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[化學(xué)3－選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

Q、R、X、Y、Z為周期表前四周期元素，原子序數(shù)依次遞增．已知：

①Q(mào)為元素周期表中原子半徑最小的元素；

②R的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；

③Y的基態(tài)原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍；

④Q、R、Y三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體，Q、R兩種元素組成的原子個數(shù)比為1：1的化合物N是中學(xué)化學(xué)中常見的有機溶劑；

⑤Z有“生物金屬”之稱，Z⁴⁺離子和氬原子的核外電子排布相同．

請回答下列問題(答題時，Q、R、X、Y、Z用所對應(yīng)的元素符號表示)

(1)化合物M的空間構(gòu)型為________，其中心原子采取________雜化；化合物N在固態(tài)時的晶體類型為________．

(2)R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序為________；

(3)由上述一種或多種元素組成的與RY₂互為等電子體的分子為________(寫分子式)

(4)由R、X、Y三種元素組成的RXY^－離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應(yīng)，生成X₂、RY₂等物質(zhì)．該反應(yīng)的離子方程式為________．

(5)Z原子基態(tài)時的外圍電子排布式為________；Z的一種含氧酸鋇鹽的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶體內(nèi)與每個Z原子等距離且最近的氧原子數(shù)為________．

氨在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，2008年，我國氨產(chǎn)量接近500萬噸．下圖是合成氨的簡要流程．

(1)天然氣、重油、煤都可以與水反應(yīng)制得氫氣．下表是某合成氨廠采用不同原料的相對投資和能量消耗．

①依據(jù)上表信息，你認(rèn)為采用________為原料最好．

②請寫出甲烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳的化學(xué)方程式：________．

③已知C(s)、CO(g)和H₂(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為：C(s)＋O₂(g)＝CO₂(g)　ΔH＝－394 kJ·mol^－1；

2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g)　ΔH＝－566 kJ·mol^－1；

2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol^－1；

試寫出由C與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成氫氣與一氧化碳的熱化學(xué)方程式________．

(2)下表是在某種催化劑作用下用體積比為1：3的氮、氫混合氣反應(yīng)應(yīng)達到平衡時的一些實驗數(shù)據(jù)．

①依據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，合成氨反應(yīng)N₂＋3H₂NH₃的△H________0(填“＞”、“＜”或“無法判斷”)，請簡要說明理由________；

②該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為________．

③在300℃、10 MPa下，合成氨反應(yīng)達到平衡時，混合氣體的體積是反應(yīng)開始時的________倍．

某化學(xué)學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計一套實驗裝置來電解飽和食鹽水，并測量電解產(chǎn)生的氫氣的體積(預(yù)計H₂的體積6 mL左右)同時檢驗氯氣的氧化性．現(xiàn)有以下的儀器可供選擇：

(1)若要完成以上的實驗，將所給儀器連成一整套裝置，各種儀器接口的連接順序(填編號)是；A接________、________接________，B接________、________接________．

(2)能說明氯氣具有氧化性的實驗現(xiàn)象是________．

(3)已知氯氣溶于水中有如下平衡：Cl₂＋H₂OHC1＋HClO．

常溫下在一個容積為50 mL的針筒(如圖所示，活塞可自由滑動，針筒上有刻度)里吸入40 mL　Cl₂和10 mL　H₂O．

①若將此針筒長時間放置在有日光的地方，最終可能觀察到的現(xiàn)象是________．

②用化學(xué)平衡的觀點解釋①的現(xiàn)象：________

(4)假定裝入的飽和食鹽水為50 mL(電解前后溶液體積變化可忽略)，當(dāng)測得的氫氣為5.6 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時停止通電．搖勻U形管內(nèi)的溶液后溶液的pH約為________．

(1)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式是∶________．

(2)試用下圖所列各裝置設(shè)計一個實驗，來驗證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物．

這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣流從左至右的方向)是(填裝置的編號)∶________→________→________→________→________．

(3)實驗時可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色．A瓶溶液的作用是________，B瓶溶液的作用是________，C瓶溶液的作用是________．

(4)裝置②中所加固體藥品是________，可驗證的產(chǎn)物是________，確定裝置②在整套裝置中位置的理由是________．

(5)裝置③中所盛溶液是________，可驗證的產(chǎn)物是________．

幾位同學(xué)設(shè)計實驗觀察銅與濃硫酸的反應(yīng)，檢驗生成的氣體的性質(zhì)．甲設(shè)計了如圖所示的裝置，在大試管里加入2 mL濃硫酸，用帶導(dǎo)管和一個小孔的膠管塞緊，從孔中插入一根銅絲，加熱，把產(chǎn)生的氣體依次通入品紅溶液和石蕊溶液中．

請回答下列問題：

(1)寫出銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：________．

(2)試管b中的現(xiàn)象是________，通過試管a、b的現(xiàn)象得出的結(jié)論是________．

(3)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的設(shè)計不能全面體現(xiàn)SO₂的性質(zhì)，他打算增加試管進行其它實驗．以下為增加的試管中盛放的試劑：

A．澄清石灰水

B．KMnO₄(aq)

C．氫硫酸

請你幫助乙同學(xué)作出選擇，在橫線上先寫出字母，再用文字簡單說明實驗的目的．

________________

(4)丙同學(xué)評價甲同學(xué)的實驗裝置既有優(yōu)點也有不足，優(yōu)點是________，不足之處改進的具體措施是________．

(5)若把上述裝置中大試管的濃硫酸換成稀硝酸，試管a和b作如下改變(其中a裝滿水，b空置)，則在大試管中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為________，試管a的作用是________________．

已知：①溴乙烷的沸點38．4℃

②NaBr＋H₂SO₄(濃)NaHSO₄＋HBr↑

③2HBr＋H₂SO₄(濃)Br₂＋SO₂↑＋2H₂O

實驗室制備溴乙烷(C₂H₅Br)的裝置如圖，步驟如下：

①檢查裝置的氣密性，向裝置圖所示的U形管和大燒杯中加入冰水；

②在圓底燒瓶中加入10 mL　95％乙醇、28 mL　78％濃硫酸，然后加入研細(xì)的13 g溴化鈉和幾粒碎瓷片；

③小心加熱，使其充分反應(yīng)．

回答下列問題：

(1)實驗用乙醇、濃硫酸、溴化鈉制取溴乙烷的總的化學(xué)方程式為：________．

(2)反應(yīng)時若溫度過高，可看到有紅棕色氣體產(chǎn)生，該氣體化學(xué)式為：________．

(3)為了更好的控制溫度，除用圖示的小火加熱外，更好的加熱方式為________．

(4)①反應(yīng)結(jié)束后，U形管內(nèi)粗制的C₂H₅Br呈棕黃色．為了除去粗產(chǎn)品中的雜質(zhì)，可以選擇下列試劑中的________(填字母)，所需的主要玻璃儀器為________．

A．NaOH溶液

B．Na₂SO₃溶液

C．CCl₄

②要進一步制得純凈的C₂H₅Br，可用水洗，然后________(填操作名稱)，再加入無水CaCl₂，最后進行________(填操作名稱)．

(5)下列幾項實驗步驟，可用于檢驗溴乙烷中溴元素，其正確的操作順序是：取少量溴乙烷，然后________(填序號)．

①加熱；②加入AgNO₃溶液；③加入稀HNO₃酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷卻

為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，某同學(xué)做了以下實驗，請回答下列問題．

(1)過氧化氫分解的化學(xué)方程式為________．

(2)實驗①的目的是________．

實驗中滴加FeCl₃溶液的目的是________．

(3)實驗②未觀察到預(yù)期的實驗現(xiàn)象，為了幫助該同學(xué)達到實驗?zāi)康�，你提出的對上述操作的改進意見是________(用實驗中所提供的幾種試劑)．

(4)某同學(xué)在50 mL一定濃度的H₂O₂溶液中加入一定量的二氧化錳，放出氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)與反應(yīng)時間的關(guān)系如下圖所示，則A、B、C三點所表示的瞬時反應(yīng)速率最慢的是________．

(5)對于H₂O₂分解反應(yīng)，Cu²⁺也有一定的催化作用．為比較Fe³⁺和Cu²⁺對H₂O₂分解的催化效果，某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗．請回答相關(guān)問題：

①定性分析：如圖甲可通過觀察________，定性比較得出結(jié)論．有同學(xué)提出將FeCl₃改為Fe₂(SO₄)₃更為合理，其理由是________．

②定量分析：用圖乙所示裝置做對照實驗，實驗時均以生成40 mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實驗的因素均已忽略．實驗中需要測量的數(shù)據(jù)是________．

某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的

生成速率．請回答下列問題：

(1)上述實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有________________；

(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是________________；

(3)實驗室中現(xiàn)有Na₂SO₄、MgSO₄、Ag₂SO₄、K₂SO₄等4種溶液，可與上述實驗中CuSO₄

溶液起相似作用的是________；

(4)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有________(答兩種)；

(5)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計了如下一系列的實

驗．將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣

體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間．

①請完成此實驗設(shè)計，其中：V₁＝________，V₆＝________，V₉＝________．

②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO₄溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，

但當(dāng)加入的CuSO₄溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降．請分析氫氣生成速率下降的主要原因________．

a、b、c、d、e是短周期元素，周期表中a與b、b與c相鄰；c與e同主族；a與c的最外層電子數(shù)之比為2∶3，b的最外層電子數(shù)比c的最外層電子數(shù)少1個；常見化合物d₂c₂與水反應(yīng)生成c的單質(zhì)，且溶液使酚酞溶液變紅．

(1)e的元素符號是________．

(2)a、b、c的氫化物穩(wěn)定性順序為(用分子式表示)________；b的氫化物和b的最高價氧化物的水化物反應(yīng)生成Z，則Z中的化學(xué)鍵類型為________，Z的化合物類型為________(填“共價化合物”或“離子化合物”)．

(3)由a、c、d形成化合物的水溶液顯堿性，其原因是(用離子方程式表示)________．

(4)一定量的d₂c₂與ac₂反應(yīng)后的固體物質(zhì)，恰好與0.8 mol稀鹽酸溶液完全反應(yīng)，并收集到0.25 mol氣體，則用物質(zhì)的量表示該固體物質(zhì)的組成為________．

按要求回答下列問題

(1)用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸，用酚酞作指示劑，下列操作中會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏低的是________(填序號)

①堿式滴定管用蒸餾水洗凈后沒有用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗

②用酸式滴定管加待測液時，剛用蒸餾水洗凈后的滴定管未用待測液潤洗

③錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有用待測液潤洗

④滴定前滴定管尖端有氣泡，滴定后氣泡消失

⑤終點讀數(shù)時俯視，其他讀數(shù)方法正確

(2)某課外活動小組同學(xué)用右圖甲裝置進行實驗，試答下列問題：

①若開始時開關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的________腐蝕．

②若開始時開關(guān)K與b連接，則總反應(yīng)的離子方程式為________．

(3)已知：鉛蓄電池總的化學(xué)方程式為：Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O

①鉛蓄電池在放電時負(fù)極反應(yīng)為________，

②鉛蓄電池在充電時陽極反應(yīng)為________；

③如果鉛蓄電池在放電時回路中有2 mol電子轉(zhuǎn)移時，消耗H₂SO₄________mol．

(4)常溫下，如果取0.1 mol/L　HA溶液與0.1 mol/L　NaOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化)，測得混合溶液的pH＝8，求出混合液中下列算式的精確計算結(jié)果(填具體數(shù)字)：c(OH^－)－c(HA)＝________mol/L．

(5)在Cl^－、Al³⁺、HSO₄^－、K⁺、HS^－五種離子中，只能水解不能電離的離子是________，只能電離不能水解的離子是________，既能電離又能水解的離子是________，寫出能水解離子的水解離子方程式________，________．

(6)已知25℃時，Mg(OH)₂的溶度積常數(shù)K_sp＝5.6×10^－12，測得某溶液的pH＝13，則此溫度下溶液中的c(Mg²⁺)＝________．