【題目】太陽(yáng)能電池板材料除單晶硅外,還有銅、銦、鎵、硒等化學(xué)物質(zhì)。

(1)基態(tài)銅原子的電子排布式為_____________;已知高溫下CuOCu2O+O2,從銅原子價(jià)層電子結(jié)構(gòu)(3d和4s軌道上應(yīng)填充的電子數(shù))變化角度來看,能生成Cu2O的原因是___________________________。

(2)硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物,則它們形成的最簡(jiǎn)單的氫化物中,分子構(gòu)型分別為____________, 若“Si-H”中共用電子對(duì)偏向氫元素,氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧化劑,則硒與硅的電負(fù)性相對(duì)大小為Se____Si (填“>”、“<”)。人們把硅與氫元素形成的一類化合物叫硅烷。硅烷的組成、結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烷烴相似,硅烷的沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化的原因是_____________________________________________

(3)與銦、鎵元素處于同一主族的硼元素具有缺電子性(價(jià)電子數(shù)少于價(jià)層軌道數(shù)),其化合物可與具有孤電子對(duì)的分子或離子生成配合物,如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的雜化軌道類型為______, B與N之間形成___________鍵。

(4)金剛砂(SiC)的硬度為9.5,其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,則金剛砂晶體類型為_________________,在SiC中,每個(gè)C原子周圍最近的C原子數(shù)目為___個(gè);若晶胞的邊長(zhǎng)為a pm,則金剛砂的密度為____g/cm3 (用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值)。

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 CuO中銅的價(jià)層電子排布為3d9,Cu2O中銅的價(jià)層電子排布為3d10,后者處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是,因而二價(jià)銅能在一定條件下轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的一價(jià)銅 V形 正四面體形 > 硅烷為分子晶體,隨相對(duì)分子質(zhì)量增大,分子間作用力增強(qiáng),熔沸點(diǎn)升高 sp3雜化 配位 原子晶體 12 1.6×1032/ (a3·NA)

【解析】分析:(1)原子核外電子排布決定著元素的穩(wěn)定性,特別是全滿、半滿和全空比較穩(wěn)定,因此通過銅原子的核外電子排布可解答;(2)根據(jù)已知物質(zhì)H2OCH4的分子結(jié)構(gòu)可推知H2SeSiH4的分子結(jié)構(gòu),電負(fù)性簡(jiǎn)單理解就是原子吸引電子的能力,結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),其熔沸點(diǎn)可通過分子間作用力大小去判斷;(3)BF3NH3以配位鍵結(jié)合成化合物BF3·NH3時(shí),B元素要形成四個(gè)鍵,所以只能以sp3雜化;(4)根據(jù)金剛石的晶體結(jié)構(gòu)可推測(cè)SiC的晶體結(jié)構(gòu),通過晶胞中含有的原子數(shù)和晶胞的邊長(zhǎng),可計(jì)算出晶胞的密度。

詳解:(1)已知銅的原子序數(shù)為29,其原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s1;CuO中銅是+2價(jià),價(jià)電子排布為3d9,而Cu2O中銅是+1價(jià),價(jià)電子排布為3d10,后者處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)而前者不是,因此CuO能在一定條件下轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的Cu2O。

(2)由于OSe同族,CSi同族,它們形成的最簡(jiǎn)單的氫化物中,H2O分子是V型結(jié)構(gòu)H2Se也是V型結(jié)構(gòu),CH4是正四面體結(jié)構(gòu),可知SiH4也是正四面體結(jié)構(gòu);在Si-H中共用電子對(duì)偏向氫元素,即氫的電負(fù)性>硅,氫氣與硒反應(yīng)時(shí)單質(zhì)硒是氧化劑,則硒吸引電子能力>氫,所以電負(fù)性 Se>Si;由圖象可知,在一系列硅烷中,隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,分子間作用力增強(qiáng),所以熔沸點(diǎn)升高。

(3)B元素最外層只有3個(gè)電子,但有4個(gè)軌道,所以可與具有孤電子對(duì)的分子或離子以配位鍵形成配合物,因此在配合物BF3·NH3B原子的雜化軌道類型為sp3雜化,在BN之間形成配位鍵。

(4) 金剛砂晶體是由C原子和Si原子形成的原子晶體,在該晶胞中含有的C=4,Si= =4,即含有4個(gè)SiC,該晶胞為面心立方,且CSi可以互換,每?jī)蓚(gè)C原子間最近的距離為面對(duì)角線的一半,所以每個(gè)C周圍距離最近的C原子有=12個(gè),已知晶胞的邊長(zhǎng)為a pm,即a×10-10cm,其體積為a3×10-30cm3,質(zhì)量為g,則金剛砂的密度為 g/cm3。

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:

【題目】實(shí)驗(yàn)室在500℃時(shí),隔絕空氣加熱硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并確定分解產(chǎn)物成分的裝置如圖所示(已知分解的固體產(chǎn)物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,氣體產(chǎn)物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列說法正確的是

A. 、僦泄腆w殘留物與稀硫酸反應(yīng)并滴加KSCN,溶液變紅,則殘留物一定為Fe2O3

B. 裝置②用于檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有水蒸氣生成,試劑X最好選用堿石灰

C. 裝置③用于檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO3氣體生成并除去SO3和NH3

D. 裝置④用于檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO2氣體生成,裝置⑤用于收集生成的NH3和N2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)電解質(zhì)溶液的說法正確的是( )

A. 10mL0.1mol·L-1Na2CO3溶液逐滴滴加到10mL0.1mol·L-1鹽酸中,混合溶液中各離子濃度的大小關(guān)系:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)

B. NH4HCO3溶液中存在:C(NH4+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)

C. 常溫下,測(cè)得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9,已知Ka1(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO32-的第二步水解,則Ksp(CaSO3)=3.6×10-10

D. 若兩種鹽溶液的濃度相同且pH(NaX)>pH(NaY),則c(X)+c(OH)<c(Y)+c(OH)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖為元素周期表短周期的一部分,Z原子的電子層數(shù)為n,最外層電子數(shù)為2n+1。下列敘述錯(cuò)誤的是 (  )

A. 氫和R、W三種元素形成的陰離子有3種以上

B. RY2分子中每個(gè)原子的最外層均為8電子結(jié)構(gòu)

C. R、Y、Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性依次增強(qiáng)

D. X、Z的氫化物的熱穩(wěn)定性和還原性,都依次減弱

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為測(cè)定某地空氣中SO2和可吸入顆粒的含量,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置:

注:氣體流速管是用來測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)通過氣體體積的裝置

(1)上述實(shí)驗(yàn)測(cè)定原理為_________________________________ (用化學(xué)方程式表示)。

(2)應(yīng)用上述裝置測(cè)定空氣中SO2和可吸入顆粒的含量,除需測(cè)定氣體流速(單位:mL·s-1)外,還需要測(cè)定碘溶液藍(lán)色褪去所需的時(shí)間和___________________________。

(3)己知:碘單質(zhì)微溶于水,KI可以增大碘在水中溶解度。為精確配制100 mL 5.0×10-4mol·L-1的碘溶液,先要配制1000 mL 1.0×10-2mol·L-1碘溶液,再取5.00 mL溶液稀釋成為5.0×10-4mol·L-1碘溶液。

①第一步:用托盤天平稱取___ g 碘單質(zhì)加入燒杯中,同時(shí)加入少量碘化鉀固體,加適量水?dāng)嚢枋怪耆芙狻?/span>

②第二步:________________,洗滌、定容、搖勻。

③第三步:用第二步所得溶液配制5.0×10-4mol·L-1碘溶液,此步操作中,除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外還需要的玻璃儀器有________________________。

(4)空氣中SO2含量的測(cè)定:

①已知空氣中二氧化硫的最大允許排放濃度不得超過0.02mg·L-1,在指定的地點(diǎn)取樣,以200mL·s-1氣體流速通過氣體流速管通入到上圖實(shí)驗(yàn)裝置中,觀察記錄碘溶液褪色所需時(shí)間為500s,則該地空氣中的SO2含量是________ mg·L-1,____________(填“符合”、“不符合”)排放標(biāo)準(zhǔn)。

②如果甲同學(xué)用該方法測(cè)量空氣中SO2的含量時(shí),所測(cè)得的數(shù)值比實(shí)際含量低,其原因可能是________________________________(假設(shè)溶液配制、稱量或量取及各種讀數(shù)均無(wú)錯(cuò)誤。寫出一種可能原因即可)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z和W代表原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。它們滿足以下條件:①在元素周期表中,Y、Z、W的位置如圖所示,且Y、Z、W三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17;②X、Y、W分別位于不同周期。下列說法正確的是

A. 四種元素的原子半徑大小順序?yàn)閃>Y>X>Z

B. Z、W元素的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)為H2Z<H2W

C. X、Y、Z既能形成離子化合物,又能形成共價(jià)化合物

D. X分別與Y、Z之間形成的核外電子總數(shù)為10的微粒只有YX3和X2Z

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】能源、資源問題是當(dāng)前人類社會(huì)面臨的一項(xiàng)重大課題。

(1)直接利用物質(zhì)燃燒提供熱能在當(dāng)今社會(huì)仍然占很大比重,但存在利用率低的問題。CH4、H2、CO、CH3OH都是重要的能源物質(zhì),甲烷燃燒的化學(xué)方程式為:____。

(2)燃料電池將能量轉(zhuǎn)化效率比直接燃燒效率高,如圖為某種燃料電池的工作原理示意圖,a、b均為惰性電極。

①使用時(shí),空氣從____口通入(填“A”或“B”);

②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇,a極的電極反應(yīng)式為:____。

(3)鋼鐵的腐蝕現(xiàn)象非常普遍,電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因,某同學(xué)按下圖進(jìn)行鋼鐵腐蝕的模擬,則正極的電極反應(yīng)式為:____,當(dāng)導(dǎo)線中有3.01×1023個(gè)電子流過,被腐蝕的鐵元素為____g。[ 提示:電化學(xué)的總反應(yīng)式為2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2]

(4)海水化學(xué)資源的開發(fā)利用具有重要的意義和作用,下圖是海帶中提取碘的示意圖:

①中操作的名稱是____;反應(yīng)②的離子方程式是____,下述物質(zhì)中不可做試劑③的是____

A.乙醇 B.苯 C.乙酸 D.四氯化碳

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25mL0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L醋酸溶液,曲線如下圖所示。下列有關(guān)溶液中粒子濃度關(guān)系的描述中,錯(cuò)誤的是(

A. A、B間可能存在c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)

B. B點(diǎn):a =12.5,且有c(Na+)=c(CH3COO-)

C. C點(diǎn):c(CH3COO-) > c(Na+) >c(H+)>c(OH-)

D. D點(diǎn):c(CH3COO-) + c(CH3COOH) = 2c(Na+)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上用苯和1,2—二氯乙烷制聯(lián)芐的反應(yīng)原理如下

實(shí)驗(yàn)室制取聯(lián)芐的裝置如圖所示(加熱和夾持儀器略去)

實(shí)驗(yàn)步驟:

①在三頸燒瓶中加入120.0mL苯和適量無(wú)水AlCl3,由滴液漏斗滴加10.0mL 1,2-二氯乙烷,控制反應(yīng)溫度在60~65℃,反應(yīng)約60min。

②將反應(yīng)后的混合物依次用2%Na2CO3溶液和水洗滌,在所得產(chǎn)物中加入少量無(wú)水MgSO4固體,靜置、過濾,蒸餾收集一定溫度下的餾分,得聯(lián)芐18.2g。

相關(guān)物理常數(shù)和物理性質(zhì)如下表:

名稱

相對(duì)分子質(zhì)量

密度/g·cm-3

熔點(diǎn)/℃

沸點(diǎn)/℃

溶解性

78

0.88

5.5

80.1

難溶于水,易溶于乙醇

1,2-二氯乙烷

99

1.27

-35.3

83.5

難溶于水,可溶于苯

聯(lián)芐

182

0.98

52

284

難溶于水,易溶于苯

(1)和普通分液漏斗相比,使用滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是_______________________;球形冷凝管進(jìn)水口是____________(選填“a”或“b”)

(2)儀器X的名稱是________________;裝置中虛線部分的作用是____________。

(3)洗滌操作中,用2%Na2CO3溶液洗滌的目的是___________;水洗的目的是____________

(4)在進(jìn)行蒸餾操作時(shí),應(yīng)收集____________℃的餾分。

(5)該實(shí)驗(yàn)中,聯(lián)芐的產(chǎn)率約為____________%(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)。

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