【題目】過渡金屬元素在日常生活中有廣泛的應用。
(1)金屬釩在材料科學上有重要作用,被稱為“合金的維生素”,基態(tài)釩原子的價層電子的排布式為 __________;基態(tài) Mn原子核外有____種運動狀態(tài)不同的電子,M層的電子云有_______種不同的伸展方向。
(2)第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大,總趨勢是逐漸增大的,但Ga的第一電離能明顯低于Zn,原因是 ____________________________________
(3)NO2-與鈷鹽形成的配離子[Co(NO2)6]3-可用于檢驗 K+的存在。與NO2-互為等電子體的微粒__________(寫出一種),K3[Co(NO2)6]中存在的作用力有___________a.σ鍵 b.π鍵 c.配位鍵 d.離子鍵 e.范德華力
(4)錳的一種配合物的化學式為 Mn(BH4)2(THF)3,BH4-的空間構型為____________
(5)FeO 是離子晶體,其晶格能可通過下圖中的 Born—Haber 循環(huán)計算得到。
可知,O原子的第一電子親和能為 ________kJmol-1,FeO晶格能為________kJmol-1。
(6)銅與氧可形成如圖所示的晶胞結構,其中 Cu 均勻地分散在立方體內部,a、b的坐標參數(shù)依次為(0,0,0)、(1/2,1/2,1/2),則 d 點的坐標參數(shù)為_______________,已知該晶體的密度為ρgcm-3,NA是阿伏伽德羅常數(shù)的值,則晶胞參數(shù)為_________pm
(列出計算式即可)
【答案】3d34s2 25 9 Ga:[Ar]3d104s24p1、Zn:[Ar]3d104s2,Zn:3d104s2,3d全滿,能量低,穩(wěn)定,難失電子,因此Ga的第一電離能明顯低于Zn O3 a b c d 正四面體形 142 3902
【解析】
⑴釩是23號元素,基態(tài)釩原子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2;一個電子就是一種運動狀態(tài)的電子;M層上能級有3s、3p、3d;
⑵從原子結構和3d能級全滿角度分析;
⑶根據(jù)價電子N-=O,書寫等電子體,NO2-含有σ鍵和π鍵,配離子[Co(NO2)6]3存在配位鍵,配離子[Co(NO2)6]3與K+形成離子鍵;
⑷計算BH4-的價層電子對數(shù),根據(jù)價層電子互斥理論模型來寫空間構型;
⑸第一電子親和能為氣態(tài)基態(tài)電中性基態(tài)原子獲得一個電子變?yōu)闅鈶B(tài)一價負離子放出的能量;晶格能是指氣態(tài)離子形成1mol離子晶體所釋放的能量;
⑹d點在體對角線的四分之一處,與a點相對的位置,因此得d的坐標參數(shù),根據(jù)晶體結構得到Cu、O個數(shù)和化學式,根據(jù)體積公式計算體積,再得晶胞參數(shù)。
⑴釩是23號元素,基態(tài)釩原子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,其價層電子的排布式為 3d34s2;一個電子就是一種運動狀態(tài)的電子,因此基態(tài)Mn原子核外有25種運動狀態(tài)不同的電子,M層上能級有3s、3p、3d,因此M層的電子云有9種不同的伸展方向,故答案為:3d34s2;25;9;
⑵第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大,總趨勢是逐漸增大的,但Ga的第一電離能明顯低于Zn,從原子結構角度分析,其原因是Ga:[Ar]3d104s24p1、Zn:[Ar]3d104s2,Zn:3d104s2,3d全滿,能量低,穩(wěn)定,難失電子,因此Ga的第一電離能明顯低于Zn,故答案為:Ga:[Ar]3d104s24p1、Zn:[Ar]3d104s2,Zn:3d104s2,3d全滿,能量低,穩(wěn)定,難失電子,因此Ga的第一電離能明顯低于Zn;
⑶NO2-與鈷鹽形成的配離子[Co(NO2)6]3可用于檢驗 K+的存在。根據(jù)價電子N-=O,因此與NO2-互為等電子體的微粒O3,K3[Co(NO2)6]中NO2-含有σ鍵和π鍵,配離子[Co(NO2)6]3存在配位鍵,配離子[Co(NO2)6]3與K+形成離子鍵,因此K3[Co(NO2)6]中的作用力有a b c d,故答案為:O3;a b c d;
⑷BH4-的價層電子對數(shù)為,價層電子互斥理論模型為四面體形,空間構型為正四面體形,故答案為:正四面體形;
⑸第一電子親和能為氣態(tài)基態(tài)電中性基態(tài)原子獲得一個電子變?yōu)闅鈶B(tài)一價負離子放出的能量,因此O原子的第一電子親和能為142 kJ·mol1,晶格能是指氣態(tài)離子形成1mol離子晶體所釋放的能量,因此FeO晶格能為3902 kJ·mol1,故答案為:142;3902;
⑹d點在體對角線的四分之一處,與a點相對的位置,因此d的坐標參數(shù)為,根據(jù)晶體結構得到Cu有4個,O有,因此化學式為Cu2O,根據(jù)體積公式得到,則晶胞參數(shù)為,故答案為:;。
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【題目】新型鈣鈦礦太陽能電池具備更加清潔、便于應用、制造成本低和效率高等顯著優(yōu)點。 一種鈣鈦礦太陽能電池材料的晶胞如圖所示。
請按要求回答下列有關問題:
(1)構成 CH3NH3 的三種元素中電負性最小的是_____________; 寫出碳原子的電子排布式為__________。
(2)Pb 與 C 同主族,比 C 的周期序數(shù)大 4,寫出 Pb 原子最外層電子的軌道表示式(即電子排布圖)__________________。
(3)有關 NH3 的結構與性質探究
① NH3 分子中所含化學鍵是____________(從“極性鍵”、“非極性鍵”、“配位鍵”、 “離子鍵”、“σ鍵”或“ π鍵”中選填符合的名稱);N 原子的雜化形式為__________。
② NH3 分子的 VSEPR 模型名稱為_________,分子的空間結構(即立體構型) 為______。
③如圖所示,探究 NH3 的性質時,打開止水夾,擠壓膠頭滴管,可以觀察到燒瓶中迅速產生紅色噴泉。請用必要的分子結構 與性質的知識和化學用語解釋產生該現(xiàn)象的原因:_________、________。
(4)該鈣鈦礦太陽能電池材料的化學式為________________;該晶胞中,與 I- 緊鄰的 I- 個數(shù)為_____________; 測定其晶體結構特征最可靠的方法是____________實驗。
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【題目】已知:①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(s、灰)Sn(s、白) ΔH3=+2.1kJ/mol,下列說法不正確的是( )
A.灰錫與白錫互為同素異形體
B.錫在常溫下以白錫狀態(tài)存在
C.白錫轉化為灰錫的反應是放熱反應
D.ΔH1﹥ΔH2
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【題目】下列關于分子式為C4H8O2的有機物的同分異構體的說法中,不正確的是
A.能與NaOH溶液反應的同分異構體共有6種
B.存在分子中含有六元環(huán)的同分異構體
C.既含有羥基又含有醛基的有5種
D.不存在含有2個羥基的同分異構體
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【題目】化合物A(C4H10O)是一種有機溶劑,且A只有一種一氯取代物B,在一定條件下A可以發(fā)生如下變化:
(1)A分子中的官能團名稱是___,A的結構簡式是___;
(2)寫出下列化學方程式:
A→B:___;A→D:___;
(3)A的同分異構體F也可以有框圖內A的各種變化,且F的一氯取代物有三種。F的結構簡式是:___。
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【題目】亞硝酰氯(ClNO)是有機物合成中的重要試劑,其沸點為 -5.5℃,易水解。已知:AgNO2 微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某學習小組在實驗室用Cl2和NO制備ClNO并測定其純度,相關實驗裝置如圖所示。
(1)制備 Cl2 的發(fā)生裝置可以選用 _________ (填字母代號)裝置,發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________ 。
(2)欲收集一瓶干燥的氯氣,選擇合適的裝置,其連接順序為 a→_______→______→ _____→________→_______→______→______→______。(按氣流方向,用小寫字母表示,根據(jù)需要填,可以不填滿,也可補充)。
(3)實驗室可用下圖示裝置制備亞硝酰氯。其反應原理為:Cl2+2NO=2ClNO
①實驗室也可用 B 裝置制備 NO , X 裝置的優(yōu)點為___________________ 。
②檢驗裝置氣密性并裝入藥品,打開 K2,然后再打開 K3,通入一段時間氣體,其目的是 ___________________,然后進行其他操作,當 Z 中有一定量液體生成時,停止實驗。
(4)已知:ClNO 與 H2O 反應生成 HNO2 和 HCl。
①設計實驗證明 HNO2 是弱酸:_________________________________________。(僅提供的試劑:1 molL-1 鹽酸、 1 molL-1HNO2 溶液、 NaNO2 溶液、紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙)。
②通過以下實驗測定ClNO 樣品的純度。取 Z 中所得液體m g 溶于水,配制成 250 mL 溶液;取出 25.00 mL 樣品溶于錐形瓶中,以 K2CrO4 溶液為指示劑,用 c molL-1 AgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液的體積為 20.00mL。滴定終點的現(xiàn)象是_____亞硝酰氯(ClNO)的質量分數(shù)為 _________。(已知: Ag2CrO4 為磚紅色固體;Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)
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【題目】標準狀況下15 g CO與CO2的混合氣體,體積為11.2 L。則:
(1)混合氣體的密度是_________。
(2)混合氣體的平均摩爾質量是_________。
(3)CO2和CO的體積之比是__________。
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【題目】亞硝酰氯(NOCl)是有機物合成中的重要試劑,為紅褐色液體或黃色氣體,室溫下為不穩(wěn)定的黃色氣體, 具刺鼻惡臭味,遇水分解,某學習小組用 C12 和 NO 制備 NOCl 裝置如圖。下列說法錯誤的是
A.氯氣在反應中做氧化劑
B.裝入藥品后,要先打開 K2、K3,反應一段時間后,再打開 K1
C.利用 A 裝置還可以做 Na2O2 和水制氧氣的實驗
D.若沒有 B 裝置,C 中可能發(fā)生反應:2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑
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【題目】ClO2(黃綠色易溶于水的氣體)是一種高效、低毒的消毒劑。某興趣小組通過圖1裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收和釋放進行了研究。
(1)儀器A的名稱是_______________________。
(2)安裝F中導管時,應選用圖2中的___________________。
(3)A中發(fā)生反應生成ClO2和Cl2,其氧化產物和還原產物物質的量之比為__________。
(4)關閉B的活塞,ClO2在D中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaClO2,此時F中溶液的顏色不變,則裝置C的作用是__________________。
(5)已知在酸性條件下NaClO2可發(fā)生反應生成NaCl并釋放出ClO2,該反應的離子方程式為____。
(6)ClO2很不穩(wěn)定,需隨用隨制,產物用水吸收可得到ClO2溶液。為測定所得溶液中ClO2的濃度,進行了下列實驗:
步驟1:準確量取ClO2溶液10.00mL,稀釋成100.00mL試樣,量取V0 mL試樣加入到錐形瓶中;
步驟2:用稀硫酸調節(jié)試樣的pH≤2.0,加入足量的KI晶體,靜置片刻;
步驟3:加入指示劑,用c mol·L1 Na2S2O3溶液滴定至終點。重復2次,測得消耗Na2S2O3溶液平均值為V1 mL。
(已知2ClO2+10I+8H+=2Cl+5I2+4H2O 2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)
計算該ClO2的濃度為______g/L(用含字母的代數(shù)式表示,計算結果化簡)。
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