【題目】早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成,回答下列問題:
(1)準晶是一種無平移周期序,但有嚴格準周期位置序的獨特晶體,可通過_______方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。
(2)基態(tài)銅原子的電子排布式為_______。
(3)CuO在高溫時分解為O2和Cu2O,請從陽離子的結(jié)構(gòu)來說明在高溫時,Cu2O比CuO更穩(wěn)定的原因是_______。Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點,則該晶胞中有_______個銅原子。
(4)Cu2+能與乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配離子如圖:,該配離子中含有的化學(xué)鍵類型有______(填字母序號)。
A.配位鍵 B.極性鍵 C.離子鍵 D.非極性鍵
(5)羰基鐵[Fe(CO)5]可用作催化劑、汽油抗暴劑等。1molFe(CO)5分子中含____molσ鍵,與CO互為等電子體的離子是__(填化學(xué)式,寫一種)。
(6)某種磁性氮化鐵的結(jié)構(gòu)如圖所示,N隨機排列在Fe構(gòu)成的正四面體空隙中。正六棱柱底邊長為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該磁性氮化鐵的晶體密度為____g/cm3(列出計算式)。
【答案】X-射線衍射 1s22s22p63s23p63d104s1 Cu2O中的Cu+3d軌道處于全滿的穩(wěn)定狀態(tài),而CuO中Cu2+中3d軌道排布為3d9,能量高,不穩(wěn)定 16 ABD 10 CN-(或C22-)
【解析】
(1)晶體對X射線發(fā)生衍射,非晶體不發(fā)生衍射,準晶體介于二者之間;
(2)根據(jù)構(gòu)造原理可書寫出基態(tài)銅原子的電子排布式;
(3)根據(jù)原子核外電子的軌道上電子處于全滿、半滿或全空時是穩(wěn)定狀態(tài)分析;結(jié)合O原子數(shù)目及Cu2O中Cu和O的比例計算晶胞中Cu原子的數(shù)目;
(4)Cu2+與乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)中N原子形成配位鍵,H2N-CH2-CH2-NH2中C原子之間形成非極性鍵、不同原子之間形成極性鍵;單鍵為σ鍵,C原子沒有孤電子對、形成4個σ鍵,雜化軌道數(shù)目為4;
(5) Fe與CO形成5個配位鍵,屬于σ鍵,CO分子中形成1個σ鍵,據(jù)此計算Fe(CO)5分子含有的σ鍵數(shù)目是10個;與CO互為等電子體的離子,含有2個原子、價電子總數(shù)為10,可以用N原子與1個單位負電荷替換O原子,也可以用C原子與2個單位負電荷替換O原子;
(6)計算結(jié)構(gòu)單元中原子總質(zhì)量、晶胞體積,利用ρ=計算晶體密度。
(1)從外觀無法區(qū)分三者,但用X光照射會發(fā)現(xiàn):晶體對X射線發(fā)生衍射,非晶體不發(fā)生衍射,準晶體介于二者之間,因此通過有無X-射線衍射現(xiàn)象即可確定;
(2) 29號元素Cu元素的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1;
(3)在Cu2O中Cu+原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d10,處于d軌道的全滿的穩(wěn)定狀態(tài),而若再失去1個電子變?yōu)?/span>Cu2+時1s22s22p63s23p63d9,是不穩(wěn)定的狀態(tài),CuO在高溫時分解為O2和Cu2O;該晶胞中O原子數(shù)為4×1+6×+8×=8,由Cu2O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數(shù)為O原子數(shù)的2倍,所以該晶胞中含有Cu原子個數(shù)為16個;
(4) Cu2+與乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)中N原子形成配位鍵;在配位體H2N-CH2-CH2-NH2中C原子與C原子之間形成非極性鍵;不同元素的原子之間形成極性鍵,所以該配離子中存在的化學(xué)鍵類型為配位鍵、極性鍵、非極性鍵,故合理選項是ABD;
(5) Fe與CO形成5個配位鍵,屬于σ鍵,CO分子中形成1個σ鍵,故Fe(CO)5分子含有10個 σ鍵,1mol Fe(CO)5分子中含10molσ鍵,與CO互為等電子體的離子,含有2個原子、價電子總數(shù)為10,可以用N原子與1個單位負電荷替換O原子,也可以用C原子與2個單位負電荷替換O原子,與CO互為等電子體的離子為:CN-、C22-等;
(6)圖中結(jié)構(gòu)單元底面為正六邊形,邊長為a nm,底面面積為6××a×10-7 cm×a×10-7 cm×sin60°=cm2;結(jié)構(gòu)單元的體積V=cm2×c×10-7 cm=cm3,結(jié)構(gòu)單元中含有N原子數(shù)為2,含有的Fe原子數(shù)為:=6,該晶胞在原子總質(zhì)量m=g,所以該晶體密度ρ==g/cm3。
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【題目】(1)下列數(shù)量的各物質(zhì)所含原子數(shù)按由大到小的順序排列是________。
①0.5 mol氨氣
②標準狀況下22.4 L氦氣
③4 ℃時9 mL水
④0.2 mol磷酸鈉(Na3PO4)
(2)現(xiàn)有m g某氣體,它是三原子分子,其摩爾質(zhì)量為M g·mol-1。若阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,請用以上符號及相應(yīng)數(shù)字填寫下列空格。
①該氣體的物質(zhì)的量為________mol。
②該氣體所含原子總數(shù)為________個。
③該氣體在標準狀況下的體積為________L。
④該氣體完全溶于水形成V L溶液(不考慮反應(yīng)),所得溶液的物質(zhì)的量濃度為________mol·L-1。
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【題目】用系統(tǒng)命名法命名或?qū)懗鼋Y(jié)構(gòu)簡式:
(1)3-甲基-2-丙基-1-戊烯結(jié)構(gòu)簡式為______________________。
(2)名稱為___________________________。
(3)名稱為___________________________________。
(4)名稱為___________________________。
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【題目】常溫下,向100 mL 0.1 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1 MOH溶液,所得溶液的pH變化曲線如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 ( )
A.HA的電離方程式:HAH++A-
B.N點、K點水的電離程度:N<K
C.N點溶液中:c(A-)=c(M+)=c(H+)=c(OH-)
D.K點溶液中:c(OH-)+c(MOH)+c(A-)-c(H+)=0.1 mol·L-1
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【題目】根據(jù)反應(yīng)KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)設(shè)計如下原電池,其中甲、乙兩燒杯中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度均為1 mol·L-1,溶液的體積均為200 mL,鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列說法不正確的是( )
A. 石墨b是原電池的負極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 甲燒杯中的電極反應(yīng)式:MnO4-+5e-+8H+===Mn2++4H2O
C. 電池工作時,鹽橋中的陰陽離子分別向乙甲燒杯中移動,保持溶液中的電荷平衡
D. 忽略溶液體積變化,Fe2(SO4)3濃度變?yōu)?/span>1.5 mol/L,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol
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【題目】根據(jù)下圖,下列判斷中正確的是
A.向燒杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,有藍色沉淀生成
B.燒杯a中發(fā)生反應(yīng)O2+4H++4e-=2H2O,溶液pH降低
C.電子從Zn極流出,流入Fe極,經(jīng)鹽橋回到Zn極
D.燒杯b中發(fā)生反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+
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【題目】一定溫度下,將一定質(zhì)量的冰醋酸加水稀釋過程中,溶液的導(dǎo)電能力變化如圖所示,下列說法正確的是
A.a、b、c三點溶液的pH:c<a<b
B.用濕潤的pH試紙測量a處溶液的pH,測量結(jié)果偏小
C.a、b、c三點CH3COOH的電離程度:c<a<b
D.a、b、c三點溶液用1 mol·L1 NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液體積:c<a<b
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【題目】研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S。已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-280.0 kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-290.0 kJ·mol-1
此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______。
(2)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知:
CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0)
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)
若用標準狀況下22.4L CO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))的整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_mol,放出的熱量為___kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。
(3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-540 kJ·mol-1①
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?②
若1molCH4還原NO2至N2,整個過程中放出的熱量為860 kJ,則ΔH2=__。
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【題目】25℃時,F(xiàn)e(OH)2和Cu(OH)2的飽和溶液中,金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度的負對數(shù)[一lg c(M2+)]與溶液pH的變化關(guān)系如圖所示,已知該溫度下,Ksp[Cu(OH)2]2],下列說法正確的是 ( )
A. b線表示Fe(OH)2飽和溶液中的變化關(guān)系,且Ksp[Fe(OH)2]=10-15.1
B. 當Fe(OH)2和Cu(OH)2沉淀共存時,溶液中:C(Fe2+):C(Cu2+):1:104.6
C. 向X點對應(yīng)的飽和溶液中加入少量NaOH,可轉(zhuǎn)化為Y點對應(yīng)的溶液
D. 除去CuSO4溶液中含有的少量Fe2+,可加入適量Cu0
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