【題目】C、N和Si能形成多種高硬度材料,如Si3N4,C3N4、SiC。
(1) Si3N4和C3N4中硬度較高的是_________,理由是____________________。
(2)C和N能合成三聚氰胺(如圖所示),其中N原子的雜化方式為________________。
(3)C和N還能形成一種五元環(huán)狀有機(jī)物咪唑(im),其結(jié)構(gòu)為。化合物[Co(im)6]SiF6的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示:
①基態(tài)Co原子的次外層電子排布式為___________。N與Co2+之間的化學(xué)鍵類型是_________________,判斷的理由是__________________。
②陰離子[SiF6]2-中心原子Si的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為___________________。陽(yáng)離子[Co(im)6]2+和[SiF6]2-之間除了陰陽(yáng)離子間的靜電作用力,還存在氫鍵作用,畫出該氫鍵的表示式_______。(例如,水中氫鍵的表示式為:)。
(4)β-SiC為立方晶系晶體,晶胞參數(shù)為a,已知Si原子半徑為rSi,C原子半徑為rC,該晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為:
C:(0,0,0);(1/2,1/2,0);(1/2,0,1/2);(0,1/2,1/2);……
Si:(1/4,1/4,1/4);(1/4,3/4,3/4);(3/4,1/4,3/4);(3/4,3/4,1/4)。
則β-SiC立方晶胞中含有____個(gè)Si原子、___個(gè)C原子;該晶跑中原子的體積占晶胞體積的百分率為______________(列出計(jì)算式即可)。
【答案】 C3N4 兩者同為原子晶體,C的原子半徑小于Si,與Si-N相比,C-N的鍵長(zhǎng)短,鍵能大 sp2 sp3 3s23p63d7 配位鍵 N原子有孤電子對(duì),Co2+有空軌道 6 4 4 [16π(r3c+r3si)/(3a3)]×100%
【解析】(1) Si3N4和C3N4均為原子晶體,其中C原子半徑小于Si原子,Si3N4中的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)大于C3N4的鍵長(zhǎng),硬度較高的是C3N4,故答案為:C3N4;兩者同為原子晶體,C的原子半徑小于Si,與Si-N相比,C-N的鍵長(zhǎng)短,鍵能大;
(2)根據(jù)三聚氰胺的結(jié)構(gòu)可知,分子中N原子有2種,其中一種連接3個(gè)原子,含有一個(gè)孤電子對(duì),采用sp3雜化,另一種連接2個(gè)原子,含有一個(gè)孤電子對(duì),采用sp2雜化,故答案為:sp2、sp3;
(3)①Co為27號(hào)元素,基態(tài)Co原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,次外層電子排布式為3s23p63d7;N原子有孤電子對(duì),Co2+有空軌道N與Co2+之間的化學(xué)鍵為配位鍵,故答案為:3s23p63d7;配位鍵;N原子有孤電子對(duì),Co2+有空軌道;
②陰離子[SiF6]2-中心原子Si的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為6。陽(yáng)離子[Co(im)6]2+和[SiF6]2-之間除了陰陽(yáng)離子間的靜電作用力,F的非金屬性很強(qiáng),能夠與中N原子上的氫原子形成氫鍵,可以表示為,故答案為:6;;
(4)根據(jù)晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知,C原子位于立方體的頂點(diǎn)和面心,Si原子位于立方體內(nèi),且與周圍的碳原子構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu),β-SiC立方晶胞中含有的Si原子為4個(gè),含有的C原子數(shù)=8×+6×=4;晶胞的體積V1=a3;晶胞中碳原子和硅原子的總體積V2=π(r3c+r3si)×4=π(r3c+r3si),晶跑中原子的體積占晶胞體積的百分率=×100%=×100%=×100%,故答案為:4;4;×100%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,用pH=m的鹽酸滴定20mLpH=n的MOH溶液,且m+n=14。混合溶液的pH與鹽酸體積 (V)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A. Kb(MOH)的數(shù)量級(jí)為10-11 B. 由c點(diǎn)可算得m=
C. a點(diǎn):c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>(H+) D. b點(diǎn)溶液呈中性,此時(shí)c(Cl-)=c(M+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2;元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子.X與Y形成的化合物的晶胞如圖所示,下列關(guān)于該晶體的說(shuō)法正確的是( 。
A.1個(gè)晶胞中離子的總數(shù)為18
B.X2+離子的配位數(shù)為8,Y2﹣離子的配位數(shù)為4
C.與每個(gè)X2+距離最近的X2+共有12個(gè)
D.該化合物的化學(xué)式為CaS
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】從硫元素的化合價(jià)態(tài)上判斷,下列物質(zhì)中的硫元素不能表現(xiàn)氧化性的是( )
A.Na2SB.SC.SO2D.H2SO4
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料,工業(yè)常以CO和H2的混合氣體為原料一定條件下制備甲醇。
(1)甲醇與乙醇互為________;完全燃燒時(shí),甲醇與同物質(zhì)的量的汽油(設(shè)平均組成為C8H18)消耗O2量之比為________。
(2)工業(yè)上還可以通過(guò)下列途徑獲得H2,其中節(jié)能效果最好的是________。
A. 高溫分解水制取H2:2H2O2H2↑+ O2↑
B. 電解水制取H2:2H2O2H2↑+ O2↑
C. 甲烷與水反應(yīng)制取H2:CH4 + H2O3H2 + CO
D. 在光催化劑作用下,利用太陽(yáng)能分解水制取H2:2H2O 2H2↑+ O2↑
(3)在2L的密閉容器中充入1molCO和2molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),測(cè)得CO和CH3OH(g)濃度變化如下圖所示。
① 從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=______mol·L-1·min—1。反應(yīng)前后容器的壓強(qiáng)比為________,平衡時(shí)氫氣的體積分?jǐn)?shù)為_________。
② 能夠判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是_______(填選項(xiàng))。
A.CO、H2和CH3OH三種物質(zhì)的濃度相等
B.密閉容器中混合氣體的密度不再改變
C.CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
D.相同時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO,同時(shí)消耗1 mol CH3OH
(4)為使合成甲醇原料的原子利用率達(dá)100%,實(shí)際生產(chǎn)中制備水煤氣時(shí)還使用CH4,則生產(chǎn)投料時(shí),n(C)∶n(H2O)∶n(CH4)=__________。
(5)據(jù)報(bào)道,最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍,可連續(xù)使用一個(gè)月才充電一次。假定放電過(guò)程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生二氧化碳被充分吸收生成CO32-。寫出該電池負(fù)極電極反應(yīng)式__________________,正極電極反應(yīng)式________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一定溫度下,某體積不變的密閉容器中發(fā)生如下可逆反應(yīng):A2(g)+B2(g)2AB(g)。該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是
A. A2、B2、AB的反應(yīng)速率的比值為1:1:2
B. 容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而變化
C. 單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolAB的同時(shí)生成nmolB2
D. 容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在金屬晶體中,如果金屬原子的價(jià)電子數(shù)越多,原子半徑越小,自由電子與金屬陽(yáng)離子間的作用力越大,金屬的熔沸點(diǎn)越高。由此判斷下列各組金屬熔沸點(diǎn)高低順序,其中正確的是( 。
A. Mg>Al>Ca B. Al>Na>Li
C. Al>Mg>Ca D. Mg>Ba>Al
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一密閉燒瓶中,在25℃時(shí)存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)△H<0,將燒瓶置于100℃的水中,則下列幾項(xiàng)性質(zhì)中不會(huì)改變的是( )
①顏色、谄骄鄬(duì)分子質(zhì)量 ③質(zhì)量、軌簭(qiáng) ⑤密度.
A.①和③
B.③和⑤
C.④和⑤
D.②和④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】根據(jù)所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí),請(qǐng)你回答下列問(wèn)題:
(1)人們把電子云輪廓圖稱為原子軌道,s電子的原子軌道都是形的,p電子的原子軌道都是形的.
(2)原子序數(shù)為24的元素原子中有個(gè)能層,個(gè)能級(jí),未成對(duì)電子.
(3)具有(n﹣1)d10ns2電子構(gòu)型的元素位于周期表中區(qū)和族.
(4)H2O、BF3、PCl3和PCl5四種分子中各原子均達(dá)8電子結(jié)構(gòu)的分子是
(5)NCl3常溫下為黃色粘稠的油狀液體,可用作引爆劑和化學(xué)試劑.NCl3分子的立體構(gòu)型是 , 中心原子采取雜化方式 .
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