【題目】釩(23V)被稱為“現(xiàn)代工業(yè)味精”,可添加在鋼鐵中,并以鈦-鋁-釩合金的形式用于航天領域;釩的化合物被廣泛用作催化劑、燃料及電池等。我國釩鈦磁鐵礦儲量較大,是世界上產釩大國。請完成下列問題:
(1)釩的基態(tài)原子的外圍電子排布式為_____。
(2)釩的某種氧化物的晶胞結構如下圖1所示,則該氧化物的化學式為________,其熔沸點比下圖3(為鄰苯二甲酸酐的結構)物質的熔沸點要________(填“高”、“低”或“差不多”)。
(3)V2O5是一種常見的催化劑,在合成硫酸、硝酸、鄰苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,均使用五氧化二釩作催化劑。
①五氧化二釩的結構簡式如上圖2所示,則該結構中含有_______個π鍵。
②在丙烯(CH3CH=CH2)分子中碳原子的雜化方式分別為__________。
③H、C、N、O四元素,其電負性從大到小的順序依次為___________________。
④V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉(Na3VO4)。列舉與空間構型相同的一種陽離子:________(填離子符號)。
(4)已知單質釩的晶胞如上圖5所示,假設晶胞的邊長為d×10—7cm,釩的相對原子質量為M,則密度為__________g·cm-3。(設阿伏加德羅常數(shù)為NA)
【答案】3d34s2 VO2 高 4 sp3、sp2 O>N>C>H
【解析】
(1)釩是23號元素,根據(jù)能量最低原理寫出外圍電子排布式;
(2)根據(jù)均攤法計算晶胞中V、O原子數(shù)目,進而確定化學式。VO2 是離子晶體,其熔沸點比分子晶體鄰苯二甲酸酐的熔沸點要高。
(3)①單鍵為σ鍵,雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵;
②甲基上的碳形成4個σ鍵,為sp3、雙鍵上的碳形成3個σ鍵,一個π鍵,為sp2雜化;
③非金屬性越強,電負性越大;
④形成4個σ鍵,沒有孤對電子的粒子;
(4)結合原子數(shù)目表示出晶胞質量,再根據(jù)ρ=m/V計算晶胞密度。
(1)釩的基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d34s2 ;
(2)由晶胞結構可知,含釩原子8×1/8+1=2,O為4×1/2+2=4,該氧化物的化學式為VO2 ,VO2 是離子晶體,其熔沸點比分子晶體鄰苯二甲酸酐的熔沸點要高。
(3)①由五氧化二釩的結構圖:單鍵為σ鍵,雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵,可得出含有4個π鍵。
②在丙烯(CH3CH=CH2)分子中碳原子的雜化方式分別為:甲基上的碳形成4個σ鍵,為sp3、雙鍵上的碳形成3個σ鍵,一個π鍵,為sp2雜化。
③非金屬性越強,電負性越大;H、C、N、O四元素,其電負性從大到小的順序依次為O>N>C>H。
④形成4個σ鍵,沒有孤對電子的粒子,與空間構型相同的一種陽離子:NH4+。
(4)晶胞中釩原子個數(shù)為8×1/8+1=2,假設晶胞的邊長為d×10—7cm,釩的相對原子質量為M,則密度為ρ=m/V= g·cm-3。
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【題目】某化工廠利用甲烷與氯氣反應得到的副產品來制取鹽酸實現(xiàn)了變廢為寶的夢想,其生產原理可在實驗室中模擬如下,請根據(jù)要求填空:
(1)寫出裝置A中發(fā)生反應的化學方程式_____;
(2)B裝置的三種功能是①干燥混合氣體,②使氣體混合均勻,③_____;
(3)設=x,若理論上欲獲得最多的氯化氫,則x值應___;
(4)在C裝置中,經(jīng)過一段時間的強光照射后,發(fā)現(xiàn)硬質玻璃管內壁附著有油珠,寫出生成產物中密度最大的物質的化學方程式___;
(5)D裝置的作用是___(填編號);
A.收集氣體 B.吸收氯氣 C.防止倒吸 D.吸收氯化氫
(6)該裝置還有缺陷,原因是沒有進行尾氣處理,其尾氣主要成分為_____(填編號)。
①CH4 ②CH3Cl ③CH2Cl2 ④CHCl3 ⑤CCl4
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【題目】下列日常生活中涉及到一些化學知識分析正確的是
A.鋁在空氣中耐腐蝕,所以鋁是不活潑金屬
B.大力開發(fā)化石能源以推動經(jīng)濟發(fā)展
C.積極推廣共享單車以減少霧霾和光化學煙霧
D.焰火的五彩繽紛是某些金屬元素化學性質的呈現(xiàn)
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【題目】常溫時,改變飽和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物質的量分數(shù)與pH的關系如圖所示。下列敘述不正確的是
A. 氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能與KI發(fā)生反應
B. 常溫下反應Cl2(aq)+Cl-(aq)(aq)的K=0.191,當pH增大時,K減小
C. pH=1的氯水中,c(Cl2)>c()>c(HClO)>c(ClO-)
D. 該溫度下,HClOH++ClO-的電離常數(shù)Ka的對值lgKa=-7.54
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【題目】在強酸性溶液中能大量共存且溶液為無色透明的離子組是
A.Ag+、NO3–、Cl–B.Na+、Fe3+、NO3–
C.K+、Cl–、HCO3–D.Mg2+、Cl–、SO42–
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【題目】短周期元素A、B、C在周期表中所處的位置如圖所示。A、B、C三種元素原子的質子數(shù)和為32。D元素原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍。則下列說法正確的是
A. 元素D的某種同位素質量數(shù)為14,則其中子數(shù)為6
B. 四種元素形成的氣態(tài)氫化物中,C元素的氫化物的穩(wěn)定性最強
C. B、C兩種元素可形成BC6型化合物,該化合物屬于離子化合物
D. A、B兩種元素的氣態(tài)氫化物均能與它們對應的最高價氧化物對應的水化物發(fā)生反應,且都屬于氧化還原反應
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【題目】根據(jù)分子結構與性質相關知識,回答下列問題:
(1)NH3分子的VSEPR模型為______________;SO2分子的立體構型為:_______________;
(2)根據(jù)等電子原理,寫出CN-的電子式_______;SCN-中心原子的雜化方式為 ________;
(3)向CuSO4溶液中逐漸滴加氨水至過量,現(xiàn)象為:__________________________;寫出該過程中依次發(fā)生的反應離子方程式:_________________________,并寫出[Cu(NH3)4]2+的結構簡式________。
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【題目】乙酸乙酯是重要的有機合成中間體,廣泛應用于化學工業(yè)。實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下:
①在甲試管(如圖)中加入2mL濃硫酸、3mL乙醇和2mL乙酸的混合溶液。
②按如圖連接好裝置(裝置氣密性良好)并加入混合液,小火均勻地加熱3—5min。
③待試管乙收集到一定量產物后停止加熱,撤出試管并用力振蕩,然后靜置待分層。
④分離出乙酸乙酯層、洗滌、干燥。
(1)若實驗中用乙酸和含18O的乙醇作用,該反應的化學方程式是:________________________;與教材采用的實驗裝置不同,此裝置中采用了球形干燥管,其作用是________________________。
(2)甲試管中,混合溶液的加入順序:________________________;
(3)步驟②中需要用小火均勻加熱,其主要原因是____________________________________;
(4)上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是____________(填字母代號)。
A. 反應掉乙酸和乙醇
B. 反應掉乙酸并吸收乙醇
C. 乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分層析出
D. 加速酯的生成,提高其產率
(5)欲將乙試管中的物質分離開以得到乙酸乙酯,必須使用的儀器是____________;分離時,乙酸乙酯應該從儀器____________(填:“下口放”或“上口倒”)出。
(6)生成乙酸乙酯的反應是可逆反應,反應一段時間后,下列描述能說明乙醇與乙酸的酯化反應已達到化學平衡狀態(tài)的有____________(填序號)。
①混合物中各物質的濃度不再變化;
②單位時間里,生成1mol乙醇,同時生成1mol乙酸;
③單位時間里,生成1mol乙酸乙酯,同時生成1mol乙酸。
(7)為了證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學利用上圖所示裝置進行了以下4個實驗。實驗開始先用酒精燈微熱3min,再加熱使之微微沸騰3min。實驗結束后充分振蕩小試管Ⅱ再測有機層的厚度,實驗記錄如下:
實驗編號 | 試管Ⅰ中試劑 | 試管Ⅱ中試劑 | 有機層的 厚度/cm |
A | 2mL乙醇、1mL乙酸、3mL 18mol·L1濃硫酸 | 飽和Na2CO3溶液 | 3. 0 |
B | 2mL乙醇、1mL乙酸、3mL H2O | 0. 1 | |
C | 2mL乙醇、1mL乙酸、3mL 2mol·L1 H2SO4 | 0. 6 | |
D | 2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸 | 0. 6 |
①實驗D的目的是與實驗C相對照,證明H+對酯化反應具有催化作用。實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是_________mL和________mol·L1。
②分析實驗_________(填實驗編號)的數(shù)據(jù),可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產率。
(8)若現(xiàn)有乙酸90g,乙醇138g發(fā)生酯化反應得到88g乙酸乙酯,試計算該反應的產品產率為。___________(產率%=(實際產量/理論產量)×100%)
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【題目】短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序數(shù)依次增大,X 是地殼中含量最多的元素,Y 原子的最外層只有一個電子,Z 位于元素周期表ⅢA族,W 與X屬于同一主族。下列說法正確的是
A. 原子半徑:r(W) > r(Z) > r(Y)
B. 由X、Y 組成的化合物中均不含共價鍵
C. Y 的最高價氧化物的水化物的堿性比Z的弱
D. X 的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強
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