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【题目】某柔性屏手机的柔性电池以碳纳米管做电极材料,以吸收ZnSO4溶液的有机高聚物做固态电解质,其电池总反应为MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]3·xH2O。其电池结构如图甲所示,图乙是有机高聚物的结构片段。

1Mn2+的核外电子排布式为_____;有机高聚物中C的杂化方式为_____

2)已知CN-N2互为等电子体,推算拟卤(CN)2分子中σ键与π键数目之比为_____

3NO2-的空间构型为_____

4MnO是离子晶体,其晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到。

Mn的第一电离能是_____O2的键能是_____MnO的晶格能是_____

5R(晶胞结构如图)由ZnS组成,其化学式为_____(用元素符号表示)。已知其晶胞边长为acm,则该晶胞的密度为_____g·cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。

【答案】1s22s22p63s23p63d5 sp2sp3 34 V bkJmol1 2ekJmol1 (f-a-b-c-d-e)kJmol1 ZnS

【解析】

(1) Mn元素的原子核外有25个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2;根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式;

(2) CN-和氮气分子互为等电子体,二者结构相同,根据氮气分子判断(CN)2分子中存在的σ键与π键的个数;

(3) NO2-N原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)=3,杂化类型是sp2,含有1个孤电子对,NO2-的空间构型是V型;

(4) Mn的第一电离能为气态Mn原子失去第一个电子时需要吸收的能量;由1molO2分子变成O原子的过程中,需要吸收的能量为2ekJ;晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量;

(5) ZnS晶胞结构如图所示,利用均摊法找出晶胞中有4Zn,有4S,然后进行相关计算,求出晶胞密度。

(1) Mn元素的原子核外有25个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则基态Mn2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;这些C原子中有些C原子价层电子对个数是3、有些是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式分别为sp2sp3;故答案为:1s22s22p63s23p63d5sp2sp3

(2)CN-N2结构相似,C原子与N原子之间形成三键,则拟卤(CN)2分子结构式为,三键中含有1σ键、2π键,单键属于σ键,故(CN)2分子中σ键与π键数目之比为34,故答案为:34

(3) NO2-N原子的价层电子对数=2+(5+1-2×2)=3,杂化类型是sp2,含有1个孤电子对,NO2-的空间构型是V型,故答案为V型;

(4)由图中Mn (晶体) Mn (g) Mn+(g)过程,电离能为1mol的气态原子变为+1价阳离子的能量,故其第一电离能为bkJmol1;由图中O2(g)2O(g)molO=O的键能,故O=O键键能为ekJmol1×2=2ekJmol1Mn晶格能为从气态离子形成1mol晶体放出的能量,根据盖斯定律,故晶格能=(f-a-b-c-d-e)kJmol1,故答案为:bkJmol12ekJmol1(f-a-b-c-d-e)kJmol1

(5)由晶胞的结构可知,Zn全部在晶胞的内部,所以1个晶胞中含有4Zn2+S分别位于晶胞的顶点和面心,根据晶胞中原子的均摊法可计算1个晶胞中S2-的个数为:,由ZnS组成化学式为ZnS1mol晶体的质量为97g1mol晶胞的体积为NA a3cm3,因此该晶体的密度为,故答案为:ZnS

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,含有少量氧化铁,利用明矾石制备K2SO4的工艺流程如图所示:

据此流程图回答下列问题:

(1)①焙烧炉中Al2(SO4)3S反应的产物是两种氧化物,该反应的化学方程式为______;写出炉气的一种用途________

(2)②中Al2O3参与反应的离子方程式为__________

(3)③中调节pH不能用CO2的理由是____________________

(4)工业冶炼金属铝需要定期更换补充阳极碳块的原因是__________________

(5)纯净氢氧化铝经历两次__________________(填反应类型)可制得铝。以AlNiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池负极的电极反应式是__________________

(6)现有明矾石1 625 t,按上述流程制得780 t Al(OH)3,忽略铝元素的损失,请计算明矾石中钾元素的质量分数为____________%

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。

下列判断正确的是(  )

A.由实验可知,(a)(b)(c)所涉及的反应都是放热反应

B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加

C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响

D.若用NaOH固体测定中和热,则测定中和热的数值偏高

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【题目】Cl2是一种重要的化工原料,也是一种剧毒气体。某化学兴趣小组制备Cl2并探究Cl2相关性质的过程如下。回答下列问题:

(1)氯气的制备

①上图中仪器X的名称是_________________,若用KMnO4和浓HCl反应制备Cl2则发生反应的化学方程式为_______________________________________________________

②欲用二氧化锰和浓盐酸制备纯净干燥的Cl2,仪器接口的连接顺序为_______________;(根据气流方向,按照小写字母顺序填写)。

(2)制备的氯气与Fe粉在硬质玻璃管G中的反应,需采取________反应条件,将反应后的硬质玻璃管中固体溶于稀盐酸,取少量溶解后的溶液,检测其中金属阳离子种类:

实验编号

实验操作

实验现象

实验结论

取少量待测液,滴加______溶液

____________

含有Fe2+

取少量待测液,滴加______溶液

____________

含有Fe3+

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【题目】20届中国国际工业博览会上,华东师范大学带来的一种锌十碘新型安全动力电池亮相工博会高校展区。该新型安全动力电池无污染、高安全、长寿命且具有合适的充电时间,可以应用于日常生活、交通出行等各个领域。已知该电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是(

A.正极反应式为I3--2e-=3I-

B.6.5gZn溶解时,电解质溶液中有0.2mol电子移动

C.转移1mol电子时,有1molZn2+从左池移向右池

D.回流通道可以减缓电池两室的压差,避免电池受损

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【题目】含有酚类物质的废水来源广泛,危害较大。含酚废水不经处理排入水体,会危害水生生物的繁殖和生存;饮用水含酚,会影响人体健康。某科研结构研究出一种高效光催化剂BMOBi2MoO6),可用于光催化降解丁基酚,原理如图所示。下列说法错误的是(

A.光催化剂BMO可降低丁基酚氧化反应的ΔH

B.在丁基酚氧化过程中BMO表现出强还原性

C.苯环上连有一OH和一C4H9的同分异构体共有12种(不考虑立体异构)

D.反应中BMO参与反应过程且可以循环利用

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【题目】下列图示与对应的叙述错误的是

A. 图甲表示分别用NaOH溶液滴定等浓度等体积的盐酸和醋酸溶液反应变化曲线,指示剂都可用酚酞

B. 图乙表示分别用等浓度AgNO3溶液滴定等浓度等体积的NaCl、NaBrNaI溶液反应变化曲线(X-表示Cl-、Br-、I-),则cI(溶度积常数:Ksp(AgI)<Ksp(AgBr)<Ksp(AgCl))

C. 图丙表示一定温度下,水溶液中HOH的浓度变化曲线,b→a可能是加CuCl2溶液导致的

D. 图丁表示其他条件不变时,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g) ΔH<0 , C的物质的量分数与温度的关系

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【题目】曲美替尼是一种抑制黑色素瘤的新型抗癌药物,下面是合成曲美替尼中间体G的反应路线:

已知:①D分子中有26元环;

请回答:

1)化合物A的结构简式___________A生成B的反应类型___________

2)下列说法不正确的是___________

A.B既能表现碱性又能表现酸性

B.1moC在碱溶液中完全水解最多可以消耗4 molOH

C.DPOCl3的反应还会生成E的一种同分异构体

D.G的分子式为C16H18O3N4

3)写出C→D的化学方程式____________________________________________

4X是比A2个碳原子的A的同系物,写出符合下列条件的X可能的结构简式:_______________________________________________________

1H-NMR谱显示分子中有3种氢原子,②IR谱显示分子中有苯环与-NH2相连结构

5)流程中使用的DMFNN-二甲基甲酰胺结构简式为,是常用的有机溶剂。设计以甲醇和氨为主要原料制取DMF的合成路线(用流程图表示,其他无机试剂任选)_____________

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【题目】氮及其化合物的转化过程如下图所示,其中如图为反应①过程中能量变化的曲线图。

下列分析合理的是

A.如图中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线

B.反应①的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol

C.在反应②中,若有1.25 mol电子发生转移,则参加反应的NH3的体积为5.6 L

D.催化剂ab能提高化学反应①、②的化学反应速率和平衡转化率

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