高中化学原子轨道杂化方式及杂化类型判断实验题

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实。某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程，其设计的模拟装置如图。根据要求填空：

（1）写出CH₄与Cl₂生成一氯代物的化学反应方程式                                  。
（2）B装置有三种功能：①控制气体流速；②将气体混合均匀；③                                。
（3）D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末，其作用是                         。
（4）E装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为               。
（5）该装置还有缺陷，原因是没有进行尾气处理，尾气的主要成分是               。（填编号）

A．CH4

B．CH3Cl

C．CH2Cl2

D．CHCl3

E．CCl₄

A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物，已知：A相对分子质量为144，其中碳的质量分数为50%。A可以使溴水褪色。A难溶于水，但在酸性条件下可发生水解反应，得到B和甲醇。B中碳、氢、氧原子个数比为1：1：1，分子中没有支链，能与氢氧化钠溶液发生反应。
（1）A可以发生的反应有            （选填编号）
① 加成反应 ② 酯化反应 ③ 加聚反应  ④ 氧化反应
（2）B分子所含官能团的名称是                              。
（3）与B具有相同官能团的同分异构体的结构简式是 _______________             。
（4）由B制取A的化学方程式是：
                                                                      。

Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻，能量密度大等优良性能，得到广泛应用，回答下列问题:    

（1）下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________。（填标号）

A．
B．
C．
D．

（2） $L{i}^{+}$ 与 $H^{-}$ 具有相同的电子构型， $r（L{i}^{+}）$ 小于 $r（H^{-}）$ ，原因是________。    

（3） $LiAl{H}_4$ 是有机合成中常用的还原剂， $LiAl{H}_4$ 中的阴离子空间构型是________。中心原子的杂化形式为________， $LiAl{H}_4$ 中，存在________（填标号）。

A．	离子键
B．	σ键
C．	π键
D．	氢键

（4） $L{i}_{2}O$ 是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的 Born-Haber循环计算得到

可知,Li原子的第一电离能为________ $kJ·mo{l}^{-1}$ ， O=O键键能为________ $kJ·mo{l}^{-1}$ ， $L{i}_{2}O$ 晶格能为________ $kJ·mo{l}^{-1}$

（5） $L{i}_{2}O$ 具有反莹石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665mm,阿伏加德罗常数的值为 $N_A$ ,则 $L{i}_{2}O$ 的密度为 ________ $g/c{m}^3$ (列出计算式)。

钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用．回答下列问题：

（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为nm（填标号）．

A．	404.4
B．	553.5
C．	589.2
D．	670.8
E．	766.5

（2）基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________．K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是________．

（3）X射线衍射测定等发现， $I_{3}As{F}_6$ 中存在 ${I_3}^{+}$ 离子． ${I_3}^{+}$ 离子的几何构型为________，中心原子的杂化类型为________．

（4） $KI{O}_3$ 晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为 $a=0.446\mathit{nm}$ ，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示．K与O间的最短距离为________nm，与K紧邻的O个数为________．

（5）在KIO ₃晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置．

Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

（1）基态Fe ²⁺与Fe ³⁺离子中未成对的电子数之比为 　 　。

（2）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能（I ₁）如表所示。I ₁（Li）＞I ₁（Na），原因是 　 　。 I ₁（Be）＞I ₁（B）＞I ₁（Li），原因是 　。

I 1/（kJ•mol ^﹣ ^1）
Li 520	Be 900	B 801
Na 496	Mg 738	Al 578

（3）磷酸根离子的空间构型为 　 　，其中P的价层电子对数为 　 　、杂化轨道类型为 　 　。

（4）LiFePO ₄的晶胞结构示意图如（a）所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO ₄的单元数有 　 　个。

电池充电时，LiFePO ₄脱出部分Li ⁺，形成Li _{1 ﹣ x}FePO ₄，结构示意图如（b）所示，则x＝ 　　，n（Fe ²⁺）：n（Fe ³⁺）＝ 　 　。

以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵[（NH₄）₃Fe（C₆H₅O₇）₂]．

（1）Fe基态核外电子排布式为　　；[Fe（H₂O）₆]²⁺中与Fe²⁺配位的原子是　　（填元素符号）．

（2）NH₃分子中氮原子的轨道杂化类型是　　；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为　　．

（3）与NH₄⁺互为等电子体的一种分子为　　（填化学式）．

（4）柠檬酸的结构简式如图．1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为　　mol．

为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量的工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体。由此他提出必须先除去杂质，再与溴水反应。请回答下列问题：
(1)      写出甲同学实验中两个主要的化学方程式
_______________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是________。
a．使溴水褪色的反应，未必是加成反应
b．使溴水褪色的反应，就是加成反应
c．使溴水褪色的物质，未必是乙炔
d．使溴水褪色的物质，就是乙炔
(3)请你选用下列四个装置(见下图，可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。

(电石、水)　 (　　)　     (　　)　  　(溴水)