二網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化合物,該化合物的化學(xué)式是C3N4

分析 (1)寫出N的核外電子排布式,基態(tài)N原子有多少個(gè)核外電子就有幾種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);根據(jù)排布式確定電子占據(jù)的最高能級(jí);
(2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其空間構(gòu)型,共價(jià)單鍵是σ鍵,共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵,共價(jià)三鍵中一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵;
(3)(OCN)2和(SCN)2都是分子晶體,根據(jù)分子晶體溶沸點(diǎn)的比較方法進(jìn)行分析;
(4)同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,據(jù)此判斷第一電離能大小順序;根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化軌道類型;
(5)利用均攤法計(jì)算普魯士藍(lán)化學(xué)式,根據(jù)化學(xué)式可知,普魯士藍(lán)含有離子鍵,屬于離子晶體,根據(jù)普魯士藍(lán)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算1個(gè)普魯士藍(lán)晶胞的質(zhì)量;
(6)每個(gè)C和周圍4個(gè)N共用電子對(duì),每個(gè)N和周圍3個(gè)C共用電子對(duì).

解答 解:(1)基態(tài)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)N原子核外有 7個(gè)電子,因此有7種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,電子占據(jù)的最高能級(jí)符號(hào)為2p;
故答案為,7;2p;
(2)氰分子(N≡C-C≡N)碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$(4-1×4)=2,C原子采取sp雜化,故空間結(jié)構(gòu)為直線型,共價(jià)單鍵是σ鍵,共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵一個(gè)是π鍵,共價(jià)三鍵中一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵,所以含有σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比=3:4,
故答案為:直線型;3:4;
(3)硫氰(SCN)2和(OCN)2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,它們被稱為擬鹵素,兩者屬于分子晶體,分子晶體結(jié)構(gòu)相似,式量越大,范德華力較強(qiáng),溶沸點(diǎn)越高,(SCN)2的相對(duì)分子量較大,范德華力較強(qiáng),所以(SCN)2固體的熔點(diǎn)較高,
故答案為:(SCN)2較高,二者組成與結(jié)構(gòu)相似,(SCN)2的相對(duì)分子量較大,范德華力較強(qiáng);
(4)同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素,C、N、O元素處于同一周期且原子序數(shù)逐漸增大,N處于第VA族,所以第一電離能N>O>C,CN22?中C與N形成三鍵,N與N形成單鍵,中心C原子的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$(4-1×3-1)=2,C原子采取sp雜化,
故答案為:N>O>C;sp;
(5)普魯士藍(lán)立方體結(jié)構(gòu)中Fe3+離子的個(gè)數(shù)為:4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$,F(xiàn)e2+離子的個(gè)數(shù)為:4×$\frac{1}{8}$=$\frac{1}{2}$,CN-離子的個(gè)數(shù)為:12×$\frac{1}{4}$=3,根據(jù)電荷守恒:N(K+)+N(Fe3+)×3+N(Fe2+)×2=N(CN-),得N(K+)=$\frac{1}{2}$,普魯士藍(lán)中 n(K+):n(Fe3+):n(Fe2+):n(CN-)=1:1:1:6,則其化學(xué)式為KFe2(CN)6,含有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵,屬于離子晶體,普魯士藍(lán)式量為307,普魯士藍(lán)的1/8晶胞結(jié)構(gòu)含有Fe3+離子的個(gè)數(shù)為$\frac{1}{2}$,F(xiàn)e2+離子的個(gè)數(shù)為$\frac{1}{2}$,所以1個(gè)普魯士藍(lán)晶胞的質(zhì)量=$\frac{4×307}{{N}_{A}}$=$\frac{1228}{{N}_{A}}$,
故答案為:離子晶體;$\frac{1228}{{N}_{A}}$;
(6)由圖可知一個(gè)N與三個(gè)C成鍵,一個(gè)C 與四個(gè)N成鍵,所以其化學(xué)式為:C3N4,
故答案為:C3N4

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)知識(shí),掌握原子核外電子排布、雜化軌道理論的應(yīng)用,晶體結(jié)構(gòu)的解題技巧是解答關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.在含有I-離子且滴加酚酞顯紅色的溶液中,能大量共存的離子組是(  )
A.NH4+、Ba2+、Cl-、AlO2-B.SO42-、NO3-、Fe2+、Al3+
C.Cl-、SO32-、Na+、K+D.Na+、K+、ClO-、Cl-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.汽車尾氣中的CO、NOX是大氣的主要污染物,人們嘗試使用稀土制成的催化劑將CO、NOx、碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化成無(wú)毒物質(zhì),從而減少汽車尾氣污染.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
試寫出NO與CO催化轉(zhuǎn)化成N2和CO2的熱化學(xué)方程式2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ•mol-1
(2)某研究性學(xué)習(xí)小組在技術(shù)人員的指導(dǎo)下,在某溫度時(shí),按下列流程探究某種催化劑對(duì)上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的作用,用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如下:
汽車尾氣→尾氣分析儀→催化反應(yīng)器→尾氣分析儀
時(shí)間/S012345
C(NO)(×10-4mol•L-110.04.052.501.501.001.00
C(CO) (×10-3mol•L-13.603.052.852.752.702.70
請(qǐng)回答下列問(wèn)題(均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響):
①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v (N2)=1.875×10-4mol/L.s.
②在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=5000.(只寫出計(jì)算結(jié)果)
(3)在容積相同的兩個(gè)密閉容器內(nèi)(裝有等量的某種催化劑),分別充入同量的NOx及C3H6,在不同溫度下,同時(shí)分別發(fā)生以下反應(yīng):
18NO(g)+2C3H6(g)?9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)?9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分別測(cè)定各溫度下經(jīng)相同時(shí)間時(shí)的NOx轉(zhuǎn)化率,繪得圖象如圖1所示:

①分析圖中信息可以得出的結(jié)論是
結(jié)論一:由NOX轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)可判斷,相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率比NO2低(填“高”或“低”)
結(jié)論二:在250°C~450°C時(shí),NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大,450°C~600°時(shí)NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小或兩反應(yīng)為放熱反應(yīng)
②在上述NO2和C3H6的反應(yīng)中,能提高NO2轉(zhuǎn)化率的措施有BC.(填序號(hào))
A.加入催化劑 B.降低溫度     C.分離出H2O(g) D.增大壓強(qiáng)
(4)CO分析儀以燃料電池為工作原理,其裝置如圖2所示.該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉,其中O2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動(dòng).工作時(shí)多孔電極a的電極反應(yīng)方程式為CO+O2--2e-=CO2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

10.X、Y、Z、M為構(gòu)成生命體的基本元素,其原子序數(shù)依次增大,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.四種元素中原子半徑最大的為Z
B.Y、Z、M的氫化物中,M的氫化物最穩(wěn)定
C.四種元素最多可形成兩種鹽
D.由四種元素中的兩種形成的相對(duì)分子質(zhì)量最小的有機(jī)物不能發(fā)生加成反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

17.乳酸的一種合成方法:$→_{①}^{Cl_{2},紅磷}$$→_{②}^{一定條件}$下列說(shuō)法正確的是( 。
A.步驟①、②分別是加成反應(yīng)、取代反應(yīng)B.蛋白質(zhì)水解也可生成乳酸
C.丙酸烴基上的二氯代物有2種D.乳酸與丙烯完全燃燒的產(chǎn)物相同

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.塑化劑(DBP)合成線路如圖I:

已知:
a.R1CHO+R2CH2CHO$→_{△}^{NaOH}$+H2O(R1、R2示氫原子或烴基)

b.有機(jī)物C為含兩個(gè)碳原子的烴的含氧衍生物,核磁共振氫譜圖如圖II.
回答下列問(wèn)題:
(1)E含有的官能團(tuán)是碳碳雙鍵、醛基.
(2)E→F的反應(yīng)類型為加成反應(yīng)
(3)符合圖I轉(zhuǎn)化的A的結(jié)構(gòu)有3種(不含立體異構(gòu)).
(4)寫出下列化學(xué)方程式:
①E和H2以物質(zhì)的量1:1反應(yīng)生成F
②B和F以物質(zhì)的量1:2合成DBP
(5)B的同分異構(gòu)體中能同時(shí)符合下列條件的有6種(不含立體異構(gòu)),寫出其中任意兩種同分異構(gòu)體任意2種(填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式).
①不能和NaHCO3溶液反應(yīng)  ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
③遇FeC13溶液顯紫色   、芎舜殴舱駳渥V顯示苯環(huán)上只有一種氫原子
寫出B與其中任意一種物質(zhì)生成的高聚物任意一種(填結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式).
(6)參照上述DBP合成路線,設(shè)計(jì)以苯甲醛和乙醇為起始原料制備肉桂酸() 的合成路線

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.人類生活離不開化學(xué)知識(shí),下列敘述正確的是( 。
A.雙氧水、高錳酸鉀溶液可以完全滅活埃博拉病毒,其消毒原理與漂白粉消毒飲用水的原理相同
B.用乙醚從黃花蒿中提取青蒿素是利用了氧化還原反應(yīng)原理
C.在某爆炸事故救援現(xiàn)場(chǎng),消防員發(fā)現(xiàn)存放金屬鈉、電石、甲苯二異氰酸酯等化學(xué)品的倉(cāng)庫(kù)起火,應(yīng)立即用泡沫滅火器將火撲滅
D.鋼化玻璃、有機(jī)玻璃、防彈玻璃均屬于硅酸鹽材料

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

11.海水資源的開發(fā)與利用具有廣闊的前景,海水的pH一般在7.5~8.6之間.某地海水中主要離子的含量如表:
 成分 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Cl- SO42- HCO3-
 含量/mg•L-1 9360 83 160 1100 16000 1200 118
(1)海水顯弱堿性的原因是(用離子方程式表示):HCO3-+H2O?H2CO3+OH-,該海水中Ca2+的物質(zhì)的量濃度為4×10-3 mol/L.
(2)下面是海水利用電滲析法獲得淡水的原理圖,電極為惰性電極.請(qǐng)分析下列問(wèn)題:

①陽(yáng)離子交換膜是指B(填A(yù)或B).
②寫出通電后陽(yáng)極區(qū)的電極反應(yīng)式:2Cl--2e-=Cl2↑.電解一段時(shí)間,陰極區(qū)會(huì)產(chǎn)生水垢,其成分為CaCO3和Mg(OH)2,寫出生成CaCO3的離子方程式Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O.
(3)水的凈化與軟化的區(qū)別是水的凈化是用混凝劑(如明礬等)將水中懸浮物沉淀下來(lái),而水的軟化是除去水中的鈣離子和鎂離子;離子交換法是軟化水的常用方法,聚丙烯酸鈉是一種離子交換樹脂,寫出聚丙烯酸鈉單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH2=CHCOONa.
(4)采用“空氣吹出法”從濃海水中吹出Br2,并用純堿吸收.堿吸收溴的主要反應(yīng)是:Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3,吸收80g Br2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子為$\frac{5}{6}$mol.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下列物質(zhì)中屬于高分子化合物的是(  )
①淀粉   ②纖維素   ③油脂   ④蔗糖   ③聚乙烯.
A.①②③B.①②④C.①②⑤D.全部

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同步練習(xí)冊(cè)答案