【題目】2017年5月海底天然氣水合物(俗稱“可燃冰”)試采成功,這是我國能源開發(fā)的一次歷史性突破。一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成如下圖所示的籠狀結(jié)構(gòu)(表面的小球是水分子,內(nèi)部的大球是CH4分子或CO2分子;“可燃冰”是CH4與H2O形成的水合物),其相關(guān)參數(shù)見下表。

(1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從大到小的順序為_______;碳原子的最高能級的符號是_______,其電子云形狀是_______

(2)CO2分子中碳原子的雜化軌道類型為_______,分子的立體構(gòu)型為_____。CO2與SO2相同條件下在水中的溶解度較大的是SO2,理由是________。

(3)為開采海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析,該設(shè)想的依據(jù)是_______

(4)“可燃冰”中分子間存在的作用力是氫鍵和_________,上圖中最小的環(huán)中連接的原子總數(shù)是_______。

(5)水在不同的溫度和壓力條件下可形成11種不同結(jié)構(gòu)的晶體,密度從比水輕的0.92g/cm3到約為水的1.5 倍。冰是人們迄今已知的由一種簡單分子堆積出結(jié)構(gòu)花樣最多的化合物。其中冰- Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)為一個如圖所示的立方晶胞,每個水分子與周圍4個水分子以氫鍵結(jié)合。設(shè)O-H…O距離為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該冰- Ⅶ晶體的密度為____ g/cm3(列出計算式即可)。

【答案】 O>C>H 2p 啞鈴形 sp 直線型 SO2為極性分子,CO2為非極性分子,H2O為極性溶劑,極性分子易溶于極性溶劑,故SO2的溶解度較大 CO2的分子直徑小于籠狀空腔直徑,且與H2O的結(jié)合力大于CH4 范德華力 10

【解析】(1)一般來說,元素的非金屬性越強,電負性越強,所以順序為:O>C>H。碳為第6號元素,原子核外有6個電子,其最高能級為2p。p電子云的形狀是啞鈴形。

(2)根據(jù)價層電子對互斥理論,CO2的中心原子C的價電子對為2+(4-2×2)=2對,所以CO2的空間構(gòu)型為直線型,C的雜化類型為sp雜化。CO2為直線型分子,所以是非極性分子,而SO2為折線形,所以是極性分子,根據(jù)相似相溶的原理,SO2在極性溶劑(水)中的溶解度更大。

(3)已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm,根據(jù)上述圖表,得到CO2分子的直徑小于空腔直徑可以嵌入籠狀結(jié)構(gòu)中同時二氧化碳與水分子的結(jié)合能高于甲烷,說明二氧化碳更易于與水結(jié)合,有可能將已經(jīng)嵌入籠中的甲烷置換出來。

(4)分子之間存在的力除氫鍵以外,只可能是范德華力。圖中最小的環(huán)是由5個水分子通過氫鍵構(gòu)成的,其結(jié)構(gòu)為,其中虛線代表氫鍵,實線代表共價鍵,所以最小的環(huán)中連接的原子為10個。

(5)該晶胞中含有的水分子為: + 1×1=2,所以晶胞的質(zhì)量為2×18÷NA= g。從圖中得到O-H…O距離為該立方體晶胞的體對角線長度的一半所以得到該晶胞的邊長為,所以密度為 g/cm3

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:

【題目】A、B、C、D四種化合物,其中A、B、C焰色反應(yīng)均為黃色,而D的焰色反應(yīng)為紫色,A、C和鹽酸反應(yīng)均得到B,將固體A加熱分解可得到C,若在C的溶液中通入一種無色無味氣體,又可得到A的溶液;若D的溶液滴加到FeCl2溶液中,先出現(xiàn)白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色沉淀E。

(1)試推斷各物質(zhì)的化學(xué)式A:_____、B:_____、C:_______、D:_______、E:______

(2)按要求寫出下列方程式:

①A與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:__________________________;

②A固體受熱分解的化學(xué)方程式:______________________;

③D溶液滴加到FeCl2溶液中出現(xiàn)白色沉淀及最后變成紅褐色沉淀的相關(guān)化學(xué)方程式:_______________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】聚合物H ()是一種聚酰胺纖維,廣泛用于各種剎車片,其合成路線如下:

已知:①C、D、G均為芳香族化合物,分子中均只含兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。

②Diels-Alder反應(yīng):。

(1)生成A的反應(yīng)類型是_______。D的名稱是_______。F中所含官能團的名稱是_______。

(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是_______;“B→C”的反應(yīng)中,除C外,另外一種產(chǎn)物是_______。

(3)D+G→H的化學(xué)方程式是______。

(4)Q是D的同系物,相對分子質(zhì)量比D大14,則Q可能的結(jié)構(gòu)有______種,其中核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1:2:2:3的結(jié)構(gòu)簡式為______(任寫一種)。

(5)已知:乙炔與1,3-丁二烯也能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)。請以1,3-丁二烯和乙炔為原料,選用必要的無機試劑合成,寫出合成路線__________(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鉆酸鋰電池成用廣泛,電池正極材料主要含有LiCoO2、導(dǎo)電劑乙炔黑。鋁箔及少量Fe,可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。

幾種金屬離子沉淀完全(離子濃度為10-5mol/L)pH如下表:

離子

Fe3+

Al3+

Fe2+

Co2+

溶液pH

3.2

4.7

9.0

9.2

回答下列問題:

(1)LiCoO2中,Co元素的化合價為_______,濾液I的主要成分是______

(2)已知:氧化性Co3+>H2O2>Fe3+,“酸浸過程中H2O2所起主要作用是______!調(diào)節(jié)pH”除去的離子主要有Al3+____。

(3)酸浸時浸出率隨溫度變化如圖所示,溫度升高至50℃以上時浸出率下降的原因是________。

(4)“萃取反萃取可簡單表示為: Co2++2(HA)2Co(HA2)2+2H+則反萃取過程加入的試劑X_______。

(5)CoSO4溶液中加入NH4HCO3溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)共建帶一路符合國際社會的根本利益,彰顯人類社會的共同理想和美好追求。

下列貿(mào)易商品中,主要成分屬于無機物的是______(填標號)

(2)下列有關(guān)有機化合物的說法正確的是__________ (填標號,3)

A.棱晶烷()與苯互為同分異構(gòu)體

B.分子式為C8H10的芳吞烴有3種不同的線構(gòu)

C. 能發(fā)生取代、加成、氧化、水解等反應(yīng)

D.丙烯酸(CH2=CHCOOH) 與山梨酸(CH3CH=CHCH=CHCOOH) 為同系物

(3)完全燃燒甲烷和乙烯的混合氣體1.12L (標準狀況下),生成氣體進入足量澄清石灰水中,得到6g沉淀。則混合氣體中甲烷和乙烯的體積比為_________(填標號,3)

A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.4 :1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室要配制100 mL 2 mol/L NaCl溶液,請回答下列問題:

(1)配制過程中需要使用的主要玻璃儀器包括燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、量筒和___________。

(2)用托盤天平稱取氯化鈉固體,其質(zhì)量為__________ g。

(3)下列主要操作步驟的正確順序是___________(填序號)。

①稱取一定質(zhì)量的氯化鈉,放入燒杯中,用適量蒸餾水溶解;

②加水至液面離容量瓶頸刻度線下1~2厘米時,改用膠頭滴管滴加蒸餾水至凹液面與刻度線相切;

③將溶液轉(zhuǎn)移到容量瓶中;

④蓋好瓶塞,反復(fù)上下顛倒,搖勻;

⑤用少量蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁和玻璃棒2~3次,洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中。

(4)如果實驗過程中缺少步驟⑤,會造成所配溶液的物質(zhì)的量濃度_______(偏高偏低無影響”,)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它們都可看作化學(xué)平衡.請根據(jù)所學(xué)知識的回答:

(1)實驗測得室溫下0.1mol/LNaHCO3溶液的pH>7,則Na+、HCO3-、H2CO3、CO32-、OH-五種微粒的濃度由大到小的順序為:_______________________________________________________________。

(2)含有足量AgCl固體的飽和溶液中,氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。在25℃時,氯化銀的Ksp=1.8×10-10mol2/L2.現(xiàn)將足量氯化銀分別放入:

① 100mL蒸餾水中;

② 100mL 0.2mol/LAgNO3溶液中;

③ 100mL 0.1mol/L氯化鋁溶液中;

④ 100mL 0.1mol/L鹽酸溶液中.

充分攪拌后,相同溫度下銀離子濃度由大到小的順序_________________________(填寫序號);②中氯離子的濃度為_________mol/L。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在三個體積約為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)

容器
編號

溫度(

起始物質(zhì)的量(mol

平衡物質(zhì)的量(mol

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

I

387

0.20

0.080

0.080


387

0.40




207

0.20

0.090

0.090

下列說法正確的是

A.該反應(yīng)的正方應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.達到平衡時,容器I中的CH3OH體積分數(shù)比容器中的小

C.容器I中反應(yīng)達到平衡所需時間比容器中的長

D.若起始時向容器I中充入CH3OH 0.1mol、CH3OCH3 0.15molH2O 0.10mol,則反應(yīng)將向正反應(yīng)方向進行

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某;瘜W(xué)小組學(xué)生利用下圖所列裝置進行鐵與水反應(yīng)的實驗。(圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去)

(1)燒瓶底部放置了幾片碎瓷片,碎瓷片的作用是_________________________________。

裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________。

(2)如果要在C處玻璃管處點燃該氣體,則必須對該氣體進行________________________裝置E中的現(xiàn)象是_____________________________________________________。

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