【題目】2019年諾貝爾化學獎由來自美、英、日的三人分獲,以表彰他們在鋰離子電池研究方面做出的貢獻,他們最早發(fā)明用LiCoO2作離子電池的正極,用聚乙炔作負極。回答下列問題:
(1)基態(tài)Co原子價電子排布圖為______________(軌道表達式)。第四電離能I4(Co)比I4(Fe)小,是因為_____________________。
(2)LiCl的熔點(605℃)比LiF的熔點(848℃)低,其原因是_________________________.
(3)乙炔(C2H2)分子中δ鍵與π鍵的數(shù)目之比為_______________。
(4)鋰離子電池的導電鹽有LiBF4等,碳酸亞乙酯()是一種鋰離子電池電解液的添加劑。
①LiBF4中陰離子的空間構(gòu)型是___________;與該陰離子互為等電子體的分子有_____________。(列一種)
②碳酸亞乙酯分子中碳原子的雜化方式有_______________________。
(5)Li2S是目前正在開發(fā)的鋰離子電池的新型固體電解質(zhì),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知晶胞參數(shù)a=588pm。
①S2-的配位數(shù)為______________。
②設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,Li2S的晶胞密度為____________(列出計算式)。
【答案】 Co失去的是3d6上的一個電子,而失去的是半充滿狀態(tài)3d5上的一個電子,故需要的能量較高 LiCl和LiF均為離子晶體,Cl-半徑比F-大,LiCl的晶格能比LiF的小 3:2 正四面體 CF4 sp2、sp3 8
【解析】
(1)基態(tài)Co原子價電子排布式為3d74s2,再得價電子排布圖;Co3+為3d6,Fe3+為3d5,Fe3+半滿,穩(wěn)定,難失去電子,因此得到結(jié)論。
(2)LiCl與LiF都為離子晶體,主要比較離子晶體中離子半徑,鍵能和晶格能。
(3)乙炔(C2H2)分子中碳碳三鍵,因此可得分子δ鍵與π鍵的數(shù)目之比。
(4)①先計算LiBF4中陰離子的電子對,再得空間構(gòu)型,根據(jù)左右價電子聯(lián)系得出與該陰離子互為等電子體的分子。
②分別分析碳酸亞乙酯分子中每個碳原子的δ鍵和孤對電子得到結(jié)論。
(5)①以最右面中心S2-分析,分析左右連接的鋰離子個數(shù)。
②先計算晶胞中有幾個硫化鋰,再根據(jù)密度公式進行計算。
(1)基態(tài)Co原子價電子排布式為3d74s2,其價電子排布圖為;第四電離能I4(Co)比I4(Fe)小,其Co3+為3d6,Fe3+為3d5,Fe3+半滿,穩(wěn)定,難失去電子,因此原因為Co失去的是3d6上的一個電子,而失去的是半充滿狀態(tài)3d5上的一個電子,故需要的能量較高,故答案為:;Co失去的是3d6上的一個電子,而失去的是半充滿狀態(tài)3d5上的一個電子,故需要的能量較高。
(2)LiCl的熔點(605℃)比LiF的熔點(848℃)低,它們都為離子晶體,離子晶體熔點主要比較半徑,鍵能和晶格能,因此其原因是LiCl和LiF均為離子晶體,Cl-半徑比F-大,LiCl的晶格能比LiF的小,故答案為:LiCl和LiF均為離子晶體,Cl-半徑比F-大,LiCl的晶格能比LiF的小。
(3)乙炔(C2H2)分子中碳碳三鍵,因此分子δ鍵與π鍵的數(shù)目之比為3:2,故答案為:3:2。
(4)①LiBF4中陰離子的電子對為,因此空間構(gòu)型是正四面體型;B-的價電子等于C的價電子,因此與該陰離子互為等電子體的分子有CF4,故答案為:正四面體;CF4。
②碳酸亞乙酯分子中碳氧雙鍵的碳原子,δ鍵有3個,沒有孤對電子,因此雜化方式為sp2,另外兩個碳原子,δ鍵有4個,沒有孤對電子,因此雜化方式為sp3,所以碳原子的雜化方式有sp2、sp3,故答案為:sp2、sp3。
(5)①以最右面中心S2-分析,連接左邊有4個鋰離子,右邊的晶胞中也應該有4個鋰離子,因此配位數(shù)為8,故答案為:8。
②設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,根據(jù)晶胞計算鋰離子有8個,硫離子8個頂點算1個,6個面心算3個即總共4個,Li2S的晶胞密度,故答案為:。
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【題目】一定條件下的密閉容器中有如下反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906 kJ·mol-1,下列敘述正確的是
A. 2 mol NH3和5 mol O2充分反應,達到平衡時放出熱量為453 kJ
B. 平衡時5v正(O2)=4v逆(NO)
C. 平衡后降低溫度,混合氣體中NH3含量減小
D. 平衡后減小壓強,混合氣體平均摩爾質(zhì)量增大
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】苯胺是重要的化工原料。某興趣小組在實驗室里進行苯胺的相關(guān)實驗。
已知:①和NH3相似,與鹽酸反應生成易溶于水的鹽
②用硝基苯制取苯胺的反應原理:+3Sn+12HCl+3SnCl4+4H2O
③有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)見下表:
I.比較苯胺與氨氣的性質(zhì)
(1)將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近,產(chǎn)生白煙,反應的化學方程式為____;用苯胺代替濃氨水重復上述實驗,卻觀察不到白煙,原因是____。
Ⅱ.制備苯胺
往圖1所示裝置(夾持裝置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸(過量),置于熱水浴中回流20min,使硝基苯充分還原;冷卻后,往三頸燒瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈堿性。
(2)冷凝管的進水口是____(填“a”或“b”);
(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反應的離子方程式為____。
Ⅲ.提取苯胺
i.取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶,改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產(chǎn)生水蒸氣,燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物;分離混合物得到粗苯胺和水溶液。
ii.往所得水溶液中加入氯化鈉固體,使溶液達到飽和狀態(tài),再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。
iii.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固體干燥,蒸餾后得到苯胺2.79g。
(4)裝置B無需用到溫度計,理由是____。
(5)操作i中,為了分離混合物,取出燒瓶C前,應先打開止水夾d,再停止加熱,理由是____。
(6)該實驗中苯胺的產(chǎn)率為____。
(7)欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質(zhì),簡述實驗方案:____。
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【題目】有人設(shè)想合成具有以下結(jié)構(gòu)的四種烴分子,下列有關(guān)說法不正確的是( )
A. 1 mol甲分子內(nèi)含有10 mol共價鍵
B. 由乙分子構(gòu)成的物質(zhì)不能發(fā)生氧化反應
C. 丙分子的二氯取代產(chǎn)物只有三種
D. 分子丁是不可能合成的
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【題目】PET是目前世界上產(chǎn)量最大的聚酯類合成纖維,冬奧會比賽場館裝飾材料、礦泉水瓶、磁帶和膠卷的片基等都廣泛采用PET材料。以鹵代烴為原料合成PET的線路如下(反應中部分無機反應物及產(chǎn)物已省略)。已知RX2(R、R1代表烴基,X代表鹵素原子)是芳香族化合物,相對分子質(zhì)量為175,其中X元素的質(zhì)量分數(shù)為40.6%。
(1)RX2中苯環(huán)上有兩個取代基,且苯環(huán)上的一硝基取代物只有一種。則RX2的結(jié)構(gòu)簡式為____________。
(2)1 mol C與足量碳酸氫鈉溶液反應可放出________L CO2(標準狀況下)。
(3)反應①的化學方程式為______________,其反應類型為________。從D到E,工業(yè)上一般通過兩步反應來完成。若此處從原子利用率為100%的角度考慮,由D與某種無機物一步合成E,該無機物的化學式為________________。
(4)C的同分異構(gòu)體M具有:①M分子中,苯環(huán)上有三個取代基;②與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應;③與新制氫氧化銅懸濁液在加熱條件下反應;④在稀硫酸中能發(fā)生水解反應。同時符合上述條件的M的結(jié)構(gòu)有________種。
(5)寫出合成PET的化學方程式:__________。
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【題目】聚乳酸(PLA),是一種無毒性、可再生、可分解的高分子聚合物塑料,PLA早期是開發(fā)在醫(yī)學上使用,作手術(shù)縫合線及骨釘?shù),現(xiàn)在則已較廣泛的應用于一些常見的物品,如:包裝袋、紡織纖維,PLA由植物中萃取出淀粉(玉米、甜菜、小麥、甘薯等)或用纖維素(玉米干草、麥桿、甘蔗渣等木質(zhì)的農(nóng)業(yè)廢棄物)經(jīng)過下列過程制造而成:
淀粉或纖維素葡萄糖乳酸聚乳酸
根據(jù)上述信息,回答下列問題:
(1)淀粉水解生成葡萄糖的化學方程式為_________;
(2)已知1mol葡萄糖2mol乳酸,轉(zhuǎn)化過程中無其它反應物、生成物,則乳酸的分子式為_________;
(3)某研究性小組為了研究乳酸(無色液體,與水混溶)的性質(zhì),做了如下實驗:
①取1.8g乳酸與過量的飽和NaHCO3溶液反應,測得生成的氣體體積為448mL(氣體體積已換算為標準狀況下體積);
②另取1.8g乳酸與過量的金屬鈉反應,測得生成的氣體體積為448mL(氣體體積已換算為標準狀況下體積)。
由實驗數(shù)據(jù)推知乳酸分子含有_________(填官能團名稱),從以上條件推知乳酸的結(jié)構(gòu)簡式可能為_________;
(4)經(jīng)現(xiàn)代化學儀器分析,測定乳酸分子中含有一個甲基.請寫出乳酸分子之間通過酯化反應生成的六元環(huán)狀化合物的結(jié)構(gòu)簡式_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機化合物。
根據(jù)上圖回答問題:
(1)D、F的化學名稱是_______________、_________________。
(2)寫出下列反應的化學方程式,并注明反應類型。
②__________,_______________;
④_________,________________。
(3)A的結(jié)構(gòu)簡式是_____________,1 mol A與足量的NaOH溶液反應會消耗_____________mol NaOH。
(4)符合下列3個條件的B的同分異構(gòu)體的數(shù)目有__________個。
①含有鄰二取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)
②與B有相同官能團
③不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為了檢驗淀粉水解的產(chǎn)物,設(shè)計如下實驗方案:
請回答下列問題:
(1)試劑1為20%的H2SO4溶液,其作用是_________;
(2)試劑2為_________NaOH溶液,其作用是_________,使檢驗水解產(chǎn)物的實驗得以順利進行;發(fā)生反應的離子方程式為:_________;
(3)反應①的化學方程式為_________;
(4)為檢驗淀粉液是否已完全水解,取少量水解液于試管中,加入碘水,則證明淀粉未完全水解的現(xiàn)象是_________;
(5)如果實驗過程中沒有加入試劑2而直接加入試劑3,能否實現(xiàn)實驗目的_________(填”能”或”否”)否,若不能,其原因是_________硫酸能溶解Cu(OH)2而使實驗失敗,最簡單的改正措施是_________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】NSR技術(shù)能降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下NOx的排放,其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.降低NOx排放可以減少酸雨的形成
B.儲存過程中NOx被氧化
C.還原過程中消耗1molBa(NO3)2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為5NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)
D.通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的儲存和還原
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