【題目】釔鋇銅氧(YBa2Cu3O7-x)是一種高溫超導(dǎo)材料(其中Y顯+3價,Cu顯+2、+3價),最早是將BaCO3、Y2(CO3)3和CuCO3混合在高溫下反應(yīng)制備的。

請回答下列問題:

(1)Y(釔)是一種重要的稀土金屬,與Sc(鈧)同族相鄰。則Y原子核外有___________個價電子。Y位于元素周期表的___________區(qū)。

(2)在BaCO3中,CO32-的空間構(gòu)型為___________,C原子采取___________雜化;BaCO3、CaCO3受熱分解分別生成BaO、CaO,BaO、CaO熔點較高的是___________ (填化學(xué)式)。

(3)基態(tài)Cu3+的核外電子排布式為___________。

(4)若YBa2Cu3O7-x(0≤x≤0.5)材料在T ℃下有超導(dǎo)性,當(dāng)x=0.2時,n(Cu3+)∶n(Cu2+)=___________。

(5)銅有兩種氧化物:CuO和Cu2O,后者比前者的熱穩(wěn)定性強,原因是___________。

(6)如圖是某種超導(dǎo)材料A的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,其化學(xué)式為___________。若A的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶胞參數(shù)為apm、apm、bpm,則晶體的密度為___________cm-3。

【答案】3 d 平面正三角形 sp2 CaO [Ar]3d8或1s22s22p63s23p63d8 1∶4 Cu2O中Cu+的3d能級為全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定 YBa2Cu3O7

【解析】

1Sc()位于第ⅢB族,有3個價電子,所以Y也有3個價電子,第ⅢB族元素屬于d區(qū);

2)碳酸根離子中的中心原子碳的價層電子對數(shù)為(4+0×3+2/2=3,所以為sp2雜化,碳與3個氧成鍵,空間構(gòu)型為平面正三角形,BaO、CaO中,陰、陽離子所帶電荷數(shù)均相同,但Ca2+半徑較小,CaO的晶格能較大,熔點較高;

3)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1,失去3個電子成為1s22s22p63s23p63d8;

4)根據(jù)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為0進(jìn)行計算;

5Cu2OCu的化合價為+1價,失去最外層的1個電子,變?yōu)?/span>[Ar]3d10的結(jié)構(gòu),此時3d能級達(dá)到全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Cu2O的穩(wěn)定性較強;

6)根據(jù)“均攤法”進(jìn)行計算;

7)根據(jù)質(zhì)量除以體積既得密度。

1Sc()位于第ⅢB族,有3個價電子,所以Y也有3個價電子,第ⅢB族元素屬于d區(qū),故答案為:3,d

2)碳酸根離子中的中心原子碳的價層電子對數(shù)為(4+0×3+2/2=3,所以為sp2雜化,碳與3個氧成鍵,空間構(gòu)型為平面正三角形,BaO、CaO中,陰、陽離子所帶電荷數(shù)均相同,但Ca2+半徑較小,CaO的晶格能較大,熔點較高,故答案為:平面正三角形,sp2,CaO

3)銅是29號元素,基態(tài)銅原子的核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1,失去3個電子成為1s22s22p63s23p63d8,故Cu3+的核外電子排布式為:[Ar]3d8,故答案為:[Ar]3d81s22s22p63s23p63d8

4)當(dāng)x=0.2時,則化學(xué)式為:YBa2Cu3O6.8,假設(shè)+3Cu個數(shù)為a,+2Cu個數(shù)為b,,根據(jù)YBa2Cu3O7-x中各元素化合價代數(shù)和為0可知:+3++2)×2++3)×a++2)×b+-2)×6.8=0,則3a+2b=6.6,且a+b=3,可解得a=0.6,b=2.4,即n(Cu3+)n(Cu2+)=0.42.4=14,故答案為:14。

5)銅有CuOCu2O兩種氧化物,后者比前者的熱穩(wěn)定性強,原因是Cu2OCu的化合價為+1價,失去最外層的1個電子,變?yōu)?/span>[Ar]3d10的結(jié)構(gòu),此時3d能級達(dá)到全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以Cu2O的穩(wěn)定性較強,故答案為:Cu2OCu+3d能級為全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定。

6Y8個在頂點,所以Y8×1/8=1個,Ba8個在棱邊上,所以Ba8×1/4=2個,Cu都在晶胞內(nèi)部有3個,O2個在晶胞內(nèi)部,另外有10個都在晶胞的面上,所以O2+10×1/2=7個,由上可知晶體的化學(xué)式為:YBa2Cu3O7,故答案為:YBa2Cu3O7。

71個晶胞的體積為(a×10-10cm)2×b×10-10cm=a2b×10-30cm3,A的摩爾質(zhì)量為Mgmol-1,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則1個晶胞的質(zhì)量為M/NAg,根據(jù)ρ=m/V=M/NAg÷a2b×10-30cm3=1030M/a2bNAcm-3,故答案為:1030M/a2bNA。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),

K為化學(xué)平衡常數(shù),其中K和溫度的關(guān)系如下表:

t/℃

700

800

830

1 000

1 200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

根據(jù)以上信息推斷以下說法正確的是

A. 此反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B. 此反應(yīng)只有達(dá)到平衡時,密閉容器中的壓強才不會變化

C. 此反應(yīng)達(dá)到1 000℃時的反應(yīng)速率比700℃時大

D. 該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越低

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知:

①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1;

②CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1

(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________________________________

(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示,則ΔH2__________。(用E1E2的相關(guān)式子表示)

(3)H2(g)的燃燒熱為________。

(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點:________________(寫出兩點即可)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知NaHSO3溶液顯酸性,溶液中存在以下平衡:HSO3+H2OH2SO3+OH HSO3H++SO32 ②向 0.1 mol·L1NaHSO3溶液中分別加入以下物質(zhì),下列有關(guān)說法正確的

A. 加入少量金屬 Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中 c(HSO3)增大

B. 加入少量NaOH溶液,c(SO32-)/c(HSO3-)、c(OH-)/c(H+)的值均增大

C. 加入少量Na2SO3 固體,則 c(H+)+c(Na+)=c(HSO3)+c(OH)+1/2c(SO32)

D. 加入氨水至中性,則 2c(Na+)=c(SO32)>c(H+)=c(OH)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下PbSO4PbCO3的溶度積常數(shù)分別為1.7×、7.4×,下列說法錯誤的是

A. PbSO4的飽和溶液中,c(Pb2+)約為1.3×

B. 反應(yīng)PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)約為4.4×

C. c(CO32-)=c(SO42-)的混合液中滴加Pb(NO3)2溶液,先得到PbCO3沉淀

D. PbCO3在水中的溶解度比在Pb(NO3)2溶液中的大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于有機化合物的說法正確的是

A. 水、乙醇、乙酸都屬于弱電解質(zhì)

B. 苯與氯氣生成的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)

C. 分子式為C9H12的芳香烴共有8種

D. 淀粉、油脂、蛋白質(zhì)都屬于高分子化合物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氯水中含有多種成分,因而具有多種性質(zhì),根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)作用(四種物質(zhì)與氯水的重合部分代表物質(zhì)間的反應(yīng),且氯水足量),請回答下列問題:

1)能證明氯水具有漂白性的是___(填“a”“b”“c”“d”或“e)。

2)反應(yīng)c過程中的現(xiàn)象是___,反應(yīng)e的化學(xué)方程式為___,反應(yīng)b的化學(xué)方程式為___。

3)久置的氯水最終會變成___,用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為___。

4)實驗室保存氯水的方法是___。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A是石油裂解氣的主要成分之一,以A為原料制備藥物中間體X的合成路線如下:

已知i.

ii.。

回答下列同題:

(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_________,B的名稱為__________,D中含有的官能團(tuán)的名稱是___________

(2)有機物I的結(jié)構(gòu)簡式為___________;反應(yīng)④的反應(yīng)類型是___________

(3)由A生成B的化學(xué)方程式為______________________________________。

(4)反應(yīng)⑧的化學(xué)方程式為___________________________________________

(5)滿足以下條件的X的同分異構(gòu)體有___________種。

i.能發(fā)生銀鏡反應(yīng);

ii.含有六元環(huán)結(jié)構(gòu);

iii.六元環(huán)上有2個取代基。

其中核磁共振氫譜中有6組峰,且峰面積之比為4:4:3:2:2:1的有機物的結(jié)構(gòu)簡式為________(任寫一種)。

(6)參照F的合成路線,以CH3CH=CHCH3為原料設(shè)計制備的合成路線:__________(其他試劑任選)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】從元素化合價升降的角度分析,下列不屬于氧化還原反應(yīng)的是

A. H2+Cl22HCl B. 2HClO2HCl+O2

C. 2NaI+Br2=2NaBr+I2 D. CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl

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