晶体世界丰富多彩,复杂多样,各类晶体具有不同的结构特点,决定着他具有不同的性质和用途,回答下列问题:
(1)可写成,其结构示意图如下图,则硫酸铜晶体中的配位数为___________ ,中配位原子是___________ 。(2)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在原子立方晶格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示。氮化钼的化学式为___________ ,原子周围与之等距离的原子个数为___________ 。
(3)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞(如图1)内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被原子代替。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。下图2为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为,则原子2和4的原子分数坐标为___________ 、___________ 。(4)硫化锌是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。硫化锌晶体密度为代表阿伏加德罗常数的值,则的晶胞中的配位数为___________ ;和之间的最短核间距(x)为___________ (用代数式表示)。
(1)可写成,其结构示意图如下图,则硫酸铜晶体中的配位数为
(3)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞(如图1)内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被原子代替。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。下图2为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为,则原子2和4的原子分数坐标为
更新时间:2024/04/30 14:43:35
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解答题-结构与性质
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【推荐1】普鲁士蓝的部分或全部铁离子可以被其他过渡金属离子取代形成类普鲁士蓝化合物,其具有独特的空心微纳米结构可以增大电极和电解质的接触面积,为电化学反应提供更多的活性位点,可应用于析氢、析氧反应,超级电容器和金属离子电池等。某种普鲁士蓝面心立方体结构如图所示,晶格常数为11.02nm。回答下列问题:
(1)写出Fe2+的核外电子排式为___________ 。
(2)写出一个与氰根离子(CN-)互为等电子体的分子的化学式___________ 。
(3)该晶体中与Fe3+形成配位键的配位原子有___________ (填元素名称);第一电离能最大的原子为___________ (填元素符号)。
(4)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Fe原子,其自旋磁量子数的代数和为___________ 。
(5)该普鲁士蓝晶体密度为___________ g·cm-3(写出未经化简的表达式)。
(6)普鲁士蓝晶体中少部分铁原子被钴或镍原子取代可形成类普鲁士蓝,其晶体结构基本不变,但性能更加优良。下列有关替代原子说法错误的是
a.都处于副族,结构相似 b.常见化合价为+2或+3
c.均属于d区元素 d.替代离子与原离子的离子半径相近
(7)常用K3[Fe(CN)6]制备类普鲁士蓝化合物。在0.1mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液中滴加几滴0.1mol·L-1 KSCN溶液,是否有血红色溶液生成,请通过计算说明。___________ (写出分析过程)
(已知:Fe3++6SCN-=Fe(SCN) ;Fe3++6CN-=Fe(CN) )。
(1)写出Fe2+的核外电子排式为
(2)写出一个与氰根离子(CN-)互为等电子体的分子的化学式
(3)该晶体中与Fe3+形成配位键的配位原子有
(4)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Fe原子,其自旋磁量子数的代数和为
(5)该普鲁士蓝晶体密度为
(6)普鲁士蓝晶体中少部分铁原子被钴或镍原子取代可形成类普鲁士蓝,其晶体结构基本不变,但性能更加优良。下列有关替代原子说法错误的是
a.都处于副族,结构相似 b.常见化合价为+2或+3
c.均属于d区元素 d.替代离子与原离子的离子半径相近
(7)常用K3[Fe(CN)6]制备类普鲁士蓝化合物。在0.1mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液中滴加几滴0.1mol·L-1 KSCN溶液,是否有血红色溶液生成,请通过计算说明。
(已知:Fe3++6SCN-=Fe(SCN) ;Fe3++6CN-=Fe(CN) )。
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解答题-原理综合题
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【推荐2】联氨(N2H4)又称肼,在航天、能源等领域具有广泛应用。
Ⅰ.N2H4分子中所有原子均达到稀有气体原子的稳定结构。
(1)写出N2H4的电子式。___________
(2)N2H4晶体受热熔化时,破坏的作用力有___________。
(3)酸碱质子理论提出:凡是能给出质子的分子或离子称为酸,凡是能接受质子的分子或离子称为碱。
①由N2H4+H2ON2H+OH- 可知N2H4是___________ 。
A.酸 B.碱
②选择足量的盐酸或NaOH溶液与N2H4充分反应,生成盐的化学式为___________ 。
Ⅱ.肼具有强还原性,可作火箭推进剂燃料,反应的热化学方程式表示为:2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H<0。
(4)①结合化学反应原理分析,该反应可自发进行的原因是___________ 。
②N2H4和N2O4作为火箭推进剂的主要原因是___________ 。
Ⅲ.肼可还原钴离子制备纳米金属钴,纳米金属钴具有特殊的物理、化学和表面性质。
(5)下列状态的钴中,电离最外层一个电子所需能量最小的是_______ 。
A.[Ar]3d74s2 B.[Ar]3d74s14p1 C.[Ar]3d74s1
(6)Co2+被N2H4还原的离子方程式如下,完成方程式并配平_______ 。
Co2++N2H4+___________=Co↓+N2↑+H2O
当转移7.224×1024个电子数时,生成金属钴___________ 克。
(7)金属钴可以形成多种配合物。一种配合物由Co3+、NH3、Cl-、H2O组成,实验显示Co3+、NH3、Cl-、H2O的物质的量之比为1∶3∶3∶1.向该配合物的水溶液加入AgNO3溶液,只能沉淀出三分之一的Cl-。
①该配合物的化学式是___________ 。
A.[Co(NH3)3ClH2O]Cl2 B.[Co(NH3)3Cl2H2O]Cl C.[Co(NH3)3H2O]Cl3
②该配合物的配体有___________ 。
Ⅰ.N2H4分子中所有原子均达到稀有气体原子的稳定结构。
(1)写出N2H4的电子式。
(2)N2H4晶体受热熔化时,破坏的作用力有___________。
A.范德华力 | B.氢键 | C.共价键 | D.离子键 |
①由N2H4+H2ON2H+OH- 可知N2H4是
A.酸 B.碱
②选择足量的盐酸或NaOH溶液与N2H4充分反应,生成盐的化学式为
Ⅱ.肼具有强还原性,可作火箭推进剂燃料,反应的热化学方程式表示为:2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H<0。
(4)①结合化学反应原理分析,该反应可自发进行的原因是
②N2H4和N2O4作为火箭推进剂的主要原因是
Ⅲ.肼可还原钴离子制备纳米金属钴,纳米金属钴具有特殊的物理、化学和表面性质。
(5)下列状态的钴中,电离最外层一个电子所需能量最小的是
A.[Ar]3d74s2 B.[Ar]3d74s14p1 C.[Ar]3d74s1
(6)Co2+被N2H4还原的离子方程式如下,完成方程式并配平
Co2++N2H4+___________=Co↓+N2↑+H2O
当转移7.224×1024个电子数时,生成金属钴
(7)金属钴可以形成多种配合物。一种配合物由Co3+、NH3、Cl-、H2O组成,实验显示Co3+、NH3、Cl-、H2O的物质的量之比为1∶3∶3∶1.向该配合物的水溶液加入AgNO3溶液,只能沉淀出三分之一的Cl-。
①该配合物的化学式是
A.[Co(NH3)3ClH2O]Cl2 B.[Co(NH3)3Cl2H2O]Cl C.[Co(NH3)3H2O]Cl3
②该配合物的配体有
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解答题-结构与性质
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【推荐3】如图是元素周期表中的前四周期,①~⑨为相应的元素,请从中选择合适的元素回答问题:
(1)根据元素原子的外围电子排布特征,元素周期表可划分为五个区域,①元素位于周期表的______________ 区。
(2)②、⑥两元素形成的化合物的空间构型为______________ ,其中心原子的杂化轨道类型为________ 。
(3)写出元素③与元素⑤形成的稳定化合物的结构式_______________ 。
(4)⑧的二价阳离子与过量的④的氢化物的水化物作用的离子方程式为:______ 。
(5)元素⑦与CO可形成X(CO)5型化合物,该化合物常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断该化合物晶体属于________ 晶体(填晶体类型)。
(6)元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水,但可溶于氨水中,该离子与NH3间结合的作用力为________ 。
(7)金属⑦的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。则面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为________ 。
(1)根据元素原子的外围电子排布特征,元素周期表可划分为五个区域,①元素位于周期表的
(2)②、⑥两元素形成的化合物的空间构型为
(3)写出元素③与元素⑤形成的稳定化合物的结构式
(4)⑧的二价阳离子与过量的④的氢化物的水化物作用的离子方程式为:
(5)元素⑦与CO可形成X(CO)5型化合物,该化合物常温下呈液态,熔点为-20.5 ℃,沸点为103 ℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断该化合物晶体属于
(6)元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水,但可溶于氨水中,该离子与NH3间结合的作用力为
(7)金属⑦的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。则面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的原子个数之比为
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解答题-结构与性质
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【推荐1】Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)键角:______ ,与互为等电子体的分子为_______ (填化学式,任写一种即可)。
(2)浓磷酸在常温下呈粘稠状,原因_______ ,多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的,多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同,投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系),则其化学式为_______ 。
(3)的晶胞结构示意图如(a)所示。其中О围绕Fe和Р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。每个晶胞中含有的单元数有_______ 个。
电池充电时,脱出部分,形成,结构示意图如(b)所示,则x=_______ ,_______ 。
(1)键角:
(2)浓磷酸在常温下呈粘稠状,原因
(3)的晶胞结构示意图如(a)所示。其中О围绕Fe和Р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。每个晶胞中含有的单元数有
电池充电时,脱出部分,形成,结构示意图如(b)所示,则x=
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解答题-结构与性质
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【推荐2】中国政府在第七十五届联合国大会上提出:“中国将力争于2030年碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和。”生物降解材料、新能源汽车等作为实现“碳达峰”、“碳中和”的重器,近来受到了广泛的关注。
(1)某物质A是塑料纤维工业中可降解新型材料PLA的首选原料。
由质谱和红外光谱可知A的分子式为_______ ,再结合核磁共振氢谱可知A的结构简式为_______ ,该分子中有_______ 个手性碳原子。
(2)金属镍是电池制造过程中重要的原材料,未来十年新能源汽车领域镍需求增长将达8~16倍。一种制备金属镍的方法为。回答下列问题:
①已知NiSO4熔融状态时能导电,上述制备反应化学方程式中的6种物质所属的晶体类型有_______ 种。
②丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂,可与Ni2+生成丁二酮肟镍亮红色沉淀。丁二酮肟镍分子(结构如图1所示)内不存在的作用力有_______ (填标号)。
A.金属键 B.氢键 C.π键 D.配位键 E.离子键
③镧镍合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图2所示,该合金的化学式为_______ ,1mol镧形成的该合金能储存_______ mol氢气。
图2
(1)某物质A是塑料纤维工业中可降解新型材料PLA的首选原料。
由质谱和红外光谱可知A的分子式为
(2)金属镍是电池制造过程中重要的原材料,未来十年新能源汽车领域镍需求增长将达8~16倍。一种制备金属镍的方法为。回答下列问题:
①已知NiSO4熔融状态时能导电,上述制备反应化学方程式中的6种物质所属的晶体类型有
②丁二酮肟是检验Ni2+的灵敏试剂,可与Ni2+生成丁二酮肟镍亮红色沉淀。丁二酮肟镍分子(结构如图1所示)内不存在的作用力有
A.金属键 B.氢键 C.π键 D.配位键 E.离子键
③镧镍合金是稀土系储氢合金的典型代表。某合金储氢后的晶胞如图2所示,该合金的化学式为
图2
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【推荐3】通过下列实验可以从废铜屑中制取。
(1)溶液显碱性的原因(用离子方程式表示):_______ ,加入溶液的作用________ 。
(2)“氧化”时反应的离子方程式_________ 。
(3)操作1为过滤,使用玻璃棒的作用是_________ ,操作2为___________ 。
(4)将加热到以上会分解得到,1个晶胞(如图)中含_______ 个氧原子。
(5)常温下,将除去表面氧化膜的片插入浓中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间的变化如(图2)所示,反应过程中有红棕色气体产生。时,原电池的负极是片,此时,正极的电极反应式是___________ ,时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是:___________ 。
(1)溶液显碱性的原因(用离子方程式表示):
(2)“氧化”时反应的离子方程式
(3)操作1为过滤,使用玻璃棒的作用是
(4)将加热到以上会分解得到,1个晶胞(如图)中含
(5)常温下,将除去表面氧化膜的片插入浓中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间的变化如(图2)所示,反应过程中有红棕色气体产生。时,原电池的负极是片,此时,正极的电极反应式是
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【推荐1】硼及其化合物在工农业生产、新型材料等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)B的基态原子核外电子排布式为_______ 。
(2)硼、铝同主族,晶体硼的熔点为,而金属铝的熔点为,试从晶体结构解释其原因:_______ .
(3)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为_______ ;推测抗坏血酸在水中的溶解性:_______ (填“难溶”或“易溶”)于水;抗坏血酸分子中,含有_______ 个手性碳原子。
(4)
已知铁和镁形成的晶胞如图所示:
①图中a处原子坐标参数为_______ 。
②已知该晶胞密度为为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中原子与原子的最近距离是_______ (用含、的代数式表示,的相对原子质量为56,的相对原子质量为24)。
(1)B的基态原子核外电子排布式为
(2)硼、铝同主族,晶体硼的熔点为,而金属铝的熔点为,试从晶体结构解释其原因:
(3)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为
(4)
已知铁和镁形成的晶胞如图所示:
①图中a处原子坐标参数为
②已知该晶胞密度为为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中原子与原子的最近距离是
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐2】金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)镍元素在周期表中的位置为___________ ,基态镍原子未成对电子数为___________ 。
(2)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为___________ ;配合物Ni(CO)4熔点−19.3℃,沸点42.1℃,难溶于水,易溶于有机溶剂,结构见下图,则固态Ni(CO)4属于___________ 晶体,1mol Ni(CO)4含有___________ mol配位键。
(3)NiO的晶体结构类型与NaCl相似,离子半径如下表所示:NiO晶胞中Ni2+的配位数为____ ,NiO的熔点比NaCl高的原因是______ 。
(4)某铬镍合金晶胞如图所示,Cr、Ni原子个数比为__ ,该晶胞中Cr、Ni原子最近距离为__ pm(用含a、c的代数式表示)。
(1)镍元素在周期表中的位置为
(2)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法为
(3)NiO的晶体结构类型与NaCl相似,离子半径如下表所示:NiO晶胞中Ni2+的配位数为
Na+ | 102pm | Cl- | 181pm |
Ni2+ | 69pm | O2− | 140pm |
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解题方法
【推荐3】含硅化合物在生活中的应用非常广泛。请回答下列问题:
(1)祖母绿宝石的主要成分化学式为,Be与Al的第一电离能大小关系为:___________ 。
(2)硅酸盐的阴离子结构丰富多样,有些是有限数目的硅氧四面体构建的简单阴离子,如图所示,最简单的硅酸盐阴离子a的化学式为,则六元环状硅酸盐阴离子b的化学式是___________ (不能用最简式表示)。(3)硅的各种卤化物的沸点如下表,沸点依次升高的原因是___________ 。
(4)β-石英是晶质石英()的一种变体,其晶胞结构如图所示,一个晶胞中含有的硅原子数为___________ ,请用价层电子对互斥模型解释图中键角。并不是180°的原因是___________ 。
(5)金刚砂的晶胞结构如图丙所示,在SiC中,每个C原子周围最近且等距的C原子数目为___________ ;若金刚砂的密度为ρ g⋅cm,则晶体中最近的碳、硅原子之间的距离为___________ pm(用代数式表示即可)。
(1)祖母绿宝石的主要成分化学式为,Be与Al的第一电离能大小关系为:
(2)硅酸盐的阴离子结构丰富多样,有些是有限数目的硅氧四面体构建的简单阴离子,如图所示,最简单的硅酸盐阴离子a的化学式为,则六元环状硅酸盐阴离子b的化学式是
沸点/K | 187.2 | 330.8 | 427.2 | 560.7 |
(4)β-石英是晶质石英()的一种变体,其晶胞结构如图所示,一个晶胞中含有的硅原子数为
(5)金刚砂的晶胞结构如图丙所示,在SiC中,每个C原子周围最近且等距的C原子数目为
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