【題目】2019 年的化學諾貝爾獎頒給了為鋰電池研究作出貢獻的三位科學家,其研究的是兩種常見鋰電池:一種是采用鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2或鎳鈷鋁酸鋰為正極的“三元材料鋰電池”;另一種是采用磷酸鐵鋰(LiFePO4)為正極的電池。請回答下列問題:
(1)Mn位于元素周期表的_____區(qū)(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”),基態(tài)鈷原子的未成對電子數(shù)為_____,1mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含σ鍵數(shù)目為___ NA。
(2)磷元素可以形成多種含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,這四種酸中酸性最強的是______________。的空間構型是________________,HPO3中心原子的雜化方式是_________________。
(3)PH3是_____分子(填“極性”或“非極性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是____。
(4)硫化鋰Li2S(摩爾質量Mgmol-1)的納米晶體是開發(fā)先進鋰電池的關鍵材料,硫化鋰的晶體為反螢石結構,其晶胞結構如下圖。S2-的配位數(shù)是______;若硫化鋰晶體的密度為a g·cm -3,則距離最近的兩個S2-的距離是_____nm。(用含 a、M、NA的計算式表示)。
【答案】d 3 21 HPO3 正四面體 sp2 極性 NH3能與水分子形成氫鍵 8
【解析】
(1)Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,屬于d區(qū)。Co元素是27號元素,基態(tài)Co原子核外電子排布式為:[Ar]3d74s2,3d上有3個未成對電子。[CoCl (NH3)5]2+中Cl和5個NH3與Co3+之間形成6個配位鍵,為σ鍵,每個氨氣分子中每個氫原子和氮原子之間形成一個σ鍵,共6+5×3=21個,所以1mol [CoCl (NH3)5] Cl2 中含σ鍵數(shù)目為21NA,故答案為:d;3;21;
(2)H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3可改寫成(HO)3PO、(HO)2PO、(HO)3P、(HO)PO2,非羥基氧原子個數(shù)分別為1、1、0、2,非羥基氧數(shù)目越多,酸性越強,則酸性最強的是:HPO3。PO43-的中心原子價層電子對數(shù)==4,采取sp3雜化,且不含孤電子對,所以為正四面體構型。HPO3[(HO)PO2]的中心P原子的價層電子對數(shù)==3,采取sp2雜化,故答案為:HPO3;正四面體;sp2;
(3)PH3空間構型為三角錐形,P原子位于頂點,所以正負電荷中心不重合,為極性分子,NH3能與水分子形成氫鍵,而PH3不能,所以PH3在水中的溶解性比PH3小,故答案為:極性;NH3能與水分子形成氫鍵;
(4)根據(jù)均攤法,晶胞中X的個數(shù)為=4,Y的個數(shù)為8,該晶體的化學式為Li2S,所以X代表S2-,Y代表Li+,根據(jù)晶胞結構示意圖可知,S2-的配位數(shù)為8,距離最近的兩個S2-的距離為面對角線的一半,已知晶胞的密度為ag·cm-3,晶胞的質量m=g,則晶胞的棱長為,所以距離最近的兩個S2-的距離為nm,故答案為:8;。
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【題目】可以證明可逆反應N2+3H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是:①一個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H—H鍵斷裂;②一個NN鍵斷裂的同時,有6個N—H鍵斷裂;③其他條件不變時,混合氣體平均相對分子質量不再改變;④保持其他條件不變時,體系壓強不再改變;⑤NH3%、N2%、H2%都不再改變;⑥恒溫恒容時,密度保持不變;⑦正反應速率v(H2)=0.6 mol·(L·min)-1逆反應速率v(NH3)=0.4 mol·(L·min)-1。
A.全部B.①③④⑤C.②③④⑤⑦D.①③⑤⑥⑦
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【題目】2020年1月南開大學周其林團隊因《高效手性螺環(huán)催化劑的發(fā)現(xiàn)》獲得國家自然科學一等獎。下面為兩種簡單碳螺環(huán)化合物,相關的說法正確的是
A.上述兩種物質中所有碳原子處于同一平面
B.螺[3,3]庚烷的一氯代物有2種
C.螺[3,4]辛烷與3-甲基-1-庚烯互為同分異構體
D.的名稱為螺[5,4]壬烷
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【題目】如圖是一種利用鋰電池“固定 CO2”的電化學裝置,在催化劑的作用下,該電化學裝置放電時可將 CO2轉化為 C 和 Li2CO3,充電時選用合適催化劑會釋放出 CO2。下列說法正確的是
A.該電池放電時,Li+向電極 X 方向移動
B.該電池放電時,每轉移 4 mol 電子,理論上生成 1mol C
C.該電池充電時,電極Y 與外接直流電源的負極相連
D.該電池充電時,陽極反應式為:C+2Li2CO3-4e- = 3CO2↑+4Li+
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【題目】短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序數(shù)依次增大,X、Y 為有機物中常見元素,Y、Z、W 同周期,由四種元素形成的化合物甲的結構如圖。下列說法正確的是
A.最高化合價:W>Z>Y>X
B.蛋白質中一定含有這四種元素
C.(YZ)2 與 X2W2 均為直線型分子
D.化合物甲的一種同分異構體可能既有離子鍵又有共價鍵
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【題目】回答下列問題:
(1)燃煤發(fā)電是能量轉換的過程,煤燃燒是由__________能轉化為__________能,然后通過蒸汽,再轉化為____________能,最后通過發(fā)動機,轉化為____________能。
(2)火力發(fā)電的缺點是__________。
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【題目】常溫下將NaOH溶液添加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖所示。下列敘述錯誤的是
A. Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6
B. 曲線N表示pH與的變化關系
C. NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D. 當混合溶液呈中性時,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(H+)=c(OH-)
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【題目】在鋁與稀硫酸的反應中,已知10s末硫酸的濃度減少了0.9molL-1,若不考慮反應過程中溶液體積的變化,則10s內生成硫酸鋁的平均反應速率是( )
A.0.03molL-1min-1B.1.8molL-1min-1
C.1.2molL-1min-1D.0.18molL-1min-1
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【題目】在一密閉容器中,反應aA(g)bB(g)達到平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當達到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則( )
A.平衡向正反應方向移動了
B.物質B的質量分數(shù)減小了
C.物質A的轉化率減小了
D.a>b
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