【題目】2019年度諾貝爾化學(xué)獎授予美國得州大學(xué)奧斯汀分校JohnB.Goodenough教授等人,以表彰其在鋰離子電池的發(fā)展方面作出的突出貢獻(xiàn)。研究表明:Li-Cu4O(PO4)2電池的正極的活性物質(zhì)Cu4O(PO4)2制備的原理為:2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O。請回答:

1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素在周期表中位置是__。

2Cu4O(PO4)2Cu2+基態(tài)電子排布式為__,PO43-的空間構(gòu)型是___。

3)在硫酸銅溶液中加入過量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,則[Cu(CN)4]2-中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為__。

4(NH4)2SO4中電負(fù)性最大的元素是__。所含化學(xué)鍵的類型有__。

5)冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似,如圖:

①每個冰晶胞平均占有__個水分子,冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石熔點(diǎn)的原因是__。

②在氣相中NH3易與H2O通過氫鍵以水合物形式存在。試寫出水合物NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式:__。

6)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖。其中表示CuCl2的晶體結(jié)構(gòu)的是___(填“a”“b”)。金屬銅的晶胞如圖乙所示,銅原子的配位數(shù)是__。若此晶胞立方體的邊長為apm,金屬銅的密度為ρg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為___mol-1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。

【答案】第三周期ⅡA [Ar]3d9 正四面體 1:1 O 離子鍵、配位鍵、共價鍵(極性鍵) 8 熔化時克服的分子間作用力不同,冰是氫鍵和分子間作用力,金剛石是共價鍵 a 12

【解析】

根據(jù)對角線規(guī)則確定相似元素在周期表中的位置;根據(jù)核外電子排布規(guī)律確定粒子的電子排布式;根據(jù)VSEPR模型確定粒子的空間構(gòu)型;元素的電負(fù)性,同周期自左至右,元素的電負(fù)性逐漸增大,同一主族,從上到下,元素電負(fù)性逐漸減小,據(jù)此規(guī)律進(jìn)行分析;根據(jù)均攤法確定晶體中粒子的個數(shù);據(jù)此分析。

(1)根據(jù)對角線相似規(guī)律,周期表中位于對角線位置的元素性質(zhì)相似可知,在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素為Mg元素,Mg元素在周期表中位置是第三周期ⅡA族,答案為:第三周期ⅡA族;

(2)Cu元素的原子序數(shù)為29,其基態(tài)電子排布式為:[Ar]3d104s1,失去2個電子后,Cu2+基態(tài)電子排布式為:[Ar]3d9;PO43-中其中心原子P原子的孤電子對數(shù)=,價電子對數(shù)為4,則PO43-的空間構(gòu)型是正四面體型。答案為:[Ar]3d9;正四面體型;

(3)1[Cu(CN)4]2-中含有4個配位鍵,CN-含有碳氮三鍵,其中1個是σ鍵,另外2個是π鍵,則配合物[Cu(CN)4]2-中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為8:8=1:1;答案為:1:1;

(4)根據(jù)同周期自左至右,元素的電負(fù)性逐漸增大,同一主族,從上到下,元素電負(fù)性逐漸減小,可知(NH4)2SO4中電負(fù)性最大的元素是O;(NH4)2SO4中存在N-H極性共價鍵和S-O極性共價鍵,銨根離子與硫酸根離子之間存在離子鍵,N原子提供電子對,其中1H原子提供空軌道,故中還存在配位鍵,由此可知,(NH4)2SO4中存在離子鍵、配位鍵、共價鍵(極性鍵);答案為:O;離子鍵、配位鍵、共價鍵(極性鍵);

(5)由冰晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個冰晶胞中含有的水分子數(shù)目為,故每個冰晶胞中平均占有8個水分子;水分子中含有共價鍵、氫鍵和分子間作用力,金剛石中的化學(xué)鍵為共價鍵,二者融化時,破壞的作用力不同,金剛石融化需要破壞共價鍵,而冰融化需要破壞氫鍵和分子間作用力,故冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石熔點(diǎn)。答案為:8;熔化時克服的分子間作用力不同,冰是氫鍵和分子間作用力,金剛石是共價鍵;

由于NH3分子是三角錐形,N原子易提供孤電子對,所以,必以空間阻力最小,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的方式形成氫鍵,則水合物NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式可表示為:;答案為:;

(6)分析圖甲中的a圖,每白色小球被3個黑球共用,每一個黑球被6個白球共用,則黑色小球和白色小球個數(shù)之比為;b圖中每個白色小球被2個黑色小球共用,每個黑色小球被6個白色小球共用,則黑色小球和白色小球個數(shù)之比=,故表示CuCl2的晶體結(jié)構(gòu)的是a圖;金屬晶體中金屬原子的配位數(shù)即為距離該原子最近的金屬原子的數(shù)目,在Cu的晶胞中,頂點(diǎn)原子為8個晶胞共用。面上的銅原子為2個晶胞共用,因此,金屬銅的一個晶胞的原子數(shù)為,在Cu的晶胞中,與每個頂點(diǎn)的Cu原子距離相等的銅原子共有12個,因此其配位數(shù)為12;由題可知,晶胞體積應(yīng)為a3pm3,一個晶胞中含4Cu原子,則一個晶胞的質(zhì)量=,根據(jù)m=ρV,則有:,故NA=;答案為:a;12;。

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】100mlNaOH溶液中通入一定量的CO2氣體,充分反應(yīng)后,再向所得溶液中逐滴加入0.2mol/L的鹽酸,產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(

A.通入CO2后,所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaHCO3)n(Na2CO3)=11

B.通入CO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為448mL

C.通入CO2后,所得溶液的溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)n(Na2CO3)=13

D.NaOH溶液的濃度為0.2mol/L

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,對可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)的下列敘述中,能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是( )

A. C生成的速率與C分解的速率相等

B. 單位時間內(nèi)消耗amolA,同時生成3amolC

C. 容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化

D. 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氨的合成原理為:N2g)+3H2g2NH3gH=92.4kJ·mol-1500℃20MPa時,將N2、H2置于一個容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖;卮鹣铝袉栴}:

110min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率為_________

2)在1020min內(nèi),NH3濃度變化的原因可能是_____________

A.加了催化劑

B.縮小容器體積

C.降低溫度

D.增加NH3物質(zhì)的量

3)第1次平衡:平衡常數(shù)K1=__________(帶數(shù)據(jù)的表達(dá)式),第2次平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)為_____________。

4)根據(jù)最新人工固氮的研究報道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fc2O3TiO2)表面與水發(fā)生下列反應(yīng):N2g)+3H2Ol2NH3+1.5O2gH=akJ·mol-1,進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,常壓下達(dá)到平衡時測得部分實驗數(shù)據(jù)如下表:

T/K

303

313

323

NH3生成量/(10-6mol)

4.8

5.9

6.0

①此合成反應(yīng)的a______0,S_______0;(填、或一

②已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJ·mol-1,2 H2(g)+ O2(g=2H2OlH=-571.kJ·mol-1 則常溫下氮?dú)馀c水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式為_____________________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室用含銅的鐵粉制備 FeCl3的流程如下:

(1)為加快酸溶速率,可采取的措施有______(回答一點(diǎn)即可)。

(2)酸溶后檢驗所得溶液是否含有Fe3+的方法為______

(3)操作1的名稱______。

(4)氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某;瘜W(xué)小組學(xué)生利用如圖所列裝置進(jìn)行鐵與水蒸氣反應(yīng)的實驗,并利用產(chǎn)物進(jìn)一步制取FeCl36H2O晶體。(圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去)

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

(2)裝置E中的現(xiàn)象是______。

(3)停止反應(yīng),待B管冷卻后,取其中的固體,加入過量稀鹽酸充分反應(yīng),過濾。寫出可能發(fā)生的有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式:______

(4)該小組學(xué)生利用上述濾液制取FeCl36H2O晶體,設(shè)計流程如圖所示

步驟I中通入Cl2的作用是________

簡述檢驗濾液中Fe3+的操作方法_______。

步驟FeCl3稀溶液中得到FeCl36H2O晶體的主要操作包括:_______

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】120℃時,某混合烴和過量O2在一密閉容器中完全反應(yīng),測知反應(yīng)前后的壓強(qiáng)沒有變化,則該混合烴可能是

A.CH4C2H4B.C2H2C2H4C.C2H4C2H6D.C3H4C3H6

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法一定正確的是

A.0.5molNO0.5molO2充分反應(yīng)后分子數(shù)少于0.75NA

B.5.6gFe在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時失去電子數(shù)為0.2NA

C.1.0L0.1mol/LAl2(SO4)3溶液中陽離子數(shù)目為0.2NA

D.agC2H4C3H6混合物完全燃燒時消耗O2的體積為

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】提供幾組常見的實驗裝置示意圖,下列有關(guān)敘述正確的是

A.裝置①中陽極上有無色無味氣體冒出

B.裝置②中的銅片應(yīng)與直流電源的負(fù)極相連

C.裝置③中,若電解液為KOH溶液,則電極a的反應(yīng)式:H22e+2OH=2H2O

D.裝置④陽極減少的質(zhì)量一定等于陰極增加的質(zhì)量

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案