【題目】碳是形成單質(zhì)和化合物最多的元素,其單質(zhì)及化合物有獨(dú)特的性質(zhì)和用途。請回答下列問題。

(1)C原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式為______________________。

(2)碳元素是組成有機(jī)物必不可少的元素。1828年,化學(xué)家維勒首次用加熱的方法將無機(jī)物氰酸銨[NH4(OCN)]轉(zhuǎn)化為有機(jī)物尿素,開啟了人造有機(jī)物的大門。氰酸銨中陽離子的立體構(gòu)型是___________。有機(jī)物M()在一定條件下生成N()

①沸點(diǎn):M___________N(填“大于”或“小于”)。

②M中碳原子的雜化類型為___________,不同雜化類型的碳原子數(shù)之比為___________

(3)碳的有機(jī)物常作為金屬有機(jī)化合物的配體,如EDTA(乙二胺四乙酸)。EDTA與Ca2+形成的配離子如圖所示。該配離子的配位數(shù)是___________,配體中碳原子的雜化方式有_________。

(4)石墨晶體由層狀石墨“分子”按ABAB方式堆積而成,如圖所示,圖中用實(shí)線標(biāo)出了石墨的一個(gè)六方晶胞。

①石墨中C原子上未參與雜化的所有p軌道相互平行且重疊,使p軌道中的電子可在整個(gè)碳原子平面中運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電。六方氮化硼(BN)與石墨晶體結(jié)構(gòu)類似,硼原子和氮原子交替相連,而六方BN卻無法導(dǎo)電,其原因是___________。

②晶胞有兩個(gè)基本要素:石墨一種晶胞結(jié)構(gòu)和部分晶胞參數(shù)如圖。

a.原子坐標(biāo)參數(shù)描述的是晶胞內(nèi)原子間的相對(duì)位置。石墨晶胞中碳原子A、B的坐標(biāo)參數(shù)分別為A(0,0,0)、B(0,1,),則C原子的坐標(biāo)參數(shù)為___________。

b. 晶胞參數(shù)用以描述晶胞的大小和形狀。已知石墨晶胞底邊長為acm,層間距為 d cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則石墨的密度為___________g·cm-3(寫出表達(dá)式即可)

【答案】 正四面體 小于 sp2、sp3雜化 7︰2 6 sp2和sp3雜化 氮的電負(fù)性較大,相互平行且重疊p軌道(或大兀鍵)上的電子在很大程度上被定域在氮的周圍,不能自由流動(dòng)

【解析】

(1)碳原子價(jià)電子排布式為2s22p2;

(2) 氰酸銨中陽離子為NH4+離子;

①對(duì)結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物,其分子量越大沸點(diǎn)就越高;

②M中含有C-C、苯環(huán)以及C=O;

(3)由圖可知,EDTA與Ca2+形成的配離子中為Ca2+中心離子,EDTA中N、O原子與Ca2+之間形成配位鍵;EDTA中含有飽和碳原子和—COO—;

(4)①由于N和B的電負(fù)性相差較大;

②a.由B點(diǎn)坐標(biāo)可得,a=1,d=1/2,所以C點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1,1/2);

b. 由石墨的晶胞結(jié)構(gòu)得晶胞中C原子的數(shù)量為1+2×1/2+8×1/8+4×1/4=4,晶胞體積為2d×a×a×sin60°=。

(1)碳原子價(jià)電子排布式為2s22p2,根據(jù)能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則,其價(jià)電子原子軌道表示式為,故答案為:;

(2) 氰酸銨中陽離子為NH4+離子,NH4+離子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子數(shù)為0,故空間構(gòu)型為正四面體形,故答案為:正四面體;

①對(duì)結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物,其分子量越大沸點(diǎn)就越高,所以沸點(diǎn)M小于N,故答案為:小于;

②因?yàn)镸中含有C-C、苯環(huán)以及—COO—,所以M中C原子的雜化方式為sp2、sp3雜化,兩種雜化方式的碳原子比例為:(6+1):2=7:2,故答案為:sp2和sp3雜化;7:2;

(3)由圖可知,EDTA與Ca2+形成的配離子中為Ca2+中心離子,EDTA中N、O原子與Ca2+之間形成配位鍵,Ca2+的配位數(shù)為6;EDTA中含有飽和碳原子和—COO—,故C原子的雜化方式為sp2、sp3雜化,故答案為:6;sp2和sp3雜化;

(4)①由于N和B的電負(fù)性相差較大,在六方氮化硼晶體中相互平行且重疊p軌道(或大兀鍵)上的電子在很大程度上被定域在N原子的周圍,不能自由流動(dòng),故不能導(dǎo)電,故答案為:氮的電負(fù)性較大,相互平行且重疊p軌道(或大兀鍵)上的電子在很大程度上被定域在氮的周圍,不能自由流動(dòng);

②a.由B點(diǎn)坐標(biāo)可得,a=1,d=1/2,所以C點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1,1/2),故答案為:(1,1,1/2);

b. 由石墨的晶胞結(jié)構(gòu)得晶胞中C原子的數(shù)量為1+2×1/2+8×1/8+4×1/4=4,晶胞體積為2d×a×a×sin60°=,則石墨的密度為,故答案為:。

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:

【題目】常溫下,分別向NaA溶液和MCl溶液中加入鹽酸和NaOH溶液,混合溶液的pH與離子濃度變化關(guān)系如下圖所示。下列說法不正確的是

A. 曲線L1表示與pH的變化關(guān)系

B. Ka(HA)=1×10-5.5

C. a點(diǎn)時(shí)兩溶液中水的電離程度相同

D. 0.01mol·L-1MA溶液中存在:c(M+)>c(A)>c(OH)>c(H+)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50mol/L鹽酸、50mL 0.55 mol/LNaOH溶液和如圖所示裝置,進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn),得到表中的數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

起始溫度t1/℃

終止溫度t2/℃

鹽酸

NaOH溶液

1

20.2

20.3

23.7

2

20.3

20.5

23.8

3

21.5

21.6

24.9

完成下列問題:

(1)圖中實(shí)驗(yàn)裝置中尚缺少的玻璃儀器是____________________________

(2)在操作正確的前提下,提高中和熱測定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是________________________

(3)根據(jù)上表中所測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,則該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=_________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1g/cm3計(jì)算,反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18J/(g·℃)計(jì)算].

(4)如用0.5 mol/L的鹽酸與NaOH固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則實(shí)驗(yàn)中測得的“中和熱”數(shù)值將_____(填“偏大”、“偏小”、“不變”).如改用60 mL0.5moI/L的鹽酸與50 mL 0.55mol/L的NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量______(填“相等”或“不相等”),所求中和熱_____(填“相等”或“不相等”)。

(5) 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)值與57.3相比有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)______

A.測量鹽酸的溫度后,溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈

B. 把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時(shí)動(dòng)作遲緩

C.做本實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天室溫較高

D.在量取NaOH溶液時(shí)仰視計(jì)數(shù)

E.大燒杯的蓋扳中間小孔太大。

Ⅱ.某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí),先分別量取兩種溶液,然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻,開始計(jì)時(shí),通過褪色所需時(shí)間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案:

(1)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出,KMnO4轉(zhuǎn)化為MnSO4,為了觀察到紫色褪去,H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4):n(KMnO4) ≥_______。

(2)試驗(yàn)編號(hào)②和③探究的內(nèi)容是_____________。

(3)實(shí)驗(yàn)①測得KMnO4溶液的褪色時(shí)間為40s,忽略混合前后溶液體積的微小變化,這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)=__________mol·L-1·min-1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】要分離下列四組混合物

①飽和食鹽水與沙子 ②從KNO3NaCl的混合溶液中獲得KNO3

③水和汽油的混合物 CCl4液體與甲苯液體的混合物

(已知CCl4與甲苯互溶,沸點(diǎn)分別為76.75℃110.6 ℃)

1)分離①、②的操作分別為________、________。

2)分離③時(shí)所使用儀器中有一種在其他組分分離時(shí)無需使用,這種儀器是________。

3)上述四組分離時(shí)需使用酒精燈的有________________(填序號(hào))

4)為除去粗鹽中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等雜質(zhì),某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案,步驟如下(用于沉淀的試劑稍過量)

①第步操作的名稱是____________。

②若第、步順序顛倒,是否會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響?________(有影響無影響”)。

③第步操作所需玻璃儀器的名稱是__________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法不正確的是

A. 增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量,反應(yīng)速率不一定能加快

B. 可逆反應(yīng)A(g)B(g)+C(g),增大壓強(qiáng),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大

C. 對(duì)達(dá)到平衡的一個(gè)放熱的可逆反應(yīng),若降低溫度正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大

D. 參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。

回答下列問題:

(1)反應(yīng)的ΔH________(大于小于”)0;100 ℃時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。在0~60 s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)________mol·L1·s1。

(2)100 ℃時(shí)達(dá)平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)0.002 0 mol·L1·s1的平均速率降低,經(jīng)10 s又達(dá)到平衡。

a.T________(大于小于”)100 ℃,判斷理由是________________________________。

b.溫度T時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K2=____________________。

(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半,平衡向________(正反應(yīng)逆反應(yīng)”)方向移動(dòng),判斷理由是________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為更有效處理工業(yè)廢氣中排放的氮氧化物(NOx)SO2等,減少大氣污染?茖W(xué)家不斷對(duì)相關(guān)反應(yīng)進(jìn)行研究嘗試。

(1)脫硝反應(yīng)機(jī)理如圖,Cu的作用是____________,C2H4參與的反應(yīng)方程式 ______________

(2) 選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前較為成熟的煙氣脫硝技術(shù),其反應(yīng)原理主要為:4NH3(g)4NO(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g);ΔH= -1627 kJmol-1

其中被NOO2氧化的NH3的比例 ________ 。

②該方法應(yīng)控制反應(yīng)溫度在315400℃之間,反應(yīng)溫度不宜過高的原因是________ 。

氨氮比 n(NH3)/n(NO) 會(huì)直接影響該方法的脫硝率。如圖為350 ℃時(shí),只改變氨氣的投放量,NO的百分含量與氨氮比的關(guān)系圖。當(dāng) n(NH3)/n(NO) >1.0時(shí),煙氣中NO含量反而增大,主要原因是_________________________________

(3) 煙氣脫硫、脫硝一體化技術(shù)是大氣污染防治研究的熱點(diǎn)。ClO2NaClO2均是性能優(yōu)良的脫硫脫硝試劑。

ClO2在酸性條件下穩(wěn)定,在NaOH溶液中可歧化為NaClO3NaClO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

某研究小組用ClO2進(jìn)行單獨(dú)脫除SO2實(shí)驗(yàn)時(shí),測得SO2的脫除率隨溶液pH變化如圖所示。當(dāng)3<pH<7時(shí),隨pH的增大,SO2脫除率逐漸降低,其原因是________;在pH7.8之后,隨pH的增大,SO2脫除率又開始升高,其原因是________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時(shí)去除的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是

A. 好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)為:NH4++2O2==NO3+2H++H2O

B. B極電勢比A極電勢低

C. A極的電極反應(yīng)式CH3COO+8e+2H2O==2CO2+7H+

D. 當(dāng)電路中通過1mol電子時(shí),理論上總共生成2.24LN2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法中錯(cuò)誤的是(

A. 4.6g金屬鈉變成Na+,失去的電子數(shù)為0.2NA

B. 1.0L1mol/LNaAlO2水溶液中含有的氧原子數(shù)為2NA

C. 17gNH3所含的電子數(shù)為10NA

D. 9.5gMgCl2溶于水所得溶液中含Cl-數(shù)為0.2NA

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