【题目】铜、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太阳能电池的重要材料。回答下列问题:
(1)基态硅原子电子占据的最高能层符号是_____,其中能量最高的电子所占据能级的原子轨道有_____个伸展方向,原子轨道呈_____形。
(2)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体,晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有____________。
(3)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则三种元素的第一电离能从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。H2SeO3的酸性_______H2SeO4(填“强于”或“弱于”),原因是___________(从分子结构的角度回答)。
(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。它的晶体结构如下左图所示。六方相氮化硼______π键(填“含有”或“不含”),其质地软的原因是_________。NaBH4是一种重要的储氢载体,阴离子的的立体结构为_______。
(5)砷化镓是优良的第三代半导体材料。如上图所示为GaAs的晶胞结构。
①与GaAs互为等电子体的一种原子晶体的化学式为________。
②已知晶胞的密度是ρ g·cm3,阿伏加德罗常数值为NA,棱长a=_____pm。
【答案】M 3 哑铃 离子键、配位键 Br>As>Se 弱于 硒的含氧酸中非羟基氧原子数目越多,中心硒原子价态越高,导致Se—O—H中的O的电子更向Se偏移,越易电离出H+ 不含 层间作用力小,导致其质地软 正四面体 SiC
【解析】
(1)基态硅原子电子占据的最高能层符号是M,其中能量最高的电子所占据能级的原子轨道p轨道,有3个伸展方向,原子轨道呈哑铃形。(2)[Cu(NH3)4]SO4晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有离子键、配位键。(3)砷的4p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能大于相邻元素,则三种元素的第一电离能从大到小的顺序为Br>As>Se;硒的含氧酸中非羟基氧原子数目越多,中心硒原子价态越高,导致Se—O—H中的O的电子更向Se偏移,越易电离出H+,所以H2SeO3的酸性弱于H2SeO4。(4)B位于第2周期ⅢA族,形成的六方相氮化硼,每一个B与3个N原子相连,每1个N原子与3个B原子相连,为平面三角形,向空间发展成层状结构.六方相氮化硼,不含π键,只含σ键,层与层之间通过范德华力结合在一起;作用力小,导致其质地软;BH4中B原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤对电子,立体结构为正四面体。(5)①原子数和价电子数分别都相等的是等电子体,则与GaAs互为等电子体的一种原子晶体的化学式为SiC。②晶胞中含有的原子个数均是4个,已知晶胞的密度是ρ g·cm3,阿伏加德罗常数值为NA,则,解得a==pm。
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【题目】工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁( FeTiO3),其中一部分Fe2+在风化过程中会转化为+3价。
已知:TiO(OH)2(即H2TiO3)为两性氢氧化物
(1)步骤②中,发生主要反应的离子方程式为__________。
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的__________填字母序号)。
A.熔沸点差异 B.溶解性差异 C.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是__________(填操作名称)。
(4)请结合化学用语,用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:__________。
(5)上述工艺流程中可以循环利用的物质是__________
(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式__________。
②在制备金属Ti前后,CaO的质量将__________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
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【题目】SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标,工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。利用催化还原SO2不仅可消除SO2污染,而且可得到有经济价值的单质S。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和H2O。
己知CH4和S的燃烧热(△H)分别为-890.3 kJ /mol和-297.2 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为 _________________________________________________。
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图1所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示:
①分析可知X为________(写化学式), 0~t1时间段的温度为_____, 0~t1时间段用SO2表示的化学反应速率为 ___________________________。
②总反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(3)焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为:2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g),恒容容器中,1 mol/LSO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图3所示。
①该反应的△H _________________________ 0 (填“>”或“<”)
②计算700℃该反应的平衡常数为____________________ 。
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【题目】含有C=C的有机物与O3作用形成不稳定的臭氧化物,臭氧化物在还原剂存在下,与水作用分解为羰基化合物,总反应为:+(R1、R2、R3、R4为H或烷基)。以下四种物质发生上述反应,所得产物为纯净物且含有醛基的是( )
A. (CH3)2C=C(CH3)2 B. CH2=CHCH=CHCH=CH2 C. D.
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【题目】2016年度国家科学技术奖授予我国诺贝尔奖获得者屠呦呦,表彰她在抗疟疾青蒿素方面的研究。
(查阅资料)青蒿素熔点156~157℃,易溶于丙酮、氯仿和乙醚,在水几乎不溶。
I.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如下:
(1)在操作I前要对青蒿进行粉碎,其目的是________________
(2)操作II的名称是_____________。
(3)操作III进行的是重结晶,其操作步骤为_____ 、_____、______、过滤、洗涤、干燥
II.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物为确定它的化学式,进行了如下实验:
实验步骤:①连接装置,检查装置的气密性。②称量E、F中仪器及药品的质量。③取14.10g青蒿素放入硬质试管C中,点燃C、D处酒精灯加热,充分燃烧④实验结束后冷却至室温,称量反应后E、F中仪器及药品的质量。
(4)装置E、F应分别装入的药品为_______________、___________________。
(5)实验测得:
装置 | 实验前 | 实验后 |
E | 24.00g | 33.90g |
F | 100.00g | 133.00g |
通过质谱法测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为______。
(6)若使用上述方法会产生较大实验误差,你的改进方法是________________________。
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【题目】下表是元素周期表的一部分:
根据要求回答下列问题:
(1)十种元素中化学性质最不活泼的元素是__________________(填元素符号,下同),形成化合物种类最多的元素是_____________________。
(2)A、C、D三种元素的最高价氧化物对应的水化物,其中碱性最强的是______________(填化学式,下同),E、H、G三种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是______________。
(3)I元素跟A元素形成化合物的电子式是______________。高温灼烧该化合物时,火焰呈______________色。
(4)分别写出B、G两种单质和水反应的离子方程式_____________、________________。
(5)元素A和F能形成两种化合物,写出其中较稳定的化合物与CO2反应生成氧气的化学方程式:__________________________________________。
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【题目】下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列叙述中,正确的说法有几项 ( )
①Mg(s)所具有的能量高于MgX2(s)所具有的能量
②MgCl2电解制Mg(s)和Cl2(g)是吸热过程
③热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
④常温下氧化性:F2<Cl2<Br2<I2
A. 1项 B. 2项
C. 3项 D. 4项
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【题目】下列除去杂质(括号的物质为杂质)的方法中,错误的是
A. FeCl3溶液(FeCl2):通入适量Cl2
B. CO(CO2):通过NaOH溶液洗气后干燥
C. MnO2(KCl):加水溶解后过滤、洗涤、烘干
D. CO2(HCl):通过饱和Na2CO3溶液洗气后干燥
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【题目】捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。许多科学家认为从空气中捕获二氧化碳不仅在理论上可行,很快还会成为一个对付全球变暖的实用武器;目前NH3和(NH4)2CO3等物质已经被用作工业捕碳剂。
(1)下列物质中不可能作为CO2捕获剂的是___________。
A.Na2CO3 B.HOCH2CH2NH2 C.CH3CH2OH D.NH4Cl
(2)工业上用NH3捕碳可合成CO (NH2)2:
已知:①标准状况下,11.2L NH3与足量CO2完全反应生成NH2CO2 NH4 (s)时放出39.8kJ的热量;②NH2CO2 NH4 (s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H=+72.5 KJ·mol-1。
则2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+ H2O(g)的△H=_____________KJ·mol-1。
(3)用(NH4)2CO3捕碳的反应如下:
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2(NH4)2HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体,保持其它初始实验条件不变,分别在不同温度下,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图:
①c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为V逆c _____V正d (填“>”、“=”或“<”)
②b、c、d三点的平衡常数K b 、K c、 Kd 从大到小的顺序为 _____________。(填“>”、“=”或“<”)
③在T2~T4温度区间,容器内CO2气体浓度呈现先减小后增大的变化趋势,其原因是________。
(4)用碱性溶液也可捕碳:在常温下,将0.04mol CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,已知: H2CO3的电离平衡常数:K1=4.3×10—7、K2=5.6×10—11;H2S的电离平衡常数:K1=5.0×10—8、K2=1.1×10—12。回答下列问题
①发生反应的离子方程式为_____________________________
②充分反应后下列关系式中正确的是_____________________
A.(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
B.c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)>c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
C.c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)
③计算反应后的溶液中c(H2S).c(OH-)/c(HS-)的值为______________
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