【題目】2018年11月《 Nature Energy》報道了我國科學(xué)家用 Ni-BaH2/A12O3、 Ni-LiH等作催化劑,利用化學(xué)鏈合成氨;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)Al原子價層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為___________,Ni在周期表中位于第___________族,屬于___________區(qū)元素。
(2)BaH2的熔點(675℃)比CaH2(816℃)的低,其原因是___________。
(3)NH3可用于制備NaN3、NH4NO3、(亞硝基胍)等含氮化合物:NaN3中陰離子空間構(gòu)型為___________;NH4NO3中陽、陰離子中中心原子雜化方式依次為___________,亞硝基胍分子中含σ鍵___________個。
(4)N、P位于同一主族,NH3、PH3分子結(jié)構(gòu)如下圖所示:
①NH3中N-H鍵的鍵長比PH3中P-H鍵的鍵長短,其主要原因是___________。
②NH3和PH3中,N、P原子雜化方式相同,但H-N-H間的夾角比H-P-H間的大,其主要原因是___________。
③NH3比PH3易液化,其主要原因是___________。
(5)該化學(xué)鏈合成氨過程中涉及中間化合物亞氨基鋰(Li2NH),亞氨基鋰是一種反熒石結(jié)構(gòu),晶體結(jié)構(gòu)如上圖所示(H已略去)。NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,晶體密度為1.48g·cm-3,Li2NH的摩爾質(zhì)量為28.897g·mol-1.則晶胞參數(shù)為___________nm(列出計算式)。
【答案】 VIII d BaH2和CaH2均屬于離子晶體,Ba2+的離子半徑比Ca2+大,BaH2的晶格能比CaH2的小 直線 sp3、sp2 9 N的原子半徑比P的小 中心原子的電負(fù)性N>P,NH3分子中的成鍵電子對更靠近中心原子,使成鍵電子對間的斥力變大,鍵角變大 NH3分子間存在氫鍵 107
【解析】
(1)Al的原子序數(shù)為13,根據(jù)構(gòu)造理論寫出基態(tài)Al原子價層電子的電子排布圖;Ni的原子序數(shù)為28,根據(jù)原子結(jié)構(gòu)確定在周期表中的位置;
(2) BaH2和CaH2均屬于離子晶體,Ba2+的離子半徑比Ca2+大,BaH2的晶格能比CaH2的小;
(3) N3-與CO2為等電子體,等電子體具有相同的結(jié)構(gòu),所以N3-空間構(gòu)型為直線型;NH4NO3中NH4+的中心原子價電子對數(shù)為4,雜化方式依次為sp3;NO3-的中心原子價電子對數(shù)為3,雜化方式依次為sp2;單鍵為σ鍵,雙鍵中有一個是σ鍵,以此解答;
(4)①N的原子半徑比P的小,造成NH3中N-H鍵的鍵長比PH3中P-H鍵的鍵長短;
②NH3和PH3中,N、P原子雜化方式相同,但中心原子的電負(fù)性N>P,NH3分子中的成鍵電子對更靠近中心原子,使成鍵電子對間的斥力變大,鍵角變大,所以H-N-H間的夾角比H-P-H間的大;
③NH3分子間存在氫鍵,分子間作用力增大,使得NH3比PH3易液化;
(5)根據(jù)均攤法,先求出一個晶胞的質(zhì)量,再根據(jù)晶體密度為1.48g·cm-3,求出晶胞的體積,進(jìn)一步求出晶胞參數(shù)。
(1)Al的原子序數(shù)為13,基態(tài)Al原子的電子排布式為1s22p63s23p1,則價層電子的電子排布圖為;
Ni的原子序數(shù)為28,基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22p63s23p63d84s2,所以Ni在周期表中位于第VIII族,屬于d區(qū)元素;
因此,本題正確答案是:;VIII;d;
(2) BaH2和CaH2均屬于離子晶體,因為Ba2+的離子半徑比Ca2+大,BaH2的晶格能比CaH2的小,所以BaH2的熔點(675℃)比CaH2(816℃)的低,
因此,本題正確答案是:BaH2和CaH2均屬于離子晶體,Ba2+的離子半徑比Ca2+大,BaH2的晶格能比CaH2的;
(3) N3-與CO2為等電子體,等電子體具有相同的結(jié)構(gòu),所以N3-空間構(gòu)型為直線型;NH4NO3中NH4+的中心原子價電子對數(shù)為4,雜化方式依次為sp3;NO3-的中心原子價電子對數(shù)為3,雜化方式依次為sp2;單鍵為σ鍵,雙鍵中有一個是σ鍵,所以共有9個σ鍵;
因此,本題正確答案是:直線;sp3、sp2;9;
(4)①N的原子半徑比P的小,造成NH3中N-H鍵的鍵長比PH3中P-H鍵的鍵長短;
因此,本題正確答案是:N的原子半徑比P的小;
②NH3和PH3中,N、P原子雜化方式相同,但中心原子的電負(fù)性N>P,NH3分子中的成鍵電子對更靠近中心原子,使成鍵電子對間的斥力變大,鍵角變大,所以H-N-H間的夾角比H-P-H間的大;
因此,本題正確答案是:中心原子的電負(fù)性N>P,NH3分子中的成鍵電子對更靠近中心原子,使成鍵電子對間的斥力變大,鍵角變大;
③NH3分子間存在氫鍵,分子間作用力增大,使得NH3比PH3易液化;
因此,本題正確答案是:NH3分子間存在氫;
(5)根據(jù)均攤法,一個晶胞中實際擁有Li+的數(shù)目為8個,擁有的N、H原子為8×+6×=4,則一個晶胞的質(zhì)量為g,晶體密度為1.48g·cm-3,根據(jù)=得:V==cm3,則晶胞參數(shù)為a=107 nm,
因此,本題正確答案是:107。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)-選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]鐵氰化鉀,化學(xué)式為K3[Fe(CN)6],主要應(yīng)用于制藥、電鍍、造紙、鋼鐵生產(chǎn)等工業(yè)。其煅燒分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物質(zhì)。
(1)基態(tài)K原子核外電子排布簡寫式為___________。 K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多的是_________,各元素的第一電離能由大到小的順序為_________。
(2)(CN)2分子中存在碳碳鍵,則分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_______。KCN與鹽酸作用可生成HCN,HCN的中心原子的雜化軌道類型為_________。
(3)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物熔點為253 K,沸點為為376 K,其固體屬于_____晶體。
(4)下圖是金屬單質(zhì)常見的兩種堆積方式的晶胞模型。
①鐵采納的是a堆積方式.鐵原子的配位數(shù)為_____,該晶體中原子總體積占晶體體積的比值為____(用含π的最簡代數(shù)式表示)。
②常見的金屬鋁采納的是b堆積方式,鋁原子的半徑為r pm,則其晶體密度為_____g·cm-3(用含有r、NA的最簡代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,現(xiàn)向50 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.05 mol·L-1 NaOH溶液,得到溶液的pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示(假設(shè)滴加過程中無氣體產(chǎn)生)。下列說法正確的是
A.b點溶液中離子濃度由大到小的順序為:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.圖中b、c、d三點溶液中水的電離程度最大的是c點
C.b點后滴加NaOH溶液過程中,NH3·H2O的電離程度逐漸減小
D.pH=7時,溶液中c(H+)+c(Na+)+c(NH)=c(SO)+c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為驗證氧化性Cl2 > Fe3+> SO2,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實驗(夾持儀器和A中加熱裝置已略)。
實驗過程:
Ⅰ.查好裝置的氣密性后,在各儀器中添加相應(yīng)試劑
Ⅱ.打開彈簧夾K1~K4,通入一段時間N2,再將T型導(dǎo)管插入B中,繼續(xù)通入N2,然后關(guān)閉K1、K3、K4
Ⅲ.打開活塞a,滴加一定量的濃鹽酸,給A加熱
Ⅳ.當(dāng)B中溶液變黃時,停止加熱,關(guān)閉K2
Ⅴ.打開活塞b,使約2mL的溶液流入D試管中,檢驗其中的離子。
Ⅵ.打開K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段時間后關(guān)閉K3
VII. 更換試管D,重復(fù)過程V,檢驗B溶液中的離子
(1)檢驗虛線框內(nèi)裝置氣密性的操作是____。
(2)B棉花中浸潤的溶液為____。實驗Ⅱ通入N2的作用是____。
(3)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。
(4)用70%的硫酸制取SO2,反應(yīng)速率比用98%的硫酸快,原因是____。
(5)若將制取的SO2通入酸性高錳酸鉀溶液可使溶液褪色,其離子方程式為___。
(6)甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實驗,結(jié)論如下表所示。他們的檢測結(jié)果一定能夠證明氧化性Cl2 > Fe3+>SO2的是___(填“甲”“乙”“丙”)。
過程ⅣB溶液中含有的離子 | 過程ⅥB溶液中含有的離子 | |
甲 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42- |
乙 | 有Fe3+無Fe2+ | 有SO42- |
丙 | 有Fe3+無Fe2+ | 有Fe2+ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種高壽命可循環(huán)的Zn/V2O5水性混合離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下,放電時正極發(fā)生反應(yīng)xLi++xe-+V2O5===LixV2O5。下列說法正確的是
A. 放電時,Li+在正極被還原
B. 充電時,溶液中Li+濃度不斷減小
C. 放電時,電極A每減少6.5g,有0.1 mol Li+嵌入電極B
D. 充電時,電極B上的電勢比電極A的高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列屬于吸熱反應(yīng)的是:
A. 實驗室用鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣 B. 工業(yè)上冶煉鐵時還原劑產(chǎn)生過程
C. 反應(yīng)物的總鍵能低于生成物的總鍵能 D. 乙醇在紅熱的銅絲作用下氧化生成乙醛
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)相同質(zhì)量的SO2與SO3分子數(shù)之比為___,質(zhì)子數(shù)之比為___。
(2)CO和CO2的混合氣體36g,完全燃燒后測得CO2體積為22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則混合氣體中CO的質(zhì)量是___g;混合氣體中CO2在標(biāo)況下的體積是___L,混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度是___g/L,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是___g/mol。
(3)在一定條件下,某化合物X受熱分解:2X=A+2B+4C(A、B、C均為氣體),測得反應(yīng)后生成的混合氣體對H2的相對密度為12.22,則相同條件下,X的相對分子質(zhì)量是___。
(4)由CO2、H2、CO組成的混合氣在同溫、同壓下與氮氣的密度相同。則該混合氣體中CO2、H2氣體的體積比為___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為研究乙醇結(jié)構(gòu)及其部分的化學(xué)性質(zhì),進(jìn)行下列實驗。完成下列問題:
Ⅰ.用如圖裝置來推測乙醇的結(jié)構(gòu)式。
(1)實驗中鈉需要粉碎成很小的顆粒,其原因是__________。
(2)兩次實驗平均用乙醇1.15克,收集到氣體體積平均為0.28升(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。由實驗數(shù)據(jù)可以推測乙醇分子的結(jié)構(gòu),依據(jù)是________。
(3)若使用的乙醇中含有少量的水,則收集到氫氣的體積________。(偏大、偏小、無影響)
Ⅱ.利用下列裝置進(jìn)行乙醇的催化氧化實驗,并檢驗其產(chǎn)物,其中C裝置的試管中盛有無水乙醇。(固定和夾持裝置已略去)
(4)裝置A圓底燒瓶內(nèi)的固體物質(zhì)是________,C中熱水的作用是__________。
(5)實驗過程中D裝置可以觀察到的實驗現(xiàn)象為_______。寫出D處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。實驗進(jìn)行一段時間后,如果撤去D處酒精燈,反應(yīng)能否繼續(xù)進(jìn)行?_____。原因是_______。
(6)檢驗E中的生成物__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說法錯誤的個數(shù)是
①標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L CH2Cl2含有的分子數(shù)為0.1 NA
②1mol苯甲酸中含有雙鍵的數(shù)目為NA
③同溫同壓下,2 NA個C2H4(g)與NA個C4H8(g)的密度相等
④15g甲醛(HCHO)和乙酸的混合物中氧原子數(shù)為0.5NA
A. 2個 B. 3個 C. 4個 D. 1個
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