【題目】[化學(xué)選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。請(qǐng)回答下列問題:

1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_______,該能層具有的原子軌道數(shù)為________、電子數(shù)為___________

2)硅主要以硅酸鹽、___________等化合物的形式存在于地殼中。

3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以___________相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)__________個(gè)原子。

4)單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用Mg2SiNH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。

5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):

化學(xué)鍵

C—C

C—H

C—O

Si—Si

Si—H

Si—O

鍵能/(kJmol-1

356

413

336

226

318

452

硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是______。

②SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是___________________________。

6)在硅酸鹽中,SiO4- 4四面體(如下圖(a))通過(guò)共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為______SiO的原子數(shù)之比為_________,化學(xué)式為__________________

【答案】M 9 4 二氧化硅 共價(jià)鍵 3 Mg2Si + 4NH4Cl = SiH4+ 4NH3+ 2MgCl2 C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng),所形成的烷烴穩(wěn)定。而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成 C—H鍵的鍵能大于C—O鍵,C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定。而Si—H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵,所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O sp3 1∶3 SiO32-

【解析】

1)硅原子核外有14個(gè)電子,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2,對(duì)應(yīng)能層分別別為KL、M,其中能量最高的是最外層M層,該能層有s、p、d三個(gè)能級(jí),s能級(jí)有1個(gè)軌道,p能級(jí)有3個(gè)軌道,d能級(jí)有5個(gè)軌道,所以共有9個(gè)原子軌道,硅原子的M能層有4個(gè)電子(3s23p2);

故答案為M9;4;

2)硅元素在自然界中主要以化合態(tài)(二氧化硅和硅酸鹽)形式存在,

故答案為二氧化硅

3)硅晶體和金剛石晶體類似都屬于原子晶體,硅原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合.在金剛石晶體的晶胞中,每個(gè)面心有一個(gè)碳原子(晶體硅類似結(jié)構(gòu)),則面心位置貢獻(xiàn)的原子為 6×=3個(gè);

故答案為共價(jià)鍵;3;

4Mg2SiNH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4NH3MgCl2,方程式為:Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2,故答案為Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2;

5)①烷烴中的C-C鍵和C-H鍵大于硅烷中的Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能,所以硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成,

故答案為C-C鍵和C-H鍵較強(qiáng),所形成的烷烴穩(wěn)定,而硅烷中Si-Si鍵和Si-H鍵的鍵能較低,易斷裂,導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成;

②鍵能越大、物質(zhì)就越穩(wěn)定,C-H鍵的鍵能大于C-O鍵,故C-H鍵比C-O鍵穩(wěn)定,而Si-H鍵的鍵能遠(yuǎn)小于Si-O鍵,所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向與形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵;

故答案:C-H鍵的鍵能大于C-O鍵,C-H鍵比C-O鍵穩(wěn)定.而Si-H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si-O鍵,所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵;

6)硅酸鹽中的硅酸根(SiO44-)為正四面體結(jié)構(gòu),所以中心原子Si原子采取了sp3雜化方式;

故答案為sp3

根據(jù)圖(b)的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有1個(gè)硅、3個(gè)氧原子,化學(xué)式為SiO32-;

故答案為13SiO32-。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某強(qiáng)酸性溶液X可能含有、、、、、、、中的一種或幾種,取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:

測(cè)定A、FI均為,10mLX溶液中,沉淀C物質(zhì)的量小于,根據(jù)以上信息,下列說(shuō)法正確的是

A.由實(shí)驗(yàn)可知,氣體A一定是NO,沉淀C一定是,原溶液中肯定含有

B.溶液E和氣體F不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

C.由實(shí)驗(yàn)可知,沉淀I可能是

D.原溶液中肯定含有、、,不能確定是否含有

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】電石漿是氯堿工業(yè)中的一種廢棄物,其大致組成如表所示:

成分

CaO

SiO2

Al2O3

Fe2O3

MgO

CaS

其它不溶性的物質(zhì)

質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

6566

3.55.0

1.53.5

0.20.8

0.21.1

1.01.8

2326

用電石漿可生產(chǎn)無(wú)水CaCl2,某化工廠設(shè)計(jì)了以下工藝流程:

已知氯化鈣晶體的化學(xué)式是CaCl2·6H2O;H2S是一種酸性氣體,且具有還原性。

(1)反應(yīng)器中加入的酸應(yīng)選用______________

(2)脫色槽中應(yīng)加入的物質(zhì)X__________;設(shè)備A的作用是__________;設(shè)備B的名稱為__________;設(shè)備C的作用是_______________

(3)為了滿足環(huán)保要求,需將廢氣H2S通入吸收池,下列物質(zhì)中最適合作為吸收劑的是_______(填序號(hào))。反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

A. B.濃硫酸 C.石灰乳 D.硝酸

(4)將設(shè)備B中產(chǎn)生的母液重新引入反應(yīng)器的目的是______________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】反應(yīng) Cs+H2OgCOg+H2g)在一個(gè)可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變 對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是(

①增加碳的量且表面積保持不變 ②加熱③保持體積不變,充入 He,使體系壓強(qiáng)增大 ④保持壓強(qiáng)不變,充入 He,使容器體積變大

A.②④B.②③C.①④D.①③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】科學(xué)的進(jìn)步離不開技術(shù)的突破。原子光譜、核磁共振、X射線衍射、量子計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都推進(jìn)了結(jié)構(gòu)的研究。如過(guò)渡元素原子結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)研究等。

(1)過(guò)渡元素Ni原子的基態(tài)電子排布式為____________________,Ni的核外電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光譜是__________(填“吸收”或“發(fā)射”)光譜。

(2)胍鎓離子[C(NH2)3+]可以與甲基磺酸根(CH3SO3)形成超分子晶體,其局部結(jié)構(gòu)如圖所示。

①組成該晶體的元素中第一電離能最大的是_____________,其中C的雜化類型有_______________。

②元素C、N、S的簡(jiǎn)單氫化物在水中的溶解度從大到小的順序?yàn)?/span>__________,原因是__________。

(3)近年研究人員通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算預(yù)測(cè)并合成了化合物Na2He,經(jīng)X射線衍射分析其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①晶胞中Na堆積形成__________(填形狀)空隙,He占據(jù)一半空隙,另一半由e占據(jù)。已知Na2He晶體不能導(dǎo)電,理由是_________________________

②已知晶胞邊長(zhǎng)為a nm,晶胞中Na的半徑為b nm,則He的半徑為__________nm(列出計(jì)算式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于苯的說(shuō)法正確的是(

A.苯的分子式為C6H6,它不能使酸性KMnO4溶液褪色,屬于飽和烴

B.從苯的凱庫(kù)勒式()看,78g苯中含有碳碳雙鍵數(shù)為3NA

C.在催化劑作用下,苯與液溴反應(yīng)生成溴苯,發(fā)生了加成反應(yīng)

D.苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu),6個(gè)碳原子之間的化學(xué)鍵完全相同

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】Ⅰ.鐵、鋁及其化合物在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護(hù)。

為防止金屬Fe被腐蝕,可以采用上述________(填裝置序號(hào))裝置原理進(jìn)行防護(hù);裝置③中總反應(yīng)的離子方程式為_________________。

(2)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag,食鹽水的作用為_______________________。

Ⅱ.納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注,采用肼(N2H4)燃料電池為電源,用離子交換膜控制電解液中c(OH)制備納米Cu2O,其裝置如圖甲、乙。

(1)上述裝置中D電極應(yīng)連接肼燃料電池的________極(填“A”或“B”),該電解池中離子交換膜為________離子交換膜(填“陰”或“陽(yáng)”)。

(2)該電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式為____________________。

(3)當(dāng)反應(yīng)生成14.4 g Cu2O時(shí),至少需要肼________mol。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】利用雙離子交換膜電解法可以處理含NH4NO3的工業(yè)廢水,原理如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是

A. NH4+b室向c室遷移

B. c室得到的混合氣體是NH3H2

C. 陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O -4e-=O2+4H+

D. 理論上外電路中流過(guò)1mol電子,可處理工業(yè)廢水中0.5mol NH4NO3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室制取乙烯,常因溫度過(guò)高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的二氧化硫。有人設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)反應(yīng)混合氣體中含有乙烯和二氧化硫,裝置如圖所示,試回答下列問題。

(1)圖中①②③④裝置可盛放的試劑分別是___________________(填序號(hào),下同)、______________________________________、___________________

A.品紅溶液 B.溶液 C.濃硫酸 D.酸性溶液

(2)能說(shuō)明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是______________________________________。

(3)使用裝置②的目的是________________________,使用裝置③的目的是________________________。

(4)能說(shuō)明混合氣體中含有乙烯的現(xiàn)象是____________________________________________________。

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