- 晶胞
- 共1643题
[化学—选修物质结构与性质](15分)
美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破。石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右:
(1)下列有关石墨烯说法正确的是____。
(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。
①钴原子在基态时,核外电子排布式为:____________。
②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是____________。
③上图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为:________。
④含碳源中属于非极性分子的是___(a.甲烷 b.乙炔 c.苯 d.乙醇)
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:________。
正确答案
(1)BD(2分,选对1个得1分,多选错选不得分)
(2)①[Ar]3d74s2 (3分)②乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键(2分);
③Cu3 Au或Au Cu3 (2分) ④a、b、c(3分)⑤sp3和sp2(3分);
略
(8分)有下列九种晶体,完成下列各小题。
①金刚石 ②C60 ③锌④晶体氖 ⑤氯化铵 ⑥金刚砂 ⑦冰醋酸 ⑧干冰 ⑨氧化钠
(1)属于分子晶体的是________,属于原子晶体的是________,属于离子晶体的是________。
(2)属于电解质的是________。
(3)直接由原子构成的晶体是________。
(4)含有极性共价键的晶体是_______ _。
(5)晶体中有氢键的是________________,受热熔化需克服共价键的是________。
正确答案
(1)②④⑦⑧,①⑥,⑤⑨ (2)⑤⑦⑨ (3)①④⑥ (4)⑤⑥⑦⑧ (5)⑦,①⑥
试题分析:依据构成晶体的微粒和微粒间的相互作用,可以确定分子晶体为C60,晶体氖,冰醋酸,干冰;原子晶体为金刚石,金刚砂;离子晶体为氯化铵,氧化钠。根据水溶液或熔融状态下能否导电可以确定电解质是氯化铵,冰醋酸,氧化钠;直接由原子构成的晶体除了原子晶体外还有稀有气体;含有极性共价键的晶体为氯化铵,金刚砂,冰醋酸,干冰;晶体中有氢键的为冰醋酸,受热熔化需要克服共价键的是原子晶体。
点评:这类习题综合性强,主要考查对物质进行晶体分类,考试中的热点题型。
(15分)
镁、钙、钾、溴、氟、硼等元素在每升海水中的含量都大于1 mg ,属于海水中的常量元素。
⑴镓与硼同主族,写出镓元素原子的价电子排布式 。
⑵钾、钙、镓的第一电离能从大到小的顺序是 。
⑶比较氟化钠和溴化钠的熔点:氟化钠 溴化钠(填“<”或“>”),分析其原因是 。
⑷举出两例说明锂与镁具有相似性:① 、② ,这种相似性称为 。
⑸用价层电子对互斥理论推断BF3空间构型为 ,NF3分子中N原子的杂化轨道类型为 ;在NH3·BF3中接受孤对电子的原子是 。
⑹2001年曾报道,硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的晶胞如上图所示。镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还各有一个镁原子,六个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可表示为 。
正确答案
(15分)
⑴4s24p1 (2分) ⑵钙>镓>钾(2分)
⑶>(1分) 由于两晶体的晶格能:氟化钠大于溴化钠。(1分)
⑷任选两个作答。★锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成氧化物,而不是过氧化物。★锂、镁都能与氮气直接化合而生成氮化物。★锂、镁与水反应均较缓慢。★锂、镁的氢氧化物都是中强碱,溶解度都不大,在加热时分解为Li2O和MgO。★锂、镁的碳酸盐均难溶于水。(2分) 对角线规则(2分)
⑸平面正三角形 sp3 B (3分) ⑹MgB2 (2分)
略
(8分)
铜合金是人类使用最早的金属材料,铜在化合物中常见的化合价有+1、+2价,能形成多种铜的化合物。
(1)基态铜离子(Cu+)的电子排布式为 。
(2)+2价铜可形成化合物[Cu(NH3)4]SO4,下列各项中,该物质
中不含的化学键类型是 (填字母序号)。
(3)+1价铜形成的配合物溶液能吸收CO和乙烯(CH2=CH2),
乙烯分子中六个原子在同一平面内,则乙烯分子中C原子
的杂化轨道类型为 。
(4)金属铜的晶体类型属于金属晶体,其晶胞结构如右图所示,该晶胞实际拥有 个铜原子。
正确答案
略
(14分)化学在能源开发与利用中起着重要的作用,如甲醇、乙醇、二甲醚(CH3OCH3)等都是新型燃料。
⑴乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇。
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=a kJ·mol-1
在一定压强下,测得上述反应的实验数据如下表。
根据表中数据分析:
①上述反应的 0(填“大于”或“小于”)。
②在一定温度下,提高氢碳(即)比,平衡常数K值 (填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇 (填“有利”或“不利”)。
⑵催化剂存在的条件下,在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H2,同样可制得乙醇(可逆反应)。该反应过程中能量变化如图所示:
①写出CO和H2制备乙醇的热化学反应方程式 。
②在一定温度下,向上述密闭容器中加入1 mol CO、3 mol H2及固体催化剂,使之反应。平衡时,反应产生的热量为Q kJ,若温度不变的条件下,向上述密闭容器中加入4 mol CO、12 mol H2及固体催化剂,平衡时,反应产生的热量为w kJ,则w的范围为 。
⑶二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效的优良性能。以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池,其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是 。
正确答案
(14分)每空2分 ⑴①小于 ②不变 有利
⑵①2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH=-E2 kJ·mol-1
②4Q<w<2E2 ⑶CH3OCH3-12e-+16OH-= 2CO+ 11H2O
略
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