磷酸铁锂LiFePO4)电池在新能源汽车方面应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Fe2+的核外电子排布式为_______ ,其电子在原子核外的空间运动状态有_______ 种,基态Fe2+与Fe3+离子中未成对电子数之比为_______ 。
(2)元素的第一电离能用I1表示,则I1(Li)_______ I1(Na)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)生产磷酸铁锂离子电池的原料是草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)、磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]和碳酸锂(Li2CO3)等。则碳酸根离子的杂化轨道类型为_______ ,磷酸氢二铵中电负性最高的元素是_______ ,1 mol 含σ键的数目为_______ 。
(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。
①每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有_______ 个。
②当电池充电时,LiFeO4能脱出部分Li+形成Li1-xFePO4,结构示意图如图(b)所示,则x=_______ 。
(1)基态Fe2+的核外电子排布式为
(2)元素的第一电离能用I1表示,则I1(Li)
(3)生产磷酸铁锂离子电池的原料是草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)、磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]和碳酸锂(Li2CO3)等。则碳酸根离子的杂化轨道类型为
(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。
①每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有
②当电池充电时,LiFeO4能脱出部分Li+形成Li1-xFePO4,结构示意图如图(b)所示,则x=
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(已下线)高二上期末考化学190
更新时间:2023-04-06 15:22:12
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【推荐1】在元素周期表前四周期中,有、、、四种元素,它们的原子序数依次增大,原子有3个未成对电子;元素原子次外层有8个电子,单质与足量盐酸反应可生成,单质不易与冷水反应;元素的价离子的轨道是半充满的;元素易形成价离子。
(1)填写下表:
(2)元素位于第_______ 周期第_______ 族;元素位于第_______ 周期第_______ 族。
(3)元素位于第_______ 周期第_______ 族的电子排布式为_______ 。
(4)写出与D两种元素形成的化合物的电子式_______ ,此化合物属于_______ 化合物。
(5)四种元素中电负性最大的元素是_______ ,第一电离能最小的元素是_______ 。、两种元素的原子半径大小关系是_______ ,二者单核离子的离子半径大小关系是_______ 。(填元素符号或离子符号)
(1)填写下表:
元素 | ||||
名称、符号 | ||||
电子排布式 | ||||
轨道表示式 |
|
| ||
属于哪个区 |
(3)元素位于第
(4)写出与D两种元素形成的化合物的电子式
(5)四种元素中电负性最大的元素是
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【推荐2】最近,妖“镍”横行,价格疯涨。镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属,在许多领域应用广泛。Ni-NTA-Nangold 可用于检测或定位 6x 组氨酸(His)或 Poly-His 标记的重组蛋白。Ni(II)-NTA 的结构简式如图所示。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子价电子排布式为_______ 。
(2)配体N(CH2COO-)3中 4 种元素的第一电离能 I1从大到小的顺序为_______ (用元素符号表示)。
(3)与 Ni2+配位的原子形成的空间构型为_______ 。
(4)已知存在大π键,其结构中氮原子的杂化方式为_______ 。
(5)Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同,但相应单质的熔点Ni明显高于Ca,其原因是_______ 。
(6)某笼形包合物Ni(CN)a(NH3)b(C6H6)c的晶胞如图所示。
①该笼形包合物溶于酸能形成一种弱酸HCN,HCN中δ键和π键个数之比为_______ 。
②推测该包合物中氨与苯分子数目比,即b:c为_______ ,氨分子极易溶于水的原因是_______ 。
③若此晶胞体积为V nm3,阿伏加德罗常数为NA,晶胞的摩尔质量为M g/mol,则晶体密度为_______ g/cm3(例出计算表达式)。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子价电子排布式为
(2)配体N(CH2COO-)3中 4 种元素的第一电离能 I1从大到小的顺序为
(3)与 Ni2+配位的原子形成的空间构型为
(4)已知存在大π键,其结构中氮原子的杂化方式为
(5)Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同,但相应单质的熔点Ni明显高于Ca,其原因是
(6)某笼形包合物Ni(CN)a(NH3)b(C6H6)c的晶胞如图所示。
①该笼形包合物溶于酸能形成一种弱酸HCN,HCN中δ键和π键个数之比为
②推测该包合物中氨与苯分子数目比,即b:c为
③若此晶胞体积为V nm3,阿伏加德罗常数为NA,晶胞的摩尔质量为M g/mol,则晶体密度为
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【推荐3】VA族元素氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)的单质及其化合物在科研和生产中有许多重要用途。
(1)铋合金可用于自动喷水器的安全塞,一旦发生火灾时,安全塞会“自动”熔化,喷出水来灭火。已知原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的铋原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为_______ 。
(2)第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有_______ (填元素符号)。
(3)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是_______ (填字母代号)。
A. B.
C. D.
(4)可用于制造火柴,其分子结构如图1所示。
①分子中磷原子的杂化轨道类型为_______ 。
②每摩尔分子中含有的孤电子对的数目为_______ 。
(5)直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的,如图2所示。则这类磷酸根离子的最简单的表示形式为_______ 。
(6)中的等电子体为_______ 。(写一种分子)
(7)磷化镓是一种由ⅢA族元素镓(Ga)与VA族元素磷(P)人工合成的Ⅲ-V族化合物半导体材料.晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被Ga原子代替,顶点和面心的碳原子被P原子代替.磷化镓的晶胞结构如图3,图4中矩形是沿晶胞对角面取得的截图:
请画出晶胞中镓(Ga)原子在矩形中的位置_______ 。
(8)若晶胞密度为,阿伏加德罗常数为,则晶胞中距离最近的P和之间距离为_______ (列出计算表达式)。
(1)铋合金可用于自动喷水器的安全塞,一旦发生火灾时,安全塞会“自动”熔化,喷出水来灭火。已知原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的铋原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为
(2)第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有
(3)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是
A. B.
C. D.
(4)可用于制造火柴,其分子结构如图1所示。
①分子中磷原子的杂化轨道类型为
②每摩尔分子中含有的孤电子对的数目为
(5)直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的,如图2所示。则这类磷酸根离子的最简单的表示形式为
(6)中的等电子体为
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请画出晶胞中镓(Ga)原子在矩形中的位置
(8)若晶胞密度为,阿伏加德罗常数为,则晶胞中距离最近的P和之间距离为
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【推荐1】过渡元素镍(Ni)、钒(V)、钛(Ti)等在工业上具有广泛的用途,根据原子结构与周期表及元素的性质,向答下列问题:
(1)镍可形成多种配合物,其中[Ni(NH3)6]SO4所含元素电负性最大的为___ (填元素符号),配位体的电子式为___ ,阴离子的立体构型是___ 。
(2)基态23V原子的电子排布式为___ ,其氧化物V2O5难溶于水,可以由VOCl3(易溶于水)水解来制备,反应的化学方程式为___ 。
(3)钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示,晶胞边长为acm。若该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则a=___ cm(列出计算式,用ρ表示)。
(4)钛可作为电池电极材料应用,在某种锂离子电池中,电池结构如图。写出钛电极上发生的电极反应式___ ,充电时,钛电极与电源___ 极相连。
(1)镍可形成多种配合物,其中[Ni(NH3)6]SO4所含元素电负性最大的为
(2)基态23V原子的电子排布式为
(3)钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示,晶胞边长为acm。若该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则a=
(4)钛可作为电池电极材料应用,在某种锂离子电池中,电池结构如图。写出钛电极上发生的电极反应式
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【推荐2】锌及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态原子的核外电子排布式为_______ 。
(2)一种香豆素衍生物()可作为测定的荧光探针,其原理如下图所示。已知中结构的异构化和旋转会导致荧光减弱。
①所含元素(C、H、O、N)电负性从大到小的顺序为_______ ;
②中N原子的杂化类型为_______ ;
③加入后,体系荧光增强的原因是_______ 。
(3)可用于配制炉甘石洗剂,具有收敛和保护皮肤的作用。中阴离子的空间构型为_______ ,与互为等电子体的分子有_______ (任写一种)。
(4)水溶液可作为工业零件淬火的冷却介质。已知的熔点为275℃,而的熔点为782℃,两者熔点相差较大,其原因是_______ 。
(5)是一种性能优异的荧光材料,在自然界中有立方和六方两种晶型,其晶胞结构如下图所示:
①立方中,填充在形成的_______ 空隙中;
②六方的晶体密度为_______ (设为阿伏加德罗常数的值)。
(1)基态原子的核外电子排布式为
(2)一种香豆素衍生物()可作为测定的荧光探针,其原理如下图所示。已知中结构的异构化和旋转会导致荧光减弱。
①所含元素(C、H、O、N)电负性从大到小的顺序为
②中N原子的杂化类型为
③加入后,体系荧光增强的原因是
(3)可用于配制炉甘石洗剂,具有收敛和保护皮肤的作用。中阴离子的空间构型为
(4)水溶液可作为工业零件淬火的冷却介质。已知的熔点为275℃,而的熔点为782℃,两者熔点相差较大,其原因是
(5)是一种性能优异的荧光材料,在自然界中有立方和六方两种晶型,其晶胞结构如下图所示:
①立方中,填充在形成的
②六方的晶体密度为
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【推荐3】铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素,且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图:
①基态Se原子的核外电子排布式为______ 。
②比较键角大小:气态SeO3分子______ SeO离子(填“>”“<”或“=”),原因是______ 。
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:
①富马酸分子中σ键与π键的数目比为______ 。
②富马酸亚铁中各元素的电负性由小到大的顺序为______ 。
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为NH,反应过程如图所示:
①产物中N原子的杂化轨道类型为______ 。
②与N3-互为等电子体的一种分子为______ (填化学式)。
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图:
①基态Se原子的核外电子排布式为
②比较键角大小:气态SeO3分子
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示:
①富马酸分子中σ键与π键的数目比为
②富马酸亚铁中各元素的电负性由小到大的顺序为
(3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为NH,反应过程如图所示:
①产物中N原子的杂化轨道类型为
②与N3-互为等电子体的一种分子为
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【推荐1】Fe、Cu为过渡金属元素,它们在工业生产中都有重要的应用。回答下列问题:
(1)将乙醇蒸气通过赤热的氧化铜粉末,会发生反应:
①有同学书写基态碳原子的核外电子排布图为,这样的书写不正确,违背了___________ 。
②乙醛和乙醇的相对分子质量相差2,但是,乙醇的沸点高于乙醛,其主要原因是___________ 。
(2)Fe、都能被硝酸氧化。中氮原子轨道的杂化类型为___________ 。
(3)研究发现,阳离子的颜色与未成对电子数有关。例如:、、等。呈无色,其原因是___________ 。
(1)将乙醇蒸气通过赤热的氧化铜粉末,会发生反应:
①有同学书写基态碳原子的核外电子排布图为,这样的书写不正确,违背了
②乙醛和乙醇的相对分子质量相差2,但是,乙醇的沸点高于乙醛,其主要原因是
(2)Fe、都能被硝酸氧化。中氮原子轨道的杂化类型为
(3)研究发现,阳离子的颜色与未成对电子数有关。例如:、、等。呈无色,其原因是
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【推荐2】“氢经济”是当前热门话题,而“高密度安全储氢材料”是制约整个氢能供应链的瓶颈。
(1)氨硼烷是一种有效、安全的固体储氢材料,它是乙烷的等电子体。加热氨硼烷会缓慢释放H2,转变为化合物X,X是乙烯的等电子体。
①氨硼烷的结构式为_______ (必须标明配位键)。
②氮和硼比较,电负性大的元素为_______ (填元素符号)。
③氨硼烷和X分子中硼原子的杂化轨道类型分别为_______ 和_______ 。
(2)钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金的晶胞如图1所示,晶胞边长为300pm(a=b=c),该合金吸收的氢位于体心立方正八面体的中心,氢被4个钛原子和2个铁原子包围,如图2所示。
①基态钛原子的电子排布式为_______ 。
②钛铁合金的熔点比Ti_______ (填“高”或者“低”)。
③若图2所示的每个体心立方的正八面体空隙均填充1个氢原子,则填充的氢原子位于图1晶胞的_______ ,假设吸收氢后不引起晶胞参数变化,则理论上形成的金属氢化物的密度为_______ g·cm-3(列出计算表达式即可,用NA表示阿伏加德罗常数)。
(1)氨硼烷是一种有效、安全的固体储氢材料,它是乙烷的等电子体。加热氨硼烷会缓慢释放H2,转变为化合物X,X是乙烯的等电子体。
①氨硼烷的结构式为
②氮和硼比较,电负性大的元素为
③氨硼烷和X分子中硼原子的杂化轨道类型分别为
(2)钛铁基储氢合金是由钛、铁两种元素组成的金属间化合物。一种钛铁合金的晶胞如图1所示,晶胞边长为300pm(a=b=c),该合金吸收的氢位于体心立方正八面体的中心,氢被4个钛原子和2个铁原子包围,如图2所示。
①基态钛原子的电子排布式为
②钛铁合金的熔点比Ti
③若图2所示的每个体心立方的正八面体空隙均填充1个氢原子,则填充的氢原子位于图1晶胞的
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【推荐3】氮元素可形成多种结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)和在Cu催化下可制备,常温常压下为无色无味的气体,固态的晶体类型为________ ;水解生成一种红棕色气体和________ 、________ (填化学式)。
(2)和中心原子都是N原子,都存在大键,是V形分子。、中N原子的轨道杂化方式分别为________ 、________ ;N-N-O键角________ O-N-O键角(填“>”“<”或“=”);比较和中N-O的键长并说明原因________ 。
(3)一定条件下,和反应生成碳单质和化合物X。已知X属于六方晶系,晶胞结构如图所示,其中碳的化合价为+4价。上述反应的化学方程式为________ 。若阿伏加德罗常数的值为,化合物X的密度为________ (用含的代数式表示)。
(1)和在Cu催化下可制备,常温常压下为无色无味的气体,固态的晶体类型为
(2)和中心原子都是N原子,都存在大键,是V形分子。、中N原子的轨道杂化方式分别为
(3)一定条件下,和反应生成碳单质和化合物X。已知X属于六方晶系,晶胞结构如图所示,其中碳的化合价为+4价。上述反应的化学方程式为
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【推荐1】完成下列填空
(1)根据原子结构理论可以预测:第八周期将包括___________ 种元素,111号元素Rg是为纪念科学家伦琴而命名的,指出其在周期表中的位置:___________ 。
(2)蛋白质是由多肽链组成的,多肽链的基本单元如图(a)所示,若图中标号的6个原子共平面,则N的杂化类型为___________ ;是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。其二聚体如图(b)所示,则其中Be的杂化方式为___________ 。
(3)键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定。卤素单质的键能数据如下表:
请解释其中Br-Br键键能介于F-F和Cl-Cl键键能之间的原因:___________ 。
(4)氢键对物质的物理性质会产生一定影响。
①判断物质沸点___________ (填“大于”或“小于”)。
②氯仿在苯中的溶解度明显比1,1,1-三氯乙烷在苯中的溶解度大,请给出一种可能的原因:___________ 。
(5)金属Ni的晶格型式是面心立方,晶胞参数为a,密度为,计算:
①a=___________ cm(列出计算表达式),Ni晶体中最邻近原子之间的距离为___________ (用含a的表达式表示)。
②在Ni原子所形成的空隙中,能放入的最大原子的半径为___________ (用含a的表达式表示)。
(1)根据原子结构理论可以预测:第八周期将包括
(2)蛋白质是由多肽链组成的,多肽链的基本单元如图(a)所示,若图中标号的6个原子共平面,则N的杂化类型为
(3)键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定。卤素单质的键能数据如下表:
键 | 键能/(kJ/mol) |
F-F | 157 |
Cl-Cl | 242.7 |
Br-Br | 193.7 |
(4)氢键对物质的物理性质会产生一定影响。
①判断物质沸点
②氯仿在苯中的溶解度明显比1,1,1-三氯乙烷在苯中的溶解度大,请给出一种可能的原因:
(5)金属Ni的晶格型式是面心立方,晶胞参数为a,密度为,计算:
①a=
②在Ni原子所形成的空隙中,能放入的最大原子的半径为
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【推荐2】氮、氧、硫、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)N的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为______ 。SO2分子的VSEPR模型名称是_________ 。
(2)N、O、P三种元素第一电离能由大到小的顺序是________ 。气态氢化物氨(NH3)和膦(PH3)的键角较大的是_________ 。
(3)SCN-中C原子的杂化类型为______ ,1 mol SCN-中含π键的数目为______ NA。
(4)FeO的熔点____ Fe2O3的熔点(填“<”、“>”或“=”),其原因是________________ 。
(5)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(,,0);D为(1,1,1)。则C原子的坐标参数为______ 。
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。P原子与B原子的最近距离为a cm,则磷化硼晶胞的边长为_____ cm(用含a的代数式表示)。
(1)N的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为
(2)N、O、P三种元素第一电离能由大到小的顺序是
(3)SCN-中C原子的杂化类型为
(4)FeO的熔点
(5)晶胞有两个基本要素:
①原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(,,0);D为(1,1,1)。则C原子的坐标参数为
②晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。P原子与B原子的最近距离为a cm,则磷化硼晶胞的边长为
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【推荐3】化工生产排放的烟气含有和,是空气污染的重要元凶。
(1)引发的环境污染有酸雨和_______ 。
I.硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分,科学家最近发现了一种利用水催化促进硫酸盐形成的化学新机制。如图所示:
(2)通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的或可以将电子快速转移到周围的气相分子。观察图示可知“水桥”主要靠_______ 形成。其中由形成中间体的离子方程式为_______
(3)写出与间发生的总反应的离子方程式:_______ 。
Ⅱ.工业可使用酸化的溶液处理含NO和的烟气。
(4)为测定溶液在不同温度下对烟气中的硫、硝脱除率,实验得到如下图所示结果。
若烟气中和NO体积比为1:1,烟气于50℃时的吸收液转化生成的_______
(5)二氧化铈()作为一种脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,将NO氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物。铈氧化物晶胞发生的变化如下图所示,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为_______ ,当发生如图所示变化时,可吸收标况下NO的体积为_______ 。
(1)引发的环境污染有酸雨和
I.硫酸盐气溶胶作为PM2.5的主要构成成分,科学家最近发现了一种利用水催化促进硫酸盐形成的化学新机制。如图所示:
(2)通过“水分子桥”,处于纳米液滴中的或可以将电子快速转移到周围的气相分子。观察图示可知“水桥”主要靠
(3)写出与间发生的总反应的离子方程式:
Ⅱ.工业可使用酸化的溶液处理含NO和的烟气。
(4)为测定溶液在不同温度下对烟气中的硫、硝脱除率,实验得到如下图所示结果。
若烟气中和NO体积比为1:1,烟气于50℃时的吸收液转化生成的
(5)二氧化铈()作为一种脱硝催化剂,能在和之间改变氧化状态,将NO氧化为,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物。铈氧化物晶胞发生的变化如下图所示,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为
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