【題目】B、N、Co均為新型材料的重要組成元素。請回答下列問題。
(1)基態(tài)氮原子的價電子排布圖為________________。
(2)Co能形成[Co(CNO)6]3-。
①1mol該離子中含有σ 鍵的數(shù)目為_____________。
②與CNO—互為等電子體的分子為_____________。(任寫一種,填化學式)
(3)往CuSO4溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+ 配離子,已知NF3和NH3的空間構(gòu)型都是三角錐型,但NF3不易與Cu2+形成配合離子,其原因是_______。
(4)分子中的大 π鍵可用符合 πmn 表示,其中m表示形成大 π 鍵的原子數(shù),n表示參與形成大 π 鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大 π鍵可表示為π66)。則NO3-中的大 π鍵應表示為________________。
(5)多硼酸根的結(jié)構(gòu)之一為鏈狀(如圖),其化學式為____________。
(6)氮化硼晶體有多種結(jié)構(gòu),其中立方氮化硼具有金剛石的結(jié)構(gòu)(如圖)。若晶胞邊長為a nm,晶胞中N原子位于B原子所形成的正四面體的體心,則B—N鍵的鍵長為____nm,這種氮化硼晶體的密度為______g/cm3 。(用含有a和NA的代數(shù)式表示)
【答案】 18NA CO2或N2O 電負性F>N>H,NH3中氮原子顯-3價,而在NF3中氮原子顯+3價,高度缺電子,不易提供孤電子對給Cu2+的空軌道形成配位鍵 BO2-
【解析】
(1)根據(jù)原子構(gòu)造原理可知N核外電子排布式,結(jié)合原子最外層電子為價電子,即可得到基態(tài)氮原子的價電子排布圖;
(2)①1個Co3+與6個CNO-形成6個配位鍵,屬于σ鍵,1個CNO-含有2個σ鍵,故1個[Co(CNO)6]3-含有18個σ鍵;
②與CNO-互為等電子體的分子可以用O原子替換N原子與1個單位負電荷;
(3)根據(jù)形成配位鍵的體積及NF3中共用電子對的偏向分析判斷;
(4) NO3-中的大 π鍵是每個O原子提供1個電子,每個N原子提供3個電子形成;
(5)由均攤法,可知每個B原子獨自占有2個O原子,B元素化合價為+2,O元素化合價為-2,計算化合價代數(shù)和確定離子所帶電荷;B原子形成3個σ鍵,沒有孤電子對,雜化軌道數(shù)目為3;
(6)根據(jù)晶胞中原子的相對位置,結(jié)合晶胞邊長判斷N-B鍵的鍵長;用均攤法計算晶胞中含有的B、N原子數(shù)目,然后根據(jù)密度公式可得晶胞的密度大小。
(1)N是7號元素,根據(jù)原子構(gòu)造原理可知N核外電子排布式是1s22s22p3,價電子排布式是2s22p3,所以基態(tài)氮原子的價電子排布圖為;
(2)①1個Co3+與6個CNO-形成6個配位鍵,屬于σ鍵,1個CNO-含有2個σ鍵,故1個[Co(CNO)6]3-含有18個σ鍵,所以1mol該離子中含有σ 鍵的數(shù)目為18NA;
②與CNO-互為等電子體的分子可以用O原子替換N原子與1個單位負電荷,其電子體為CO2或N2O;
(3)往CuSO4溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+ 配離子,是由于中心離子Cu2+有空軌道,NH3分子中N原子由孤對電子,N—H偏向N原子一方,N原子周圍相對來說電子多,而NF3和NH3的空間構(gòu)型盡管都是三角錐型,但電負性F>N>H,在NH3中氮原子顯-3價,而在NF3中氮原子顯+3價,高度缺電子,不易提供孤電子對給Cu2+的空軌道形成配位鍵,所以NF3不易與Cu2+形成配合離子;
(4)中NO3-中的大 π鍵是每個O原子提供1個電子,每個N原子提供3個電子形成,所以成鍵原子數(shù)是4,成鍵電子數(shù)是6,故NO3-中的大 π鍵表示為;
(5)由均攤法,可知每個B原子獨自占有2個O原子,B元素化合價為+2,O元素化合價為-2,多硼酸根的化合價代數(shù)和為3n+2×n(-2)=-n,故多硼酸根組成可表示為:(BO2)nn-,也可寫為BO2 -;
(6)晶胞邊長為anm,則立方氮化硼的結(jié)構(gòu)可知晶胞中N原子位于B原子所形成的正四面體的體心,可看作是將晶胞均分為8個小立方體,B—N鍵的鍵長為晶胞體對角線的,由于晶胞邊長為anm,則體對角線為,所以B—N鍵的鍵長nm;
一個晶胞中含有B原子數(shù)目為:4;含有N原子數(shù)目為=4,即一個晶胞中含有4個BN,所以晶胞的密度為=g/cm3。
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【題目】某溫度下,某容積恒定的密閉容器中發(fā)生如下可逆反應:
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H>0。當反應達平衡時,測得容器中各物質(zhì)均為n mol,欲使H2的平衡濃度增大一倍,在其它條件不變時,下列措施可以采用的是
A.升高溫度 B.加入催化劑
C.再加入n molCO和n molH2O D.再加入2n molCO2和2n molH2
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【題目】下列說法不正確的是
A. 16O2和18O2互為同位素B. 紅磷和白磷互為同素異形體
C. C3H8和C4H10互為同系物D. C2H5OH和CH3OCH3互為同分異構(gòu)體
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【題目】下列實驗所選擇的試劑、裝置或儀器(夾持裝置已略 去)能達到相應實驗目的的是
A. 提取溴水中的溴
B. 驗證石蠟油分解產(chǎn)物中含有烯烴
C. 驗證H2O2 分解時二氧化錳的催化效果優(yōu)于氯化鐵
D. 量取20.00mL 0.1000mol/L HCl溶液
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【題目】20℃時,用NaOH調(diào)節(jié)0.10mol/LH2C2O4溶液的pH,假設不同pH下均有c(H2C2O4)+c(HC2O4—)+c(C2O42-)=0.10mol/L。使用數(shù)字傳感器測得溶液中各含碳微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如下圖。下列有關分析正確的是
A. 曲線a代表H2C2O4濃度隨pH的變化
B. pH從4到6時主要發(fā)生的反應離子方程式為2OH-+H2C2O4====2H2O+C2O42-
C. 在曲線a、c交界點有:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH-)+c(C2O42-)
D. 當溶液pH=7時:c(Na+)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(H2C2O4)
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【題目】以NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法錯誤的是
A.14g氮氣含有NA個氮原子
B.標準狀況下,22.4L H2O含有氫原子個數(shù)為2NA
C.20gD2O中所含的質(zhì)子數(shù)為10NA
D.25℃、101kPa時,含NA個氫分子的氣體樣品體積大于22.4L
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【題目】(1)氫化鈉(NaH)為白色晶體,其中H有很強的還原性,因此常用氫化鈉在高溫下將TiCl4 還原為Ti,自身被氧化為+1價,寫出其化學反應方程式,并用單線橋標出電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目_________________________;NaH能與水劇烈反應NaH+H2O═NaOH+H2↑,NaH與液氨(NH3)也有類似反應,寫出反應的化學方程式___________________________
(2)配平反應方程式:___Al+___NaNO3+___H2O=___Al(OH)3+___N2↑+___NaAlO2
(3)實驗室用MnO2和濃鹽酸制氯氣的反應為 MnO2+4HCl(濃) = MnCl2+2H2O+Cl2↑反應中,如果有17.4g純MnO2被還原,那么被氧化的氯化氫的質(zhì)量為______________
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【題目】設計實驗探究乙烯與溴的加成反應。已知制取乙烯的化學方程式為:
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O。
(1)甲同學設計并進行了如下實驗:先用乙醇和濃硫酸為原料制取乙烯,將生成的氣體直接通入溴水中,發(fā)現(xiàn)溴水褪色,即證明乙烯與溴水發(fā)生了加成反應。甲同學設計的實驗______(填“能”或“不能”)驗證乙烯與溴水發(fā)生了加成反應,其理由是______(填編號)。
A.使溴水褪色的反應,未必是加成反應 B.使溴水褪色的反應,就是加成反應
C.使溴水褪色的氣體,未必是乙烯 D.使溴水褪色的氣體,就是乙烯
(2)乙同學發(fā)現(xiàn)在甲同學的實驗中,產(chǎn)生的氣體有刺激性氣味,推測在制得的乙烯中還可能含有少量有還原性的雜質(zhì)氣體,由此他提出必須先把雜質(zhì)氣體除去,再與溴水反應。乙同學推測此乙烯中可能含有的一種雜質(zhì)氣體是___________,在驗證過程中必須全部除去。乙烯與溴水發(fā)生反應的化學方程式是______________________________,
(3)設計實驗驗證乙烯與溴水的反應是加成反應而不是取代反應:______________。
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