【題目】鐵及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。
(1)鐵原子核外有__________種運動狀態(tài)不同的電子,Fe3+基態(tài)核外電子排布式為_______________。
(2)實驗室常用K3[Fe(CN)6]檢驗Fe2+,[Fe(CN)6]3-中三種元素電負(fù)性由大到小的順序為________(用元素符號表示),CN-中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=__________;HCN中C原子軌道的雜化類型為__________。HCN的沸點為25.7℃,既遠大于N2的沸點(-195.8℃)也大于HCl的沸點(-85℃)的原因是__________。
(3)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子(Fe2Cl6)存在,該雙聚分子的結(jié)構(gòu)式為________,其中Fe的配位數(shù)為_____________。
(4)鐵氮化合物(Fe4N)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,其晶胞如上圖所示。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖中b位置Fe原子的坐標(biāo)為(0,,)、(,0,)和(,,0),則a位置Fe原子和N原子的坐標(biāo)分別為__________、__________。N與Fe原子之間最短距離a pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該鐵氮化合物的密度是__________g·cm-3(列出計算表達式)。
【答案】26 [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 N>C>Fe 1:2 sp雜化 HCN為極性分子且分子間存在氫鍵,而N2為非極性分子,HCl分子間無氫鍵 4 (0,0,0) (,,) ×1030
【解析】
(1)原子核外有多少電子,就存在多少不同運動狀態(tài)的電子;根據(jù)Fe原子失去最外層2個電子再失去次外層1個電子就得到Fe3+,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式;
(2)非金屬元素的電負(fù)性大于金屬元素,元素的非金屬性越強,其電負(fù)性就越大;共價三鍵中含有1個σ鍵與2個π鍵;根據(jù)HCN中C原子形成的價層電子對數(shù)目判斷C原子雜化軌道類型;根據(jù)分子的極性及分子間氫鍵的存在與否和分子間作用力大小判斷物質(zhì)熔沸點的高低;
(3)根據(jù)Fe原子具有空軌道而Cl原子具有孤電子對,可形成配位鍵分析;
(4)根據(jù)原子的相對位置及已知點的坐標(biāo),可確定坐標(biāo)原點,從而可確定a位置Fe原子和N原子的坐標(biāo),利用均攤法計算一個晶胞中含有的各種元素的原子個數(shù)利用ρ=計算其密度。
(1)Fe是26號元素,由于在一個原子中不存在運動狀態(tài)完全相同的電子,所以Fe原子核外有26種運動狀態(tài)不同的電子。根據(jù)構(gòu)造原理,可得基態(tài)Fe原子核外電子排布式1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去最外層2個4s電子后再失去次外層3d上的1個電子就得到Fe3+,則基態(tài)Fe3+核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或簡寫為[Ar]3d5;
(2)在[Fe(CN)6]3-中存在Fe、C、N三種元素,由于元素的非金屬性越強,其電負(fù)性越大,非金屬元素的電負(fù)性大于金屬元素,故這三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是N>C>Fe;CN-中C、N原子形成三個共價鍵,其中含有1個σ鍵和2個π鍵,故CN-中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=1:2;在HCN中C原子的價層電子對數(shù)為2,且C原子上沒有孤對電子,所以C原子雜化類型為sp雜化;HCN為極性分子,分子間作用力大于非極性分子的分子間作用力,且HCN分子間還存在氫鍵,也使分子之間的作用力增強,而N2為非極性分子,分子間作用力比極性分子的分子間作用力較小;HCl是極性分子,但分子間只有分子間作用力而無氫鍵,其分子間作用力比N2的大,故HCN、N2、HCl三種物質(zhì)的熔沸點由高到低的順序為:HCN>HCl>N2;
(3)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性,說明Fe、Cl原子間化學(xué)鍵為共價鍵,而其蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子(Fe2Cl6)存在,這是由于Fe原子具有空軌道而Cl原子具有孤電子對,Fe與Cl原子之間又形成了配位鍵,Fe2Cl6的結(jié)構(gòu)式為:,由于配位鍵也屬于共價鍵,可知Fe原子的配位數(shù)是4;
(4)根據(jù)b位置Fe原子的坐標(biāo)可知是以立方體的8個頂點為坐標(biāo)原點,則處于a物質(zhì)的Fe原子恰好處于晶胞的頂點上,故其坐標(biāo)為(0,0,0);N原子處于晶胞的幾何中心,所以其位置用坐標(biāo)表示為(,,);在該晶胞中含有Fe原子的數(shù)目為8×+6×=4,含有N原子數(shù)目為1,則在一個晶胞中含有4個Fe原子和1個N原子,由于N與Fe原子之間最短距離a pm,N與面心上的Fe原子距離最近,可知晶胞邊長為2a pm,所以該晶胞的密度ρ=g/cm3=×1030 g/cm3。
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【題目】讓生態(tài)環(huán)境更秀美、人民生活更幸福!為此,天津冬季取暖許多家庭用上了清潔能源天然氣。實際生產(chǎn)中天然氣需要脫硫,在1200℃時,工藝中會發(fā)生下列反應(yīng):
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH3
④2S(g)=S2(g) ΔH4
則ΔH4的正確表達式為( )
A.ΔH4=(ΔH1 +ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1-ΔH2+3ΔH3)
D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
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【題目】工業(yè)上合成氨,CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致鐵觸媒失去催化活性:Fe+5CO═Fe(CO)5.為了防止催化劑鐵觸媒中毒,要除去CO,發(fā)生的反應(yīng)為Cu(NH3)2OOCCH3+CO+NH3═Cu(NH3)3(CO)OOCCH3.回答下列問題:
(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低的是______(填字母序號)。
a. b.
c. d.
(2)寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式:______;C、N、O的第一電離能由大到小的順序為______(用元素符號表示)。
(3)與O同族的元素還有S、Se、Te,它們氫化物的沸點大小為H2O>H2Te>H2Se>H2S,其原因是______。
(4)配合物[Cu(NH3)2]OOCCH3中,銅顯+1價,則其中碳原子的雜化軌道類型是______,NH3分子的價電子對互斥理論模型是______。
(5)已知銅的一種氧化物Cu2O晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①若坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為( ),則C的坐標(biāo)參數(shù)為______;
②若阿伏加德羅常數(shù)為NA,該晶胞的邊長為a pm,則晶體的密度為______gcm-3。
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【題目】短周期元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大。X、Y、Z、W分別是由這四種元素中的兩種組成的常見化合物,Y為淡黃色固體,W為常見液體;甲為單質(zhì),乙為紅棕色氣體;上述物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分生成物已省略)。則下列說法中正確的是
A.C、D兩種元素組成的化合物只含有離子鍵
B.A、B、C、D形成的簡單離子半徑排序:D>C>B>A
C.D元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物可以用于吸收氣體乙
D.A、B、C三種元素組成的化合物均為共價化合物
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【題目】常溫下,向20 mL 0.2 mol/L H2A溶液中滴加0.2 mol/L NaOH溶液,有關(guān)粒子的物質(zhì)的量變化如圖所示(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。下列說法正確的是
A. M點溶液中:2c(HA-)+c(A2-)=0.2 mol/L
B. N點溶液呈酸性,則c(Na+) < 3c(HA-)
C. 若N點溶液pH =5,則H2A的Ka2數(shù)量級為104
D. V(NaOH)=20mL時,溶液中:c(H+) < c(OH-)
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【題目】截止2020年4月5日,全球新型冠狀病毒肺炎確診超過120萬例。以下對預(yù)防新冠病毒的認(rèn)識,不符合科學(xué)道理的是( )
A | B | C | D |
84消毒液使用時不能和潔廁靈混用 | 醫(yī)用酒精消毒效果濃度95%>75% | 口罩關(guān)鍵一層聚丙烯熔噴布屬于有機高分子材料 | 溫度計中水銀屬于金屬單質(zhì) |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)見下圖,下列說法正確的是
A. Bi元素的質(zhì)量數(shù)是83 B. Bi元素的相對原子質(zhì)量是209.0
C. Bi原子6p能級有一個未成對電子 D. Bi原子最外層有5個能量相同的電子
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【題目】下列電離方程式書寫不正確的是
A.HNO3=H+ + NOB.Al2(SO4)3=2Al3+ + 3SO
C.Ba(OH)2=Ba2+ + 2OH-D.NaHCO3=Na+ + H+ + CO
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【題目】分子式為C9H18O2的有機物A,在硫酸存在下與水反應(yīng)生成B、C兩種物質(zhì),C經(jīng)一系列氧化最終可轉(zhuǎn)化為B的同類物質(zhì),又知等質(zhì)量的B、C的蒸氣在同溫同壓下所占體積相同,則A的結(jié)構(gòu)共有( )
A. 8種
B. 12種
C. 16種
D. 18種
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