尿素H2NCONH2中C,N原子的杂化轨道方式

尿素H2NCONH2中C,N原子的杂化方式我们老师讲首先画出结构简式,然后只听到后面NH2-中N跟NH3中N杂化一样,但是C的杂化没听清楚
SP2碳的杂化你可以这么看,需要形成几个sigma键,就用几个轨道杂化,比如尿素,需要和两个氮,一个氧形成共3个sigma键,需要三个杂化轨道,所以取S+2P形成3个SP2轨道,(还剩一个p轨道和氧形成pi键)
一般计算中心原子杂化=(中心原子孤对电子数+成健原子数)/2
周围是O的例外,又是另一种算法
不用除以二吧,就是孤对电子数加成键原子数,孤对电子是指对数。 对碳来说就是我说的sigma键的个数,因为碳原子不含孤对电子(除了CO中),成键原子数和sigma键个数是一致的(双键三键中的pi键不是杂化轨道重叠形成的)。
周围是O也不例外啊, CO2 0+2=2, 需要两个杂化轨道,所以是sp杂化, O2中,2+1=3, sp2杂化 CO 1+1=2, sp杂化
不过其实CO,NO这样的分子用分子轨道理论解释结构比较合适。
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扫描下载二维码尿素(H2NCONH2)可用于制有机铁肥,主要代表有[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)].(1)基态Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5.C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C.(2)尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是sp2、sp3.(3)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是配位键.与NO3-互为等电子体的一种化合物是SO3等(写化学式).(4)CO2和NH3是工业上制备尿素的重要原料,固态CO2(干冰)的晶胞结构如图所示.①1个CO2分子周围等距离且距离最近的CO2分子有12个.②铜金合金的晶胞结构与干冰相似,若顶点为Au、面心为Cu,则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为是1:3.
分析:(1)Fe原子核外电子数为26,原子形成阳离子先按能层高低失去电子,能层越高的电子越容易失去,同一能层中按能级高低失去电子,能级越高越容易失去;同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,N元素原子的2p能级有3个电子,为半满稳定状态,能量降低,失去电子需要的能量较高,第一电离能高于同周期相邻元素;(2)由尿素的结构式可知,尿素分子中N原子成3个单键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,C原子成2个C-N键、1个C=O键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,据此判断;(3)Fe(Ⅲ)有空轨道,尿素分子中N原子含有孤对电子,二者形成配位键;原子总数相等,价电子总数相等的微粒为等电子体,利用代换法书写;(4)①以顶点的二氧化碳分子研究,与之最近的二氧化碳分子位于面心上;②根据均摊法计算晶胞中含有Au、Cu原子数目,据此计算.解答:解:(1)Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,N元素原子的2p能级有3个电子,为半满稳定状态,能量降低,失去电子需要的能量较高,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能N>O>C,故答案为:1s22s22p63s23p63d5;N>O>C;(2)由尿素分子的结构式可知,尿素分子中C原子成2个C-N键、1个C=O键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,C原子采取sp2杂化,N原子成3个单键,含有1对孤对电子,杂化轨道数为4,N原子采取sp3杂化,故答案为:sp2、sp3;(3)Fe(Ⅲ)有空轨道,其配位体数目为6,O原子提供孤对电子,H2NCONH2与Fe(Ⅲ)之间形成配位键,N原子最外层电子数为5,将N原子及1个单位负电荷,可以替换为S原子,故SO3与NO3-互为等电子体,故答案为:配位键;SO3等;(4)①以顶点的二氧化碳分子研究,与之最近的二氧化碳分子位于面心上,将晶胞补全可知,有3层每各有4个二氧化碳分子与之最近,故之最近的二氧化碳分子有4×3=12,故答案为:12;②若顶点为Au、面心为Cu,晶胞中含有Au原子数目为8×18=1,晶胞中含有Cu原子数目为6×12=3,则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为1:3,故答案为:1:3.点评:本题考查核外电子排布规律、杂化轨道理论、络合物、晶胞计算等,难度中等,(3)中注意等电子体为原子总数相等,核外电子总数或价电子总数相等的微粒.
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科目:高中化学
尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥.在工农业生产中有着非常重要的地位.工业上合成尿素的反应如下:2NH3(g)+CO2(g)?H2O(g)+H2NCONH(g)△H=-103.7kJ.mol(1)在温度70~95℃时,工业尾气中的NO、NO2可以尿素溶液吸收,将其转化为N2①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应,化学方程式为.②已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=180.6kJ?mol-1N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-12H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=483.6kJ?mol-1则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)△H=.(2)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件.在恒定温度下,将氨气和二氧化碳按2:1的物质的量之比充入一体积为10L,的密闭容器中经20miri达到平衡,各物质浓度的变化曲线如图所示.①在上述条件下,从反应开始至20min时.二氧化碳的平均反应速率为.②该反应的平衡常数K=;若升高体系的温度,容器中NH3的体积分数将(填“增加”、“减小”或“不变”).③若保持平衡的温度和压强不变,再向容器中充入3mol的氨气,则此时v正v逆(填“>”“=”或“<”),判断理由.(3)尿素燃料电池结构如图所示.其工作时负极电极反应式可表示为.
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吉林省九校联合体2014届第二次摸底考试理科综合化学试题本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)。共16页,考试时间150分钟,共300分。考生注意:1.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。第Ⅱ卷用蓝黑钢笔或圆珠笔在答题纸上书写作答,在试题卷上作答,答案无效。2.Ⅱ卷卷头和答题卡均填涂本次考试的考号,不要误填学号,答题卡占后5位。以下数据可供解题时参考。可能用到的相对原子质量:H―1,C―12,N―14,O―16,F―19,Al―27,S―32,Cl―35.5,K―39,Ca―40,Fe―56,Cu―64,I―127,Ba―137第Ⅰ卷必考题)一.选择题(每小题有一个选项符合题意。)7.下列说法正确的是A.SO2、SiO2、NO2均为酸性氧化物B.稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体C.“玉兔”月球车太阳能电池帆板的材料是二氧化硅D.常温下pH=4的NaHC2O4溶液中:c(H2C2O4)<c(C2O42-)8.下列关于有机物的叙述,正确的是A.石油的分馏和煤的气化都是发生了化学变化B.苯、溴水、铁粉混合可制成溴苯C.纤维素、油脂和蛋白质在一定条件下都能水解D.苯在一定条件下既能发生取代反应,又能发生加成反应,但不能发生氧化反应9.设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法错误的是A.标准状况下,22.4LCl2和HCl的混合气体中含原子总数为2NAB.256gS8晶体中含S-S键为7NA个C.由1molCH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,CH3COO-数目为NA个D.1molNa与O2完全反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子总数NA个10.分子式为C5H9ClO2的同分异构体甚多,其中能与NaHCO3发生反应产生CO2的同分异构体共有(不考虑立体异构)A.4种B.8种C.12种D.16种11.某金属和硝酸反应,已知参加反应的被还原的硝酸和参加反应的硝酸的物质的量之比为1∶6,若已知还原产物唯一,则还原产物为A.N2B.N2OC.NOD.NO212.pC类似pH,是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为:1×10-3mol?L-1,则该溶液中溶质的pC=3。下列表达正确的是A.某温度下任何电解质的水溶液中,pC(H+)+pC(OH-)=14B.0.01mol/L的CaCl2溶液中逐渐滴加纯碱溶液,滴加过程中pC(Ca2+)逐渐减小C.用0.01mol/L的盐酸滴定某浓度的NaOH溶液,滴定过程中pC(H+)逐渐增大D.某温度下,AB难溶性离子化合物的Ksp=1.0×10-10,其饱和溶液中pC(A+)+pC(B-)=1013.有一未知的无色溶液,只可能含有以下离子中的若干种(忽略由水电离产生的H+、OH-):H+、NH4+、K+、Mg2+、Cu2+、Al3+、NO3-、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀产生。②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀产生,经洗涤、干燥后,沉淀质量为6.99g。③第三份逐滴滴加NaOH溶液,测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图。根据上述实验,以下推测不正确的是A.原溶液一定不存在H+、Cu2+、CO32-B.不能确定原溶液是否含有K+、NO3-C.原溶液确定含Mg2+、Al3+、NH4+,且n(Mg2+):n(Al3+):n(NH4+)=1:1:2D.实验所加的NaOH的浓度为2mol?L-第Ⅱ卷必考题三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题,每个小题考生都必须做答。第33题~第40题为选考题,考生根据要求做答。26.(15分)某兴趣小组在实验室用加热乙醇、浓H2SO4、溴化钠和少量水的混合物来制备溴乙烷,检验反应的部分副产物,并探究溴乙烷的性质。(一)溴乙烷的制备及产物的检验:设计了如上图装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请根据实验步骤,回答下列问题:(1)竖直冷凝管冷凝水流向口进口出,竖直冷凝管冷凝的作用(2)制备操作中,加入的少量的水,其目的是;(填字母)a.减少副产物烯和醚的生成b.减少Br2的生成c.减少HBr的挥发d.水是反应的催化剂(3)该实验装置中装置可防止倒吸,中学化学实验中用此方法防止倒吸。(4)理论上,上述反应的副产物还可能有:乙醚(CH3CH2-O-CH2CH3)、乙烯、溴化氢等:检验副产物中是否含有溴化氢:熄灭酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验。B、C中应盛放的试剂分别是 、。(5)欲除去溴乙烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是。(填字母)a.NaIb.NaOHc.NaHSO3d.KCl(二)溴乙烷性质的探究:用如图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证溴乙烷的性质:Ⅰ:在试管中加入10mL6mol/LNaOH溶液和2mL溴乙烷,振荡。II:将试管如图固定后,水浴加热。(6)观察到___________现象时,表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。(7)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,将生成的气体通入如图装置。A试管中的水的作用是,若无A试管,B试管中的试剂应为。27.(14分)新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》,其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。NO和CO气体均为汽车尾气的成分,这两种气体在催化转换器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-akJ?mol-1。(1)CO2的电子式为。(2)已知2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-bkJ?mol-1;CO的燃烧热△H=-ckJ?mol-1。书写在消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO的可逆反应的热化学反应方程式。(3)在一定温度下,将2.0molNO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如右图所示:①有害气体NO的转化率为,0~15minNO的平均速率v(NO)=。②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是(选填序号)。a.缩小容器体积b.增加CO的量c.降低温度d.扩大容器体积③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将移动(选填“向左”、“向右”或“不”),移动后在达到平衡时的平衡常数是。28.高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是:。②反应II的离子方程式为。③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒杀菌是因为它能净水的原因是。④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp=4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整pH=时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是:。②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠(填“大”或“小”)。湿法强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液干法Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定,放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式:。36.【化学――选修2化学与技术】(15分)由Ca3(PO4)2、SiO2、焦炭等为原料生产硅胶(SiO2?nH2O)、磷、磷酸及CH3OH,下列工艺过程原料综合利用率高,废弃物少。(1)上述反应中,属于置换反应的是[选填:(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)、(Ⅴ)](2)高温下进行的反应Ⅱ的化学方程式为: ;固体废弃物CaSiO3可用于 。(3)反应Ⅲ需在隔绝氧气和无水条件下进行,其原因是。(4)CH3OH可用作燃料电池的燃料,在强酸性介质中,负极的电极反应式为。(5)指出(VI)这一环节在工业生产上的意义 (6)写出由P→H3PO4有关反应式① ② 37.【化学――选修3物质结构与性质】(15分)(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。①基态Fe3+的M层电子排布式为。②尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是、;③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=。Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于(填晶体类型)(2)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如右图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为。已知该晶胞的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=cm。(用含ρ、NA的计算式表示)(3)下列说法正确的是_。A.第一电离能大小:S>P>SiB.电负性顺序:C<N<O<FC.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl比CaO熔点低D.SO2与CO2的化学性质类似,分子结构也都呈直线型,相同条件下SO2的溶解度更大 E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高(4)图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。①图中d单质的晶体堆积方式类型是。②单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子中含个б键,个键。③图2是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构,请简要说明该物质易溶于水的原因:。38.【化学----选修5有机化学基础】(15分)某烃的含氧衍生物A能发生如下图所示的变化。已知A的蒸气密度是相同条件下H2的88倍,C的所有碳原子在同一平面上,J分子中所有碳原子在一条直线上,H遇FeCl3溶液显紫色。(1)A分子中含有的官能团有。A→B+C的反应方程式为。(2)写出由B生成H的反应方程式为。(3)由D生成(C4H6O2)n的反应类型为。由G到J的反应类型为。(4)G的结构简式为,(5)A的同分异构体甚多,满足下列条件的A的所有同分异构体有种(不考虑立体异构)。①含苯环;②含羧基;③含醛基;④含碳碳双键。九校联考化学部分参考答案及平分标准7D8C9B10C11A12D13B26.(15分)(一)(1)下上(2分)冷凝回流(1分)(2)abc(3分)(3)C(1分)乙酸乙酯制备(1分)(4)苯(或四氯化碳等有机溶剂)(1分)硝酸银或石蕊试液(答出一种即可)(1分)(5)c(2分)(二)(6)液体不分层(1分)(7)吸收乙醇(1分),溴水(其他合理答案也可给分)(1分)27、(14分)(1)CO2的电子式 (1分)(2)4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)△H=-a+b-2ckJ?mol-1。 (3分,方程式及状态2分,焓变1分)(3)①40%(2分)0.027mol/(L?min) (2分)②cd (2分)③向左 (2分)5/36L/mol或0.14L/mol(2分)28.(14分)(1)①减少高铁酸钾的溶解损失(2分)②3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O(2分)③高铁酸钾(K2FeO4)有强氧化性(1分)高铁酸钾的还原产物水解产生的Fe(OH)3胶体,有吸附性(有絮凝作用),使水澄清起净水作用(1分)3(2分)(2)①增大K+浓度,促进K2FeO4晶体析出(1分)②小(1分)(3)3:1(2分)(4)2FeO42-+6e-+8SO3===Fe3++8SO42-(2分)36、(15分):(1)(Ⅰ)、(Ⅲ)(2分)(2)Ca3(PO4)2+5C+3SiO23CaSiO3+2P+5CO↑(2分);生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(1分)(3)SiHCl3会水解,同时产生的H2,与O2混合发生爆炸等(2分)(4)CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+(2分)(5)原料的循环利用,节能减排、原料充分利用。(2分)(6)①P+O2=P2O5(2分)②P2O5+3H2O=2H3PO4(2分)37.〔化学―选修3:物质结构与性质〕(15分)(1)①3s23p63d5(1分)②sp2(1分)sp3(1分)③5(1分)分子晶体(1分)(2)立方体(1分)(2分)(3)BC(2分)(漏选得1分,多选、错选不得分)(4)①面心立方最密堆积(1分)②2(1分)2(1分)③硝酸分子是极性分子,易溶于极性溶剂的水中硝酸分子中氢氧键易与水分子间形成氢键(2分)38.(15分)(1)碳碳双键、醛基、酯基(画出结构亦可)(3分)(2分)(2)(2分)(3)缩聚反应(2分)消去反应(2分)(4)HOOCCHBrCHBrCOOH(2分)(5)25(2分)
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