【題目】某柔性屏手機(jī)的柔性電池以碳納米管做電極材料,以吸收ZnSO4溶液的有機(jī)高聚物做固態(tài)電解質(zhì),其電池總反應(yīng)為MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O。其電池結(jié)構(gòu)如圖甲所示,圖乙是有機(jī)高聚物的結(jié)構(gòu)片段。
(1)Mn2+的核外電子排布式為_____;有機(jī)高聚物中C的雜化方式為_____。
(2)已知CN-與N2互為等電子體,推算擬鹵(CN)2分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_____。
(3)NO2-的空間構(gòu)型為_____。
(4)MnO是離子晶體,其晶格能可通過如圖的Born-Haber循環(huán)計(jì)算得到。
Mn的第一電離能是_____,O2的鍵能是_____,MnO的晶格能是_____。
(5)R(晶胞結(jié)構(gòu)如圖)由Zn、S組成,其化學(xué)式為_____(用元素符號(hào)表示)。已知其晶胞邊長為acm,則該晶胞的密度為_____g·cm3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。
【答案】1s22s22p63s23p63d5 sp2、sp3 3:4 V型 bkJmol﹣1 2ekJmol﹣1 (f-a-b-c-d-e)kJmol﹣1 ZnS
【解析】
(1) Mn元素的原子核外有25個(gè)電子,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2;根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式;
(2) CN-和氮?dú)夥肿踊榈入娮芋w,二者結(jié)構(gòu)相同,根據(jù)氮?dú)夥肿优袛?/span>(CN)2分子中存在的σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù);
(3) NO2-中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+(5+1-2×2)=3,雜化類型是sp2,含有1個(gè)孤電子對(duì),NO2-的空間構(gòu)型是V型;
(4) Mn的第一電離能為氣態(tài)Mn原子失去第一個(gè)電子時(shí)需要吸收的能量;由1molO2分子變成O原子的過程中,需要吸收的能量為2ekJ;晶格能是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量;
(5) ZnS晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,利用均攤法找出晶胞中有4個(gè)Zn,有4個(gè)S,然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,求出晶胞密度。
(1) Mn元素的原子核外有25個(gè)電子,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,則基態(tài)Mn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5;這些C原子中有些C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3、有些是4,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式分別為sp2、sp3;故答案為:1s22s22p63s23p63d5;sp2、sp3;
(2)CN-與N2結(jié)構(gòu)相似,C原子與N原子之間形成三鍵,則擬鹵(CN)2分子結(jié)構(gòu)式為,三鍵中含有1個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,單鍵屬于σ鍵,故(CN)2分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為3:4,故答案為:3:4;
(3) NO2-中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+(5+1-2×2)=3,雜化類型是sp2,含有1個(gè)孤電子對(duì),NO2-的空間構(gòu)型是V型,故答案為V型;
(4)由圖中Mn (晶體) Mn (g) Mn+(g)過程,電離能為1mol的氣態(tài)原子變?yōu)?/span>+1價(jià)陽離子的能量,故其第一電離能為bkJmol﹣1;由圖中O2(g)2O(g)為molO=O的鍵能,故O=O鍵鍵能為ekJmol﹣1×2=2ekJmol﹣1;Mn晶格能為從氣態(tài)離子形成1mol晶體放出的能量,根據(jù)蓋斯定律,故晶格能=(f-a-b-c-d-e)kJmol﹣1,故答案為:bkJmol﹣1;2ekJmol﹣1;(f-a-b-c-d-e)kJmol﹣1;
(5)由晶胞的結(jié)構(gòu)可知,Zn全部在晶胞的內(nèi)部,所以1個(gè)晶胞中含有4個(gè)Zn2+,S分別位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,根據(jù)晶胞中原子的“均攤法”可計(jì)算1個(gè)晶胞中S2-的個(gè)數(shù)為:,由Zn,S組成化學(xué)式為ZnS;1mol晶體的質(zhì)量為97g,1mol晶胞的體積為NA a3cm3,因此該晶體的密度為,故答案為:ZnS;。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】明礬石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,含有少量氧化鐵,利用明礬石制備K2SO4的工藝流程如圖所示:
據(jù)此流程圖回答下列問題:
(1)①焙燒爐中Al2(SO4)3與S反應(yīng)的產(chǎn)物是兩種氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______;寫出爐氣的一種用途________。
(2)②中Al2O3參與反應(yīng)的離子方程式為__________。
(3)③中調(diào)節(jié)pH不能用CO2的理由是____________________。
(4)工業(yè)冶煉金屬鋁需要定期更換補(bǔ)充陽極碳?jí)K的原因是__________________。
(5)純凈氫氧化鋁經(jīng)歷兩次__________________(填反應(yīng)類型)可制得鋁。以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式是__________________。
(6)現(xiàn)有明礬石1 625 t,按上述流程制得780 t Al(OH)3,忽略鋁元素的損失,請(qǐng)計(jì)算明礬石中鉀元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn),探究反應(yīng)中的能量變化。
下列判斷正確的是( )
A.由實(shí)驗(yàn)可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
B.將實(shí)驗(yàn)(a)中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加
C.實(shí)驗(yàn)(c)中將環(huán)形玻璃攪拌棒改為鐵質(zhì)攪拌棒對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響
D.若用NaOH固體測(cè)定中和熱,則測(cè)定中和熱的數(shù)值偏高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Cl2是一種重要的化工原料,也是一種劇毒氣體。某化學(xué)興趣小組制備Cl2并探究Cl2相關(guān)性質(zhì)的過程如下;卮鹣铝袉栴}:
(1)氯氣的制備
①上圖中儀器X的名稱是_________________,若用KMnO4和濃HCl反應(yīng)制備Cl2則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________;
②欲用二氧化錳和濃鹽酸制備純凈干燥的Cl2,儀器接口的連接順序?yàn)?/span>_______________;(根據(jù)氣流方向,按照小寫字母順序填寫)。
(2)制備的氯氣與Fe粉在硬質(zhì)玻璃管G中的反應(yīng),需采取________反應(yīng)條件,將反應(yīng)后的硬質(zhì)玻璃管中固體溶于稀鹽酸,取少量溶解后的溶液,檢測(cè)其中金屬陽離子種類:
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
① | 取少量待測(cè)液,滴加______溶液 | ____________ | 含有Fe2+ |
② | 取少量待測(cè)液,滴加______溶液 | ____________ | 含有Fe3+ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】第20屆中國國際工業(yè)博覽會(huì)上,華東師范大學(xué)帶來的一種“鋅十碘”新型安全動(dòng)力電池亮相工博會(huì)高校展區(qū)。該新型安全動(dòng)力電池?zé)o污染、高安全、長壽命且具有合適的充電時(shí)間,可以應(yīng)用于日常生活、交通出行等各個(gè)領(lǐng)域。已知該電池的工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.正極反應(yīng)式為I3--2e-=3I-
B.6.5gZn溶解時(shí),電解質(zhì)溶液中有0.2mol電子移動(dòng)
C.轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí),有1molZn2+從左池移向右池
D.“回流通道”可以減緩電池兩室的壓差,避免電池受損
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】含有酚類物質(zhì)的廢水來源廣泛,危害較大。含酚廢水不經(jīng)處理排入水體,會(huì)危害水生生物的繁殖和生存;飲用水含酚,會(huì)影響人體健康。某科研結(jié)構(gòu)研究出一種高效光催化劑BMO(Bi2MoO6),可用于光催化降解丁基酚,原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.光催化劑BMO可降低丁基酚氧化反應(yīng)的ΔH
B.在丁基酚氧化過程中BMO表現(xiàn)出強(qiáng)還原性
C.苯環(huán)上連有一OH和一C4H9的同分異構(gòu)體共有12種(不考慮立體異構(gòu))
D.反應(yīng)中BMO參與反應(yīng)過程且可以循環(huán)利用
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是
A. 圖甲表示分別用NaOH溶液滴定等濃度等體積的鹽酸和醋酸溶液反應(yīng)變化曲線,指示劑都可用酚酞
B. 圖乙表示分別用等濃度AgNO3溶液滴定等濃度等體積的NaCl、NaBr及NaI溶液反應(yīng)變化曲線(X-表示Cl-、Br-、I-),則c為I–(溶度積常數(shù):Ksp(AgI)<Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl))
C. 圖丙表示一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線,b→a可能是加CuCl2溶液導(dǎo)致的
D. 圖丁表示其他條件不變時(shí),可逆反應(yīng)A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0 , C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】曲美替尼是一種抑制黑色素瘤的新型抗癌藥物,下面是合成曲美替尼中間體G的反應(yīng)路線:
已知:①D分子中有2個(gè)6元環(huán);
請(qǐng)回答:
(1)化合物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。A生成B的反應(yīng)類型___________。
(2)下列說法不正確的是___________。
A.B既能表現(xiàn)堿性又能表現(xiàn)酸性
B.1moC在堿溶液中完全水解最多可以消耗4 molOH-
C.D與POCl3的反應(yīng)還會(huì)生成E的一種同分異構(gòu)體
D.G的分子式為C16H18O3N4
(3)寫出C→D的化學(xué)方程式____________________________________________。
(4)X是比A多2個(gè)碳原子的A的同系物,寫出符合下列條件的X可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______________________________________________________。
①1H-NMR譜顯示分子中有3種氫原子,②IR譜顯示分子中有苯環(huán)與-NH2相連結(jié)構(gòu)
(5)流程中使用的DMF即N,N-二甲基甲酰胺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,是常用的有機(jī)溶劑。設(shè)計(jì)以甲醇和氨為主要原料制取DMF的合成路線(用流程圖表示,其他無機(jī)試劑任選)。_____________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮及其化合物的轉(zhuǎn)化過程如下圖所示,其中如圖為反應(yīng)①過程中能量變化的曲線圖。
下列分析合理的是
A.如圖中c曲線是加入催化劑a時(shí)的能量變化曲線
B.反應(yīng)①的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
C.在反應(yīng)②中,若有1.25 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則參加反應(yīng)的NH3的體積為5.6 L
D.催化劑a、b能提高化學(xué)反應(yīng)①、②的化學(xué)反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率
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