【題目】2019年6月6日,工信部正式向四大運(yùn)營商頒發(fā)了5G商用牌照,揭示了我國5G元年的起點(diǎn)。通信用鋰離子電池般需要體積小、重量輕、高溫性能突出、可高倍率充放電、綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)。請回答下列問題:
(1)LiCoO2、LiFePO4 常用作鋰離子電池的正極材料;鶓B(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為___基態(tài)Co原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有_______種。
(2)PO43-的空間構(gòu)型是______,寫出與其互為等電子體的一種陰離子______,基態(tài)P原子的第一電離能為什么比基態(tài)S原子的第一電離能大:______。
(3)現(xiàn)有化學(xué)式為Co(NH3)5Cl3的配合物,1mol 該物質(zhì)最多可以與2molAgNO3反應(yīng),則該配合物中鈷的配位數(shù)為______, 配體中N的雜化方式為_____,1mol 該配合物中含δ鍵數(shù)目為______NA。
(4)FeO是離子晶體,其晶格能可通過下圖的Bom-Haber循環(huán)計(jì)算得到。氣態(tài)電中性基態(tài)原子獲得一個(gè)電子變?yōu)闅鈶B(tài)一價(jià)負(fù)離子放出的能量叫做第一電子親和能,由圖可知O原子的第一電子親和能為_____kJ·mol-1, FeO晶格能為_____kJ·mol-1。
(5)單質(zhì)鋰晶體的結(jié)構(gòu)如下圖,晶胞中鋰的配位數(shù)為____,晶胞的空間利用率為____(用含有n的表達(dá)式即可),若晶胞邊長為a pm, NA為阿伏加德羅常數(shù),則金屬鋰的密度為_____ g cm-3。(寫出計(jì)算式)
【答案】3d64s2 15 正四面體 SO42-或ClO4-等 P原子的3p軌道是半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以P原子的第一電離能比S的大 6 sp3 21 142 3902 8 或 或
【解析】
(1)根據(jù)構(gòu)造原理, Fe26號元素,屬于第四周期第Ⅷ族,基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d64s2;核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指的是電子軌道,基態(tài)Co原子由1s、2s、2p(3個(gè)軌道)、3s、3p(3個(gè)軌道)、3d(5個(gè)軌道)、4s,故基態(tài)Co原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有15種;
(2)根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論,PO43-的價(jià)層電子對數(shù)為4,空間構(gòu)型是正四面體;等電子體指的是原子個(gè)數(shù)相同且價(jià)電子數(shù)相同的分子或離子,故與PO43互為等電子的陰離子由SO42、S2O32、ClO4 等等(答案合理即可);基態(tài)P原子的價(jià)電子排布3s23p3,基態(tài)S原子3s23p4,P的3p軌道處于半滿能量較低較穩(wěn)定,不易失去電子,基態(tài)P原子的第一電離能比基態(tài)S原子的第一電離能大;
(3)1molCo(NH3)5Cl3配合物質(zhì)最多與2molAgNO3反應(yīng),故可以寫為[Co(NH3)5Cl]Cl2,則該配合物中內(nèi)界中5個(gè)氨分子和1個(gè)氯離子均為中心鈷離子的配體,故該配合物中鈷的配位數(shù)為6; 配體中N以單鍵形式與H鍵和,故雜化方式為sp3;每個(gè)該配合物中有6個(gè)配位鍵(也屬于δ鍵),每個(gè)氨分子由3個(gè)δ鍵,共含有δ鍵數(shù)目3×5+6=21,則含有1mol 該配合物中含δ鍵數(shù)目為21NA;
(4)根據(jù)第一電子親和能的定義,由圖可知?dú)鈶B(tài)電中性基態(tài)氧原子O(g)得一個(gè)電子變?yōu)闅鈶B(tài)一價(jià)負(fù)離子O(g)放出的熱量142kJ·mol-1,故O原子的第一電子親和能為142kJ·mol-1;根據(jù)定義,FeO晶格能是指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,使離子晶體FeO變成氣態(tài)正離子Fe2+(g)和負(fù)離子O2-(g)時(shí)所吸收的能量3902kJ·mol-1,因此由圖可知FeO晶格能為3902kJ·mol-1;
(5)單質(zhì)鋰晶體是體心立方堆積,晶胞中鋰的配位數(shù)為8;根據(jù)堆積方式確定體對角線上的原子相切,故晶胞邊長a與原子半徑r的關(guān)系為a=4r,晶胞的空間利用率=100%× ==;NA為阿伏加德羅常數(shù),由原子均攤法計(jì)算得該晶胞中有2個(gè)K原子,則晶胞的質(zhì)量為2×,邊長apm=cm,故金屬鋰的密度為或。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各選項(xiàng)中,物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)如圖所示變化的是( )
選項(xiàng) | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
A | Al | AlCl3 | Al2O3 | NaAlO2 |
B | S | H2S | SO2 | SO3 |
C | Na | Na2O | NaOH | Na2O2 |
D | N2 | NH3 | NO | NO2 |
A. AB. BC. CD. D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一.
(1)在25℃、101kPa時(shí),H2與O2化合生成1molH2O(g)放出241.8kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為______.
又知:①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=______kJ/mol.
(2)CO可以與H2O(g)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中,起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料,在800℃時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),K=1.0.
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為______.
②平衡時(shí),甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是______;容器中CO的轉(zhuǎn)化率:乙______甲;丙______甲.(填“>”、“=”或“<”)
③丙容器中,通過改變溫度,使CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高,則溫度______(填“升高”或“降低”).
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】維拉帕米(又名異搏定)是治療心絞痛和原發(fā)性高血壓的藥物,合成路線中某一步驟如圖所示,下列說法中正確的是
A. Y的分子式為C5H11O2 Br
B. 含苯環(huán)和羧基的ⅹ的同分異構(gòu)體有4種
C. 可以用酸性高錳酸鉀溶液鑒別X和Z
D. 1mol Z最多可與6mol H2發(fā)生加成反應(yīng)
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【題目】用新型甲醇燃料電池作電源電解硫酸銅溶液,下列有關(guān)說法不正確的是( )
A.甲醇一極的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O= CO2↑+6H+
B.若a為粗鋼,b為精銅,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL O2,則a極質(zhì)量減少1.28g
C.若a. b均為石墨,a極反應(yīng)為:2H2O-4e-= 4H+ +O2↑
D.若a為石墨,b為銅,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mLO2,則電解后CuSO4溶液的pH為1(忽略溶液體積變化)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】磷的單質(zhì)及其化合物用途非常廣泛。回答下列問題:
(1)基態(tài)磷原子價(jià)電子軌道表示式為______________________;磷的第一電離能比硫大,其原因是_____________________________________________。
(2)已知反應(yīng)6P2H4==P4+ 8PH3↑。P2H4分子中磷原子雜化類型是________________;P4分子的幾何構(gòu)型是________________________。
(3)N和P同主族。
①NH3的沸點(diǎn)比PH3高,其原因是_________________________;NH3分子中鍵角比PH3分子中鍵角大,其原因是______________________________________________。
②氮原子間可形成氮氮雙鍵或氮氮叁鍵,而磷原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是___________________________________________。
(4)磷化銦是一種半導(dǎo)體材料,其晶胞如下圖所示,晶胞參數(shù)為a nm。In 的配位數(shù)為_______________;與In原子間距離為a nm 的In 原子有________個(gè)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)NO2+CO=NO+CO2的能量變化如圖所示,下列說法正確的是( )
A.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.E1表示逆反應(yīng)的活化能
C.當(dāng)NO2和CO系統(tǒng)的平均能量到達(dá)B處時(shí),碰撞形成ONO…CO
D.A點(diǎn)表示NO2和CO系統(tǒng)的平均能量,此處兩分子發(fā)生碰撞并發(fā)生反應(yīng)
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【題目】一定溫度下,在2L的定容密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,下列描述正確的是( )
A.反應(yīng)開始到10s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L·s)
B.反應(yīng)進(jìn)行到10s后停止反應(yīng)
C.反應(yīng)開始時(shí)10s,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%
D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:X(g)+Y(g)Z(g)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硼鎂泥是一種工業(yè)廢料,主要成分是MgO(占40%),還有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì),以此為原料制取的硫酸鎂可用于印染、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)。從硼鎂泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:
根據(jù)題意回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)中需用1 mol·L-1的硫酸800 mL,若用18.4 mol·L-1的濃硫酸來配制,量取濃硫酸時(shí),需使用的量筒的規(guī)格為________。
A 10 mL B 20 mL C 50 mL D 100 mL
(2)加入的NaClO可將Mn2+氧化為MnO2,反應(yīng)的離子方程式為:___________________,還有一種離子也會(huì)被NaClO氧化,反應(yīng)的離子方程式為______________________。
(3)濾渣的主要成分中除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外還有_______________。
(4)在“除鈣”前,需檢驗(yàn)濾液中Fe3+是否被除盡,簡述檢驗(yàn)方法:____________________。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
溫度/℃ | 40 | 50 | 60 | 70 |
S(MgSO4)/g | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
S(CaSO4)/g | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
“除鈣”是將MgSO4和CaSO4的混合溶液中的CaSO4除去,根據(jù)上表數(shù)據(jù),可確定操作步驟為蒸發(fā)結(jié)晶、________________(填操作名稱)。
(6)實(shí)驗(yàn)中提供的硼鎂泥共10 g,得到MgSO4·7H2O共17.22 g,則MgSO4·7H2O的產(chǎn)率為________。
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