(1)德國和美國科學(xué)家首先制出由20個碳原子組成的 空心籠狀分子C20,該籠狀結(jié)構(gòu)是由許多正五邊形構(gòu)成 (如圖所示).請回答:C20分子共有
 
個正五邊形,共有
 
條棱邊,C20晶體屬于
 
 (填晶體類型).
(2)氯化鉻酰(CrO2Cl2)在有機合成中可作氧化劑或氯化劑,能與許多有機物反應(yīng).寫出鉻原子的基態(tài)的核外電子排布式
 
,根據(jù)價電子構(gòu)型鉻位于周期表中的
 
區(qū).CrO2Cl2常溫下為深紅色液體,能與CCl4、CS2等互溶,據(jù)此可判斷CrO2Cl2
 
(填“極性”或“非極性”)分子.
(3)某些含氧的有機物也可形成氫鍵,例如的沸點比高,其原因是
 

(4)H+可與H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用
 
雜化.H3O+中H-O-H鍵角比H2O中H-O-H鍵角大,原因為
 

(5)碳納米管由單層或多層石墨卷曲而成,其結(jié)構(gòu)類似于石墨晶體,每個碳原子通過
 
雜化與周圍碳原子成鍵,多層碳納米管的層與層之間靠
 
結(jié)合在一起.
考點:原子核外電子排布,極性分子和非極性分子,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,氫鍵的存在對物質(zhì)性質(zhì)的影響
專題:原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)
分析:(1)利用均攤法分析晶體結(jié)構(gòu),每個碳原子被3個正五邊形共用,所以每個正五邊形中含有5×
1
3
個,根據(jù)原子守恒計算五邊形個數(shù);
(2)Cr的原子序數(shù)為24,根據(jù)能量最低原理書寫基態(tài)原子的電子排布式;,電子最后填入的能級是d能級的元素屬于d區(qū)元素,包括ⅢB~ⅦB及Ⅷ族;根據(jù)相似相溶判斷分子的極性;
(3)根據(jù)氫鍵對物理性質(zhì)的影響分析,同類物質(zhì)分子內(nèi)氫鍵熔點低于分子間氫鍵;
(4)先確定VSEPR模型,然后在確定中心原子的雜化軌道類型;一般來說,相互之間排斥力的大小為:孤電子對間的排斥力>孤電子對與成鍵電子對間的排斥力>成鍵電子對間的排斥力;
(5)石墨是層狀結(jié)構(gòu)的,每層每個C原子與周圍的三個碳原子成σ鍵,鍵角為120°(這些都是實驗數(shù)據(jù)得出的),根據(jù)價層電子對互斥理論分析;
解答: 解;(1)設(shè)C20分子中含x個正五邊形,通過觀察圖形可知,每一個頂點為三個正五邊形共用,則每個正五邊形占有該頂點的
1
3
,因此,每個正五邊形占有碳原子數(shù)為5×
1
3
個,這個基本結(jié)構(gòu)單元的碳原子數(shù)為x×5×
1
3
=20,因此,C20分子中含有正五邊形個數(shù)x=12;每一條邊為兩個正五邊形共用,每個正五邊形只占有這條邊的
1
2
,故C-C鍵的數(shù)目為12×5×
1
2
=30個,即C20分子中共有30條棱邊,由分子構(gòu)成,為分子晶體,
故答案為:12;30;分子晶體;
(2)Cr的原子序數(shù)為24,根據(jù)能量最低原理可知基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,屬于d區(qū)元素;CCl4、CS2等為非極性分子,CrO2Cl2能與CCl4、CS2等互溶,根據(jù)相似相溶可知,CrO2Cl2為非極性分子,
故答案為:1s22s22p63s23p63d54s1;d;非極性;
(3)鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵,對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵,所以鄰羥基苯甲醛的熔點低于對羥基苯甲醛,
故答案為:鄰羥基苯甲醛能形成分子內(nèi)氫鍵,對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵,分子間氫鍵使分子間作用力增大;
(4)H3O+價層電子對模型為四面體,氧原子采取sp3雜化.
H2O中O原子有兩對孤對電子,H3O+中O原子有一對孤對電子,因為孤電子對間的排斥力>孤電子對與成鍵電子對間的排斥力>成鍵電子對間的排斥力,導(dǎo)致H3O+中H-O-H鍵角比H2O中H-O-H鍵角大.
故答案為:sp3;H2O中O原子有兩對孤對電子,H3O+中O原子有一對孤對電子,排斥力較;
(5)石墨每個碳原子用sp2雜化軌道與鄰近的三個碳原子以共價鍵結(jié)合,形成無限的六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每個碳原子還有一個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2P軌道,并含有一個未成對電子,這些平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)再以范德華力結(jié)合形成層狀結(jié)構(gòu).因碳納米管結(jié)構(gòu)與石墨類似,
故答案為:sp2 ;范德華力.
點評:本題考查較為綜合,涉及電子排布式、晶胞的計算、分子的極性、雜化類型等知識,解答時注意利用均攤法結(jié)合數(shù)學(xué)知識分析晶體的結(jié)構(gòu).題目難度中等,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中重點在于能利用模型解決問題,側(cè)重于方法.
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:

下列各項中“操作或現(xiàn)象”能達到預(yù)期“實驗?zāi)康摹钡氖牵ā 。?br />
選項 實驗?zāi)康?/TD> 操作或現(xiàn)象
A 檢驗碳與濃硫酸反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物 將產(chǎn)生的氣體依次通過無水CuSO4、澄清石灰水和品紅溶液
B 檢驗Na2SO3溶液是否被氧化 向適量樣品溶液中滴加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液
C 驗證非金屬性:碳<氯 向NaClO溶液中通入CO2
D 驗證Cl2和SO2都有較好的漂白作用 Cl2和SO2混合后通入品紅溶液,更易褪色
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

過氧化氫H2O2,(氧的化合價為-1價),俗名雙氧水,醫(yī)療上利用它有殺菌消毒作用來清洗傷口.對于下列A~F涉及H2O2的反應(yīng),回答相關(guān)問題:
A.Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2
B.Ag2O+H2O2=2Ag+O2↑+H2O
C.2H2O2=2H2O+O2
D.3H2O2+Cr2(SO43+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
E.H2O2+MnSO4=MnO2+H2SO4
(1)H2O2僅體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是(填代號)
 

(2)H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是(填代號)
 

(3)上述反應(yīng)說明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由強到弱的順序是:
 

(4)某一反應(yīng)體系有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì):O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2已知該反應(yīng)中H2O2只發(fā)生如下過程:H2O2→O2
①該反應(yīng)中,發(fā)生還原反應(yīng)的過程是
 
 

②寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式,并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目
 

③如反應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.3mol電子,則產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為
 

(5)由于H2O2有較強氧化性,能使某些有色試劑褪色,具有漂白作用,另外它還有弱酸性,某學(xué)生將H2O2溶液滴入含有酚酞的氫氧化鈉溶液中,觀察到溶液的紅色消失.為了探究溶液褪色的原因,該學(xué)生提出了兩種假設(shè),然后又設(shè)計了一個簡單的實驗方案,以驗證這兩種假設(shè).請回答:
(A)該學(xué)生提出的兩種假設(shè)是:
假設(shè)①
 

假設(shè)②
 

(B)將該學(xué)生設(shè)計的簡單實驗方案、預(yù)測的實驗現(xiàn)象及結(jié)論填入下表(結(jié)論部分只需填①或②):
簡單實驗方案 預(yù)測的實驗現(xiàn)象 結(jié)論
 
 
假設(shè)
 
成立
 
假設(shè)
 
成立

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(1)用液化氣的主要成分之一是丁烷,當(dāng)10kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳和液態(tài)水時,放出熱量為5×105kJ,試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式
 
,已知1mol液態(tài)水氣化時需要吸收44kJ的熱量,則1mol丁烷完全燃燒生成二氧化碳和水蒸汽時的△H為
 

(2)化學(xué)反應(yīng)的能量變化(△H)與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān).鍵能可以簡單的理解為斷開1 mol 化學(xué)鍵時所需吸收的能量.下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵P-PP-OO=OP=O
鍵能/kJ?mol-1197360499X
已知白磷的燃燒熱為2378.0kJ/mol,白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖所示,則上表中X=
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

有某二價金屬氧化物和某三價金屬氧化物的等物質(zhì)的量組成的混合物,兩者質(zhì)量比為28:51,取這種混合物19.75g,恰好能與166mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、密度為1.10g/cm3的鹽酸反應(yīng).試求這兩種金屬的相對原子質(zhì)量.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

對如圖中電極加以必要的連接并填空:
(1)在A圖中,使銅片上冒氣泡.請加以必要連接,則連接后的裝置叫
 
.電極反應(yīng)式:鋅板:
 
;銅板:
 

(2)在B圖中,使a極析出銅,則b極析出
 
.加以必要的連接后,該裝置叫
 
.電極反應(yīng)式,a極:
 
;b極:
 
.經(jīng)過一段時間后,停止反應(yīng)并攪勻溶液,溶液的pH
 
(填“升高”、“降低”或“不變”).
(3)對圖A、B中電極連接.
(4)將A、B圖中Cu板與a極、Zn板與b極用導(dǎo)線連接,則連接后的A裝置叫
 
,B裝置叫
 
.Zn板為
 
極,a極為
 
極.B圖發(fā)生的總反應(yīng)的離子方程式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(1)在飽和氯化鐵溶液中加入碳酸鈣粉末,發(fā)現(xiàn)碳酸鈣逐漸溶解,同時還產(chǎn)生的現(xiàn)象①
 
 
;用離子方程式表示產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因
 
;
 

(2).已知AgI為黃色沉淀,AgCl為白色沉淀.25℃時,AgI飽和溶液中c(Ag+)為1.22×10-8mol?L-1,AgCl飽和溶液中c(Ag+)為1.30×10-5mol?L-1.若在5mL含有KCl和KI濃度均為0.01mol?L-1的混合溶液中,滴加8mL 0.01mol?L-1的AgNO3溶液,則下列敘述中不正確的是
 

A.溶液中離子濃度大小關(guān)系為:c(K+)>c(NO3-)>c(Cl-)>c(I-)>c(Ag+
B.溶液中先產(chǎn)生的是AgI沉淀
C.AgCl的KSP的數(shù)值為1.69×10-10
D.若在AgI懸濁液中滴加少量的KCl溶液,黃色沉淀不會轉(zhuǎn)變成白色沉淀.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

已知有以下物質(zhì):①蔗糖    ②熔融的氯化鈉   ③二氧化碳  ④鹽酸   ⑤鈉    ⑥純堿    ⑦氯氣    ⑧漂白粉   ⑨氧化鈉   (填寫編號)
(1)其中能導(dǎo)電的有
 
(2)屬于非電解質(zhì)的有
 
(3)屬于電解質(zhì)的有
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

北京奧運會祥云火炬將中國傳統(tǒng)文化、奧運精神以及現(xiàn)代高科技融為一體.火炬內(nèi)熊熊大火來源于丙烷的燃燒,丙烷是一種優(yōu)良的燃料.試回答下列問題:
①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1mol H2O(l)過程中的能量變化圖,請寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式
 

②近年來已經(jīng)研制出丙烷(C3H8)燃料電池,該電池的電解質(zhì)溶液為H2SO4溶液,寫出該電池負極的電極反應(yīng)式:
 

③某金屬的相對原子質(zhì)量為52.00,用上述電池電解該金屬的一種含氧酸鹽的酸性水溶液時,陽極每放出2240mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,陰極析出金屬 10.4g,在該含氧酸鹽中金屬的化合價為
 
,在該實驗中,若不考慮能量的損失,電池中消耗丙烷的質(zhì)量最少是
 
g(結(jié)果精確至0.01g).

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