14.釩是我國的豐產(chǎn)元素,廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè).

回答下列問題:
(1)釩在元素周期表中的位置為第4周期ⅤB族,其價(jià)層電子排布圖為
(2)釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示.晶胞中實(shí)際擁有的陰、陽離子個數(shù)分別為4、2.
(3)V2O5常用作SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑.SO2 分子中S原子價(jià)層電子對數(shù)是3對,分子的立體構(gòu)型為V形;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為sp2;SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為sp3;該結(jié)構(gòu)中S-O鍵長有兩類,一類鍵長約140pm,另一類鍵長約為160pm,較短的鍵為a(填圖2中字母),該分子中含有12個σ鍵.
(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉(Na3VO4),該鹽陰離子的立體構(gòu)型為正四面體;也可以得到偏釩酸鈉,其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu),則偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3

分析 (1)由題意知,釩的核電荷數(shù)為23,則可以推知釩在元素周期表中的位置為第4周期ⅤB族,根據(jù)核外電子的軌道能量排布順序知,1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p,因此推斷其電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,注意由于4s軌道能量比3d軌道能量低,因此先排4s軌道,因此其價(jià)層電子排布式為3d34s2,以此書寫電子排布圖;
(2)由晶胞可知,V位于頂點(diǎn)和體心,O有4個位于面心,2個位于體心;
(3)SO2分子中S原子形成2個δ鍵,孤電子對數(shù)為$\frac{6-2×2}{2}$=1,SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子形成3個δ鍵,沒有孤對電子,SO3的三聚體中S原子形成4個δ鍵,以此判斷空間構(gòu)型和雜化類型;SO3的三聚體中每個S形成,存在S=O鍵和S-O鍵,S=O鍵長較短;
(4)VO43-中,V形成4個δ鍵,孤電子對數(shù)為$\frac{5+3-4×2}{2}$=0,為正四面體結(jié)構(gòu),由鏈狀結(jié)構(gòu)可知每個V與3個O形成陰離子,且V的化合價(jià)為+5價(jià),以此判斷形成的化合物的化學(xué)式.

解答 解:(1)由題意知,釩的核電荷數(shù)為23,則可以推知釩在元素周期表中的位置為第4周期ⅤB族,根據(jù)核外電子的軌道能量排布順序知,1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p,因此推斷其電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,注意由于4s軌道能量比3d軌道能量低,因此先排4s軌道,因此其價(jià)層電子排布式為3d34s2,則電子排布圖為,
故答案為:第4周期ⅤB族;;
(2)由晶胞可知,V位于頂點(diǎn)和體心,陽離子個數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$=2,O有4個位于面心,2個位于體心,則陰離子個數(shù)為4×$\frac{1}{2}$+2=4,
故答案為:4;2;
(3)SO2分子中S原子形成2個δ鍵,孤電子對數(shù)為$\frac{6-2×2}{2}$=1,SO2分子中S原子價(jià)層電子對數(shù)是3,為V形結(jié)構(gòu),
SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子形成3個δ鍵,沒有孤對電子,則為sp2雜化,
SO3的三聚體中S原子形成4個δ鍵,為sp3雜化;SO3的三聚體中每個S形成,存在S=O鍵和S-O鍵,S=O鍵長較短,即a較短,該分子中含有σ鍵數(shù)目為3×4=12,
故答案為:3;V形;sp2;sp3;a;12;
(4)VO43-中,V形成4個δ鍵,孤電子對數(shù)為$\frac{5+3-4×2}{2}$=0,為正四面體結(jié)構(gòu),由鏈狀結(jié)構(gòu)可知每個V與3個O形成陰離子,且V的化合價(jià)為+5價(jià),則形成的化合物化學(xué)式為NaVO3,
故答案為:正四面體;NaVO3

點(diǎn)評 本題綜合考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查,注意把握雜化類型以及價(jià)層電子數(shù)的判斷,難度中等.

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:解答題

4.碳、氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.
(1)在一定條件下,聯(lián)氨(N2H4)與H2O2反應(yīng)生成N2和H2O.反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示.該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng).(填寫“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”).
甲胺(CH3NH2)在水溶液中發(fā)生反應(yīng):CH3NH2+H2O?CH3NH2.H2O?CH3CH3++OH-,
CH3NH3Cl溶液中離子濃度的大小順序?yàn)閏(Cl-)>c(CH3NH3+)>c(H+)>c(OH-).
(2)工業(yè)上可采用CO與H2合成甲醇,反應(yīng)方程式為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0
T1℃時,在容積為2L的兩個密閉容器中充入CO、H2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:
 序號 實(shí)驗(yàn)條件 反應(yīng)時間 CO(g)/mol H2(g)/mol CH3OH(g)/mol
 實(shí)驗(yàn)Ⅰ 恒溫恒容 0min 2 4 0
 10min  2.8 
 20min 1  
 實(shí)驗(yàn)Ⅱ 絕熱恒容 0min 2 4 0
①實(shí)驗(yàn)I前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.06mol•L-1•min-1
②對于實(shí)驗(yàn)I,20min時反應(yīng)達(dá)平衡,其它條件不變,若向容器中再充入0.1molCO(g)和0.2mol CH3OH(g),則平衡逆向移動(填“正向”、“逆向”或“不”);若將溫度變?yōu)門2℃,再次達(dá)到平衡時CH3OH的物質(zhì)的量為1.2mol,則CO的轉(zhuǎn)化率為60%.
③實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ均達(dá)到平衡時,平衡常數(shù)KI>K(填“>”、“<”或“=”).
(3)T℃時,將碳酸鋇加入Na2SO4溶液中,沉淀發(fā)生轉(zhuǎn)化,寫出反應(yīng)的離子方程式BaCO3(s)+SO42-(aq)=BaSO4(s)+CO32-(aq).反應(yīng)后過濾,所得濾液呈堿性(填寫“堿性”、“酸性”或“中性”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一.
(1)如圖1是1mol NO2氣體和1mol CO氣體反應(yīng)生成CO2氣體和NO氣體過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:NO2(g)+CO(g)═CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
已知:N2 (g)+2NO2 (g)?4NO(g)△H=+292.3kJ•mol-1,
則反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g) 的△H=-760.3kJ•mol-1
(2)一定溫度下,在體積為2L的恒容密閉容器中充入20mol NO2和5molO2發(fā)生反應(yīng):4NO2(g)+O2(g)?2N2O5(g);已知體系中n(NO2)隨時間變化如下表:
t(s)050010001500
n(NO2)(mol)2013.9610.0810.08
①寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=$\frac{{c}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{c}^{4}(N{O}_{2}).c({O}_{2})}$,已知:K300℃>K350℃,則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”);
②反應(yīng)達(dá)到平衡后,NO2的轉(zhuǎn)化率為49.6%,若要增大NO2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有AD
A.降低溫度       B.充入氦氣,使體系壓強(qiáng)增大
C.再充入NO2     D.再充入4mol NO2和1mol O2
③圖2中表示N2O5的濃度的變化曲線是C,用O2表示從0~500s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=0.00151mol•L-1•s-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.美籍華裔錢永鍵等三位科學(xué)家因在發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白方面的杰出貢獻(xiàn)被授予諾貝爾化學(xué)獎.綠色熒光蛋白是一種蛋白質(zhì),下列有關(guān)綠色熒光蛋白的說法中,錯誤的是( 。
A.屬于高分子化合物
B.水解后可得到多種氨基酸
C.可用于蛋白質(zhì)反應(yīng)機(jī)理的研究
D.加入CuSO4溶液后所得的沉淀能用溶于水

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.3-甲基戊烷的一氯代產(chǎn)物有(不考慮立體異構(gòu))( 。
A.2種B.3種C.4種D.5種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.元素周期表中,一稀有氣體元素原子的最外層電子構(gòu)型為4s24p6,與其同周期的A、B、C、D四種元素,它們的原子最外層電子數(shù)依次為2、2、1、7,其中A、C兩元素原子的次外層電子數(shù)為8,B、D兩元素原子的次外層電子數(shù)為18,E、D兩元素處于同族,且在該族元素中,E的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)最高.

(1)B元素在周期表中的位置第四周期ⅡB族; D的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式為HBrO4
(2)E的氣態(tài)氫化物在同族元素中沸點(diǎn)最高的原因是:HF分子間存在氫鍵,破壞它需要較高的能量.
(3)A、C兩元素第一電離能前者大于后者(填“大于”或“小于”).無論是A和C的單質(zhì)還是A和C的氫化物的固體,均能與水劇烈反應(yīng)生成氣體,當(dāng)上述四種固體分別與足量水反應(yīng)時,滿足n(消耗固體):n(氣體):n(轉(zhuǎn)移電子)=1:1:1關(guān)系的反應(yīng)的化學(xué)方程式KH+H2O=KOH+H2↑.
(4)B元素能形成多種配合物,如B2+可與NH3形成配離子[B(NH34]2+.其配體的空間構(gòu)型為三角錐形;圖1表示B與某種元素X形成的化合物晶胞,如果該化合物中B和X通過離子鍵結(jié)合,該晶體中陽離子的配位數(shù)為4.
若B和X通過共價(jià)鍵結(jié)合,則該化合物的化學(xué)式為a(a  ZnX   b ZnX2  c ZnX3),
(5)A和E可形成離子化合物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2示.該化合物的電子式.則晶胞中與A離子距離相等且最近的E離子圍成的幾何體形狀是正方體.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

6.某有機(jī)樣品在氧氣中完全燃燒,將反應(yīng)生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰,濃硫酸增重3.6g,堿石灰增重6.6g,若該有機(jī)物可與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2,則該有機(jī)物樣品可能是(  )
A.乙醇B.1-丙醇C.丙酸D.丙三醇

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.為鑒定鹵代烴中的鹵素原子,鑒定實(shí)驗(yàn)步驟為:①加入AgNO3溶液;②加入少許鹵代烴試樣;③加熱;④加入NaOH溶液;⑤加入過量的HNO3溶液.正確的操作順序是( 。
A.②④③①B.②③①C.②④③⑤①D.②⑤③①

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.已知如表所列元素的原子半徑,根據(jù)表中數(shù)據(jù),推測磷元素的原子半徑可能是( 。
元素NSOSi
原子半徑/10-10m0.751.020.741.17
A.0.80×10-10 mB.1.10×10-10 mC.1.20×10-10 mD.0.70×10-10 m

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同步練習(xí)冊答案