【題目】N、P、As等元素的化合物在生產(chǎn)和研究中有許多重要用途.請(qǐng)回答下列問題:
(1)意大利羅馬大學(xué)的Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子,該分子的空間構(gòu)型與P4類似,其中氮原子的軌道雜化方式為______________________,N—N鍵的鍵角為______________________;
(2)基態(tài)砷原子的價(jià)電子排布圖為______________________,砷與同周期相鄰元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______________________;
(3)配位原子對(duì)孤對(duì)電子的吸引力越弱,配體越容易與過渡金屬形成配合物。PH3與NH3的結(jié)構(gòu)相似,和過渡金屬更容易形成配合物的是____________________(填“PH3”或“NH3”)。
(4)SCl3+和PCl3是等電子體,SCl3+的空間構(gòu)型是____________________;S—Cl鍵鍵長 ______P-Cl鍵鍵長(填“>”、“=”或“<”),原因是____________________。
(5)砷化鎵為第三代半導(dǎo)體,以其為材料制造的燈泡壽命長,耗能少。已知立方砷化鎵晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示,砷化鎵的化學(xué)式為____________________。若該晶體的密度為ρg/cm3,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則a、b的距離為_________pm(用含ρ和NA的代數(shù)式表示)。
【答案】sp3 60° As>Se>Ge PH3 三角錐形 < S 原子半徑小于P原子半徑,故S-Cl鍵要比P-Cl鍵短 GaAs
【解析】
(1)N4分子的空間構(gòu)型與P4類似,4個(gè)N原子形成正四面體構(gòu)型,每個(gè)N原子形成3個(gè)N-N鍵和1對(duì)孤對(duì)電子;
(2)As元素是第四周期VA族,價(jià)電子排布式為4s24p3,根據(jù)泡利原理、洪特規(guī)則畫出價(jià)電子排布圖;As原子4p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能比同周期相鄰元素的高;
(3)P元素的電負(fù)性比N元素的小,P原子對(duì)孤電子對(duì)吸引更弱,容易給出孤對(duì)電子形成配位鍵;
(4)PCl3中P原子形成3個(gè)P-Cl鍵,含有1對(duì)孤對(duì)電子,其空間結(jié)構(gòu)三角錐形,而等電子體的結(jié)構(gòu)相似;
原子半徑越小,原子之間形成的共價(jià)鍵越短;
(5)利用均攤法計(jì)算晶胞中含有Ga原子、As原子數(shù)目,可以確定其化學(xué)式;
As原子與周圍的4個(gè)Ga原子形成正四面體,As原子與晶胞頂點(diǎn)Ga原子連線處于晶胞體對(duì)角線上,且Ga原子與As原子之間的距離為晶胞體對(duì)角線長度的1/4倍,所以晶胞的體對(duì)角線為晶胞棱長的倍,結(jié)合晶胞中含有原子數(shù)目,表示出晶胞質(zhì)量,再根據(jù)m=ρV計(jì)算晶胞棱長.
(1)N4分子的空間構(gòu)型與P4類似,4個(gè)N原子形成正四面體構(gòu)型,每個(gè)N原子形成3個(gè)N-N鍵,還含有1對(duì)孤對(duì)電子,雜化軌道數(shù)目為4,故N原子采取sp3雜化,每個(gè)面均為正三角形,故N-N鍵的鍵角為60°;
(2)As元素處于第四周期VA族,價(jià)電子排布式為4s24p3,價(jià)電子排布圖為:;As原子4p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素的,故第一電離能:As>Se>Ge;
(3)P元素的電負(fù)性比N元素的小,P原子對(duì)孤電子對(duì)吸引更弱,容易給出孤對(duì)電子形成配位鍵,即為:PH3;
(4)PCl3中P原子形成3個(gè)P-Cl鍵,含有1對(duì)孤對(duì)電子,其空間結(jié)構(gòu)三角錐形,而等電子體的結(jié)構(gòu)相似,SCl3+的空間構(gòu)型是三角錐形,S 原子半徑小于P原子半徑,故 S-Cl 鍵要比 P-Cl 鍵短。
(5)晶胞中含有Ga原子數(shù)為8×1/8+6×1/2=4,As原子數(shù)目為4,化學(xué)式為GaAs,As原子與周圍的4個(gè)Ga原子形成正四面體,As原子與晶胞頂點(diǎn)Ga原子連線處于晶胞體對(duì)角線上,Ga原子與As原子之間的距離為晶胞體對(duì)角線長度的1/4倍,所以晶胞的體對(duì)角線為晶胞棱長的倍,晶胞質(zhì)量為4×(70+75)/NAg,則晶胞棱長=,故a、b的距離為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電解NaB(OH)4溶液制備H3BO3的原理如下圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是
A. M室發(fā)生的電極反應(yīng)式:2H2O-4e-=O2↑+4H+
B. a、c為陰離子交換膜,b為陽離子交換膜
C. N室中:a%<b%
D. 理論上每生成1 mol H3BO3,兩極室共產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下16.8 L氣體
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【題目】下列有關(guān)項(xiàng)目的比較中,錯(cuò)誤的是
A.酸性:H2SiO3>H2CO3B.氧化性:Fe3+>Fe2+
C.熱穩(wěn)定性:Na2CO3>NaHCO3D.硬度:金剛石>剛玉
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【題目】某化學(xué)小組構(gòu)想將汽車尾氣(NO、NO2)轉(zhuǎn)化為重要的化工原料HNO3,其原理如圖所示,其中A、B為多孔導(dǎo)電材料。下列說法一定正確的是( )
A. 該電池工作時(shí),電子的流向外電路由A到B,內(nèi)電路由B到A形成閉合回路
B. 電極B附近的HNO3濃度增大
C. A電極的反應(yīng)為:NO2-e-+H2O==NO3-+2H+ NO-3e-+2H2O===NO3-+4H+
D. 該電池工作時(shí),每消耗11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),可以除去含1molNO和NO2的混合尾氣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某校學(xué)生用如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以探究苯與溴發(fā)生反應(yīng)的原理并分離提純反應(yīng)的產(chǎn)物。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),關(guān)閉K2、開啟K1和分液漏斗活塞,滴加苯和液溴的混合液,反應(yīng)開始。裝置Ⅱ中生成有機(jī)物的反應(yīng)為__________________________________________(填化學(xué)方程式),裝置Ⅲ中小試管內(nèi)苯的作用是__________________________________。
(2)能說明苯與液溴發(fā)生了取代反應(yīng)的現(xiàn)象是_____________________。
(3)反應(yīng)結(jié)束后,要讓裝置Ⅰ中的水倒吸入裝置Ⅱ中,這樣操作的目的是___________。簡(jiǎn)述這一操作的方法__________。
(4)將三頸燒瓶?jī)?nèi)反應(yīng)后的液體依次進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)操作就可得到較純凈的溴苯。
①用蒸餾水洗滌、振蕩、分液;②用5%的NaOH溶液洗滌、振蕩、分液;③用蒸餾水洗滌、振蕩、分液;④加入無水CaCl2粉末干燥;⑤_______________(填操作名稱)。
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【題目】實(shí)驗(yàn)室需要0.2mol·L-1 NaOH溶液480mL和0.5mol·L-1硫酸溶液500mL。根據(jù)這兩種溶液的配制情況回答下列問題:
(1)如圖所示的儀器中配制溶液肯定不需要的是__________(填序號(hào)),配制上述溶液還需用到的玻璃儀器是__________(填儀器名稱)。
(2)下列有關(guān)容量瓶使用方法的操作中,錯(cuò)誤的是__________
A.使用容量瓶之前應(yīng)檢查它是否漏水
B.容量瓶用蒸餾水洗凈后,再用待配溶液潤洗
C.定容時(shí),將蒸餾水小心倒入容量瓶中直至與刻度線齊平
D.配制溶液時(shí),如果試樣是液體,用量筒量取試樣后直接倒入容量瓶中定容
E.蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反復(fù)上下顛倒,搖勻
(3)在配制NaOH溶液時(shí):
①根據(jù)計(jì)算用托盤天平稱取NaOH的質(zhì)量為__________g;
②若NaOH溶液在轉(zhuǎn)移至容量瓶時(shí),灑落了少許,則所得溶液濃度__________(填“>”“<”或“=”)0.2mol·L-1;
③若NaOH固體溶解后立即移入容量瓶→洗燒杯→洗滌液移入容量瓶→定容,則所得溶液濃度__________(填“>”“<”或“=”)0.2mol·L-1。
(4)在配制硫酸溶液時(shí):
①所需質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84g·cm-3的濃硫酸的體積為__________(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))mL;
② 配制過程中需先在燒杯中將濃硫酸進(jìn)行稀釋,稀釋時(shí)操作方法是__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì),化學(xué)鍵類型相同、晶體類型也相同的是
A. SO2和SiO2 B. CO2和H2S C. NaCl和HCl D. CCl4和KCl
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【題目】短周期元素A、B、C的原子序數(shù)逐漸增大,它們形成的離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),B和C的單質(zhì)都能跟水劇烈反應(yīng),1 mol B單質(zhì)跟水反應(yīng)時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出11.2 L A的氣態(tài)單質(zhì),0.5 mol C單質(zhì)跟水反應(yīng)時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出5.6 L H2,此時(shí)C轉(zhuǎn)化成具有氖原子核外電子層結(jié)構(gòu)的離子。問:
(1)寫出A、B、C各元素的名稱_____________。
(2)用電子式表示AC形成的一種淡黃色化合物_____________。
(3)用電子式表示BC形成化合物的過程_____________。
(4)用電子式表示A的簡(jiǎn)單氫化物的形成過程_____________。并解釋沸點(diǎn)反常高的原因_____________。
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