【题目】硫和钒的相关化合物,在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为__________,钒有+2、+3、+4、+5 等多种化合价,其中最稳定的化合价是______________,VO43-的几何构型为___________。
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1) 是副作用小的有效调节血糖的新型药物。
①该药物中S 原子的杂化方式是____________,所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是__________________。
②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-疏基烟酸氧钒配合物的原因是___________________。
(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域П键”,下列物质中存在“离域П键”的是___________。
A.SO2 B.SO42- C.H2S D.CS2
(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为_____________。图4为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________g/cm3 (列出计算式即可)。
【答案】 +5 正四面体 sp3 N>O>C 2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大 AD VS
【解析】(1) 钒为23号元素,电子排布式为[Ar]3d34s2,所以外围电子排布式为3d34s2,所以外围电子轨道表达式为,其最稳定的化合价是+5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构;根据价层电子对互斥原理,VO43-中的中心原子V的价电子为5,配位原子O不提供电子,带有三个单位负电荷,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体;(2) ①从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有6+2=8个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp3杂化;其中含有的第二周期元素是C、N、O,同周期元素从左向右应该是第一电离能增大,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能为N>O>C;②2-巯基可以与水分子形成氢键,所以其水溶性会更好; (3)从题目表述来看,形成离域
键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为V型,二硫化碳为直线型。所以选项B一定错误;而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项AD;(4)晶胞中有V为:
个,S为:
个,所以化学式为VS;因为该晶胞中有2个VS,所以晶胞质量为
g; 根据图4得到晶胞的面积为
,所以晶胞的体积为:
,1nm=10-7cm,所以晶体密度为
。
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【题目】设NA为阿佛加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 标准状况下,将6.72L的NO2通入足量的水中转移电子数为0.3NA
B. 常温常压下,22.4LCCl4含有NA个CCl4分子
C. 1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2混合物,转移的电子数为NA
D. 18 g D2O所含的电子数为10NA
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【题目】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:
(1)负极反应式为__________________________;正极反应式为___________________________;
(2)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断地提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,其吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H22LiH
Ⅱ.LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应Ⅱ中的氧化剂是___________________;
②已知LiH固体密度为0.80g·cm-3,用锂吸收112L(标准状况下)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_______________(可用分数表示或用a×10-b表示,a保留两位小数);
③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为60%,则导线中通过电子的物质的量为_______________mol。
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【题目】2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,其放电工作原理如右图所示。下列说法正确的是
A.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动
B.充电时,铝电极连接外加电源的正极,石墨电极连接外加电源的负极
C.放电时负极的电极反应为:Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-
D.该电池的工作原理为:3Cn+4Al2Cl7-3CnAlCl4+Al+AlCl4-
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【题目】液体感科电池相比于气体燃料电池具有体积小,无需气体存储装置等优点。一种以肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH为电解质。下列关于该燃料电池的叙述不正确的是
A. 电流从右侧电极经过负载流向左侧电极
B. 负极发生的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O
C. 该燃料电池的电极材料应采用多孔导电材料,以提高电极反应物质在电极表面的吸附量,并使它们与电解质溶液充分接触
D. 该燃料电池持续放电时,正极发生氧化反应,碱性减弱
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【题目】现有下列几种有机物: A.CH4B.(CH3)2C=CH﹣CH3 C.C2H2
D.C6H14 E.CH2=CH﹣CH=CH2 F.环戊烷
(1)上述有机物中互为同系物的是 , 互为同分异构体的是 .
(2)用系统命名法对B进行命名 .
(3)A可与Cl2反应生成二氯甲烷,用﹣个化学方程式表示该反应 .
(4)B发生加聚反应的化学方程式为 .
(5)用个化学方程式表示C与足量溴水所反应的 .
(6)如图表示的是一种叫做双烯合成的有机反应,请写出 B 与 E发生双烯合成所得产物的结构简式 .
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【题目】汽车尾气(含有烃类、CO、SO2与NO等物质)是城市的污染源.治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂).它的特点是使CO与NO反应,生成无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化.请回答:
(1)CO与NO反应的化学方程式为 .
(2)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是 .
(3)控制城市空气污染源的方法可以有(填字母). a.开发新能源b.使用电动车c.植树造林d.戴呼吸面具.
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