【題目】據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》報(bào)道,我國(guó)科學(xué)家研制成功一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心(Mn、FeCo、Ni、Cu)催化劑,在室溫條件下以H2O2為氧化劑直接將CH4氧化成C的含氧化合物。請(qǐng)回答下列問題:

1)在Mn、Fe、CoNi、Cu中,某基態(tài)原子核外電子排布遵循洪特規(guī)則特例(指能量相同的原子軌道在全滿、半滿、全空狀態(tài)時(shí),體系的能量最低),該原子的外圍電子排布式為_____。

2)在3d過渡金屬中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)最多的元素是_____(填元素符號(hào))。

3)銅的焰色反應(yīng)呈綠色,在現(xiàn)代化學(xué)中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為_____

4)石墨烯限域單原子鐵能活化CH4分子中的C-H鍵,導(dǎo)致CH之間的作用力_____ (“減弱不變”)。鐵晶體中粒子之間作用力類型是_____。

5)常溫下,H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。

①它們的沸點(diǎn)分別為64.7℃、-19.5℃、100.8℃,其主要原因是_____;

CH4HCHO比較,鍵角較大的是_____,主要原因是_____。

6)鈷晶胞和白銅(銅鎳合金)晶胞分別如圖1、2所示。

①鈷晶胞堆積方式的名稱為_____;

②已知白銅晶胞的密度為dg·cm-3,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。圖2晶胞中兩個(gè)面心上銅原子最短核間距為_____ pm(列出計(jì)算式)。

【答案】3d104s1 Cr 光譜分析 減弱 金屬鍵 HCOOH、CH3OH存在氫鍵,且HCOOH中氫鍵更強(qiáng),HCHO分子間存在范德華力,氫鍵比范德華力更強(qiáng) HCHO CH4C原子采取sp3雜化,HCHOC原子采取sp2雜化 六方最密堆積

【解析】

(1)具有全充滿、半充滿、全空的電子構(gòu)型的原子更穩(wěn)定;

(2)3d過渡金屬中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)最多的元素的價(jià)電子排布式為3d54s1;

(3)用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素稱為光譜分析;

(4)石墨烯限域單原子鐵活化CH4分子中的C-H鍵,說明在催化劑條件下C-H更容易發(fā)生斷裂,其鍵能降低;鐵晶體屬于金屬晶體,晶體中存在自由電子和金屬陽離子,靠金屬鍵結(jié)合形成金屬單質(zhì);

(5)HCOOH、CH3OH存在氫鍵,且HCOOH中氫鍵更強(qiáng),HCHO分子間存在范德華力,氫鍵比范德華力更強(qiáng);

CH4為正四面體構(gòu)型,HCHO為平面三角形,鍵角主要由碳原子雜化方式?jīng)Q定;

(6)①由圖1所示,可知鈷晶胞的堆積方式是六方最密堆積;

②面心6個(gè)Cu原子構(gòu)成正八面體,棱上2個(gè)Cu原子與體心連線形成等腰直角三角形,該等腰直角三角形的斜邊長(zhǎng)即為兩個(gè)面心上銅原子最短核間距,由幾何知識(shí)可知兩個(gè)面心上銅原子最短核間距=直角邊長(zhǎng)度的倍,而等腰直角三角形的直角邊長(zhǎng)等于晶胞棱長(zhǎng)的,均攤法計(jì)算晶胞中Cu、Ni原子數(shù)目,計(jì)算晶胞質(zhì)量,結(jié)合晶胞質(zhì)量=晶體密度×晶胞體積計(jì)算晶胞棱長(zhǎng)。

(1)具有全充滿、半充滿、全空的電子構(gòu)型的原子更穩(wěn)定,在MnFe、Co、Ni、Cu的外圍電子排布式分別為3d54s2、3d64s23d74s2、3d84s23d104s1,某基態(tài)原子Cu原子核外電子排布遵循洪特規(guī)則特例

(2)3d過渡金屬中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)最多的元素的價(jià)電子排布式為3d54s1,該元素為Cr;

(3)用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素稱為光譜分析;

(4)石墨烯限域單原子鐵活化CH4分子中的C-H鍵,說明在催化劑條件下C-H更容易發(fā)生斷裂,其鍵能降低,即導(dǎo)致CH之間的作用力減弱;鐵晶體屬于金屬晶體,晶體中存在自由電子和金屬陽離子,靠金屬鍵結(jié)合形成金屬單質(zhì);

(5)HCOOH、CH3OH存在氫鍵,且HCOOH中氫鍵更強(qiáng),HCHO分子間存在范德華力,氫鍵比范德華力更強(qiáng),故沸點(diǎn)HCOOHCH3OHHCHO;

CH4C原子采取sp3雜化,為正四面體構(gòu)型,HCHOC原子采取sp2雜化,為平面三角形,HCHO中鍵角較大;

(6)①由圖1所示,可知鈷晶胞的堆積方式是六方最密堆積;

②面心6個(gè)Cu原子構(gòu)成正八面體,棱上2個(gè)Cu原子與體心連線形成等腰直角三角形,該等腰直角三角形的斜邊長(zhǎng)即為兩個(gè)面心上銅原子最短核間距,由幾何知識(shí)可知兩個(gè)面心上銅原子最短核間距=直角邊長(zhǎng)度的倍,而等腰直角三角形的直角邊長(zhǎng)等于晶胞棱長(zhǎng)的,晶胞中Cu=6×=3、Ni原子數(shù)目=8×=1,晶胞質(zhì)量=g,設(shè)晶胞棱長(zhǎng)為 a pm,則:dgcm-3×(a×10-10 cm)3=g,解得a=,故兩個(gè)面心上銅原子最短核間距=×(pm×)=pm

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1)Ⅰ中的無色氣體是_________。

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①甲同學(xué)認(rèn)為該濃度的硝酸中H的氧化性大于,所以沒有發(fā)生反應(yīng)。乙同學(xué)依據(jù)Ⅰ和Ⅱ證明了甲的說法不正確,其實(shí)驗(yàn)證據(jù)是____________。

②乙同學(xué)通過分析,推測(cè)出也能被還原,依據(jù)是_____________,進(jìn)而他通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)該溶液中含有,其實(shí)驗(yàn)操作是____________。

4)根據(jù)實(shí)驗(yàn),金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),影響硝酸還原產(chǎn)物不同的因素有__________;試推測(cè)還可能有哪些因素影響_________(列舉1條)。

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【題目】乙醇催化氧化制取乙醛(沸點(diǎn)為20.8℃,能與水混溶)的裝置(夾持裝置已略)如圖所示:

下列說法錯(cuò)誤的是

A.向圓底燒瓶中滴入H2O2溶液前需打開K

B.實(shí)驗(yàn)開始時(shí)需先加熱②,再通O2,然后加熱③

C.裝置③中發(fā)生的反應(yīng)為2CH3CH2OH +O22CH3CHO+2H2O

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)需先將④中的導(dǎo)管移出。再停止加熱

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【題目】N、P、As等元素的化合物在生產(chǎn)和研究中有許多重要用途.請(qǐng)回答下列問題:

(1)意大利羅馬大學(xué)的Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子,該分子的空間構(gòu)型與P4類似,其中氮原子的軌道雜化方式為______________________,N—N鍵的鍵角為______________________;

(2)基態(tài)砷原子的價(jià)電子排布圖為______________________,砷與同周期相鄰元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______________________;

(3)配位原子對(duì)孤對(duì)電子的吸引力越弱,配體越容易與過渡金屬形成配合物。PH3與NH3的結(jié)構(gòu)相似,和過渡金屬更容易形成配合物的是____________________(填“PH3”或“NH3”)。

(4)SCl3+和PCl3是等電子體,SCl3+的空間構(gòu)型是____________________;S—Cl鍵鍵長(zhǎng) ______P-Cl鍵鍵長(zhǎng)(填“>”、“=”或“<”),原因是____________________。

(5)砷化鎵為第三代半導(dǎo)體,以其為材料制造的燈泡壽命長(zhǎng),耗能少。已知立方砷化鎵晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示,砷化鎵的化學(xué)式為____________________。若該晶體的密度為ρg/cm3,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則a、b的距離為_________pm(用含ρ和NA的代數(shù)式表示)。

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【題目】某學(xué)習(xí)小組用下列裝置完成了探究濃硫酸和 SO2性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)(部分夾持裝置已省略),下列現(xiàn)象預(yù)測(cè)解釋或結(jié)論均正確的是

選項(xiàng)

儀器

現(xiàn)象預(yù)測(cè)

解釋或結(jié)論

A

試管1

有氣泡、酸霧,溶液中有白色固體出現(xiàn)

酸霧是SO2所形成,白色固體是硫酸銅晶體

B

試管2

紫紅色溶液由深變淺,直至褪色

SO2具有還原性

C

試管3

注入稀硫酸后,沒有現(xiàn)象

由于KspZnS)太小,SO2ZnS在注入稀硫酸后仍不反應(yīng)

D

錐形瓶

溶液紅色變淺

NaOH溶液完全轉(zhuǎn)化為NaHSO3溶液,NaHSO3溶液堿性小于NaOH

A.AB.BC.CD.D

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【題目】AD、F均是常見元素組成的單質(zhì),B是淡黃色固體,常溫下C是液體。

請(qǐng)回答下列問題:

1BE的化學(xué)式:B__,E___。

2AC反應(yīng)的離子方程式為___;AF生成B的化學(xué)方程式為___。

3)關(guān)于A的敘述中正確的是___(填序號(hào))。

①A有很強(qiáng)的還原性 ②A的焰色反應(yīng)呈紫色

少量A可以保存在冷水里 ④A著火時(shí)應(yīng)用細(xì)沙蓋滅

4)將A、鎂、鋁各0.3mol分別放入100mL1mol/L的鹽酸中,同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積之比是__。

①1∶2∶3 ②6∶3∶2 ③3∶1∶1 ④1∶1∶1

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【題目】苯二氮卓類藥物氟馬西尼(F)的合成路線如下圖所示。請(qǐng)回答下列問題:

1A中官能團(tuán)有氟原子、_____________。(均填名稱)

2C3H5O2Cl的結(jié)構(gòu)式為________。

3)反應(yīng)①和②的反應(yīng)類型相同,其反應(yīng)類型是___________。

4)化合物 D的分子式為___________。

5)反應(yīng)⑤生成物質(zhì) F” HCl,則 E→F的化學(xué)反應(yīng)方程式為________。

6 F的同分異構(gòu)體,其中 X部分含—COOH且沒有支鏈,滿足該條件的同分異構(gòu)體有______種(不考慮立體異構(gòu))。

7)已知氨基酸之間脫水能夠形成含肽鍵的化合物,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由甘氨酸(HOOCCH2NH2)和CNCH2COOC2H5制備的合成路線________(無機(jī)試劑任選)。

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【題目】下列為四個(gè)常用的電化學(xué)裝置,關(guān)于它們的敘述正確的是

A.(a)中,MnO2的作用是催化劑

B.(b)所示電池放電過程中,兩極板的質(zhì)量不斷增大

C.(c)所示裝置工作過程中,電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變

D.(d)所示電池充電過程中,Ag2O是氧化劑,電池工作過程中還原為Ag

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