【知识点解析】
1. 化学键与分子结构:题目中的选择题涉及到不同分子的结构和性质,如SiH4、CH4、PH3、NH3的沸点比较,这涉及分子间作用力(范德华力)和氢键的影响。NH4+和PH4+的结构比较,体现了正四面体构型的一致性。CO2和SiO2的杂化轨道理论,CO2中的C是sp2杂化,但SiO2中Si是sp3杂化,因为SiO2是共价网络晶体。
2. 原子结构与元素性质:电子排布式的分析,如第一电离能、原子半径、电负性、最高正化合价的比较,这些都是基于原子结构和周期表规律来判断的。例如,第一电离能通常随原子序数增加而增大,但当电子填充在稳定能级时,如满壳层,第一电离能会有反常。
3. 分子间作用力与物质性质:氨气在水中的溶解度大的原因是因为氨气是极性分子,能与水形成氢键,增强溶解性。HF的沸点高于HCl是由于HF分子间存在较强的氢键。
4. 元素周期律:门捷列夫的预测和“类硅”元素X,说明了元素周期律中元素性质的周期性变化。X的性质与硅相似,但某些性质会有所不同,比如XH4的稳定性可能会比SiH4的高。
5. 离子晶体与超导性:K3C60是离子晶体,含有离子键,C60分子之间可能存在共价键。K3C60晶体熔化时,离子键断裂,能导电,而其熔点通常高于分子晶体如C60。
6. 晶体结构与性质:不同的晶体结构会影响物质的物理性质,例如熔点、硬度等。二氧化硅晶体中Si-O键的存在,决定了其高硬度和高熔点。
7. 晶体性质比较:熔点与分子间作用力和晶体类型相关,熔点通常随分子量增大而升高,如CF4到CI4。晶格能大小决定离子晶体的熔点,NaF到NaI的晶格能下降,熔点降低。
8. 配位化合物与晶体结构:四水合铜离子有4个配位键,CaF2晶体中每个Ca2+被8个F-包围,形成配位数为8的立方最密堆积,H原子的电子云图显示电子在核附近的概率较大,Cu原子在金属晶体中形成面心立方堆积,配位数为12。
9. 催化重整反应:CO2和CH4重整生成合成气,涉及化学键的断裂与形成,过程中的能量变化,以及催化剂的作用。催化剂可以降低反应活化能,不改变反应的热效应。
10. 化学平衡与催化剂:在HCl制Cl2的反应中,移除产物水蒸气可以促使平衡正向移动,提高HCl转化率。恒容绝热容器中,因反应放热,温度会升高,可能导致平衡逆向移动。恒压容器中通入惰性气体,体积增大,平衡向气体体积增大的方向移动。催化剂不影响平衡常数。
以上知识点涵盖了化学键、分子结构、原子电子排布、元素周期律、晶体结构、配位化合物、化学反应动力学、化学平衡等多个方面的内容,适用于高中化学的教学和学习。