【題目】我國化學(xué)家在“鐵基(氟摻雜鐠氧鐵砷化合物)高溫超導(dǎo)”材料研究上取得了重要成果,該研究項(xiàng)目榮獲2013年度“國家自然科學(xué)獎(jiǎng)”一等獎(jiǎng)。
(1)基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為_________________。
(2)氟、氧、砷三種元素中電負(fù)性值由大到小的順序是__________(用相應(yīng)的元素符號(hào)填空)。
(3)Fe(SCN)3溶液中加人NH4F,發(fā)生如下反應(yīng):Fe(SCN)3+6NH4F=(NH4)3FeF6+3NH4SCN。
①(NH4)3FeF6存在的微粒間作用力除共價(jià)鍵外還有_________(選填序號(hào),下同)。
a.配位鍵 b.氫鍵 c.金屬鍵 d.離子鍵
②已知SCN一中各原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則C原子的雜化方式為_____________,該原子團(tuán)中鍵與個(gè)數(shù)的比值為___________________。
(4)FeCl3晶體易溶于水、乙醇,用酒精燈加熱即可氣化,而FeF3晶體熔點(diǎn)高于1000℃,試解釋兩種化合物熔點(diǎn)差異較大的原因:_______________________________。
(5)氮、磷、砷雖為同主族元素,但其化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是多樣化的。
①該族氫化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某種性質(zhì)隨R的核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)如右圖所示,則Y軸可表示的氫化物(RH3)性質(zhì)可能有________。
a.穩(wěn)定性 b.沸點(diǎn) c.R—H鍵能 d.分子間作用力
②碳氮化鈦化合物在汽車制造和航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)是用碳原子取代氮化鈦晶胞(結(jié)構(gòu)如圖)頂點(diǎn)的氮原子,據(jù)此分析,這種碳氮化鈦化臺(tái)物的化學(xué)式為______。
【答案】[Ar]3d6 F>O>As ad sp 1:1 FeF3為離子晶體,FeCl3為分子晶體 ac Ti4CN3
【解析】
(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律推知基態(tài)Fe2+的核外電子排布式;
(2)根據(jù)元素周期律可知,非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,據(jù)此答題;
(3)①(NH4)3FeF6是離子化合物,銨根離子與六氟合鐵酸根之間是離子鍵,氮與氫之間是共價(jià)鍵,鐵與氟之間是配位鍵,據(jù)此答題;
②SCN-的結(jié)構(gòu)式為[S=C=N]-,其結(jié)構(gòu)與二氧化碳相似,其中含有2個(gè)σ鍵與2個(gè)π鍵,據(jù)此答題;
(4)分子晶體中分子之間是范德華力,作用力比較小,而離子鍵的作用力較大,所以兩者的沸點(diǎn)相差較大,據(jù)此答題;
(5)①a.根據(jù)元素周期律可知,非金屬性越強(qiáng),氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng);
b.氨氣分子間存在氫鍵;
c.非金屬性越強(qiáng)與氫元素形成的共價(jià)鍵越強(qiáng),鍵能越大;
d.分子間作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大;
②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖利用均攤法可知,在晶胞中含有碳原子數(shù)、含有氮原子數(shù)、含有鈦原子數(shù),據(jù)此寫出化學(xué)式。
(1)亞鐵離子的核外電子數(shù)是24,因此根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可知,基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為[Ar]3d6。
(2)非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,則根據(jù)元素周期律可知氟、氧、砷三種元素中電負(fù)性值由大到小的順序是F>O>As。
(3)①(NH4)3FeF6是離子化合物,存在的微粒間作用力除共價(jià)鍵外還有離子鍵,另外還有配位鍵,即N和H、Fe與F之間存在配位鍵,答案選ad。
②已知SCN一中各原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則碳元素分別與S以及N元素形成1個(gè)雙鍵,不存在孤對(duì)電子,因此C原子的雜化方式為sp雜化;由于單鍵都是鍵,雙鍵是由1個(gè)鍵與1個(gè)鍵構(gòu)成的,則該原子團(tuán)中鍵與個(gè)數(shù)的比值為1:1。
(4)FeCl3晶體易溶于水、乙醇,用酒精燈加熱即可氣化,這說明氯化鐵形成的晶體是分子晶體,而FeF3晶體熔點(diǎn)高于1000oC,這說明氟化鐵形成的晶體類型是離子晶體,因此兩種化合物熔點(diǎn)差異較大的原因是FeF3為離子晶體,FeCl3為分子晶體。
(5)①a.非金屬性越強(qiáng),氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),因此三種氫化物的穩(wěn)定性逐漸降低,a正確;
b.由于氨氣分子間存在氫鍵,因此氨氣的沸點(diǎn)最高,b不正確;
c.非金屬性越強(qiáng)與氫元素形成的共價(jià)鍵越強(qiáng),鍵能越大,因此R—H鍵能雖原子序數(shù)的增大而減小,c正確;
d.三種氫化物生成的晶體均是分子晶體,分子間作用力隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而增大,d不正確;
答案選ac。
②根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并依據(jù)均攤法可知,晶胞中含有的碳原子數(shù)是8×=1,氮原子數(shù)6×=3,鈦原子數(shù)是12×+1=4,所以化學(xué)式為Ti4CN3。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(10分) 某溫度(t℃)時(shí),測得0.01 mol/L的NaOH溶液的pH為11,則該溫度下水的Kw=________,該溫度________25℃(填“大于”“小于”或“等于”),其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
此溫度下,將pH=a的NaOH溶液VaL與pH=b的H2SO4溶液VbL混合,通過計(jì)算填寫以下不同情況時(shí)兩溶液的體積比:
(1) 若所得溶液為中性,且a=12,b=2,則Va∶Vb=____________;
(2) 若所得溶液為中性,且a+b=12,則Va∶Vb=________;
(3) 若所得溶液的pH=10,且a=12,b=2,則Va∶Vb=______________.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】玉溪一中某化學(xué)興趣小組對(duì)一種廢舊合金(含有Cu、Fe、Si等元素)進(jìn)行分離、回收再利用,所設(shè)計(jì)工藝流程如下。
已知:298 K時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13 ,回答下列問題:
(1)操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為________,固體A為________(填化學(xué)式)。
(2)加入過量FeCl3溶液過程中與較不活潑的金屬反應(yīng)的離子方程式_________________。
(3)調(diào)節(jié)pH至2.9~3.2的目的是分離________(填離子符號(hào))。
(4)向溶液b中加入酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________。
(5)常溫下,若溶液c中所含的金屬陽離子濃度相等,向溶液c中逐滴加入KOH溶液,最后生成的沉淀為____________(填化學(xué)式)。
(6)紅棕色固體C的用途____________________(答一條即可)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某二元酸(化學(xué)式用H2B表示)在水中的電離方程式是H2B===H++HB-;HB-H++B2-在0.1 mol·L-1的Na2B溶液中,下列粒子濃度關(guān)系式正確的是( )
A.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1 mol·L-1
B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+c(HB-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(B2-)
D.c(Na+)=2c(B2-)+2c(HB-)
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【題目】(1)在微生物作用的條件下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
1 mol NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是___________________。
(2)工業(yè)上常用CO和H2合成甲醇,反應(yīng)方程式為:CO(g) +2H2(g)CH3OH (g) ΔH,在T1時(shí),體積為2 L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3 mol的H2和CO,達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)(V %)與n(H2)/n(CO)的關(guān)系如圖1所示。
①當(dāng)起始n(H2)/n(CO)=2,經(jīng)過5 min達(dá)到平衡,此時(shí)容器的壓強(qiáng)是初始?jí)簭?qiáng)的0.7倍,則0~5 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=________。若此時(shí)再向容器中加入0.15 mol CO (g)和0.05 mol CH3OH(g),達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
②當(dāng)起始n(H2)/n(CO)=3.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖像中的____點(diǎn)(填“D”“E”或“F”)。
③由圖2可知該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”“<”或“=”),理由是______________;當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí),在y點(diǎn):v正________v逆(填“>”“<”或“=”)。
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【題目】已知熱化學(xué)方程式:
①C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
則反應(yīng)④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH為( )
A. -228.2 kJ·mol-1B. +228.2 kJ·mol-1
C. +1301.0 kJ·mol-1D. +621.7 kJ·mol-1
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【題目】如圖是298 K時(shí)N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是
A.在溫度、體積一定的條件下,通入1molN2和3molH2反應(yīng)后放出的熱量為Q1kJ,若通入2molN2和6mol H2反應(yīng)后放出的熱量為Q2kJ,則184>Q2>2Q1
B.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2+3H22NH3 ΔH=-92kJ·mol-1
C.a曲線是加入催化劑時(shí)的能量變化曲線
D.加入催化劑,該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱改變
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【題目】電滲析法是一種利用離子交換膜進(jìn)行海水淡化的方法,其原理如圖所示,電極為惰性電極。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42—等離子。下列敘述中正確的是( )
A. A膜是陽離子交換膜
B. 通電后,海水中陰離子往b電極處移動(dòng)
C. 通電后,b電極上產(chǎn)生無色氣體,溶液中出現(xiàn)白色沉淀
D. 通電后,a電極的電極反應(yīng)式為4OH--4e-=O2↑+2H2O
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【題目】氯酸鈉是一種基礎(chǔ)化工原料。
(1)已知:Cl2(g)+2OH-(aq)=ClO-(aq)+Cl-(aq)+H2O(l) ΔH=-186 kJ·mol-1,3ClO-(aq)=ClO3— (aq)+2Cl-(aq) ΔH=-113 kJ·mol-1,則:3Cl2(g)+6OH-(aq)=ClO3—(aq)+5Cl-(aq)+3H2O(l)ΔH=____kJ·mol-1,該反應(yīng)中生成1molClO3—,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為____。
(2)工業(yè)上采用無隔膜電解飽和食鹽水可制備氯酸鈉。該工藝過程中,生成氯酸鈉的相關(guān)反應(yīng)為:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,HClOH++ClO-,2HClO+ClO-=ClO+2H++2Cl-。已知:溶液中,Cl2、HClO、ClO-的物種分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與pH的關(guān)系如下圖。
①電解過程中,為按化學(xué)計(jì)量數(shù)比反應(yīng),需控制電解液的pH約為___(填序號(hào))。
A.5 B.6.8 C.7.2D.7.5
②若電解液堿度過大,陽極會(huì)有較多的O2放出,電極反應(yīng)方程式為____。已知:Cr2O72—+H2O2CrO42—+2H+,電解時(shí)向食鹽水中加入的重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)可以防止電解液堿度過大,其原理是____。
③若電解液pH<5時(shí),溶液中HClO濃度會(huì)隨pH減小迅速降低,其原因是____(用離子方程式表示)。
(3)電解時(shí)須對(duì)電解槽進(jìn)行冷卻處理以防止電解液溫度過高的原因是____。
(4)氯酸鈉與硫酸酸化的雙氧水溶液反應(yīng)常用于制備飲用水消毒劑ClO2(g),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。
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