【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎由約翰·B·古迪納夫、M·斯坦利·威廷漢、吉野彰三人分獲,以表彰他們研究鋰離子電池做出的貢獻(xiàn)。鋰離子正極材料有LiMO2(M=Co、Ni、Mn) .
回答下列問題:
(1)基態(tài)Co原子價電子排布式為______,基態(tài)Li原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)有____種。
(2)鋰離子電池電解常用的鋰鹽有LiClO4、LiBF4等,常采用有機(jī)溶劑有乙醚、丙烯酯()等。
①LiClO4中陰離子空間構(gòu)型為______,與其鍵合方式相同、空間構(gòu)型也相同的離子和分子是___________________________ (各舉一例).
②Li、Cl、F、B的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>_____;丙烯碳酸酯中碳原子的雜化方式是____。
③C2H5OC2H5(乙醚)的沸點(diǎn)比乙醇的低,其原因是________________。
(3)LiCoO2的晶胞是六棱柱,其結(jié)構(gòu)如圖所示:
晶胞中含氧原子數(shù)為_____,若晶胞的底邊邊長為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則LiCoO2的密度為_______g·cm —3(列出計算式)。
【答案】3d74s2 3 正四面體 SO42-、CH4 F>Cl>B>Li sp2、sp3 乙醇分子間有氫鍵,乙醚分子間沒有氫鍵 10 =
【解析】
(1)基態(tài)Co原子價電子排布式為3d74s2,基態(tài)Li原子核外有3個電子。
(2)①LiClO4中陰離子是ClO4-,用VSEPR理論計算中心原子的價電子對數(shù),以確定其空間構(gòu)型。
②電負(fù)性是成鍵原子對鍵合電子的吸引力;丙烯碳酸酯中含有兩種碳原子,一種是以單鍵結(jié)合成四面體結(jié)構(gòu)的碳原子,另一種是形成碳氧雙鍵的碳原子。
③從氫鍵的角度解釋。
(3)根據(jù)LiCoO2的晶胞,計算氧原子的個數(shù)。位于六棱柱的棱上的原子被3個晶胞共有,在體心的原子100%屬于該晶胞。求出一個晶胞的質(zhì)量和一個晶胞的體積,根據(jù)密度等于質(zhì)量和體積的比值,求出晶體的密度。
(1)基態(tài)Co原子價電子排布式為3d74s2,基態(tài)Li原子核外共有3個電子,所以電子運(yùn)動狀態(tài)有3種。
(2)①LiClO4中陰離子是ClO4-,中心原子Cl的價電子對數(shù)為4+(7+1-4×2)=4,所以其空間構(gòu)型為正四面體,Cl和O以共價鍵結(jié)合。與ClO4-鍵合方式相同、空間構(gòu)型也相同的離子可以是SO42-,分子可以是CH4、CCl4。
②電負(fù)性是成鍵原子對鍵合電子的吸引力,所以Li、Cl、F、B的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>F>Cl>B>Li;丙烯碳酸酯中含有兩種碳原子,一種是以單鍵結(jié)合成四面體結(jié)構(gòu)的碳原子,以sp3雜化,另一種是形成碳氧雙鍵的碳原子,雜化方式是sp2。
③乙醇分子間有氫鍵,乙醚分子間沒有氫鍵,故C2H5OC2H5(乙醚)的沸點(diǎn)比乙醇的低。
(3)在LiCoO2的晶胞中,氧原子位于六棱柱的棱上和體心,位于棱上的共有24個,體心的有2個,所以晶胞中含的氧原子數(shù)為24×+2=10個。根據(jù)化學(xué)式,在晶胞中,含Li和Co均為5個,所以一個晶胞的質(zhì)量為,晶胞的體積為cm3,所以其密度為=g·cm-3。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯苯在染料、醫(yī)藥工業(yè)用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有機(jī)中間體,橡膠工業(yè)用于制造橡膠助劑。其合成工藝分為氣相法和液相法兩種,實(shí)驗(yàn)室模擬液相法(加熱裝置都已略去)如圖,在C三頸燒瓶中加入催化劑FeCl3及50.0mL苯:
+Cl2+HCl
有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì):
名稱 | 相對分子質(zhì)量 | 沸點(diǎn)/(℃) | 密度/(g/mL) |
苯 | 78 | 78 | 0.88 |
氯苯 | 112.5 | 132.2 | 1.1 |
鄰二氯苯 | 147 | 180.4 | 1.3 |
回答下列問題:
(1)A反應(yīng)器是利用實(shí)驗(yàn)室法制取氯氣,裝置中空導(dǎo)管B的作用是__。
(2)把干燥的氯氣通入裝有干燥苯的反應(yīng)器C中制備氯苯,C的反應(yīng)溫度不宜過高,原因?yàn)棰贉囟冗^高,反應(yīng)得到二氯苯;②__,球形冷凝管的作用是:__,D出口的主要尾氣成分有__。
(3)提純粗產(chǎn)品過程如圖:
①凈化過程中加入NaCl晶體的目的是吸水干燥,系列操作為__。
②為了確定所得產(chǎn)品為氯苯,而非二氯苯,可對產(chǎn)品進(jìn)行分析,下列方法可行的是__。
A.質(zhì)譜法 B.紅外光譜法 C.滴定法
(4)實(shí)驗(yàn)中最終得到產(chǎn)品14.7g,產(chǎn)率為__,產(chǎn)率不高的原因可能是:___。
(5)苯氣相氧氯化氫法制氯苯:空氣、氯化氫氣混合物溫度210℃,進(jìn)入氯化反應(yīng)器,在迪肯型催化劑(CuCl2、FeCl3附在三氧化鋁上)存在下進(jìn)行氯化,反應(yīng)方程式為:__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯堿工業(yè)以電解精制飽和食鹽水的方法制取氯氣、氫氣和燒堿等化工產(chǎn)品。如圖是離子交換膜法電解食鹽水的示意圖,圖中的離子交換膜只允許陽離子通過。完成下列填空:
(1)電解飽和食鹽水的離子方程式為___。
(2)氫氧化鈉溶液從圖中___(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置流出。
(3)有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝,將電解池與燃料電池相組合,相關(guān)流程如圖所示(電極未標(biāo)出)。通入氫氣的電極的電極反應(yīng)式為___,燃料電池中陽離子的移動方向___(“從左向右”或“從右向左”)。電解池中產(chǎn)生2molCl2,理論上燃料電池中消耗O2的物質(zhì)的量為___。a、b、c的大小關(guān)系為___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】能源危機(jī)是當(dāng)前全球性的問題,“開源節(jié)流”是應(yīng)對能源危機(jī)的重要舉措。
(1)下列做法有助于能源“開源節(jié)流”的是___(填序號)。
a.大力發(fā)展農(nóng)村沼氣,將廢棄的秸稈轉(zhuǎn)化為清潔高效的能源
b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求
c.開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮艿刃履茉矗瑴p少使用煤、石油等化石燃料
d.減少資源消耗,增加資源的重復(fù)使用、資源的循環(huán)再生
(2)金剛石和石墨均為碳的同素異形體,它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳,氧氣充足時燃燒生成二氧化碳,反應(yīng)中放出的熱量如圖所示。
①在通常狀況下,金剛石和石墨中___(填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,石墨的燃燒熱為___。
②12 g石墨在一定量空氣中燃燒,生成氣體36 g,該過程放出的熱量為___。
(3)已知:N2、O2分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是946 kJ·mol1、497 kJ·mol1。
N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.0 kJ·mol1。
NO分子中化學(xué)鍵的鍵能為___ kJ·mol1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】空氣吹出法是工業(yè)規(guī)模海水提溴的常用方法,流程如下:
濃縮海水粗產(chǎn)品溴溴蒸氣物質(zhì)X產(chǎn)品溴
下列說法錯誤的是
A.①中發(fā)生的主要反應(yīng)為Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
B.物質(zhì)X為HBrO
C.②③的目的是富集溴元素
D.空氣吹出法利用了溴易揮發(fā)的性質(zhì)
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【題目】某小組研究溶液中Fe2+與、的反應(yīng)。
已知:[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
(1)研究現(xiàn)象a中的黃色溶液。
①用__________溶液檢出溶液中含有Fe3+。
②甲認(rèn)為是O2氧化了溶液中的Fe2+。乙認(rèn)為O2不是主要原因,理由是_____________。
③進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ,裝置如圖所示。左側(cè)燒杯中的溶液只變?yōu)辄S色,不變?yōu)樽厣,右?cè)電極上產(chǎn)生無色氣泡,經(jīng)檢驗(yàn)該氣體為NO。產(chǎn)生NO的電極反應(yīng)式為_______實(shí)驗(yàn)Ⅱ的目的是________。
(2)研究現(xiàn)象a中的棕色溶液。綜合實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)Ⅱ,提出假設(shè):現(xiàn)象a中溶液變?yōu)樽厣赡苁?/span>NO與溶液中的Fe2+或Fe3+發(fā)生了反應(yīng)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅲ,證實(shí)溶液呈棕色只是因?yàn)?/span>Fe2+與NO發(fā)生了反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)Ⅲ的操作和現(xiàn)象是_______。
(3)研究酸性條件下,溶液中Fe2+與、的反應(yīng)。
序號 | 操作 | 現(xiàn)象 |
i | 取1 mol·L-l的NaNO2溶液,加稀硫酸至pH = 3,加入1 mol·L-l FeSO4溶液 | 溶液立即變?yōu)樽厣?/span> |
ii | 取1 mol·L-l的NaNO3溶液,加硫酸至pH = 3,加入1 mol·L-l FeSO4溶液 | 無明顯變化 |
iii | 分別取0.5 mL l mol·L-l的NaNO3溶液與1 mol·L-l的FeSO4溶液,混合,小心加入0.5 mL濃硫酸 | 液體分為兩層,稍后,在兩層液體界面上出現(xiàn)棕色環(huán) |
i中溶液變?yōu)樽厣碾x子方程式為_______、__________。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:本實(shí)驗(yàn)條件下,溶液中、的氧化性與溶液的酸堿性等有關(guān)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W 是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X、Z的周期序數(shù)=族序數(shù),由這四種元素組成的單質(zhì)或化合物存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中甲、戊是兩常見金屬單質(zhì),丁是非金屬單質(zhì),其余為氧化物且丙為具有磁性的黑色晶體。下列說法錯誤的是
A.W的原子序數(shù)是 Z 的兩倍,金屬性強(qiáng)于Z
B.W元素在周期表中的位置是第四周期VIII族
C.己屬于兩性氧化物
D.等物質(zhì)的量的甲和戊完全溶于稀硝酸,消耗的HNO3的量相等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某化學(xué)興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,設(shè)計了如下系列實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1 mol分別投入到足量的0.1 mol·L-1的鹽酸中,試預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果:_______與鹽酸反應(yīng)最劇烈,______與鹽酸反應(yīng)最慢。
(2)將NaOH溶液與NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O,從而驗(yàn)證NaOH的堿性大于NH3·H2O,繼而可以驗(yàn)證Na的金屬性大于N,你認(rèn)為此設(shè)計_______(填“合理”或“不合理”),說明理由:___________。
Ⅱ.利用下圖裝置可以驗(yàn)證非金屬性的變化規(guī)律。
(3)儀器A的名稱為_________,干燥管D的作用是________________。
(4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證氯的非金屬性大于硫:A中放濃鹽酸、B中放KMnO4、C中盛放__________(填寫試劑名稱),C中反應(yīng)的離子方程式為____________________。從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)考慮,此裝置缺少尾氣處理裝置,可用____________溶液吸收尾氣。
(5)若要證明非金屬性:C>Si,則A中加鹽酸、B中加Na2CO3、C中加__________,觀察到C中溶液的現(xiàn)象為___________________________________。有同學(xué)認(rèn)為鹽酸具有揮發(fā)性,可進(jìn)入C中干擾實(shí)驗(yàn),應(yīng)在兩裝置間添加裝有____________溶液的洗氣瓶。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是
A.HCO3-水解方程式:HCO3-+H+H2CO3
B.水的電離方程式:H2O+H2OH3O++OH-
C.向氯化銀懸濁液中滴入KI溶液:Ag++I-== AgI↓
D.甲烷的燃燒熱為-890.3 kJmol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為;CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.3 kJmol-1
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