18.硼和氮元素在化學(xué)中有很重要的地位,回答下列問題:
(1)基態(tài)硼原子核外電子有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布圖為.預(yù)計(jì)于2017年發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器采用的長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭燃料為偏二甲肼[(CH32NNH2].(CH32NNH2中N原子的雜化方式為sp3
(2)化合物H3BNH3是一種潛在的儲(chǔ)氫材料,可利用化合物B3N3H6通過如下反應(yīng)制得:3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3  該反應(yīng)所涉及元素 B、C、N、O的第一電離能由小到大的順序?yàn)锽<C<O<N.
(3)“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器采用太陽能電池板提供能量,在太陽能電池板材料中除單晶硅外,還有銅,銦,鎵,硒等化學(xué)物質(zhì),回答下列問題:
①SeO3分子的立體構(gòu)型為平面三角形.
②金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象,但投入氨水與H2O2的混合溶液中,則銅片溶解,溶液呈深藍(lán)色,寫出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu(NH342++2OH-+4H2O.
③某種銅合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞中距離最近的銅原子和氮原子間的距離為$\frac{{\sqrt{2}}}{2}$apm,則該晶體的密度
為:$\frac{206}{{{N_A}×2\sqrt{2}×{a^3}}}×{10^{30}}$ g/cm3(用含a的代數(shù)式表示,設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值).

分析 (1)硼原子核外電子有5個(gè),電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有相同的;氮原子的價(jià)層電子數(shù)5,分別位于2S、2P軌道;(CH32NNH2中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4,據(jù)此判斷N的雜化方式;
(2)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì),但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素的;
(3)①氣態(tài)SeO3分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)可以判斷分子構(gòu)型;
②金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象,但投入氨水與H2O2的混合溶液中,則銅片溶解,溶液呈深藍(lán)色,其中過氧化氫為氧化劑,氨與Cu2+形成配離子,兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒和電荷守恒配平;
③該晶胞中距離最近的銅原子和氮原子間的距離為$\frac{\sqrt{2}}{2}$pm,所以晶胞的邊長(zhǎng)為$\sqrt{2}$apm,則晶胞的體積為($\sqrt{2}$apm)3,利用均攤法計(jì)算晶胞中含有的銅原子和氮原子個(gè)數(shù),根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算.

解答 解:(1)硼原子核外電子有5個(gè),所以基態(tài)硼原子核外電子有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);氮原子的價(jià)層電子數(shù)5,價(jià)層電子排布圖為,(CH32NNH2中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{5+3}{2}$=4,所以N的雜化方式為sp3雜化,
故答案為:5;;sp3;
(2)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì),但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素的,所以它們的第一電離能順序:B<C<O<N,
故答案為:B<C<O<N;
(3)①氣態(tài)SeO3分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為$\frac{6+0}{2}$=3,無孤電子對(duì),所以分子構(gòu)型為平面三角形,
故答案為:平面三角形;   
②金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象,但投入氨水與H2O2的混合溶液中,則銅片溶解,溶液呈深藍(lán)色,其中過氧化氫為氧化劑,氨與Cu2+形成配離子,兩者相互促進(jìn)使反應(yīng)進(jìn)行,離子方程式可表示為:Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu(NH342++2OH-+4H2O;
故答案為:Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu(NH342++2OH-+4H2O;
③在晶胞中,N原子位于頂點(diǎn),Cu原子位于棱邊中點(diǎn),該晶胞中N原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1,Cu原子個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3,晶胞的質(zhì)量為$\frac{64×3+14}{{N}_{A}}$g,晶胞的體積為($\sqrt{2}$apm)3,則ρ=$\frac{\frac{64×3+14}{{N}_{A}}}{(\sqrt{2}a×10{\;}^{-10}cm)}$g•cm-3=$\frac{206}{{{N_A}×2\sqrt{2}×{a^3}}}×{10^{30}}$g/cm3;
故答案為:$\frac{206}{{{N_A}×2\sqrt{2}×{a^3}}}×{10^{30}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì),涉及原子雜化方式的判斷、價(jià)電子排布式的書寫、晶胞的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),題目綜合性較強(qiáng),注意根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理等知識(shí)來分析解答,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列關(guān)于烷烴的說法中,正確的是( 。
A.通式為CnH2n
B.可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色
C.在光照下可與氯氣發(fā)生加成反應(yīng)
D.隨分子中碳原子數(shù)的增加,烷烴的熔沸點(diǎn)升高

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性碳催化下合成.
(1)實(shí)驗(yàn)室中常用來制備氯氣的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2、和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3kJ•mol-1、-285.8kJ•mol-1和-283.0kJ•mol-1,則生成1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為5.52×103kJ;
(3)實(shí)驗(yàn)室中可用氯仿(CHCl3)與雙氧水直接反應(yīng)制備光氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CHCl3+H2O2=HCl+H2O+COCl2
(4)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)=Cl2(g)+CO(g)△H=+108kJ•mol-1.反應(yīng)體系平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出):

①計(jì)算反應(yīng)在地8min時(shí)的平衡常數(shù)K=0.234mol•L-1
②比較第2min反應(yīng)溫度T(2)與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低:T(2)< T(8)(填“<”、“>”或“=”);
③若12min時(shí)反應(yīng)與溫度T(8)下重新達(dá)到平衡,則此時(shí)c(COCl2)=0.031mol•L-1
④比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)表示]的大小v(5-6)>v(2-3)=v(12-13);
⑤比較反應(yīng)物COCl2在5-6min和15-16min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小:v(5-6)> v(15-16)(填“<”、“>”或“=”),原因是在相同溫度時(shí),該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高,反應(yīng)速率越大.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.一定溫度下可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) 達(dá)平衡的標(biāo)志是( 。
A.v(N2)=v(NH3B.v(N2)=3v(H2
C.v(H2)=$\frac{3}{2}$ v(NH3D.N2、H2、NH3的體積比為1:3:2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌.以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:

已知:①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出產(chǎn)品NaClO2•3H2O;
②純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下.
(1)發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-.發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是c.
a.將SO2氧化成SO3,增強(qiáng)酸性 b.將NaClO3還原為ClO2 c.稀釋ClO2以防止爆炸
(2)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑;吸收塔內(nèi)的溫度不能超過20℃,其目的是防止H2O2分解.
(3)吸收塔中為防止NaClO2被還原成NaCl,所用還原劑的還原性應(yīng)適中.以下還可以選擇的還原劑是a(選填序號(hào)).
a.Na2O2            b.Na2S               c.FeCl2
(4)從濾液中得到NaClO2•3H2O粗晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.將銅片、鋅片插入500mL2mol/L稀硫酸中組成原電池,c、d為兩個(gè)電極.則下列有關(guān)的判斷正確的是(溶液體積變化忽略不計(jì))(  )
A.c為負(fù)極,其質(zhì)量逐漸減小,發(fā)生還原反應(yīng)
B.當(dāng)有0.2mol電子通過電路,正極表明產(chǎn)生氣體2.24L
C.電池工作的過程中,溶液中SO42-濃度逐漸減小
D.當(dāng)負(fù)極質(zhì)量減輕32.5g時(shí),燒杯中溶液中H+的濃度為2mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.已知A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素,A的周期數(shù)等于其主族序數(shù),B原子的價(jià)電子排布為nsnnpn,D是地殼中含量最多的元素.E是第四周期元素且最外層只有2對(duì)成對(duì)電子,F(xiàn)元素與Cr元素位于同一周期的副族元素中且基態(tài)原子的最外層電子數(shù)與Cr原子相同.
(1)B、C、D三元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C(用元素符號(hào)表示).
(2)BD32-中心原子雜化軌道的類型為sp2雜化;CA4+的空間構(gòu)型為正四面體.
(3)基態(tài)E原子的價(jià)電子排布圖
(4)1mol BC-中含有π鍵的數(shù)目為2NA
(5)比較D、E元素最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)高低:H2O>H2S(用化學(xué)式表示).
(6)C、F兩元素形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,頂點(diǎn)為C原子.則該化合物的化學(xué)式是Cu3N,C原子的配位數(shù)是6.若相鄰C原子和F原子間的距離為acm,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,則該晶體的密度為$\frac{\frac{206}{{N}_{A}}}{8a{\;}^{3}}$g/cm3(用含a、NA的符號(hào)表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.正極材料為L(zhǎng)iCoO2的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源.但鈷的資源匱乏限制了其進(jìn)一步發(fā)展.
(1)橄欖石型LiFePO4是一種潛在的鋰離子電池正極材料,它可以通過(NH42Fe(SO42、H3PO4與LiOH溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng),所得沉淀經(jīng)80℃真空干燥、高溫成型而制得.
①共沉淀反應(yīng)投料時(shí),不將(NH42Fe(SO42和LiOH溶液直接混合的原因是Fe2+在堿性條件下更易被氧化.
②共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為(NH42Fe(SO42+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O.
③高溫成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的導(dǎo)電性能外,還能與空氣中O2反應(yīng),防止LiFePO4中的Fe2+被氧化.
(2)廢舊鋰離子電池的正極材料試樣(主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等)可通過下列實(shí)驗(yàn)方法回收鈷、鋰.

①在上述溶解過程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O.
②Co(OH)2在空氣中加熱時(shí),固體殘留率隨溫度的變化,如下圖所示.已知鈷的氫氧化物加熱至290℃時(shí)已完全脫水,則1000℃時(shí),剩余固體的成分為CoO(化學(xué)式),在350~400℃范圍內(nèi),剩余固體的成分為Co2O3、Co3O4(填化學(xué)式).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列說法正確的是( 。
A.純堿、汽油去除油污的原理相同
B.銅的金屬活動(dòng)性比鋁弱,可用銅罐代替鋁罐貯運(yùn)濃硝酸
C.鐵表面鍍銅時(shí),銅與電源的正極相連,鐵與電源的負(fù)極相連
D.分餾、蒸餾、煤的液化都是物理變化,干餾、裂化、裂解都是化學(xué)變化

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