电子科技大学孙旭平教授团队报道了一种磷化硼纳米颗粒作为高选择性电化学还原为甲醇的非金属电催化剂。磷化硼熔点特别高,处于极高温的空气环境时也具有抗氧化作用。其晶胞结构如图所示:
(1)氮化硼与磷化硼具有相似的结构,比较BN晶体和BP晶体的熔点高低并说明原因:_______ 。
(2)磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为_______ 。
(3)若图中A处磷原子坐标为,D处磷原子坐标为,则E处的硼原子坐标为_______ 。
(4)已知磷化硼晶胞中A处磷原子与D处磷原子间的距离为,则硼原子与最近磷原子的核间距为_______ 。
(1)氮化硼与磷化硼具有相似的结构,比较BN晶体和BP晶体的熔点高低并说明原因:
(2)磷化硼晶体中与硼原子距离最近且相等的硼原子数为
(3)若图中A处磷原子坐标为,D处磷原子坐标为,则E处的硼原子坐标为
(4)已知磷化硼晶胞中A处磷原子与D处磷原子间的距离为,则硼原子与最近磷原子的核间距为
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(已下线)第四部分 物质结构与性质 热点3 晶体结构与性质
更新时间:2023-03-13 14:19:17
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解答题-结构与性质
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐1】Fe及其化合物在生产和生活中用途广泛,请回答下列问题。
(1)基态Fe原子共有____ 种不同能级的电子。
(2)为只含有离子键的离子化合物,其晶胞结构如图a,距一个最近的所有为顶点构成的几何形状为________ 。
(3)二茂铁是最重要的金属茂基配合物,结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯基环的之间,结构如图b所示,已知二茂铁的一氯代物只有一种。
①二茂铁的分子式为_______ 。
②穆斯堡尔谱学数据显示,二茂铁中心铁原子的氧化态为+2,每个茂环带有一个单位负电荷,因此每个环含有____ 个π电子。
(4)一种铁基超导材料()(相对分子质量为M)晶胞如图c所示,图d为铁原子沿z轴方向的投影图。
①Co与Ca位于同一周期、且最外层电子数相等,但Co的熔点、沸点均比Ca高,原因是_____ 。
②As、Fe、Ca电负性由大到小的顺序为_______ 。
③的沸点(319℃,易升华)高于的沸点(130.2℃),原因是_______ 。
④已知处于体心与顶点的Ca原子有着相同的化学环境,晶胞中As原子1的分数坐标为,则As原子2的分数坐标为_____ 。
(1)基态Fe原子共有
(2)为只含有离子键的离子化合物,其晶胞结构如图a,距一个最近的所有为顶点构成的几何形状为
(3)二茂铁是最重要的金属茂基配合物,结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯基环的之间,结构如图b所示,已知二茂铁的一氯代物只有一种。
①二茂铁的分子式为
②穆斯堡尔谱学数据显示,二茂铁中心铁原子的氧化态为+2,每个茂环带有一个单位负电荷,因此每个环含有
(4)一种铁基超导材料()(相对分子质量为M)晶胞如图c所示,图d为铁原子沿z轴方向的投影图。
①Co与Ca位于同一周期、且最外层电子数相等,但Co的熔点、沸点均比Ca高,原因是
②As、Fe、Ca电负性由大到小的顺序为
③的沸点(319℃,易升华)高于的沸点(130.2℃),原因是
④已知处于体心与顶点的Ca原子有着相同的化学环境,晶胞中As原子1的分数坐标为,则As原子2的分数坐标为
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【推荐2】实验室用氨法浸出氧化锌烟尘制备活性ZnO,其主要实验流程如下:
(1)浸出。用一定浓度的氨水和NH4HCO3配成的混合液浸取氧化锌烟尘,得到锌氨[Zn(NH3)4CO3]浸出液。
①烟尘中的主要成分ZnO发生反应的化学方程式为______ 。
②锌元素的浸出率随浸出液初始pH的变化关系如图所示。当浸出液初始pH大于10时,浸出率随pH增大而减小的原因是______ 。
(2) 除杂。Cu2+、Pb2+等杂质也与氨水形成配合物存在于浸出后的滤液中,加入Zn粉可将它们置换除去。写出Zn粉和铜氨配合物反应的离子方程式______ 。
(3) 蒸氨。加热时溶液中过量的氨和铵被蒸出,锌氨配合物最终以2ZnCO3·3Zn(OH)2沉淀形式从溶液中析出。该过程需保持恒温80℃,可采取的加热方式为______ 。
(4) 焙解。已知Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125℃、300℃。实验室加热碱式碳酸锌[2ZnCO3·3Zn(OH)2]时测得的固体残留率随温度的变化关系如图所示。
①275℃时,碱式碳酸锌分解产生的气态物质为______ (填化学式)。
②经焙解得到的活性ZnO晶胞结构如图所示。该晶胞中Zn原子的配位数为______ 。
(5) 已知pH>11时,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表是几种离子生成氢氧化物沉淀的pH:
设计以锌灰(主要成分为Zn和ZnO,杂质为Fe及其氧化物)为原料制备活性ZnO的实验方案:______ 。(实验中可供选择的试剂:1.0 mol/L HNO3、1.0 mol/L H2SO4、1.0 mol/L NaOH、20%H2O2)
(1)浸出。用一定浓度的氨水和NH4HCO3配成的混合液浸取氧化锌烟尘,得到锌氨[Zn(NH3)4CO3]浸出液。
①烟尘中的主要成分ZnO发生反应的化学方程式为
②锌元素的浸出率随浸出液初始pH的变化关系如图所示。当浸出液初始pH大于10时,浸出率随pH增大而减小的原因是
(2) 除杂。Cu2+、Pb2+等杂质也与氨水形成配合物存在于浸出后的滤液中,加入Zn粉可将它们置换除去。写出Zn粉和铜氨配合物反应的离子方程式
(3) 蒸氨。加热时溶液中过量的氨和铵被蒸出,锌氨配合物最终以2ZnCO3·3Zn(OH)2沉淀形式从溶液中析出。该过程需保持恒温80℃,可采取的加热方式为
(4) 焙解。已知Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125℃、300℃。实验室加热碱式碳酸锌[2ZnCO3·3Zn(OH)2]时测得的固体残留率随温度的变化关系如图所示。
①275℃时,碱式碳酸锌分解产生的气态物质为
②经焙解得到的活性ZnO晶胞结构如图所示。该晶胞中Zn原子的配位数为
(5) 已知pH>11时,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表是几种离子生成氢氧化物沉淀的pH:
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
设计以锌灰(主要成分为Zn和ZnO,杂质为Fe及其氧化物)为原料制备活性ZnO的实验方案:
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】、、都是难溶于水的物质。将与溶液混合,加入氨水调节溶液下反应可得到沉淀,其装置如图1所示(加热及夹持装置已省略),再将所得沉淀干燥并在下煅烧,可得到产品。
(1)实验室利用固体配制溶液,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、试剂瓶、玻璃棒、___________ 。
(2)组装好仪器,加入药品前,检查装置气密性的方法为___________ 。
(3)三颈烧瓶中未加氨水时就生成沉淀,同时观察到澄清石灰水变浑浊,写出未加氨水时三颈烧瓶中反应的化学方程式_______ 。滴加氨水有利于生成的原因是_________ 。
(4)利用合成的方法如图2,写出“硫化”的化学方程式___________ 。
(5)的立方晶胞结构如图3所示,以A点为原点建立分数坐标,已知A点坐标为,B点坐标为,则C点坐标为___________ 。
(1)实验室利用固体配制溶液,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、试剂瓶、玻璃棒、
(2)组装好仪器,加入药品前,检查装置气密性的方法为
(3)三颈烧瓶中未加氨水时就生成沉淀,同时观察到澄清石灰水变浑浊,写出未加氨水时三颈烧瓶中反应的化学方程式
(4)利用合成的方法如图2,写出“硫化”的化学方程式
(5)的立方晶胞结构如图3所示,以A点为原点建立分数坐标,已知A点坐标为,B点坐标为,则C点坐标为
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐1】已知A、B、C、D、E为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素,B元素3p能级半充满;C是所在周期电负性最大的元素;D是第四周期未成对电子最多的元素;E元素位于元素周期表的第11列。试回答下列有关的问题:
(1)写出基态D原子的外围电子排布式:______ ,E元素位于元素周期表______ 。
(2)A、B、C三种元素的第一电离能最大的是______ 用元素符号表示。这三种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液,物质的量浓度相同时,pH由大到小的顺序是______ 写化学式。
(3)D可形成化合物。
中配位体的VSEPR模型名称是_____________ 。该化合物中阴离子的中心原子的轨道杂化类型为_____________ 。
个中含有的键数目为______ 个。
(4)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中_____________ 填化学式为非极性分子,另一种化合物的电子式为_____________ 。
(5)离子能与离子形成ESCN沉淀。离子对应的酸有硫氰酸和异硫氰酸,这两种酸沸点更高的是______ (填名称),原因是__________ 。
(6)由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。如图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的截面图,晶胞中距离一个最近的有______ 个,距离一个最近的围成的图形是_____________ 写名称。若晶体密度为 ,阿伏伽德罗常数的值用表示,则的半径为____________________ 用含与的式子表达。
(1)写出基态D原子的外围电子排布式:
(2)A、B、C三种元素的第一电离能最大的是
(3)D可形成化合物。
中配位体的VSEPR模型名称是
个中含有的键数目为
(4)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中
(5)离子能与离子形成ESCN沉淀。离子对应的酸有硫氰酸和异硫氰酸,这两种酸沸点更高的是
(6)由A、C两元素形成的化合物组成的晶体中,阴、阳离子都具有球型对称结构,它们都可以看做刚性圆球,并彼此“相切”。如图所示为A、C形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的截面图,晶胞中距离一个最近的有
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解答题-原理综合题
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【推荐2】氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一。请回答:
(1)298K时,1 g 燃烧生成放热121 kJ,1 mol 蒸发吸热44kJ,表示燃烧热的热化学方程式为______ 。
(2)工业上,常用与重整制备。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知: 。向重整反应体系中加入适量多孔CaO,其优点是______ 。
②下列操作中,能提高平衡转化率的是______ (填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压()条件下,1 mol 和1 mol 反应达平衡时,的转化率为0.5,的物质的量为0.25 mol,则反应II的平衡常数______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。
恒压下,和的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的______ 0,甲醇的产率P点高于T点的原因为______ 。(4)某种新型储氢材料的晶胞如图,八面体中心为M金属离子,顶点均为配体:四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。若其摩尔质量为,则M元素为______ (填元素符号):在该化合物中,M离子的价电子排布式为______ 。
(1)298K时,1 g 燃烧生成放热121 kJ,1 mol 蒸发吸热44kJ,表示燃烧热的热化学方程式为
(2)工业上,常用与重整制备。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知: 。向重整反应体系中加入适量多孔CaO,其优点是
②下列操作中,能提高平衡转化率的是
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压()条件下,1 mol 和1 mol 反应达平衡时,的转化率为0.5,的物质的量为0.25 mol,则反应II的平衡常数
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。
恒压下,和的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐3】原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素.其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为短周期中原子半径最大的主族元素;E的原子序数为22。
(1)①E被称为“国防金属”和“生物金属”,是重要的结构材料。E原子基态的外围核外电子排布式为_____________ ;
②金红石(EO2)的熔点1825℃,用熔盐法直接电解金红石可获得金属E,金红石所属的晶体类型是________ 晶体;
③ECl4能与NH4Cl反应生成配合物(NH4)2[ECl6]。此配合物中,形成配位键时提供孤对电子的有_________ (填元素符号)。与NH4+互为等电子体的一种阴离子为__________ (填化学式),其中心原子杂化类型为______ 杂化。
(2)在A、B、C三种元素中,电负性由小到大的顺序是___________ (用元素符号回答)。
(3)元素A的简单气态氢化物的沸点_______ (“高于”,“低于”)元素B的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是____________ 。
(4)由B形成的离子B3-与AC2互为等电子体,则B3-的
分子构型为_______ 。
(5)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为_______ 。
(1)①E被称为“国防金属”和“生物金属”,是重要的结构材料。E原子基态的外围核外电子排布式为
②金红石(EO2)的熔点1825℃,用熔盐法直接电解金红石可获得金属E,金红石所属的晶体类型是
③ECl4能与NH4Cl反应生成配合物(NH4)2[ECl6]。此配合物中,形成配位键时提供孤对电子的有
(2)在A、B、C三种元素中,电负性由小到大的顺序是
(3)元素A的简单气态氢化物的沸点
(4)由B形成的离子B3-与AC2互为等电子体,则B3-的
分子构型为
(5)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】如图所示,NaCl是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质。以下是钠法(液氨法)制备NaN3的工艺流程:
(1)工业可通过电解熔融NaCl制得金属钠,请写出电解时阳极的电极反应式:____ 。
(2)用电子式表示NH3分子的形成过程____ 。
(3)工业上在210-220℃合成NaN3,请写出该合成反应的化学方程式____ 。
(4)NaN3是一种易溶于水、有爆炸性的白色固体,销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为____ (被氧化为N2)。
(5)生成过程中产生的Cl2、H2用途广泛,其中可用于生产高纯硅。
①硅元素位于周期表第____ 周期____ 族。
②SiO2熔点1723℃,质地硬而脆;SiCl4常温下为液体,易挥发。请根据性质推断SiO2属于____ 晶体,SiCl4晶体微粒间的作用力为____ 。
(1)工业可通过电解熔融NaCl制得金属钠,请写出电解时阳极的电极反应式:
(2)用电子式表示NH3分子的形成过程
(3)工业上在210-220℃合成NaN3,请写出该合成反应的化学方程式
(4)NaN3是一种易溶于水、有爆炸性的白色固体,销毁NaN3可用NaClO溶液,该销毁反应的离子方程式为
(5)生成过程中产生的Cl2、H2用途广泛,其中可用于生产高纯硅。
①硅元素位于周期表第
②SiO2熔点1723℃,质地硬而脆;SiCl4常温下为液体,易挥发。请根据性质推断SiO2属于
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐2】碳元素单质及其化合物有多种形式,其在生产生活中有多种用途
(1)如图是碳单质的三种晶体的局部结构图,请按要求填写完善表格
(2)金刚石晶体中,24g金刚石中含有的 C—C 键数目为__________ 。
(3)硅、碳化硅的结构都与金刚石类似,这三种结构相似晶体的熔点由高到低顺序是___ 请用文字解释原因:________ 。
(4)如图是碳化硅的晶胞结构,已用黑球表示了其中一个硅原子,请在晶胞图中把其它硅原子涂黑____ 。
若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加 德罗常数为NA,则碳化硅晶体的密度为(列出计算式即可)______ g/cm3。
(1)如图是碳单质的三种晶体的局部结构图,请按要求填写完善表格
物质 | 结构图标号 | 晶体类型 | 晶体熔化破坏的作用力 | 碳原子杂化方式 |
石墨 |
(3)硅、碳化硅的结构都与金刚石类似,这三种结构相似晶体的熔点由高到低顺序是
(4)如图是碳化硅的晶胞结构,已用黑球表示了其中一个硅原子,请在晶胞图中把其它硅原子涂黑
若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加 德罗常数为NA,则碳化硅晶体的密度为(列出计算式即可)
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐3】碳族元素中的碳、硅、锗及其化合物在诸多领域有重要用途。
(1)碳族元素位于周期表_______ 区,基态锗原子外围电子的轨道表示式为_______ ,基态锗原子核外有_______ 种空间运动状态不同的电子。
(2)科学家以、等双吡唑有机物为原料,制备了可去除痕量苯的吸附剂。和结构中含氮碳环均为平面结构,则N的杂化方式是_______ 。
(3)金刚石(甲)、石墨(乙)、C60(丙)的结构如下图所示:
①12g金刚石和石墨中含有的σ键数目之比为_______ 。
②金刚石的熔点高于C60,但低于石墨,原因是_______ 。
③C60的晶胞呈分子密堆积,下列晶体中,与C60具有相同晶体结构的是_______ 。
A.CO2 B.冰 C.Zn D.Ag E.NaCl
(4)一种低温超导体立方晶胞结构如下图所示:
①该晶体的化学式为_______ 。
②若晶胞参数为apm,该晶体的密度ρ=_______ 。(列出计算式即可,设NA表示阿伏加德罗常数的值)
(1)碳族元素位于周期表
(2)科学家以、等双吡唑有机物为原料,制备了可去除痕量苯的吸附剂。和结构中含氮碳环均为平面结构,则N的杂化方式是
(3)金刚石(甲)、石墨(乙)、C60(丙)的结构如下图所示:
①12g金刚石和石墨中含有的σ键数目之比为
②金刚石的熔点高于C60,但低于石墨,原因是
③C60的晶胞呈分子密堆积,下列晶体中,与C60具有相同晶体结构的是
A.CO2 B.冰 C.Zn D.Ag E.NaCl
(4)一种低温超导体立方晶胞结构如下图所示:
①该晶体的化学式为
②若晶胞参数为apm,该晶体的密度ρ=
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