【題目】據(jù)報道復(fù)旦大學(xué)修發(fā)賢教授課題組成功制備出砷化鈮納米帶,并觀測到其表面態(tài)具有百倍于金屬銅薄膜和千倍于石墨烯的導(dǎo)電性。相關(guān)研究論文已在線發(fā)表于權(quán)威科學(xué)期刊《自然》;卮鹣铝袉栴}:

1)鈮元素(Nb)為一種金屬元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Kr]4d55s1。下列是Nb的不同微粒的核外電子排布式,其中失去最外層1個電子所需能量最小的是___(填標號)。

a.[Kr]4d35s15p1b.[Kr]4d45s1c.Kr]4d2d.Kr]4d3

2)砷為第VA族元素,砷可以與某些有機基團形成有機化合物,如(ClCH=CH)2AsCl,其中As原子與2C原子、1Cl原子形成的VSEPR模型為____。

3)英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎;而石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景,被認為是一種未來革命性的材料。

已知石墨烯的平面結(jié)構(gòu)如圖所示,一定條件下石墨烯與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成石墨烷,石墨烷中碳原子雜化類型是___,石墨烯導(dǎo)電的原因是____。

4)石墨烯也可采用化學(xué)方法進行制備如采用六氯苯、六溴苯作為原料可制備石墨烯。下表給出了六氯苯、六溴苯、苯六酸俗名為蜜石酸的熔點和水溶性:

物質(zhì)

六氯苯

六溴苯

苯六酸

熔點/

231

325

287

水溶性

不溶

不溶

易溶

六溴苯的熔點比六氯苯高的原因是____,苯六酸與六溴苯、六氯苯的水溶性存在明顯的差異本質(zhì)原因是___。

5)出于以更高效率利用太陽光等目的研制出金紅石型鈮氧氮化物(NbON),比以往的光學(xué)半導(dǎo)體更能夠吸收長波長側(cè)的光,作為光學(xué)半導(dǎo)體的新材料。該化合物的晶胞有如圖所示的兩種構(gòu)型,若晶胞的邊長為apm,該晶體的密度為__g·cm-3。(NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,相關(guān)原子量:Nb93

【答案】a 四面體形 sp3 石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子,都參與形成了貫穿全層的多原子的大鍵,因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電性 兩者結(jié)構(gòu)相似,六溴苯的相對分子質(zhì)量大于六氯苯,形成的范德華力強,熔點高 苯六酸含多個羧基,與水分子形成氫鍵,從而易溶于水,六氯苯、六溴苯為非極性分子,難溶于水

【解析】

1)激發(fā)態(tài)失去最外層1個電子所需能量最小;

2As原子與2C原子、1Cl原子形成共價鍵,還有一對孤電子對;

3)石墨烷中碳原子形成4個共價鍵,雜化類型為sp3;石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子,都參與形成了貫穿全層的多原子的大鍵,因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電性;

4)分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量越大,形成的范德華力強,熔點高;苯六酸含多個羧基,與水分子能形成氫鍵;六氯苯、六溴苯為非極性分子,根據(jù)相似相溶原理,均難溶于水;

5)根據(jù)計算。

1Nb元素的基態(tài)原子的核外電子排布式為[Kr]4d55s1,失去最外層1個電子所需能量, [Kr]4d35s15p1屬于激發(fā)態(tài)的電子排布式,所以失去最外層1個電子所需能量最小的a,故答案為:a;

2As原子與2C原子、1Cl原子形成共價鍵,還有一對孤電子對,其VSEPR模型為四面體形,故答案為:四面體形;

3)石墨烯與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成石墨烷,石墨烷中碳原子形成4個共價鍵,雜化類型為sp3;石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子,都參與形成了貫穿全層的多原子的大鍵,因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,故答案為:sp3;石墨烯中每個碳原子垂直于層平面的2p軌道上的電子,都參與形成了貫穿全層的多原子的大鍵,因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電性;

4)六溴苯和六氯苯均屬于分子晶體,且結(jié)構(gòu)相似,六溴苯的相對分子質(zhì)量大于六氯苯,形成的范德華力強,熔點高;苯六酸含多個羧基,與水分子能形成氫鍵,從而易溶于水,六氯苯、六溴苯為非極性分子,根據(jù)相似相溶原理,均難溶于水,故答案為:兩者結(jié)構(gòu)相似,六溴苯的相對分子質(zhì)量大于六氯苯,形成的范德華力強,熔點高;苯六酸含多個羧基,與水分子形成氫鍵,從而易溶于水,六氯苯、六溴苯為非極性分子,難溶于水;

5)根據(jù)晶胞圖可知,該晶胞中含有2Nb原子,2O原子,2N原子,所以,故答案為:;

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯乙烯是中學(xué)化學(xué)常見的一種有機物,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,以下說法正確的是( )

A.1 mol該物質(zhì)與溴水充分反應(yīng),消耗4mol

B.該分子中最多有16個原子共平面

C.該分子中最多有7C原子共平面

D.該分子中最多有4C原子共直線

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】烯烴催化裂解是制備短鏈烯烴的重要途徑。研究表明,1-丁烯[CH3CH2CHCH2g]催化裂解時,發(fā)生兩個平行競爭反應(yīng)生成丙烯和乙烯,兩反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:

3CH3CH2CHCH2g4CH3CHCH2g H=+579 kJ·mol1

CH3CH2CHCH2g2CH2CH2g H=+283 kJ·mol1

回答下列問題:

1)若1-丁烯的燃燒熱為2539 kJ·mol1,則表示乙烯燃燒熱的熱化學(xué)方程式為____;1-丁烯轉(zhuǎn)化為丙烯反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為_____。

2)有利于提高1-丁烯平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______。

3550℃和0.020.5 MPa下,①②兩個反應(yīng)均建立平衡,測得平衡混合物里各組分的質(zhì)量分數(shù)隨壓強變化的曲線如下圖所示。由圖可知,1-丁烯的質(zhì)量分數(shù)隨壓強的增大而增大,主要原因是______。

4)在1-丁烯裂解的實際生產(chǎn)中,為了提高產(chǎn)物中丙烯的含量,除了選擇合適的溫度和壓強之外,還有一條關(guān)鍵措施是_____。0.1 MPa300700℃下,1-丁烯裂解產(chǎn)物中各組分比例變化的曲線如下圖所示。由圖可知,生產(chǎn)過程中提高丙烯質(zhì)量分數(shù)的最佳溫度為___℃,在該溫度之前各溫度對應(yīng)的組成______(填一定是、可能是一定不是)平衡態(tài),理由是____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定量的鐵粉在氯氣中充分燃燒后,將所得固體完全溶于稀鹽酸,制得溶液A。

(1)鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式是____________________________。

(2)推測A中可能含有的金屬陽離子:①Fe3+;②只有Fe2+;③______。

甲同學(xué)為探究溶液的組成,實驗如下:

實驗步驟

實驗現(xiàn)象

實驗結(jié)論及反應(yīng)離子方程式

取少量溶液A于試管中,加入KSCN溶液。

________

假設(shè)②不成立,假設(shè)①或③成立;反應(yīng)的離子方程式是_____________

(3)乙同學(xué)繼續(xù)探究溶液A的組成。

查閱資料:16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

實驗過程:另取少量溶液A于試管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振蕩,KMnO4紫色褪去。

實驗結(jié)論:__________(填寫字母序號)。

a.可能有Fe2+ b.可能無Fe2+ c.一定有Fe2+

(4)結(jié)論:A中含有的陽離子是_________,簡述理由:________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】從甜橙的芳香油中可分離得到如圖結(jié)構(gòu)的化合物,

現(xiàn)有試劑:①KMnO4酸性溶液;②H2/Ni;③Ag(NH3)2OH;④新制Cu(OH)2,能與該化合物中所有官能團都發(fā)生反應(yīng)的試劑有(

A.①②B.②③C.③④D.①④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】納米級Fe3O4可用于以太陽能為熱源分解水制H2,過程如下圖所示。下列說法中,不正確的是

A.過程Ⅰ的反應(yīng):2Fe3O4= 6FeOO2

B.過程Ⅱ的反應(yīng):2H2O =2H2↑+O2

C.兩個轉(zhuǎn)化過程都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

D.整個過程實現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)探究金屬Na與CO2的反應(yīng),實驗如下:

實驗I

實驗II

操作

將點燃的金屬鈉伸到盛有CO2的集氣瓶中

將實驗I的集氣瓶用水沖洗,過濾。取黑色濾渣灼燒;取濾液分別滴加酚酞和氯化鋇溶液

現(xiàn)象

①火焰呈黃色

②底部有黑色固體,瓶壁上附有白色固體

①黑色濾渣可燃

②濾液能使酚酞溶液變紅,滴加氯化鋇溶液有白色沉淀生成

下列說法不正確的是

A. 生成的黑色固體中含有CB. 白色固體是Na2O

C. 實驗說明CO2具有氧化性D. 金屬Na著火不能用CO2滅火

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗小組研究二價鐵的氧化反應(yīng),設(shè)計如下實驗。

實驗序號

試劑及操作

現(xiàn)象

現(xiàn)象a:生成白色沉淀,最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色

現(xiàn)象b……

現(xiàn)象c:溶液略呈黃色

現(xiàn)象d:溶液呈紅色

1)實驗所用的Fe(NO3)2溶液由Fe(NO3)3溶液和足量鐵粉反應(yīng)制得,離子方程式是___________________________________。

2)實驗I中白色沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的化學(xué)方程式是______。

3)現(xiàn)象b______。

4)實驗小組對實驗II中何種物質(zhì)氧化Fe2+進行研究,提出兩種假設(shè):

i.酸性條件下,O2氧化了Fe2+

ii.酸性條件下, _______

①將假設(shè)ii補充完整。

②設(shè)計實驗,證實了假設(shè)i 不是實驗II中氧化Fe2+的主要原因。將實驗方案和現(xiàn)象補充完整。

步驟1:向1.0 mL ______溶液中滴加1.5 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液;

步驟2:向上述所得溶液中滴加KSCN溶液,觀察到______

③向步驟2所得溶液中滴加NaOH溶液至pH約為5,檢測到有Fe3+產(chǎn)生。

5)綜合上述實驗,說明二價鐵的氧化反應(yīng)與______因素有關(guān)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、YZ、WM為短周期主族元素。25℃時,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物(濃度均為0.01mol·L-1)溶液的pH和原子半徑的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是(

A.最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:ZW

B.Y的最高價氧化物的電子式為:

C.W的氣態(tài)氫化物是強酸

D.XM兩種元素形成的簡單離子半徑大小順序:XM

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