16.銅、銀、金與社會生活聯(lián)系密切,請回答下列相關(guān)問題.
(1)在元素周期表中,銅、銀、金元素位于同一族,它們基態(tài)原子的價層電子排布式中各能級上的電子數(shù)相等,能層數(shù)依次增大,其通式為(n-1)d10ns1(用n表示核外電子層數(shù));銅元素所在周期中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的原子M的價層電子軌道示意圖為
(2)銀氨溶液可以檢驗醛基.
例如CH3CHO+2Ag(NH32OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O.
①a個CH3CHO分子中π鍵的數(shù)目為a,碳原子軌道雜化類型為sp3、sp2
②CH3CH2OH、CH3CHO的沸點分別為78.5℃、20.8℃,它們的相對分子質(zhì)量相差2,而沸點卻相差較大,其只要原因是CH3CH2OH分子之間形成氫鍵.
③在H、C、N、O中,第一電離能最大的元素和電負(fù)性最大的元素組成的化合物的化學(xué)式為N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5(填一種即可),CH4、NH3、H2O分子的鍵角依次減小,原因是分子中孤電子對數(shù)越多,鍵角越小,CH4、NH3、H2O分子中C、N、O的孤電子對數(shù)依次為0、1、2.
(3)金不溶于硝酸,但溶于“王水”,發(fā)生如下反應(yīng):
Au+4HCl+HNO3═H[AuCl4]+NO↑+2H2O,金溶于王水的主要原因是形成了[AuCl4]-,提高了金的活潑性.在[AuCl4]-中配位鍵的數(shù)目為4,寫出該配離子的結(jié)構(gòu)式:
(4)金、銀的一種合金具有較強的儲氫能力.該合金的晶胞為面心立方結(jié)構(gòu),銀離子位于面心,金原子位于頂點.若該晶胞邊長為acm,則晶胞的密度為$\frac{521}{{N}_{A}{a}^{3}}$g•cm-3
(5)研究發(fā)現(xiàn),金屬陽離子在水溶液中的顏色與該金屬陽離子d能級上的未成對電子數(shù)有關(guān),已知溶液中Cu2+、Fe3+、Fe2+分別呈藍(lán)色、棕黃色,淺綠色而Cu+呈無色,請解釋該現(xiàn)象:Cu+d能級上的未成對電子數(shù)為0.Cu(OH)2難溶于氫氧化鈉溶液,但是易溶于濃氨水,用離子方程式表示其主要原因:Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O.

分析 (1)在元素周期表中,Cu、Ag、Au位于ⅠB族、各能級電子數(shù)相等價電子通式為(n-1)d10ns1,銅元素所在周期即為第四周期中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的原子為鉻原子,據(jù)此答題;
(2)①CH3CHO中有碳氧雙鍵,雙鍵中有一個π鍵,根據(jù)碳原子周圍的成鍵情況和孤電子對數(shù)可判斷碳原子的雜化類型;
②分子形成氫鍵可以增大物質(zhì)的熔沸點;
③在H、C、N、O中,第一電離能最大的元素為N,電負(fù)性最大的元素為O,根據(jù)價層電子對互斥理論,分子中孤電子對數(shù)越多,鍵角越小,據(jù)此答題;
(3)[AuCl4]-中,每個氯離子與金離子之間都形成一個配位鍵,據(jù)此可畫出結(jié)構(gòu)式;
(4)合金的晶胞為面心立方結(jié)構(gòu),銀原子位于面心,金原子位于頂點,所以晶胞中銀原子數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3,金原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1,根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$進行計算;
(5)金屬陽離子在水溶液中的顏色與該金屬陽離子d能級上的未成對電子數(shù)有關(guān),Cu+的核外電子排布為[Ar]3d10,沒有未成對的電子,銅離子能與氨分子形成銅氨絡(luò)合離子,所以Cu(OH)2易溶于濃氨水,據(jù)此答題;

解答 解:(1)在元素周期表中,Cu、Ag、Au位于ⅠB族、各能級電子數(shù)相等價電子通式為(n-1)d10ns1,銅元素所在周期即為第四周期中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的原子為鉻原子,其價層電子軌道示意圖為,
故答案為:(n-1)d10ns1;;
(2)①CH3CHO中有一個碳氧雙鍵,雙鍵中有一個π鍵,所以a個CH3CHO分子中π鍵的數(shù)目為a,根據(jù)碳原子周圍的成鍵情況和孤電子對數(shù)可知,甲基中的碳的雜化方式為sp3,醛基中的碳原子的雜化方式為sp2,
故答案為:a;sp3、sp2;
②CH3CH2OH分子之間形成氫鍵,所以CH3CH2OH的沸點高于CH3CHO的沸點,
故答案為:CH3CH2OH分子之間形成氫鍵;
③在H、C、N、O中,第一電離能最大的元素為N,電負(fù)性最大的元素為O,它們組成的化合物的化學(xué)式為N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5,根據(jù)價層電子對互斥理論,分子中孤電子對數(shù)越多,鍵角越小,CH4、NH3、H2O分子中C、N、O的孤電子對數(shù)依次為0、1、2,所以CH4、NH3、H2O分子的鍵角依次減小,
故答案為:N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5;分子中孤電子對數(shù)越多,鍵角越小,CH4、NH3、H2O分子中C、N、O的孤電子對數(shù)依次為0、1、2;
(3)[AuCl4]-中,每個氯離子與金離子之間都形成一個配位鍵,所以有4個配位鍵,其結(jié)構(gòu)式為,
故答案為:4;;
(4)合金的晶胞為面心立方結(jié)構(gòu),銀原子位于面心,金原子位于頂點,所以晶胞中銀原子數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3,金原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1,根據(jù)$ρ=\frac{m}{V}$可知,晶胞的密度為$\frac{\frac{3×108+197}{{N}_{A}}}{{a}^{3}}$g/cm3=$\frac{521}{{N}_{A}{a}^{3}}$g/cm3,
故答案為:$\frac{521}{{N}_{A}{a}^{3}}$;
(5)金屬陽離子在水溶液中的顏色與該金屬陽離子d能級上的未成對電子數(shù)有關(guān),Cu+的核外電子排布為[Ar]3d10,沒有未成對的電子,銅離子能與氨分子形成銅氨絡(luò)合離子,所以Cu(OH)2易溶于濃氨水,反應(yīng)的離子方程式為Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O,
故答案為:Cu+d能級上的未成對電子數(shù)為0;Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH34]2++2OH-+4H2O.

點評 本題考查較綜合,涉及電子排布式、熔沸點的比較、氧化還原反應(yīng)、晶胞的計算等知識點,根據(jù)密度公式、氧化還原反應(yīng)原理等知識點來分析解答,難點是晶胞的計算,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.F、G都是常見的高分子材料,以下是由丙烯合成F、G的流程圖.

(1)E的化學(xué)名稱是2-羥基丙酸,所含官能團是羧基、羥基.
(2)G的結(jié)構(gòu)簡式是
(3)A→B的化學(xué)方程式是CH3CHBrCH2Br+2NaOH$→_{△}^{水}$CH3CH(OH)CH2OH+2NaBr,該反應(yīng)類型是取代反應(yīng).
(4)由CH3CH=CH2生成F的化學(xué)方程式是nCH3CH=CH2$\stackrel{一定條件}{→}$,該反應(yīng)類型是加聚反應(yīng).
(5)在一定條件下,兩分子E脫去兩分子水形成一種六元環(huán)狀化合物,該化合物的結(jié)構(gòu)簡式是
(6)C的同分異構(gòu)體有多種,請分別寫出符合下列條件有機物的結(jié)構(gòu)簡式:
①能與NaHCO3溶液反應(yīng)的是CH2=CHCOOH;
②能發(fā)生水解反應(yīng)的是HCOOCH=CH2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.化學(xué)反應(yīng)A2+B2=2AB的能量變化如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.斷裂1molA-A鍵和1molB-B鍵共可放出xKJ能量
C.斷裂1molA-B鍵需要吸收yKJ能量
D.1molA2和1molB2完全反應(yīng)生產(chǎn)2molAB,放出(y-x)KJ能量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,某課外興趣小組用實驗方法進行探究.
序號溫度/℃催化劑現(xiàn)象結(jié)論
140FeCl3溶液
220FeCl3溶液
320MnO2
420
(1)取等物質(zhì)的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進行H2O2的分解實驗,實驗報告如下表所示(現(xiàn)象和結(jié)論略).
①實驗1、2研究的是溫度對H2O2分解速率的影響.
②實驗2、3的目的是比較FeCl3溶液和MnO2兩種催化劑對H2O2分解速率影響的差異.
(2)查文獻可知,Cu2+對H2O2分解也有催化作用,為比較Fe3+、Cu2+對H2O2分解的催化效果,該小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗.回答相關(guān)問題:
①定性分析:如圖甲可通過觀察反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢,定性比較得出結(jié)論.有同學(xué)提出將CuSO4溶液改為CuCl2溶液更合理,其理由是控制陰離子相同,排除陰離子的干擾.
②定量分析:如圖乙所示,實驗時以收集到40mL氣體為準(zhǔn),忽略其他可能影響實驗的因素,實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是收集40mL氣體所需時間.
(3)酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液可發(fā)生反應(yīng):2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,實驗時發(fā)現(xiàn)開始反應(yīng)速率較慢,溶液褪色不明顯,但一段時間后突然褪色,反應(yīng)速率明顯加快.對此展開討論:
①某同學(xué)認(rèn)為KMnO4與H2C2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng),導(dǎo)致溶液溫度升高,反應(yīng)速率加快;
②從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看,你認(rèn)為還可能是催化劑(Mn2+的催化作用)的影響.要證明你的猜想,實驗方案是用兩組酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液作對比實驗,一組加入少量MnSO4固體,一組不加,看反應(yīng)速率快慢.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是(  )
A.氮氣的電子式:B.鎂離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
C.中子數(shù)為16的磷原子:${\;}_{16}^{31}$PD.丙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH3CHCH2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列對一些實驗事實的理論解釋錯誤的是( 。
選項實驗事實理論解釋
A氮原子的第一電離能大于氧原子氮原子2p能級半充滿
BCO2的熔點高于CH4碳氧鍵鍵能大于碳?xì)滏I
CH2O的沸點高于H2SH2O分子間形成了氫鍵
D金剛石的硬度大于晶體硅碳碳鍵鍵能大于硅硅鍵
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.肼(N2H4)又稱聯(lián)氨,是一種可燃性的液體,可用作火箭燃料.已知在101kPa(25℃時)時,已知0.5mol液態(tài)肼與足量氧氣反應(yīng),生成氮氣和水蒸氣,放出312KJ的熱量.N2H4完全燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-624kJ/mol;又已知H2O(l)═H2O(g);△H=+44kJ?mol-1,由64g液態(tài)肼與氧氣反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是1424kJ.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.甲酸鈉廣泛用作催化劑和穩(wěn)定合成劑,印染行業(yè)的還原劑,還可用于生產(chǎn)保險粉、草酸和甲酸.用電石爐廢氣(CO75%~90%,以及少量CO2、H2S、N2、CH4等),其合成部分工藝流程如下:
(1)上述工藝用堿液洗滌的目的是除去其中的CO2、H2S等酸性氣體,可能發(fā)生的反應(yīng)有CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O、H2S+2NaOH=Na2S+2H2O(列舉兩利).
(2)上述合成工藝中采用循環(huán)噴射吸收合成,其目的是使尾氣中的CO被充分吸收;最后尾氣主要成分是N2、CH4
(3)合成時,得到的HCOONa溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5%,合成塔反應(yīng)液中分離出HCOONa•2H2O 的主要步驟有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,再經(jīng)洗滌干燥得到.
(4)甲酸鈉高溫時分解制取草酸鈉的化學(xué)方程式為2HCOONa NaOOCCOONa+H2↑.
(5)在甲酸鈉、氫氧化鈉混合溶液中通入二氧化硫氣體,可得到重要的工業(yè)產(chǎn)品保險粉(Na2S2O4),同時產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,該反應(yīng)的離子方程式為HCOO-+2SO2+OH-=S2O42-+CO2+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.短周期元素 W、X、Y 和Z的原子序數(shù)依次增大.W原子是半徑最小的原子,非金屬元素 X 形成的一種單質(zhì)能導(dǎo)電,元素 Y 是地殼中含量最豐富的金屬元素,Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的 2 倍.下列說法錯誤的是( 。
A.元素 Y的單質(zhì)與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應(yīng)均有氫氣生成
B.元素 X與 W形成的共價化合物有很多種
C.元素 W、X的氯化物中,各原子均滿足 8 電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.元素 Z 可與元素 X 形成共價化合物 XZ2

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同步練習(xí)冊答案