【题目】法国一家公司研发出一种比锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池,该电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2),电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题:
(1)C、O、Cl三种元素电负性由大到小的顺序为________________________。
(2)基态Na原子中,核外电子占据的原子轨道总数为______,Te属于元素周期表中______区元素,其基态原子的价电子排布式为______________________。
(3)CO32-的空间构型为___________________,碳酸丙烯酯的结构简式如图所示,
其中碳原子的杂化轨道类型为____________,1mol碳酸丙烯酯中σ键的数目为_________________。
(4)Na和O形成的离子化合物的晶胞结构如图所示,晶胞中O的配位数为____________,该晶胞的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则Na与O之间的最短距离为____________cm(用含有ρ、NA的代数式表示)。
【答案】O>Cl>C (或OClC) 6 p 5s25p4 平面三角形 sp2、sp3 13NA(或13×6.02×1023) 8
【解析】
(1)元素的非金属性越强其电负性越大,O、Cl、C的非金属性大小顺序是O>Cl>C,所以其电负性大小顺序是O>Cl>C;
(2)Na元素的原子序数为11,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s1,每个能级字母前的数字表示电子层数,所以该元素含有3个电子层,各能级包含的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7,该元素含有s、p能级,1+1+3+1=6个轨道;Te原子为52号元素,位于周期表第五周期、第VIA族,价电子排布式为5s25p4,属于p区;
(3)CO32-中碳原子价层电子对个数=3+(4+2-3×2)=3,且不含孤电子对,所以C原子采用sp2杂化,空间构型为平面三角形;碳酸丙烯酯中碳原子为单键和双键,单键形成4个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为4,为sp3杂化,双键形成3个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为3,sp2杂化,所以碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3,σ键的总数目为13,即13NA(或13×6.02×1023);
(4)氧离子半径大于钠离子半径,所以白色球为O,晶胞中白色球数目为8×+6×=4,黑色球为Na,共8个,由晶胞对称性可知O的配位数为8;根据晶胞结构可知Na周围距离最近的4个O形成正四面体,顶点O与正四面体体心的Na连线处于晶胞体对角线上,Na与O之间的最短距离为体对角线的,晶胞体积=,晶胞边长=cm,则Na与O之间的最短距离为cm。
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【题目】请回答下列问题:
(1)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1。N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·mol-1。则相同条件下破坏1 mol NO中的化学键需要吸收的能量为________kJ。
(2)25℃时,pH=5的CH3COOH溶液中,由水电离出的氢离子浓度c(H+)=________mol·L-1;往溶液中加入少量NaOH固体,则溶液中 ___________(填“增大”、“减小”或“不变”),写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式:________。
(3)25℃时,向某Na2CO3溶液中加入稀盐酸,其中含碳元素的各种微粒物质的量分数(φ)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②当pH=7时,溶液中含碳元素的微粒主要为___________。
③反应的CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常数Kh=___________。
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【题目】X、Y、Z、W、Q、R 是周期表中前 36 号元素,核电荷数依次增大,其中 X、Y、Z、 W 都是元素周期表中短周期元素。X 为非金属元素,且 X 原子的核外成对电子数是未成对电子数的 2 倍,Z 的次外层电子数是最外层电子数的,W 原子的 s 电子与 p 电子数相等,Q 是前四周期中电负性最小的元素,R 的原子序数为 29。 回答下列问题:
(1)X的最高价氧化物对应的水化物分子中,中心原子采取______________杂化。
(2)化合物 XZ 与 Y 的单质分子互为______________,1mol XZ 中含有π键的数目为______________。
(3)W 的稳定离子核外有______________种运动状态的电子。W元素的第一电离能比其同周期 相邻元素的第一电离能高,其原因是:_____。
(4)Q 的晶体结构如图所示,则在单位晶胞中 Q 原子的个数为______________,晶体的配位数是______________。
(5)R元素的基态原子的核外电子排布式为________;Y 与 R 形成某 种化合物的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的数值为 NA,则该晶体中 R 原子和 Y 原子之间的最短距离为______________cm。(只写计算式)
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【题目】微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中Cr2O72-离子浓度与去除率的关系。下列说法正确的是
A. M为电池正极,CH3COOH被还原
B. 外电路转移4mol电子时,M 极产生22.4LCO2
C. 反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降
D. Cr2O72-离子浓度较大时,可能会造成还原菌失活
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【题目】用煤油作溶剂,二(2-乙基己基)磷酸酯作流动载体,H2SO4 作内相酸处理含铜废水。 在其他条件相同时,Cu2+萃取率[萃取率=×100% ]与初始 Cu2+浓度关系如图 1 所示;在其他条件相同时,处理前初始 Cu2+浓度为 200 mg·L-1,Cu2+萃取率与废水 pH 的关系如图 2 所示。下列说法错误的是
A.根据图 1 可知,废水中初始 Cu2+浓度越大,Cu2+的萃取效果越好
B.根据图 2 可知,废水初始 pH>2 时,去除 Cu2+的效果较好
C.根据图 1 可知,Cu2+初始浓度为 200 mg·L-1 时,Cu2+的萃取率为 97.0%
D.根据图 2 可知,若取 800 mL 初始 Cu2+浓度为 200 mg·L-1 的废水,在 pH=1.5 时处理废水,则处理后的废水中剩余 Cu2+的物质的量为 1.5×10-3mol(假设体积不变)
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【题目】下列实验操作能达到实验目的或得出相应结论的是
实 验 操 作 | 目的或结论 | |
A | 将Cu片放入FeCl3溶液中 | 证明Fe的金属性比Cu强 |
B | 将点燃的镁条置于盛有CO2的集气瓶中,瓶内壁有黑色固体生成 | 镁与CO2发生置换反应 |
C | 将SO2通入溴水或酸性高锰酸钾溶液中 | 证明SO2有漂白性 |
D | 向FeCl2溶液(含少量FeBr2杂质)中,加入适量氯水,再加CCl4萃取分液 | 除去FeCl2溶液中的FeBr2 |
A. A B. B C. C D. D
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【题目】我国重晶石(含BaSO490%以上)资源丰富,其中贵州省重晶石储量占全国总储量的三分之一。我省某工厂以重晶石为原料,生产“电子陶瓷工业支柱”——钛酸钡(BaTiO3)的工艺流程如下:
查阅资料可知:
①常温下: Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9
②TiC14在常温下是无色液体,遇水容易发生水解:TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl。
③草酸氧钛钡的化学式为:BaTiO(C2O4)2·4H2O。
请回答下列问题:
(1)工业上用饱和Na2CO3溶液处理重晶石(假设杂质不与Na2CO3溶液作用),待达到平衡后,移走上层清液,重复多次操作,将BaSO4转化为易溶于酸的BaCO3,该过程用离子方程式可表示为___________,此反应的平衡常数K=____ (填写计算结果)。若不考虑CO32- 的水解,则至少需要使用_____mol/L 的Na2CO3溶液浸泡重晶石才能实现该转化过程。
(2)酸浸时所发生反应的离子方程式为___________________________________。
(3)配制TiCl4溶液时通常将TiCl4固体溶于浓盐酸再加水稀释,其目的是_____________________。
(4)可循环使用的物质X 是_________(填化学式),设计实验方案验证草酸氧钛钡晶体是否洗涤干净:_____________________________________________________________。
(5)煅烧草酸氧钛钡晶体得到BaTiO3的同时,高温下生成的气体产物有CO、__________和_________(填化学式)。
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【题目】异丙烯苯和异丙苯是重要的化工原料,二者存在如图转化关系:
下列说法正确的是
A. 异丙烯苯分子中所有碳原子一定共平面
B. 异丙烯苯和乙苯是同系物
C. 异丙苯与足量氢气完全加成所得产物的一氯代物有6种
D. 0.05mol异丙苯完全燃烧消耗氧气13.44L
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【题目】如图所示的电解池I和II中,a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b<d。符合上述实验结果的盐溶液是
选项 | X | Y |
A. | CuSO4 | AgNO3 |
B. | AgNO3 | NaCl |
C. | FeSO4 | Al2(SO4)3 |
D. | MgSO4 | CuSO4 |
A.AB.BC.CD.D
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