【題目】工業(yè)上以Ni的氧化物作催化劑,將丙烯氨氧化制得丙烯腈(CH2=CHCN),然后以H3PO4-K3PO4等作為電解質(zhì)溶液,電解丙烯腈制已二腈。已知總反應的化學方程式為:4CH2=CHCN+2H2OO2↑+2NC(CH2)4CN。
(1)基態(tài)Ni原子價層電子的軌道表達式為_______;在上述總反應的化學方程式中所涉及到的各元素中,電負性由小到大的順序為_______。
(2)PO43-的空間構(gòu)型是_______,CH2=CHCN中碳原子的雜化方式為_______ 。
(3)NC(CH2)4CN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_______。
(4)已知K3PO4是離子晶體,寫出其主要物理性質(zhì)_____(寫出2條即可)。
(5)反應中核心元素碳有金剛石、石墨等多種同素異形體。設石墨晶體中碳碳鍵的鍵長為am,金剛石晶體中碳碳鍵的鍵長為bm,則a____b(填“>”、“=”或“<”),原因________。
(6)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖1所示,已知ZnS晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相同,若圖中a為Zn2+,則S2-處于ZnS晶胞中的位置為_________。
(7)石墨烯中部分碳原子被氧化后,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(如圖2所示)
①石墨烯轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯時,1號C與相鄰C原子間鍵能的變化是___(填“變大”、“變小”“不變”)。
②石墨烯具有很大的比表面積,可用于制超級電容器。若石墨烯中碳碳鍵的鍵長為am,12g單層石墨烯的單面理論面積約為_______m3(列出計算式即可)。
【答案】 H<C<N<O 正四面體 sp、sp2 15:4 熔融時能導電、熔點較高、硬度較大 < 石墨晶體中碳碳鍵除σ鍵外還有大π鍵,金剛石晶體中碳碳鍵只有σ鍵 頂點、面心 變小
【解析】分析:(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫軌道表達式;非金屬性越強,電負性越大;
(2)根據(jù)價層電子對互斥理論解答;
(3)根據(jù)分子中含有的共價鍵判斷;
(4)根據(jù)離子晶體的性質(zhì)特點解答;
(5)根據(jù)石墨和金剛石中含有的化學鍵分析;
(6)根據(jù)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)并依據(jù)硫化鋅的化學式判斷;
(7)石墨烯轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯時,1號C 連接的O原子吸引電子能力較強,導致與1號C原子相鄰C原子對電子的吸引力減;根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)依據(jù)均攤法計算。
詳解:(1)Ni的原子序數(shù)是28,其基態(tài)Ni原子價層電子的軌道表達式為;非金屬性越強,電負性越大,則在上述總反應的化學方程式中所涉及到的各元素中,電負性由小到大的順序為H<C<N<O。
(2)PO43-的價層電子對數(shù)是4,不存在孤對電子,空間構(gòu)型是正四面體;CH2=CHCN中形成碳碳雙鍵的碳原子是sp2雜化,又因為C與N之間是三鍵,則該碳原子的雜化方式為sp雜化。
(3)NC(CH2)4CN分子中除C與N之間是三鍵以外,其余均是單鍵。由于單鍵均是σ鍵,三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵,則σ鍵與π鍵數(shù)目之比為15:4。
(4)已知K3PO4是離子晶體,其主要物理性質(zhì)有熔融時能導電、熔點較高、硬度較大等。
(5)由于石墨晶體中碳碳鍵除σ鍵外還有大π鍵,金剛石晶體中碳碳鍵只有σ鍵,所以a<b。
(6)已知ZnS晶胞與金剛石晶胞微粒排列方式相同,若圖中a為Zn2+,這說明鋅全部位于晶胞中,共計是4個,根據(jù)化學式ZnS可知S2-處于ZnS晶胞中的位置為頂點、面心。
(7)①石墨烯轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯時,1號C 連接的O原子吸引電子能力較強,導致與1號C原子相鄰C原子對電子的吸引力減小,所以1號C 與相鄰C原子間鍵能的變化是變;
②單層石墨烯中含有C原子個數(shù)=6×1/3=2,每個六邊形面積=。12g單層石墨烯中原子個數(shù)為NA,因此12g單層石墨烯的單面理論面積。
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【題目】(1)147 g H2SO4的物質(zhì)的量是________;0.5 mol H2SO4的質(zhì)量是________g;
(2)氧化銅在高溫下發(fā)生分解反應:4CuO2Cu2O+O2↑,若反應過程中生成1molO2分子,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為____________mol。
(3)反應:2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2,其中_____元素化合價升高,則該元素被_______,_____元素化合價降低;__________做還原劑,_______發(fā)生還原反應。
(4)鈉在空氣中燃燒的化學方程式:________________________________,1mol鈉完全燃燒轉(zhuǎn)移電子的個數(shù)為____________。
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【題目】掌握儀器名稱、組裝及使用方法是中學化學實驗的基礎(chǔ),下圖為兩套實驗裝置。
(1)寫出下列儀器的名稱:a.____________,b.___________,c.__________。
(2)若利用裝置分離酒精和水的混合物,還缺少的儀器是______,冷凝水由___口流出(填f或g)。
(3)現(xiàn)需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL,裝置B是某同學轉(zhuǎn)移溶液的示意圖。
①圖中的錯誤是_____________________________。
②根據(jù)計算得知,所需NaOH的質(zhì)量為____________________。
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【題目】常溫時,用0.1000mol/LNaOH滴定25.00 mL 0.1000 mol/L某一元酸HX,滴定過程中pH變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 ( )
A. 滴定前,酸中c(H+)等于堿中c(OH-)
B. 在A點,c(Na+)>c(X-)>c(HX)>c(H+)>c(OH-)
C. 在B點,兩者恰好完全反應
D. 在C點,c(X-)+c(HX)=0.05mol/L
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【題目】已知溫度T時水的離子積常數(shù)為Kw,該溫度下,將濃度為amol/L的一元酸HA與bmol/L的一元堿BOH等體積混合,可判斷該溶液呈中性的依據(jù)是:
A. a=b
B. 混合溶液的pH值為7
C. 混合溶液中C(H+)=
D. 混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
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【題目】加熱HCOONa固體,發(fā)生的反應有:2HCOONa Na2C2O4+H2↑ ①
2HCOONa Na2CO3 +H2↑+CO↑ ②
Na2C2O4 Na2CO3 + CO ↑ ③
HCOONa加熱分解時,固體失重率與溫度的關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是( )
A. T<415℃時,只有反應①發(fā)生
B. 反應①、②不可能同時發(fā)生
C. 570℃<T<600℃時,殘留固體的主要成分是Na2CO3
D. 殘留固體中m(Na2C2O4)=m( Na2CO3)時,反應①、②的反應速率相等
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【題目】將濃鹽酸滴加到盛有二氧化錳粉末的圓底燒瓶中,實驗室可用如圖裝置制取無水氯化鐵(已知:FeCl3固體易吸收空氣中的水發(fā)生潮解)。請回答下列問題:
(1)盛放濃鹽酸的儀器名稱為_______________。
(2)燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________。
(3)C瓶中的試劑是________________。
(4)玻璃管D中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________,反應現(xiàn)象是__________________________。
(5)干燥管E中盛有堿石灰,其作用是___________________________。
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【題目】Ⅰ.已知A、B、C、D四種分子所含原子的數(shù)目依次為 1、3、6、6,且都含有18個電子,B、C是由兩種元素的原子組成,且分子中兩種原子的個數(shù)比均為1∶2。D是一種有毒的有機物。
(1)組成A分子的原子的元素符號是 。
(2)從B分子的立體結(jié)構(gòu)判斷,該分子屬于 (填“極性”或“非極性”)分子。
(3)C分子中包含 個σ鍵, 個π鍵。
(4)D的熔、沸點比C2H6的熔、沸點高,其主要原因是(需指明D是何物質(zhì)): 。
Ⅱ.CO的結(jié)構(gòu)可表示為,N2的結(jié)構(gòu)可表示為。
(5)下表是兩者的鍵能數(shù)據(jù):(單位:kJ·mol-1)
A—B | |||
CO | 357.7 | 798.9 | 1 071.9 |
N2 | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
結(jié)合數(shù)據(jù)說明CO比N2活潑的原因: 。
Ⅲ.Fe、Co、Ni、Cu等金屬能形成配合物與這些金屬原子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。
(6)基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為 ,基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式為 。
(7)Fe(CO)5常溫下呈液態(tài),熔點為-20.5 ℃,沸點為103 ℃,易溶于非極性溶劑,據(jù)此可判斷Fe(CO)5晶體屬于 (填晶體類型)。
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【題目】鐵及其化合物有著廣泛的用途。請回答:
(1)高爐煉鐵是目前普遍采用的冶煉鐵的方法。已知:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) △H=a kJ·mol-1
Fe2O3(s)+CO(g)2FeO(s)+CO2 △H=b kJ·mol-1
工業(yè)上用鐵紅冶煉鐵的熱化學方程式為_________________________________。
(2)Fe(NO3)3溶液可用于刻蝕銀器,該過程中存在Fe2+和Fe3+之間的轉(zhuǎn)化。
①該反應的離子方程式為_________________________________。
②T ℃時,向0.5mol·L-1 Fe(NO3)3溶液中加入足量Ag,溶液中c(Ag+)與反應時間(t)的關(guān)系如圖1所示(溶液體積變化忽略不計)。
t1時,溶液中c(Fe3+)=__________;t1、t2時,逆反應速率v逆1______v逆2(填“>”“<”或“=”)理由為_________________________________。
③T ℃時,將體積均為100 mL的0.5mol·L-1 Fe(NO3)3溶液、0.4mol·L-1 Fe(NO3)2溶液、0.6mol·L-1 AgN03溶液混合后,再加入6.0g Ag,一段時間后,Ag的質(zhì)量________(填“增大”“減小”或“不變”)。
④實驗表明,相同條件下,FeCl3溶液比Fe(NO3)3溶液更容易刻蝕銀,理由為__________。
(3)Na2FeO4是重要的水處理劑,在強堿性介質(zhì)中穩(wěn)定,可用圖2所示裝置制備。已知:電解時,堿的濃度過高,陽極區(qū)產(chǎn)生紅色物質(zhì)。
①電解時,陰極附近溶液的堿性__________(填“增大”“減小”或“不變”)。
②電解時,Na2FeO4的產(chǎn)率與起始加入的c(NaOH)的關(guān)系如圖3所示。c(NaOH)=c1 mol·L-1時,Na2FeO4產(chǎn)率最大的原因為_________________________________。
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