【题目】2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。TiS2、LiCoO2、LiFePO4、LiMnO2、Cu与磷的化合物等都是研究电池的常用材料。请回答下列问题。
(1)Co4+中存在__种不同能量的电子。
(2)你预测第一电离能:Cu__Zn(填“>”或“<”)。请说出你的理由:__。
(3)已知下列化合物的熔点:
化合物 | AlF3 | GaF3 | AlCl3 |
熔点/℃ | 1040 | 1000 | 194 |
表格中卤化物的熔点产生差异的原因是:___。
(4)直链多磷酸盐的阴离子有复杂的结构,焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构如图:
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___(用n代表P原子数)。
(5)钴蓝晶胞结构如图1所示,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成如图2,则钴蓝晶体的化学式为___。在晶体中,某些原子位于其它原子围成的空隙中,如图3中●原子就位于最近的4个原子围成的正四面体空隙中。在钴蓝晶体中,Al3+位于O2-形成的___空隙中。若阿伏加德罗常数用NA表示,则钴蓝晶体的密度为___g·cm-3(列计算式即可,不必化简)。
【答案】6 < 由于铜的核电荷数比锌小,原子半径比锌大,并且最外层是不稳定的4s1结构,而锌是相对稳定的4s2结构。所以气态铜易失去一个电子,即第一电离能较低 AlF3与GaF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,又由于Al3+半径小于Ga3+,离子键较强(晶格能较大),所以有熔点AlF3>GaF3>AlCl3 (PnO3n+1)(n+2)-或PnO3n+1(n+2)- CoAl2O4 八面体
【解析】
(1)不同能级的电子能量不同;
(2)原子轨道处于全满、半满、全空时为稳定状态;
(3)AlF3、GaF3为离子晶体,Al3+半径小于Ga3+,AlCl3为分子晶体;
(4)根据焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构,重复单元为;
(5)根据均摊原则计算晶胞的化学式;;
(1)不同能级的电子能量不同;Co4+的核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d5,存在6种不同能量的电子;
(2)Cu核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d104s1 ,Zn核外电子排布式是1s22s2sp63s23p63d104s2,由于铜的核电荷数比锌小,原子半径比锌大,并且最外层是不稳定的4s1结构,而锌是相对稳定的4s2结构。所以气态铜易失去一个电子,即第一电离能较低;
(3)AlF3与GaF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,又由于Al3+半径小于Ga3+,离子键较强(晶格能较大),所以有熔点AlF3>GaF3>AlCl3;
(4)根据焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构,重复单元为,所以氧原子数是磷原子数的3倍加1,电荷数是磷原子数加2;所以这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-;
(5)Ⅰ型立体结构含有Co原子数是 、O原子数是4,Ⅱ型小立方体含有Co原子数是 、O原子数是4、Al原子数是4,该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,所以1个晶胞含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16,钴蓝晶体的化学式为CoAl2O4;根据图示,在钴蓝晶体中,Al3+位于O2-形成的八面体空隙中;晶胞中含有Co原子数是8、O原子数是32、Al原子数是16,晶胞的体积是 ,所以密度是。
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【题目】[化学—选修5:有机化学基础]有机物F是一种香料,其合成路线如图所示:
(1)A的名称为 ,试剂X的结构简式为 ,步骤Ⅵ的反应类型为 。
(2)步骤Ⅰ的反应试剂和条件分别为 、 。
(3)步骤Ⅱ反应的化学方程式为 。
(4)满足括号中条件(①苯环上只有两个取代基,②能与FeCl3溶液发生显色反应,③能发生水解反应和银镜反应)的E的同分异构体有 种,其中核磁共振氢谱峰面积比为6︰2︰2︰1︰1的分子的结构简式为 。
(5)依据题中信息,完成以为原料制取的合成路线图。
合成路线图示例如下:
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【题目】1,3—环己二酮()常用作医药中间体,用于有机合成。下列是一种合成1,3—环己二酮的路线。
回答下列问题:
(1)甲的分子式为 __________。
(2)丙中含有官能团的名称是__________。
(3)反应①的反应类型是________;反应②的反应类型是_______。
(4)反应④的化学方程式_______。
(5)符合下列条件的乙的同分异构体共有______种。
①能发生银镜反应
②能与NaHCO3溶液反应,且1mol乙与足量NaHCO3溶液反应时产生气体22.4L(标准状况)。
写出其中在核磁共振氢谱中峰面积之比为1∶6∶2∶1的一种同分异构体的结构简式:________。(任意一种)
(6)设计以(丙酮)、乙醇、乙酸为原料制备(2,4—戊二醇)的合成路线(无机试剂任选)_______。
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【题目】化学物质丰富多彩,化学反应精彩纷呈,在生活和生产中应用广泛。
(1)盛放氢氧化钠的玻璃试剂瓶不用玻璃塞,请用化学方程式表示其中的原因:___;
(2)工业上制备粗硅的化学方程式为:___;
(3)可用氢氧化钠溶解铝土矿(主要成分Al2O3);其反应方程式为:___;
(4)铁锈(主要成分氧化铁)与稀盐酸反应___;
(5)向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液呈中性___。
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【题目】“太阳-水”电池装置如图所示,该电池由三个电极组成,其中a为TiO2电极,b为Pt电极,c为WO3电极,电解质溶液为pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液。锂离子交换膜将电池分为A、B两个区,A区与大气相通,B区为封闭体系并有N2保护。下列关于该电池的说法正确的是( )
A.若用导线连接a、c,则a为负极,该电极附近pH增大
B.若用导线连接a、c,则c电极的电极反应式为HxWO3-xe-=WO3+xH+
C.若用导线先连接a、c,再连接b、c,可实现太阳能向电能转化
D.若用导线连接b、c,b电极的电极反应式为O2+4H++4He-=2H2O
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【题目】Ⅰ.CO2催化加氢制甲醇是极具前景的资源化研究领域,主要反应有:
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ·mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
iii.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
(1)ΔH3=___kJ·mol-1。
(2)已知反应i的速率方程为v正=k正x(CO2)·x3(H2),v逆=k逆·x(CH3OH)·x(H2O),k正、k逆均为速率常数且只与温度有关,x为物质的量分数。其物质的量分数平衡常数Kx=___(以k正、k逆表示)。
(3)5MPa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2。反应达平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___(填化学式)。
②250℃时反应ii的Kx___1(填“>”、“<”或“=”)
③下列措施中,一定无法提高甲醇产率的是___。
A.加入适量CO B.使用催化剂
C.循环利用原料气 D.升高温度
(4)在10MPa下将H2、CO按一定比例投料,平衡状态时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。曲线b代表的物质为____(填化学式)。温度为700K时,该反应的平衡常数KP=___(MPa)-2(结果用分数表示)。
Ⅱ.在恒容容器中,使用某种催化剂对反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH<0
进行相关实验探究。改变投料比[n(SO2):n(NO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定SO2的平衡转化率[α(SO2)]实验结果如图所示。
已知:KR=16,KZ=。
(5)如果要将图中R点的平衡状态改变为X点的平衡状态。应采取的措施是___。
(6)通过计算确定图中R、X、Y、Z四点中温度相等的点是__。
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【题目】(1)已知食盐常加入KIO3 来补充碘元素,检验食盐中是否加碘,可利用如下反应:__KIO3+___KI+___H2SO4═___K2SO4+___I2+___H2O(配平反应方程式)。
①利用上述反应检验食盐中是否加碘,所需试剂是________(填下列选项的序号)
A、碘水B、KI溶液C、淀粉溶液D、稀硫酸E、AgNO3溶液
②如果反应中转移0.2mol电子,则生成I2的物质的量为___________
(2)Cl2是一种有毒气体,如果泄漏会造成严重的环境污染。化工厂可用浓氨水来检验Cl2是否泄漏,有关反应的化学方程式为:3Cl2(气)+8NH3(气)=6NH4Cl(固)+N2(气)若反应中消耗Cl2 1.5mol,则被氧化的NH3在标准状况下的体积为___L。
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【题目】将气体X通入溶液A(如下图,尾气吸收装置略)中,实验现象能够支持结论的是
选项 | 气体X | 溶液A及反应现象 | 结论 |
A. | 乙醇与浓硫酸共热170℃产生的气体 | Br2的水溶液由橙黄色变为无色 | 乙烯与溴发生反应 |
B. | 电石与饱和食盐水反应产生的气体 | KMnO4酸性溶液紫色逐渐变浅 | 乙炔被高锰酸钾酸性溶液氧化 |
C. | 溴乙烷与氢氧化钠醇溶液共热生成的气体 | Br2的水溶液由橙黄色变为无色 | 乙烯与溴发生反应 |
D. | 碳酸钠固体与醋酸溶液反应产生的气体 | 苯酚钠溶液中出现白色沉淀 | 碳酸的酸性强于苯酚 |
A. A B. B C. C D. D
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【题目】下列化学用语能正确表示相应意义的是( )
A. 乙烯的结构简式CH2CH2B. 丁烷的结构简式CH3(CH2)2CH3
C. 四氯化碳的电子式D. 苯的分子式
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