【題目】20世紀末,科學家發(fā)現(xiàn)海底存在大量天然氣水合物晶體。在天然氣水合物晶體中,有甲烷、氧氣、二氧化碳、硫化氫、稀有氣體等,它們在水合物晶體里是裝在幾個水分子構(gòu)成的籠內(nèi),因而又稱為籠狀化合物。

(1)區(qū)分晶體和非晶體最可靠的科學方法是___________。

(2)基態(tài)C原子中,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是______,該能層最高能級電子的電子云輪廓形狀為________。

(3)H2S分子中中心原子的雜化方式為_______。H2SH-S-H的鍵角比CH4H-C-H的鍵角_______(”“相等”)。

(4)CH4、CO2H2O形成的籠狀結(jié)構(gòu)如圖所示,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4H2O形成的水合物晶體俗稱可燃冰”。

物質(zhì)

分子直徑(nm)

分子與H2O的結(jié)合能(kJ/mol)

CH4

0.436

16.40

CO2

0.512

29.91

①“可燃冰中存在的作用力有_____________

為開采深海海底的可燃冰,有科學家提出用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)上述圖表分析,該設(shè)想的依據(jù)是_____________。

(5)已知稀有氣體化合物XeF2的空間構(gòu)型如圖所示,據(jù)此判斷中心原子Xe的雜化方式為_______(填序號)。

A.sp雜化 B.sp2雜化 C.sp3雜化 D.sp3d雜化

(6)氧氣的晶體結(jié)構(gòu)與CO2相似,晶體中若以一個分子為中心,其周圍有_____個緊鄰的分子,若緊鄰的兩個分子之間距離為anm,列式表示氧氣晶體的密度為______g/cm3。

【答案】 對固體進行X-射線衍射實驗 L 球形和啞鈴形 sp3雜化 氫鍵、范德華力 的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑,且的結(jié)合能大于與水的結(jié)合能力 D 12 128/ N(a×10-73

【解析】(1)構(gòu)成晶體的粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列,晶體的這一結(jié)構(gòu)特征可以通過X-射線衍射圖譜反映出來;因此,區(qū)分晶體和非晶體的最可靠的科學方法是對固體進行X-射線衍射實驗;正確答案:對固體進行X-射線衍射實驗。

(2)基態(tài)C原子的電子排布式為,核外電子數(shù)為6,電子運動狀態(tài)有6種,電子占據(jù)的最高能層符號為LL層中s能級電子云輪廓形狀為球形,p能級電子云輪廓形狀為啞鈴形正確答案:L;球形和啞鈴形。

3價層電子對個數(shù),采取雜化;H2S分子中共價鍵鍵角接近90°H-S-H的鍵角接近90°,空間構(gòu)型為V形,CH4的結(jié)構(gòu)為正四面體結(jié)構(gòu), H-C-H的鍵角為109°28′,所以H2SH-S-H的鍵角比CH4H-C-H的鍵角小正確答案 sp3雜化,小。

(4)①可燃冰中存在水分子,分子晶體中作用力是范德華力,水分子中存在氫鍵;正確答案是:氫鍵、范德華力。

設(shè)想用置換,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑,且的結(jié)合能大于與水的結(jié)合能力,因此可能可以實現(xiàn)用置換;正確答案:的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑,且的結(jié)合能大于與水的結(jié)合能力。

(5)Xe已經(jīng)是8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其中有一個成對電子拆開為兩個單電子,與氟原子形成兩個共價鍵,氙原子核外有10電子,氟原子核外有8個電子,二氟化氙中,氙采用sp3d雜化,正確選項D。

(6)如果分子間作用力只是范德華力,則以一個分子為中心,其周圍通常有12個緊鄰的分子,氧氣的晶體結(jié)構(gòu)與CO2相似,晶體中若以一個分子為中心,其周圍有12個緊鄰的分子CO2晶胞結(jié)構(gòu)可推氧氣的晶體結(jié)構(gòu),1個晶胞中含有的氧氣分子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,1個晶胞的體積為(a×10-73cm3,根據(jù)1mol 氧氣含有NA個氧氣分子,其質(zhì)量為32g,所以氧氣晶體的密度為(4×32/NA)/ (a×10-73=128/ N(a×10-73g/cm3正確答案:128/ N(a×10-73。

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實驗編號

NaOH溶液的濃度(molL-1

滴入NaOH溶液的體積(mL)

待測鹽酸的體積(mL)

1

0.100

22.18

20.00

2

0.100

22.22

20.00

3

0.100

22.20

20.00

①該實驗滴定達到終點的標志是_____________________________

②根據(jù)上述數(shù)據(jù),可計算出該鹽酸的濃度約為_________________(保留三位有效數(shù)字)。

③在上述實驗中,下列操作(其他操作正確)會造成測定結(jié)果偏高的有_______________。

A.滴定終點讀數(shù)時俯視讀數(shù)

B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待測鹽酸潤洗

C.錐形瓶水洗后未干燥

D.堿式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失

E.稱量NaOH固體時,混入少量KOH雜質(zhì)

④現(xiàn)用以上實驗配制的0.10 molL-1NaOH溶液測定食醋中乙酸的濃度,應(yīng)該選用的指示劑為_______。

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