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【题目】在普通铝中加入少量CuMg后,形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓坚铝,是制造飞机的主要村料。回答下列问题:

(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是______________

A B C D

(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是__________________。乙二胺能与Mg2+Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是____________(“Mg2+“Cu2+”)

(3)一些氧化物的熔点如表所示:

氧化物

Li2O

MgO

P4O6

SO2

熔点/°C

1570

2800

23.8

75.5

解释MgO熔点比P4O6熔点高得多的原因______________

(4)金刚石的晶胞如图,若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子,便得到晶体硅;若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子,且碳、硅原子交替,即得到碳化硅晶体(金刚砂)

①碳化硅晶体(金刚砂)的化学式______________

②金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的顺序为__________________

③立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼的密度是_____________g/cm3(列出式子并化简,阿伏加德罗常数为NA)

【答案】A sp3 sp3 Cu2+ MgO为离子晶体,P4O6分子晶体。 SiC C(金刚石)>SiC>Si

【解析】

(1)能量越高越不稳定,越易失电子,所以激发态的微粒易失电子,原子轨道中处于半满状态时较稳定;

(2)每个N原子形成的共价键有2N-H键、1N-C键,且还含有1个孤电子对;每个C原子形成的共价键有2C-H键、2C-N键,所以NC原子价层电子对个数都是4,根据价层电子对互斥理论判断NC原子杂化类型;含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键;碱土金属与乙二胺形成的化合物稳定性较弱;

(3)根据晶体类型及构成微粒的作用力大小分析比较;

(4)①根据CSi原子形成共价键数目及空间构型分析化学式;

②根据键长越长,键能越小,物质的熔沸点就越低比较;

③根据金刚石结构分析一个晶胞中含有的C原子数目,根据二者结构相似,结合氮化硼化学式特点可确定晶胞中含有的BN原子数目,计算晶胞质量、体积,然后根据晶胞密度ρ=计算。

(1)AD微粒都是Mg原子失去一个电子后得到的,但是D微粒能量高于A,稳定性A>D,所以失电子能力A>DBC都是原子,但是B是基态、C是激发态,能量:C>B,稳定性B>C,所以失去一个电子能力:B>CAMg+BMg原子,A再失去电子所需能量就是Mg原子失去2个电子的能量,为Mg原子的第二电离能,B失去一个电子的能量是Mg原子的第一电离能,其第二电离能大于第一电离能,所以电离最外层一个电子所需能量A>B,通过以上分析知,电离最外层一个电子所需能量最大的是A,故合理选项是A

(2)在乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中,每个N原子形成的共价键有2N-H键、1N-C键,且还含有1个孤电子对;每个C原子形成的共价键有2C-H键、2C-N键,所以NC原子价层电子对个数都是4,根据价层电子对互斥理论判断NC原子杂化类型分别为sp3杂化、sp3杂化;含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键,乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键,所以乙二胺能与Mg2+Cu2+等金属离子形成稳定环状离子;碱土金属与乙二胺形成的化合物稳定性较弱,所以与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是Cu2+

(3) Li2O属于离子晶体,离子之间以离子键结合,离子键是一种强烈的相互作用,断裂消耗较高的能量,因此物质的熔点较高;而P4O6属于分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,断裂消耗较低能量,因此P4O6晶体熔沸点比较低;

(4)①在金刚砂中,每个C原子与相邻的4Si形成共价键,每个Si原子与相邻的4C原子形成共价键,这种结构向空间扩展,就形成了立体网状结构,因此金刚砂很硬,二者原子个数比是11,所以其化学式是SiC

②由于金刚石、晶体硅、碳化硅都是原子晶体,原子之间以共价键结合,由于原子半径C<Si,所以键长:C-C<C-Si<Si-Si,键长越短,原子之间结合力就越强,键能就越大,断裂共价键使物质熔化消耗的能量就越高,所以三种物质的熔点由高到低的顺序为:金刚石>碳化硅>晶体硅;

③在金刚石晶胞中C原子处在立方体的8个顶点,6个面心,体内有4个,金刚石晶胞中碳原子数目为:4+8×+6×=8,立方氮化硼结构与金刚石相似,其晶胞与金刚石晶胞含有相同原子总数,由氮化硼化学式BN可推知,一个晶胞中各含有4B原子、4N原子,晶胞质量m=4×g,晶胞的体积V=(361.5×10-10)3cm3,故立方氮化硼的密度ρ=g/cm3= g/cm3

练习册系列答案
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B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O6e=6OH3H2

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t/s

0

5

15

25

35

n(A)/mol

1.0

0.85

0.81

0.80

0.80

A.反应在前5s的平均速率V(A)=0.03mol/(L·s)

B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mol·L-1,则反应的H>0

C.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molC,达到平衡时,C的分解率大于80%

D.相同温度下,起始时向容器中充入0.2molA.0.2molB1.0molC,反应达到平衡前反应速率V(正)<V(逆)

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B.25 ℃时,1 L pH13Ba(OH)2溶液中由水电离产生的OH的数目为0.1NA

C.15 g HCHO中含有1.5NA对共用电子对

D.常温常压下,22.4 L甲烷气体中含有的氢原子数目小于4NA

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B. 配置前先向容量瓶中加入少量蒸馏水

C. 容量瓶盛过KOH溶液,使用前未洗涤

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1)键能是气态原子形成1mol化学键释放的最低能量。已知下列化学键的键能如表所示,写出1mol气态肼(NH2-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式_________

化学键

N≡N

O=O

N-N

N-H

O-H

键能/(kJ/mol)

946

497

193

391

463

2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min

0

10

20

30

40

n(NO)(甲容器)/mol

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

n(NO)(乙容器)/mol

1.00

0.80

0.65

0.53

0.45

n(NO)(丙容器)/mol

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

该反应为_____________(填放热吸热)反应乙容器中的反应在60min时达到平衡状态,则0-60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率VNO=_________

3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

AB两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_____________Kc(B)(填“=”)。

ABC三点中NO2的转化率最高的是_____________(填“A”“B”“C”)点。

③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=____________Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

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A. CH2Cl2B.

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A. 3v(N2)v(H2) B. v(N2)v(NH3)

C. 2v(H2)3v(NH3) D. v(N2)3v(H2)

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