【題目】磷及其化合物在工農業(yè)生產中有重要的作用。
(1)P元素有白磷、紅磷、黑磷三種常見的單質。
①現代化學中,常利用_______上的特征譜線來鑒定元素。
②白磷(P4)易溶于CS2,難溶于水,原因是_________。
③黑磷是一種黑色有金屬光澤的晶體,是一種比石墨烯更優(yōu)秀的新型材料。白磷、紅磷都是分子晶體,黑磷晶體具有與石墨相類似的層狀結構,如下圖所示。下列有關黑磷晶體的說法不正確的是_______。
A.黑磷晶體中磷原子雜化方式為sp3雜化
B.黑磷晶體中層與層之間的作用力是分子間作用力
C.黑磷晶體的每一層中磷原子都在同一平面上
D.P元素三種常見的單質中,黑磷的熔沸點最高
(2)磷化硼是一種耐磨涂料,它可用作金屬的表面保護層。磷化硼可由三溴化磷和三溴化硼于高溫下在氫氣中反應合成。磷化硼晶體的晶胞如下圖所示,其中實心球為磷原子。
請回答下列問題:
①磷化硼的化學式為_________,該晶體的晶體類型是___________。
②三溴化磷中溴元素基態(tài)原子的電子排布式為_________,三溴化硼分子的空間構型是________,合成磷化硼的化學方程式為:___________。
③在一個晶胞中磷原子空間堆積方式為________,磷原子的配位數為________,該結構中有一個配位鍵,提供空軌道的原子是_______。已知晶體中B與P原子的最近距離為a nm,則該晶體的密度的表達式為(不需化簡)________g/cm3。
【答案】原子光譜 P4、CS2是非極性分子,H2O是極性分子,根據相似相溶原理,P4難溶于水 C BP 原子晶體 1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar] 3d104s24p5 平面三角形 PBr3+BBr3+3H2BP+6HBr 面心立方最密堆積 4 B
【解析】
現代化學中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素;分子的溶解性,通常符合相似相溶原理;黑磷的晶體結構類似于石墨,但由于磷原子最外層電子數為5,所以發(fā)生sp3雜化,由于成鍵電子受孤電子對的排斥作用,所以層內磷原子不在同一平面上;黑磷有別于紅磷和白磷,由于層內原子間形成共價鍵,所以層內應形成原子晶體。在三溴化硼中,B原子的最外層電子全部參與成鍵,所以分子呈平面結構;在磷化硼中,由圖中可以看出,每個B原子形成4個共價鍵,而B的價電子只有3個,所以每個P原子提供1對孤對電子與B原子(提供空軌道)形成配位鍵,構成正四面體結構;在BP晶胞中,每個B原子與2個P原子構成夾角為109°28′的等腰三角形,利用余弦定理,可建立晶胞邊長與B-P鍵長間的定量關系,從而利用B-P鍵長求出晶胞的邊長,最終建立密度與邊長的等量關系式。
(1)①現代化學中,鑒定原子,常使用原子光譜,利用光譜上的特征譜線來鑒定元素。
②白磷(P4)的結構為正四面體,為非極性分子,易溶于非極性分子CS2,難溶于極性分子水,原因是P4、CS2是非極性分子,H2O是極性分子,根據相似相溶原理,P4難溶于水。
③A.黑磷晶體中磷原子與周圍3個P原子形成共價鍵,每個P原子還有1對孤對電子,所以雜化方式為sp3雜化,A正確;
B.黑磷晶體中層與層之間不形成共價鍵,僅通過范德華力結合,所以層間作用力是分子間作用力,B正確;
C.黑磷晶體的每一層中磷原子發(fā)生sp3雜化,由于孤電子對的排斥作用,P原子不在一個平面上,C不正確;
D.P元素三種常見的單質中,白磷和紅磷都形成分子晶體,而黑磷層內磷原子間形成共價鍵,相當于原子晶體,所以黑磷的熔沸點最高,D正確;
故選C。
答案為:原子光譜;P4、CS2是非極性分子,H2O是極性分子,根據相似相溶原理,P4難溶于水;C;
(2)①在磷化硼晶體中,利用均攤法,可求出含P原子個數為=4,含B原子個數為4,二者原子個數比為1:1,所以磷化硼的化學式為BP,該晶體內原子間全部形成共價鍵,沒有其它作用力,所以晶體類型是原子晶體。
②三溴化磷中溴元素基態(tài)原子核外電子排布為2、8、18、7,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar] 3d104s24p5,三溴化硼分子中,B原子發(fā)生sp2雜化,不存在孤電子對,所以空間構型是平面三角形;三溴化磷和三溴化硼于高溫下在氫氣中反應生成BP和HBr,合成磷化硼的化學方程式為:PBr3+BBr3+3H2BP+6HBr。
③在一個晶胞中,磷原子的疊合方式為三層一循環(huán),所以磷原子空間堆積方式為面心立方最密堆積,每個磷原子周圍距離最近的硼原子有4個,所以磷原子的配位數為4,該結構中有一個配位鍵,提供空軌道的原子是B。已知晶體中B與P原子的最近距離為a nm,我們取一個以B為中心的正四面體,然后從其中取一個等腰三角形,此時兩腰的夾角為109°28′,利用余弦定理可得,()2=a2+a2-2aacos109°28′,查表知,cos109°28′= -,從而求出x=nm,則該晶體的密度的表達式為=g/cm3。
答案為:BP;原子晶體;1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar] 3d104s24p5;平面三角形;PBr3+BBr3+3H2BP+6HBr;面心立方最密堆積;4;B;。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常見的電子氣體有BCl3、N2O、SiH4及SiHCl3等;卮鹣铝袉栴}:
(1)氣體B2H6與氯氣混合可生成氣態(tài)BCl3,每生成1.0 g BCl3放出5.9 kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為______。
(2)25℃時反應 S(s) +H2(g)H2S(g) Kp1=6.0×105
Si(s)+2H2(g)SiH4(g) Kp2=7.8×106
則反應 Si(s)+2H2S(g)SiH4(g)+2S(s) Kp=_____(Kp為以分壓表示的平衡常數,下同)。
(3)多晶硅制中發(fā)生一系列反應:
(I)4SiHCl3(g)Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g) △H1=a kJ /mol
(II)SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) △H2=b kJ/mo1
(III)SiCl2(g)+H2(g)Si(s)+2HCl(g) △H3=c kJ/mo1
①反應SiHCl3 (g)SiCl2 (g) +HCl (g) △H=____kJ/mo1 (用含a、b、c的代數式表示)
②反應(I)(II)(III)的Kp與溫度的關系如下圖
屬于吸熱反應的是_________(填I、II或III);圖中M點分壓間滿足關系:p(SiCl4)=______(用相關物質的分壓p表示)。
(4)一種制取N2O的方法為 O2NNH2(aq)→N2O(g)+H2O(1),該反應的歷程如下:
(I)O2NNH2(aq)O2NNH-(aq) +H+(aq) (快速平衡)
(II)O2NNH-(aq) N2O(g) +OH-(aq) (慢)
(III)H+(aq)+OH-(aq) H2O(1) (快)
①活化能最大的反應步驟是_________(填I、II或III)。
②已知反應(I)的速率方程v(正)=k1c(O2NNH2),v(逆)=k -1 c(O2NNH-)c(H+),(k1、k -1分別為正逆反應速率常數,反應(I)達到平衡時,平衡常數K=__________(用k1、k -1表示)。
③已知總反應速率方程為v=K ,反應(II)的v(正)=k2c(O2NNH-),則K=________ (用k1、k -1、k2、k3表示)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一種如圖所示的三室微生物燃料電池用來處理廢水(廢水中高濃度有機物用C6H12O6表示),下列敘述不正確的是
A.a電極反應式為:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+
B.b電極附近的溶液pH增大
C.溫度越高,處理廢水的效率越高
D.若反應中轉移的電子數為NA,則生成標準狀況下N2的體積為2.24L
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】對H2O2分解反應,Cu2+也有一定的催化作用。為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,某化學研究小組的同學們分別設計了如圖甲、乙所示的實驗裝置。請回答相關問題:
(1)定性如圖甲可通過觀察_________,定性比較得出結論。有同學提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理,其理由是_______。
(2)定量用圖乙所示裝置做對照試驗,實驗時均以生成40 mL氣體為準,其他可能影響實驗的因素均已忽略。實驗中需要測量的數據是_______。
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【題目】硒(Se)、碲(Te)的單質和化合物在化工生產等方面具有重要應用。
(1)下列關于硒、碲及其化合物的敘述不正確的是_______。
A.Te 位于周期表的第五周期 Ⅵ A 族
B.Se 的氧化物通常有SeO2和SeO3
C.H2TeO4的酸性比H2SO4的酸性強
D.熱穩(wěn)定性H2Se比H2S弱,但比HBr強
(2)25℃ 時,硒酸的電離H2SeO4=H+ +;H+ + Ka2 = 1×10-3,則0.1 mol·L-1NaHSeO4溶液的pH約為________;NaHSeO4溶液中的物料守恒表達式為____________。
(3)TeO2微溶于水,易溶于較濃的強酸和強堿。工業(yè)上常用銅陽極泥(主要含TeO2,還含有少量Ag、Au)為原料制備單質碲,其工藝流程如圖:
①銅陽極泥在堿浸前需烘干、研成粉末,目的是____________;
②“堿浸”時TeO2發(fā)生反應的化學方程式為_____________;
③“沉碲”時控制溶液的 pH 為 4.5~5.0,生成TeO2沉淀,酸性不能過強的原因是__________;
④“還原”得到固態(tài)碲為粗碲,對粗碲進行洗滌,判斷洗滌干凈的實驗操作和現象是________。
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【題目】下列對一些實驗事實和理論解釋正確的是
選項 | 實驗事實 | 理論解釋 |
A | HCl氣體溶于水,能導電 | HCl為離子化合物 |
B | HBr的酸性強于HCl的酸性 | Br的非金屬性比Cl強 |
C | 在熔融狀態(tài)下能夠導電 | 中含有離子鍵 |
D | HF的沸點高于HCl | F的非金屬性比Cl強 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】有五種元素X、Y、Z、Q、T。X元素為主族元素,X原子的M層p能級上有兩個未成對電子且無空軌道;Y原子的價電子排布為3d64s2;Z原子的L電子層的p能級上有一個空軌道;Q原子的L電子層的P能級上只有一對成對電子;T原子的M電子層上p軌道半充滿。下列敘述不正確的是
A.元素Y和Q可形成化合物Y2Q3
B.X與T的最高價氧化物對應的水化物,前者的酸性比后者強
C.X和Q結合生成的化合物為離子化合物
D.ZQ2是極性鍵構成的非極性分子
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【題目】通常情況下,NCl3是一種油狀液體,其分子空間構型與NH3相似,下列對NCl3和NH3的有關敘述正確的是( )
A. 分子中N—Cl鍵鍵長與CCl4分子中C—Cl鍵鍵長相等
B. NCl3分子是非極性分子
C. NBr3比NCl3易揮發(fā)
D. 在氨水中,大部分NH3與H2O以氫鍵(用“…”表示)結合形成NH3·H2O分子,則NH3·H2O的結構式為
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【題目】在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表所示:
t ℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列問題:
(1)該反應的化學平衡常數表達式為K=_________________________________。
(2)該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)某溫度下,各物質的平衡濃度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),試判斷此時的溫度為______。
(4)若830 ℃時,向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O,反應達到平衡后,其化學平衡常數K______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃時,容器中的反應已達到平衡。在其他條件不變的情況下,擴大容器的體積。平衡____移動(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”)。
(6)若1 200 ℃時,在某時刻平衡體系中CO2、H2、CO、H2O的濃度分別為2 mol·L-1、2 mol·L-1、4 mol·L-1、4 mol·L-1,則此時上述反應的平衡移動方向為__________(填“正反應方向”“逆反應方向”或“不移動”)。
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