【題目】UO2與鈾氮化物是重要的核燃料,已知:3(NH4)4[UO2(CO3)3]3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O↑
回答下列問題:
(1)基態(tài)氮原子價(jià)電子排布圖為______。
(2)反應(yīng)所得氣態(tài)化合物中屬于非極性分子的是_______(填化學(xué)式)。
(3)某種鈾氮化物的晶體結(jié)構(gòu)是NaCl型。NaCl的Bom-Haber循環(huán)如圖所示。已知:元素的一個(gè)氣態(tài)原子獲得電子成為氣態(tài)陰離子時(shí)所放出的能量稱為電子親和能。下列有關(guān)說法正確的是________(填標(biāo)號(hào))。
a.Cl-Cl鍵的鍵能為119.6kJ/mol b.Na的第一電離能為603.4kJ/mol
c.NaCl的晶格能為785.6kJ/mol d.Cl的第一電子親和能為348.3kJ/mol
(4)依據(jù)VSEPR理論推測(cè)CO32-的空間構(gòu)型為_________。分子中的大丌鍵可用符號(hào)丌表示,其中m代表參與形成大丌鍵的原子數(shù),n代表參與形成大丌鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大丌鍵可表示為丌),則CO32-中的大丌鍵應(yīng)表示為_____
(5)UO2可用于制備UF4:2UO2+5NH4HF22UF4·2NH4F+3NH3↑+4H2O,其中HF2的結(jié)構(gòu)表示為[F—H…F]-,反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵有_______ (填標(biāo)號(hào))。
a.氫鍵 b.極性鍵 c.離子鍵 d.金屬鍵 e.非極性鍵
(6)鈾氮化物的某兩種晶胞如圖所示:
①晶胞a中鈾元素的化合價(jià)為__________,與U距離相等且最近的U有_______個(gè)。
②已知晶胞b的密度為dg/cm3,U原子的半徑為r1cm,N原子的半徑為為r2cm,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶胞的空間利用率為___________(列出計(jì)算式)。
【答案】 CO2 c、d 平面三角形 b、c +3 12 ×100%
【解析】
(1)先根據(jù)構(gòu)造原理,書寫N的核外電子排布式,然后可根據(jù)各個(gè)能級(jí)具有的軌道數(shù)及軌道電子填充電子規(guī)律,得到基態(tài)氮原子價(jià)電子排布圖;
(2)反應(yīng)所得氣態(tài)化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O,根據(jù)分子是否對(duì)稱判斷是否為非極性分子;
(3)根據(jù)圖示的能量變化結(jié)合化學(xué)基本概念分析判斷;
(4)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析判斷;C原子、O原子有平行的p軌道,價(jià)電子總數(shù)為4+2+6×3=24,單電子數(shù)=24-2×3-4×3=6,為4原子、6電子形成的大π鍵;
(5) NH4HF2為離子晶體,含有離子鍵,HF2-含有氫鍵和共價(jià)鍵,NH4+中含有配位鍵和共價(jià)鍵;
(6)①用均攤方法計(jì)算a中U、N原子個(gè)數(shù)比,然后根據(jù)N元素化合價(jià)分析U元素化合價(jià);在晶體中與U距離相等且最近的U原子在晶胞面心,然后根據(jù)通過一個(gè)U原子的晶胞數(shù)及重合數(shù)目計(jì)算其微粒數(shù)目;
②先計(jì)算1個(gè)晶胞中含有的U、N原子數(shù)目,然后計(jì)算晶胞的體積及一個(gè)晶胞中含有的U、N原子數(shù)目的總體積,最后根據(jù)原子體積占總體積的百分比可得其空間利用率。
(1)N是7號(hào)元素,根據(jù)構(gòu)造原理,可得其核外電子排布式1s22s22p3,其價(jià)電子的軌道表達(dá)式為;
(2)反應(yīng)所得氣態(tài)化合物分子有NH3、CO2、N2、H2O,NH3、H2O的空間排列不對(duì)稱,正負(fù)電荷的重心不重合,屬于極性分子,CO2、N2的空間排列對(duì)稱,分子中正負(fù)電荷重心重合,是非極性分子,其中CO2是非極性化合物分子;
(3) a.Cl-Cl鍵的鍵能為2×119.6kJ/mol=239.2kJ/mol,a錯(cuò)誤;
b.Na的第一電離能為495.0kJ/mol,b錯(cuò)誤;
c.NaCl的晶格能為785.6kJ/mol,c正確;
d.Cl的第一電子親和能為348.3kJ/mol,d正確;
故合理選項(xiàng)是cd;
(4) CO32-的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+=3,因此CO32-空間構(gòu)型為平面三角形;
C原子、O原子有平行的p軌道,價(jià)電子總數(shù)為4+2+6×3=24,單電子數(shù)=24-2×3-4×3=6,為4原子、6電子形成的大π鍵,大π鍵為;
(5) NH4HF2為離子晶體,含有離子鍵,HF2-含有氫鍵和共價(jià)鍵,NH4+中含有配位鍵和共價(jià)鍵,所以NH4HF2中所含作用力有:a、b、c、d,反應(yīng)中斷裂的化學(xué)鍵有b、c;
(6)①晶胞a中U原子個(gè)數(shù)8×+6×=4;含有N原子個(gè)數(shù)為:12×+1=4,因此一個(gè)晶胞中含有U、N原子個(gè)數(shù)均為4個(gè),化學(xué)式為UN,由于N原子最外層有5個(gè)電子,N化合價(jià)為-3價(jià),所以U元素的化合價(jià)為+3,根據(jù)圖示可知:在晶胞與U距離相等且最近的U在一個(gè)晶胞的面心上,通過一個(gè)U原子有8個(gè)晶胞,在一個(gè)晶胞中有3個(gè)U距離相等且最近,每個(gè)U原子重復(fù)了兩次,因此在晶胞與U距離相等且最近的U原子數(shù)為8×3×=12;
②在一個(gè)晶胞中含有U原子數(shù)目為U:8×+6×=4,含有的N原子數(shù)目為8×1=8,一個(gè)晶胞中含有的U、N原子的總體積為V(U)+V(N)=(4×+8×)cm3;根據(jù)圖示可知晶胞參數(shù)為4個(gè)U原子的半徑的倍;L=4r1cm,晶胞的體積V(晶胞)=,則該晶體中原子利用率為×100%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】I.H2A在水中存在以下平衡:H2AH+ +HA- ,HA-H++A2- 。
(1)NaHA溶液顯酸性,則溶液中離子濃度的大小順序?yàn)開___________________。
(2)常溫時(shí),若向0.1 mol/L的NaHA溶液中逐滴滴加0.1mol/L KOH溶液至溶液呈中性。此時(shí)該混合溶液的下列關(guān)系中,一定正確的是_______________。
A.c(Na+ )>c(K+) B.c(H +)c(OH)=1×10-14
C.c(Na+ )=c(K+) D.c(Na+ )+c(K+ )=c(HA-)+c(A2- )
(3)已知常溫下H2A的鈣鹽(CaA)飽和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+ (aq)+A2- (aq),滴加少量Na2A固體,c(Ca2+ )_______________(填“增大”、“減小”或“不變”),原因是________________。
Ⅱ.含有Cr2O72-的廢水毒性較大,某工廠廢水中含4.00×10-3 mol/L的Cr2O72-。為使廢水能達(dá)標(biāo)排放,作如下處理:
(1)該廢水中加入FeSO4·7H2O和稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:_______________。
(2)欲使25 L該廢水中Cr2O7 轉(zhuǎn)化為Cr3+,理論上需要加入__________g FeSO4·7H2O。
(3)若處理后的廢水中殘留的c(Fe)=1×10-13mol/L,則殘留的 Cr3+ 的濃度為__________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10-38mol/L,Ksp[Cr(OH)3]≈1.0×10-31 mol/L )
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖兩種化合物的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)描述正確的是
A. 兩種化合物均是芳香烴
B. 兩種化合物可用紅外光譜區(qū)分,但不能用核磁共振氫譜區(qū)分
C. 兩種化合物分子中共平面的碳原子數(shù)相同
D. 兩種化合物互為同分異構(gòu)體,均能與溴水反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知制備膠體的反應(yīng)原理為: FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl,現(xiàn)有甲、乙、丙三名同學(xué)分別進(jìn)行制備Fe(OH)3膠體的實(shí)驗(yàn)
Ⅰ、甲同學(xué)直接加熱飽和FeCl3溶液;
Ⅱ、乙同學(xué)向25 mL沸水中逐滴加入FeCl3飽和溶液;煮沸至液體呈紅褐色,停止加熱
Ⅲ、丙同學(xué)和乙同學(xué)一樣,但是溶液出現(xiàn)紅褐色后忘記停止,繼續(xù)加熱較長時(shí)間。
試回答下列問題:
(1)判斷膠體制備是否成功,可利用膠體的__________________________,其中操作方法及現(xiàn)象是_____________________________________。
(2)Fe(OH)3膠體是不是電解質(zhì):_______________(填“是”或“不是”)。
(3)丁同學(xué)檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)___________(填甲、乙或丙)的燒杯底部有沉淀。
(4)丁同學(xué)利用所制得的Fe(OH)3膠體進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
①取部分膠體將其裝入U形管內(nèi),用石墨作電極,接通直流電,通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)陰極附近的顏色逐漸變深,這表明Fe(OH)3膠體的膠粒帶___________電荷。
②取部分膠體向其中逐滴滴加硫酸溶液,開始產(chǎn)生紅褐色沉淀,這是因?yàn)?/span>_________;繼續(xù)滴加,沉淀減少最終消失,寫出化學(xué)反應(yīng)方程式__________________。
③欲除去Fe(OH)3膠體中混有的NaCl溶液的操作名稱是__________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 1mol/LAlCl3溶液中,含數(shù)目小于
B. 25℃, pH=1的稀硫酸中含有的數(shù)為
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下, 和混合氣體中含個(gè)原子
D. 由 和少量形成的中性溶液中,CH3COO-數(shù)目為個(gè)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F六種短周期元素的原子序數(shù)依次增大。已知A、C、F位于同一周期,三種元素原子的最外層共有11個(gè)電子,且這三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物之間兩兩皆能反應(yīng),均生成鹽和水,D元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少4個(gè),E元素原子的次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多3個(gè)。試回答:
(1)寫出下列元素的元素符號(hào):
A_____,C_____,D_____,E__________
(2)用電子式表示B、F形成的化合物_____。
(3)A、C兩種元素最高價(jià)氧化物的水化物之間反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____, C、F兩種元素最高價(jià)氧化物的水化物之間反應(yīng)的離子方程式為_______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用兩支惰性電極插入50mLAgNO3溶液中,通電電解。當(dāng)電解液的PH值從6.0變?yōu)?/span>3.0時(shí)(設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出,且電解液在電解前后體積變化可以忽略),電極上析出銀的質(zhì)量大約是:
A. 27mg B. 54mg C. 108mg D. 216mg
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在如圖所示的三個(gè)燒杯中均盛有足量的氯化銅溶液。請(qǐng)按要求回答下列問題:
(1)、、三個(gè)裝置中不屬于電解池的是______。
(2)池中是______極,池中移向______極(填“”或“”)。
(3)池中電極上發(fā)生反應(yīng)__________(填“氧化”或“還原”)
(4)池中電極上的電極反應(yīng)為______,反應(yīng)過程中______(填“變大”“變小”或“不變”)
(5)池中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為______
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究電化學(xué)原理與應(yīng)用有非常重要的意義。
(1)鋅錳電池(俗稱干電池) 是一種一次電池,生活中應(yīng)用廣泛。
①鋅錳電池負(fù)極上的電極反應(yīng)式為:______________________________。
②與普通(酸性)鋅錳電池相比較,堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)是____________________(回答一條即可)。
(2)鉛蓄電池是最常見的二次電池:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。
①充電時(shí)陰極反應(yīng)為:________________________________________。
②用鉛蓄電池為電源進(jìn)行電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)(石墨棒為陽極,鐵為陰極,食鹽水500mL,溫度為常溫),當(dāng)電路中有0.05mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),食鹽水的PH為______(假設(shè)溶液體積不變,產(chǎn)物無損耗)。
(3)如圖是金屬(M)-空氣電池的工作原理,我國首創(chuàng)的海洋電池以鋁板為負(fù)極,鉑網(wǎng)為正極,海水為電解質(zhì)溶液,電池反應(yīng)為:___________________________ 。二氧化硫—空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合,原理如圖所示。Pt2上的電極反應(yīng)式為:_______________________________________ 。
(4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)易溶于水,是一種新型多功能水處理劑,可以用電解法制取:Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2↑,工作原理如圖所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。電解一段時(shí)間后,c(OH)降低的區(qū)域在_____________(填“陰極室”或“陽極室”);陽極反應(yīng)為:___________________________。
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