- 化学与材料的发展
- 共3104题
(2015秋•上海月考)下列关于二氧化硅晶体的描述错误的是( )
正确答案
解析
解:A.二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,不含分子,因此没有分子式,故A错误;
B.二氧化硅是原子晶体,熔化时破坏共价键Si-O键,故B正确;
C.二氧化硅能与强碱溶液反应生成盐和水,属于典型的酸性氧化物,故C正确;
D.在二氧化硅晶体中,每个硅原子形成四条Si-O键,1mol SiO2中含有4 mol Si-O键,故D正确;
故选A.
Ti、Fe、Cr、Mn等均为过渡元素,在生产生活中起着不可替代的重要作用,对其单质和化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一.请回答下列问题:
(1)Cr元素(核电荷数为24)的基态原子电子排布式为______,这一排布方式符合______(填原理或规则),比较Fe和 Mn的各级电离能后发现,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子______(填“难”或“易”).(每空两分,共6分)
(2)过渡元素有着与主族元素不同的价电子构型,其中外围电子构型为4f75d16s2的元素在周期表中处在______族,该族元素共有______种.
(3)某钙钛型复合氧化物(如图1),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应(巨磁电阻效应).用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式:______.
(4)有一种蓝色晶体可表示为:[KxFey(CN)z],研究表明它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN一位于立方体的棱上,K+位于上述晶胞体心,且K+空缺率为50%(体心中没有K+的占总体心的百分比),其晶体中的阴离子晶胞结构如图2所示,该晶体的化学式可表示为______
______.
正确答案
解:(1)根据能量最低原理及洪特规则特例,可知Cr元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,
锰元素的3d能级和4s能级上的电子都是价电子,Mn元素基态原子的价电子排布式为3d54s2,由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态,需要的能量相对要少,
故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1;能量最低原理及洪特规则;难;
(2)根据外围电子构型为4f75d16s2,则元素在周期表中处在ⅢB族,该族元素共有32,故答案为:ⅢB;32;
(3)晶胞中A原子数目=8×=1、B原子数目=1、O原子数目=6×
=3,这类特殊晶体的化学式为:ABO3,
故答案为:ABO3;
(4)根据图2晶胞结构可知,晶胞中含有Fe2+的个数为4×=
,Fe3+的个数为4×
=
、CN-的个数为12×
=3,所以Fe2+、Fe3+、CN-的个数比为1:1:6,根据化合价代数和为零可知,x=1,则晶体的化学式可表示为KFe2(CN)6,故答案为:KFe2(CN)6;
解析
解:(1)根据能量最低原理及洪特规则特例,可知Cr元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,
锰元素的3d能级和4s能级上的电子都是价电子,Mn元素基态原子的价电子排布式为3d54s2,由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态,需要的能量相对要少,
故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1;能量最低原理及洪特规则;难;
(2)根据外围电子构型为4f75d16s2,则元素在周期表中处在ⅢB族,该族元素共有32,故答案为:ⅢB;32;
(3)晶胞中A原子数目=8×=1、B原子数目=1、O原子数目=6×
=3,这类特殊晶体的化学式为:ABO3,
故答案为:ABO3;
(4)根据图2晶胞结构可知,晶胞中含有Fe2+的个数为4×=
,Fe3+的个数为4×
=
、CN-的个数为12×
=3,所以Fe2+、Fe3+、CN-的个数比为1:1:6,根据化合价代数和为零可知,x=1,则晶体的化学式可表示为KFe2(CN)6,故答案为:KFe2(CN)6;
下列有关晶体的叙述中,错误的是( )
正确答案
解析
解:A.二氧化硅晶体中,每个硅原子和4个氧原子形成共价键,每个氧原子和2个硅原子形成共价键,Si原子的价层电子对数为4,属于sp3杂化,故A正确;
B.面心立方密堆积的金属晶体的配位数=3×8×=12,即金属晶体中,每个金属原子周围紧邻的有12个金属原子,故B错误;
C.由氯化钠晶体的晶胞可知,氯化钠晶体中每个Na+或Cl-周围紧邻的有6个Cl-或Na+,故C正确;
D.由氯化铯体的晶胞可知,CsCl晶体中每个Cs+周围紧邻的有8个Cl-,而和每个Cl-等距离紧邻的也有8个Cs+,故D正确;
故选B.
(2014秋•金坛市期中)中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料,在700℃时制造出纳米级金刚石粉末(粉末直径为10-9~10-7m)的颗粒.该成果发表在世界权威的《科学》杂志上,立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”.下列有关说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A.纳米级金刚石粉末(粉末直径为10-9~10-7m)的颗粒,该金刚石粉末与水混和形成胶体,能产生丁达尔现象,故A正确;
B.CCl4和金属钠反应的方程式为:CCl4+4NaC+4NaCl,此反应是置换反应,故B正确;
C.CH4在常温下为无色气体,CCl4在常温下均为无色液体,是常用的有机溶剂,故C错误;
D.金刚石是碳元素组成的单质,带石字旁,属于非金属单质,故D正确;
故选C.
下列物质形成的晶体中,其中任何一个原子都被相邻四个原子包围,以共价键形成正四面体,并向空间伸展成网状结构的是( )
正确答案
解析
解:A.四氯化碳是分子晶体,故A错误;
B.白磷是分子晶体,故B错误;
C.金刚石是原子晶体,其中任何一个原子都被相邻四个原子包围,以共价键形成正四面体,故C正确;
D.水晶是原子晶体,但是一个氧原子连2个硅原子,故D错误.
故选:C.
在金刚石的网状结构中,含有由共价键形成的碳原子环,其中最小的环上有______(填数字)个碳原子,每个碳原子上的任意两个C-C键的夹角都是______(填角度).
正确答案
解:金刚石是原子晶体,在原子晶体里,原子间以共价键相互结合,形成三维的空间网状结构.在金刚石晶体里,每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合,碳原子采取SP3杂化方式形成共价键,所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构,所以夹角是 109°28′.
故答案为:6;109°28′.
解析
解:金刚石是原子晶体,在原子晶体里,原子间以共价键相互结合,形成三维的空间网状结构.在金刚石晶体里,每个碳原子以四个共价键对称的与相邻的4个碳原子结合,碳原子采取SP3杂化方式形成共价键,所以碳原子与其周围的4个碳原子形成正四面体结构,所以夹角是 109°28′.
故答案为:6;109°28′.
化学--选修物质结构与性质
下面是C60、金刚石和二氧化碳的分子模型.
请回答下列问题:
(1)硅与碳同主族,写出硅原子基态时的核外电子排布式:______
(2)从晶体类型来看,C60属于______晶体.
(3)二氧化硅结构跟金刚石结构相似,即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子.观察图乙中金刚石的结构,分析二氧化硅的空间网状结构中,Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是______;晶体硅中硅原子与共价键的个数比为______
(4)图丙是二氧化碳的晶胞模型,图中显示出的二氧化碳分子数为14个.实际上一个二氧化碳晶胞中含有______个二氧化碳分子,二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为______.
(5)有机化合物中碳原子的成键方式有多种,这也是有机化合物种类繁多的原因之一.丙烷分子中2号碳原子的杂化方式是______,丙烯分子中2号碳原子的杂化方式是______,丙烯分子中最多有______个原子共平面.
正确答案
解:(1)硅的原子数序为14,根据能量最低原理可知电子排布式为1s22s22p63s23p2,故答案为:1s22s22p63s23p2;
(2)C60有固定的组成,不属于空间网状结构,熔沸点远低于金刚石等原子晶体的熔沸点,应为分子晶体,故答案为:分子;
(3)金刚石最小的环为六元环,二氧化硅结构跟金刚石结构相似,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子,则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6,二氧化硅晶体中,每个Si原子与4个O原子形成共价键,每一个共价键中Si的贡献为,则平均1个Si原子形成2个共价键,所以晶体硅中硅原子与共价键的个数比为1:2,故答案为:6;1:2;
(4)二氧化碳的晶胞中,二氧化碳分子分布于晶胞的定点和面心位置,则晶胞中含有二氧化碳的分子数为=4,二氧化碳的分子结构为O=C=C,每个分子中含有2个σ键和
2个π键,所以σ键与π键的个数比为1:1,故答案为:4;1:1;
(5)丙烷分子中2号碳原子形成4个σ键,无孤电子对,所以杂化方式是sp3,丙烯分子中2号碳原子碳原子形成3个σ键,无孤电子对,所以杂化方式是sp2,
丙烯中含有乙烯的结构特点,和双键共平面的原子共有6个原子,甲基中含C-H键,原子围绕着σ键旋转,则最多有1个原子和其它6个原子共平面,即丙烯分子中最多有7个原子共平面,故答案为:sp3;sp2;7.
解析
解:(1)硅的原子数序为14,根据能量最低原理可知电子排布式为1s22s22p63s23p2,故答案为:1s22s22p63s23p2;
(2)C60有固定的组成,不属于空间网状结构,熔沸点远低于金刚石等原子晶体的熔沸点,应为分子晶体,故答案为:分子;
(3)金刚石最小的环为六元环,二氧化硅结构跟金刚石结构相似,Si、O原子形成的最小环上应有6个Si原子,硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子,则Si、O原子形成的最小环上O原子的数目是6,二氧化硅晶体中,每个Si原子与4个O原子形成共价键,每一个共价键中Si的贡献为,则平均1个Si原子形成2个共价键,所以晶体硅中硅原子与共价键的个数比为1:2,故答案为:6;1:2;
(4)二氧化碳的晶胞中,二氧化碳分子分布于晶胞的定点和面心位置,则晶胞中含有二氧化碳的分子数为=4,二氧化碳的分子结构为O=C=C,每个分子中含有2个σ键和
2个π键,所以σ键与π键的个数比为1:1,故答案为:4;1:1;
(5)丙烷分子中2号碳原子形成4个σ键,无孤电子对,所以杂化方式是sp3,丙烯分子中2号碳原子碳原子形成3个σ键,无孤电子对,所以杂化方式是sp2,
丙烯中含有乙烯的结构特点,和双键共平面的原子共有6个原子,甲基中含C-H键,原子围绕着σ键旋转,则最多有1个原子和其它6个原子共平面,即丙烯分子中最多有7个原子共平面,故答案为:sp3;sp2;7.
短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,它们的原子核外电子层数之和为13.B的化合物种类繁多,数目庞大;C、D是空气中含量最多的两种元素,D、E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物;F为同周期半径最小的元素.试回答以下问题:
(1)写出D与E以1:1的原子个数比形成的化合物的电子式:______.F的原子结构示意图为______.
(2)B、D形成的化合物BD2中存在的化学键为______键(填“离子”或“共价”,下同).A、C、F三种元素形成的化合物CA4F为______化合物.
(3)化合物甲、乙由A、B、D、E中的三种或四种组成,且甲、乙的水溶液均呈碱性.则甲、乙反应的离子方程式为______.
(4)A、C、D、E的原子半径由大到小的顺序是______(用元素符号表示).
(5)元素B和F的非金属性强弱,B的非金属性______于F(填“强”或“弱”),并用化学方程式证明上述结论______.
正确答案
解:根据B形成的化合物种类繁多,确定B为C元素;根据C、D为空气中含量最多的两种元素,且A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,所以C为N元素,D为O元素;D、E形成两种不同的离子化合物,则E为Na;F为同周期半径最小的元素,E、F同周期,所以F为Cl元素;它们的原子核外电子层数之和为13,则A为H元素;
(1)Na元素与O按原子个数为1:1形成的化合物为Na2O2,其电子式为,F为Cl元素具有17个质子和17个电子,原子结构示意图为
,
故答案为:;
;
(2)B、D形成的化合物CO2中存在的化学键为共价键;A、C、F三种元素形成的化合物CA4F为NH4Cl,含有离子键属于离子化合物,故答案为:共价;离子;
(3)化合物甲、乙由A、B、D、E中的三种或四种组成,且甲、乙的水溶液均呈碱性,则甲和乙可能是NaOH和NaHCO3,所以其反应的离子方程式为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O,故答案为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O;
(4)A、C、D、E分别为H、N、O、Na,H是周期表中半径最小的,同周期原子序数越大半径越小,所以N>O,不同周期电子层越多半径越大,所以原子半径Na>N,则由大到小的顺序为:Na>N>O>H;故答案为:Na>N>O>H;
(5)元素B和F的分别为C、Cl,非金属性C比Cl弱,高氯酸能制备碳酸,则高氯酸的酸性大于碳酸,即非金属性,Cl大于C,其反应方程为:Na2CO3+2HClO4═CO2↑+H2O+2NaClO4,
故答案为:弱;Na2CO3+2HClO4═CO2↑+H2O+2NaClO4.
解析
解:根据B形成的化合物种类繁多,确定B为C元素;根据C、D为空气中含量最多的两种元素,且A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,所以C为N元素,D为O元素;D、E形成两种不同的离子化合物,则E为Na;F为同周期半径最小的元素,E、F同周期,所以F为Cl元素;它们的原子核外电子层数之和为13,则A为H元素;
(1)Na元素与O按原子个数为1:1形成的化合物为Na2O2,其电子式为,F为Cl元素具有17个质子和17个电子,原子结构示意图为
,
故答案为:;
;
(2)B、D形成的化合物CO2中存在的化学键为共价键;A、C、F三种元素形成的化合物CA4F为NH4Cl,含有离子键属于离子化合物,故答案为:共价;离子;
(3)化合物甲、乙由A、B、D、E中的三种或四种组成,且甲、乙的水溶液均呈碱性,则甲和乙可能是NaOH和NaHCO3,所以其反应的离子方程式为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O,故答案为:OH-+HCO3-═CO32-+H2O;
(4)A、C、D、E分别为H、N、O、Na,H是周期表中半径最小的,同周期原子序数越大半径越小,所以N>O,不同周期电子层越多半径越大,所以原子半径Na>N,则由大到小的顺序为:Na>N>O>H;故答案为:Na>N>O>H;
(5)元素B和F的分别为C、Cl,非金属性C比Cl弱,高氯酸能制备碳酸,则高氯酸的酸性大于碳酸,即非金属性,Cl大于C,其反应方程为:Na2CO3+2HClO4═CO2↑+H2O+2NaClO4,
故答案为:弱;Na2CO3+2HClO4═CO2↑+H2O+2NaClO4.
硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元.硅氧四面体可以用投影图表示成,其中O表示氧原子,中心黑点表示硅原子.硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成各种不同的多聚硅酸根离子.图示为某无限长单链的多聚硅酸根离子(见图),试确定该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为( )
正确答案
解析
解:由无限长单链的多聚硅酸根离子图可知,重复出现,
O表示氧原子,中心黑点表示硅原子,
则结构单元中硅原子个数为1,氧原子个数为2+2×=3,
所以该阴离子中硅原子与氧原子的个数之比为1:3,
故选B.
2011年为国际化学年,主题为“化学—我们的生活,我们的未来”。下列说法不正确的是
[ ]
正确答案
在开发利用金属矿物和海水资源过程中,下列说法正确的是
[ ]
正确答案
2011年为国际化学年,主题为“化学—我们的生活,我们的未来”。下列说法不正确的是
[ ]
正确答案
铜的冶炼过程大致可分为:
①富集,将硫化物矿进行浮选;
②焙烧,主要反应为:2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);
③制粗铜,在1200℃发生的主要反应为:2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑;
④电解精炼铜
下列说法正确的是
[ ]
正确答案
下列说法正确的是
[ ]
正确答案
某同学探讨有机物在日常生活中的应用,举出了以下实例:
①用酒精、过氧乙酸等有机物作消毒剂可杀死一些病菌和病毒;
②用牛奶、蛋清、豆浆等含蛋白质的物质可解重金属离子的毒性;
③合成塑料、橡胶的绝缘性保证了家庭用电的安全;
④合成涂料、油漆等有机物保护了金属,美化了环境;
⑤用合成纤维织布制衣;
⑥用糖类、油脂、蛋白质等物质制作食品;
⑦用黏土制砖瓦建房屋;
⑧用天然气作汽车的燃料;
⑨用一氧化碳炼铁。
你认为其中与有机物无关的是
[ ]
正确答案
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