1 . 一种无机纳米晶体材料,仅由铯、铅、溴三种元素构成,在太阳能电池方向有巨大应用前景。回答下列问题:
(1)基态原子核外电子占据能量最高的能级的电子云轮廓图形状为_______ 。属于_______ 区元素。
(2)位于同主族,元素的第一电离能分别为、。的原因是_______ 。
(3)三种元素的电负性如下表。具有较高的熔点(855℃),PbBr2具有较低的熔点(373℃),原因是_______ 。
(4)该晶体材料的立方结构如图所示,其化学式为_______ 。若其晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体密度=_______ 。
(5)该晶体材料电池并未实现商业化,原因在于自身的不稳定性。
①该晶体材料在潮湿环境中易从固体变成溶液(发生相变),导致器件效率降低,其原因是_______ 。
②某大学采用对该材料进行钝化处理可有效提高其稳定性,钝化机理如图所示。根据晶格应变驰豫,_______ (离子)脱离晶格,用钝化后的晶体比原晶体材料更稳定,其原因是_______ 。
(已知:应力与应变相伴而生,从原子尺度上来理解,应力为单位晶格上的作用力,应变即为晶格的拉伸或收缩,对应于拉伸应变和压缩应变。对应出现的驰豫是指一个宏观平衡系统由于受到外界的作用变为非平衡状态,再从非平衡状态过渡到新的平衡态的过程。)
(1)基态原子核外电子占据能量最高的能级的电子云轮廓图形状为
(2)位于同主族,元素的第一电离能分别为、。的原因是
(3)三种元素的电负性如下表。具有较高的熔点(855℃),PbBr2具有较低的熔点(373℃),原因是
电负性 | ||
F | Br | Pb |
4.0 | 2.8 | 1.9 |
(5)该晶体材料电池并未实现商业化,原因在于自身的不稳定性。
①该晶体材料在潮湿环境中易从固体变成溶液(发生相变),导致器件效率降低,其原因是
②某大学采用对该材料进行钝化处理可有效提高其稳定性,钝化机理如图所示。根据晶格应变驰豫,
(已知:应力与应变相伴而生,从原子尺度上来理解,应力为单位晶格上的作用力,应变即为晶格的拉伸或收缩,对应于拉伸应变和压缩应变。对应出现的驰豫是指一个宏观平衡系统由于受到外界的作用变为非平衡状态,再从非平衡状态过渡到新的平衡态的过程。)
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2 . 最近科研人员发现,用[Ni(cyclam)]2+(结构如图a)作电催化剂、二茂铁(结构如图c)作为牺牲电子供体,NH4PF6作为电解质和质子供体,CH3CN作溶剂,可实现有效催化还原CO2。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子转化为基态Ni2+失去_______ 轨道的电子;基态Fe原子核外电子排布式为_______ 。
(2)NH4PF6中NH空间构型为_______ ;N、P、F的电负性由大到小的顺序为_______ 。
(3)CH3CN分子中碳原子杂化方式为_______ 。
(4)已知3个及以上原子构成的离子团或分子中,原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子,连贯重叠在一起构成π型化学键,又称为大π键,可用符号表示,其中m代表参与形成的大π键原子数,n代表参与形成的大π键电子数,如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为_______ 。
(5)[Ni (cyclam)]2+可由某些镍的化合物与cyclam 反应制得。[Ni(cyclam)]2+中,Ni2+的配位数为_______ ;cyclam可溶于水,而环十四烷不溶于水,其原因是_______ 。
(6)某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为_______ g·cm-3(列出计算式即可)。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子转化为基态Ni2+失去
(2)NH4PF6中NH空间构型为
(3)CH3CN分子中碳原子杂化方式为
(4)已知3个及以上原子构成的离子团或分子中,原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子,连贯重叠在一起构成π型化学键,又称为大π键,可用符号表示,其中m代表参与形成的大π键原子数,n代表参与形成的大π键电子数,如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为
(5)[Ni (cyclam)]2+可由某些镍的化合物与cyclam 反应制得。[Ni(cyclam)]2+中,Ni2+的配位数为
(6)某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为
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3 . 氮元素形成的化合物种类众多,用途广泛。根据信息回答下列问题。
(1)NH3BH3(氨硼烷)因具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350°C),而成为颇具潜力的化学储氢材料之一 ,它可通过环硼氮烷、CH4与H2O进行合成。
①基态氮原子的电子排布图为________________ 。
②上述涉及的元素H、B 、C、N、O中电负性最大的是_____ (填元素符号)。
(2)BF3、NH3和PH3分子中键角由大到小的顺序为_____ 。
(3)若配离子[Co(CN) x](x-3)-的中心离子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则x=__________________ 。
(4)咪唑、噻唑、吡啶是含N 和S的有机杂环类化合物,结构如图所示:
①上述三种物质中,沸点最高的是_____ (填化学名称)。
②吡啶中氮原子的杂化轨道的空间构型为_____________ 。
③已知咪唑中存在类似苯的大π键,则在咪唑分子的两个氮原子中,更容易与Cu2+形成配位键的是_____ (填“①”或“②” )号氮原子。
(5)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga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。如图为沿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3的原子分数坐标为________ 。
(6)某铁氮化合物晶体的晶胞结构如图所示。
①若以氮原子为晶胞顶点,则铁原子在晶胞中的位置为_____ 。
②若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为____ g·cm-3(列出计算式即可)。
(1)NH3BH3(氨硼烷)因具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350°C),而成为颇具潜力的化学储氢材料之一 ,它可通过环硼氮烷、CH4与H2O进行合成。
①基态氮原子的电子排布图为
②上述涉及的元素H、B 、C、N、O中电负性最大的是
(2)BF3、NH3和PH3分子中键角由大到小的顺序为
(3)若配离子[Co(CN) x](x-3)-的中心离子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则x=
(4)咪唑、噻唑、吡啶是含N 和S的有机杂环类化合物,结构如图所示:
①上述三种物质中,沸点最高的是
②吡啶中氮原子的杂化轨道的空间构型为
③已知咪唑中存在类似苯的大π键,则在咪唑分子的两个氮原子中,更容易与Cu2+形成配位键的是
(5)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga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。如图为沿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3的原子分数坐标为
(6)某铁氮化合物晶体的晶胞结构如图所示。
①若以氮原子为晶胞顶点,则铁原子在晶胞中的位置为
②若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为
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4 . 镍是一种银白色金属,具有良好的机械强度和延展性,常用来制造货币等,镀在其他金属上可以防止生锈。回答下列问题:
(1)基态原子核外电子的运动状态有_______ 种,价层电子轨道表示式(电子排布图)为_______ ;
(2)镍不溶于水,在稀酸中可缓慢溶解,生成。用丁二酮肟鉴定的存在时生成鲜红色的沉淀,的结构如图所示。
①中所含的作用力有_______ (填字母序号)。
A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.配位键 E.氢键
②中所含非金属元素电负性由大到小的顺序是_______ ,N原子的杂化方式为_______ 。
③中与N成键,而非和O成键的原因可能是_______ 。
(3)某铜镍合金立方晶胞结构如图所示:
①元素铜和镍的第二电离能分别为、的原因是_______ 。
②该晶体的化学式为_______ ,铜原子距离最近的有_______ 个,已知该晶体的密度为,晶胞边长_______ nm(用表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可,相对原子质量:)。
(1)基态原子核外电子的运动状态有
(2)镍不溶于水,在稀酸中可缓慢溶解,生成。用丁二酮肟鉴定的存在时生成鲜红色的沉淀,的结构如图所示。
①中所含的作用力有
A.极性键 B.非极性键 C.离子键 D.配位键 E.氢键
②中所含非金属元素电负性由大到小的顺序是
③中与N成键,而非和O成键的原因可能是
(3)某铜镍合金立方晶胞结构如图所示:
①元素铜和镍的第二电离能分别为、的原因是
②该晶体的化学式为
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解题方法
5 . 我国科学家及其合作团队研究发现,六方相(hep)Fe—H、Fe—C和Fe—O合金在地球内核温压下转变成超离子态。该研究表明地球内核并非传统认知的固态,而是由固态铁和流动的轻元素组成的超离子态。请用所学知识回答下列问题:
(1)基态铁原子最外层电子所在能级的电子云轮廓图为_______ 形。
(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的排序为_______ (填元素符号)。
(3)锰和铁处于同一周期,锰、铁电离能数据如表所示:
请解释的主要原因:_______ 。
(4)H、C、O三种元素可以组成很多种物质。
①、、、、中属于非极性分子的有_______ (填化学式)。
②的沸点_______ (填“大于”、“小于”或“等于”)的沸点。
(5)用X射线衍射仪测定发现铁晶体有两种晶胞结构,如图1、图2所示。
①原子坐标参数可以描述晶胞内部各微粒的相对位置。设图1中1号原子的坐标参数为(0,0,0),3号原子的坐标参数为(1,1,1),则2号原子的坐标参数为_______ 。
②若图2中晶胞参数为apm,则该晶胞的空间利用率()为_______ (用含π的式子表示)%。
(1)基态铁原子最外层电子所在能级的电子云轮廓图为
(2)H、C、O三种元素的电负性由大到小的排序为
(3)锰和铁处于同一周期,锰、铁电离能数据如表所示:
元素 | |||
Mn | 717.3 | 1509.9 | 3248 |
Fe | 762.5 | 1561.9 | 2953 |
(4)H、C、O三种元素可以组成很多种物质。
①、、、、中属于非极性分子的有
②的沸点
(5)用X射线衍射仪测定发现铁晶体有两种晶胞结构,如图1、图2所示。
①原子坐标参数可以描述晶胞内部各微粒的相对位置。设图1中1号原子的坐标参数为(0,0,0),3号原子的坐标参数为(1,1,1),则2号原子的坐标参数为
②若图2中晶胞参数为apm,则该晶胞的空间利用率()为
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2022-07-06更新
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248次组卷
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2卷引用:广东省清远市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题
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6 . 有机物K合成路线如下图 (部分条件已省略)。
已知:
①
②(表示烃基)。
请回答下列问题。
(1)K的分子式为_______ 。
(2)A中官能团的名称是_______ ,G→H的反应类型是_______ 。
(3)B→D的化学方程式为_______ 。
(4)F→G中NaOH的作用是_______ 。
(5)D+H→J中形成酰胺键。在有机合成中常用酯基和生成酰胺基,而不是用羧基和直接反应生成酰胺基,请结合元素电负性和键的极性解释原因:_______ 。(元素电负性:H-2.1 C-2.5 O-3.5)
(6)由J生成K可以看作三步反应,如下图所示。
①P中有两个六元环结构。P的结构简式为_______ 。
②Q和K是互变异构关系,K比Q稳定的原因是_______ 。
(7)X是D的同分异构体,符合下列条件的X的结构简式是_______ 。
a.1molX能与足量银氨溶液反应生成4molAg
b.X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为1:1:3
已知:
①
②(表示烃基)。
请回答下列问题。
(1)K的分子式为
(2)A中官能团的名称是
(3)B→D的化学方程式为
(4)F→G中NaOH的作用是
(5)D+H→J中形成酰胺键。在有机合成中常用酯基和生成酰胺基,而不是用羧基和直接反应生成酰胺基,请结合元素电负性和键的极性解释原因:
(6)由J生成K可以看作三步反应,如下图所示。
①P中有两个六元环结构。P的结构简式为
②Q和K是互变异构关系,K比Q稳定的原因是
(7)X是D的同分异构体,符合下列条件的X的结构简式是
a.1molX能与足量银氨溶液反应生成4molAg
b.X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为1:1:3
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7 . 我国科学家研究发现,在KOH催化下,CO(NH2)2和LiTPSI还原形成稳定的LiF/高分子双层SEI,使LiMn2O4//Li4T15O12电池稳定工作。请回答下列问题:
(1)基态Mn2+的电子排布式为[Ar]____ 。基态K原子核外电子云轮廓图呈球形的能级上占据的电子总数为____ 。
(2)Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能的主要原因是____ 。
(3)CO(NH2)2中元素电负性由大到小的顺序为____ (用元素符号表示)。CO(NH2)2分子中碳原子的杂化方式为____ 。
(4)几种钛的卤化物的熔点如表所示:
钛的卤化物熔点呈上述变化的主要原因是____ 。
(5)一种钛的氧化物晶胞如图1所示,其化学式为____ 。
(6)由钾、镍、氟组成的一种晶体结构如图2所示,该晶体密度为____ g·cm-3(只列计算式即可)。
(1)基态Mn2+的电子排布式为[Ar]
(2)Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能的主要原因是
(3)CO(NH2)2中元素电负性由大到小的顺序为
(4)几种钛的卤化物的熔点如表所示:
卤化物 | TiF4 | TiCl4 | TiBr4 | TiI4 |
熔点/℃ | 377 | -25 | 39 | 150 |
(5)一种钛的氧化物晶胞如图1所示,其化学式为
(6)由钾、镍、氟组成的一种晶体结构如图2所示,该晶体密度为
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8 . 如图甲,铜离子与有机物HA可形成一种螯合物,从而萃取水中的铜离子。
图中的R、R′均为烷烃基,该萃取反应可简单表示为2HA+Cu2+CuA2+2H+
回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为_______ 。
(2)有机物HA中,C、N、O三种元素电负性由大到小的顺序是_______ 。
(3)螯合物中的氮原子杂化方式为_______ ,氧原子的杂化方式为_______ 。
(4)下列关于螯合物的说法中,正确的是_______ (填序号)。
①中O的配位能力比N强
②与配位的4个原子可能呈平面构型
③既溶于水又溶于有机溶剂
④每个分子中含2个氢键、2个π键
(5)萃取后,铜离子进入有机相中,反萃取时,螯合物释放出铜离子,铜离子进入水相,可用于铜离子的富集及提纯,则反萃取时常加入的试剂是_______ 。
(6)金属铜与铝可形成多种不同的合金,其中一种合金的晶胞如图乙所示,晶胞参数,,,按图乙中阴影面进行投影得到图丙。
该晶体的化学式为_______ ,密度为_______ (结果保留两位有效数字)。
图中的R、R′均为烷烃基,该萃取反应可简单表示为2HA+Cu2+CuA2+2H+
回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为
(2)有机物HA中,C、N、O三种元素电负性由大到小的顺序是
(3)螯合物中的氮原子杂化方式为
(4)下列关于螯合物的说法中,正确的是
①中O的配位能力比N强
②与配位的4个原子可能呈平面构型
③既溶于水又溶于有机溶剂
④每个分子中含2个氢键、2个π键
(5)萃取后,铜离子进入有机相中,反萃取时,螯合物释放出铜离子,铜离子进入水相,可用于铜离子的富集及提纯,则反萃取时常加入的试剂是
(6)金属铜与铝可形成多种不同的合金,其中一种合金的晶胞如图乙所示,晶胞参数,,,按图乙中阴影面进行投影得到图丙。
该晶体的化学式为
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9 . 在催化剂作用下,与水反应生成的前2步可能机理为:
第1步:
第2步:
……完成下列填空:
(1)已知电负性:。中B的化合价为_______ 。第1步反应的氧化产物是_______ ,(填化学式或离子符号)。
(2)的分子空间构型是_______ ,中B原子的杂化类型是_______ 。比较与的键角:_______ (填“>”、“<”或“=”),其原因是:_______ 。
(3)上述机理的第3、4步与第2步类似,最终生成。用化学方程式表示第3步的机理:_______ 。写出的结构式:_______ 。根据上述机理,与反应时,所得气体产物为_______ (填写化学式)。
(4)分子中B原子与三个O原子构成平面三角形,则B原子的杂化类型是_______ 。
(5)溶液中存在平衡:。下列叙述正确的是
第1步:
第2步:
……完成下列填空:
(1)已知电负性:。中B的化合价为
(2)的分子空间构型是
(3)上述机理的第3、4步与第2步类似,最终生成。用化学方程式表示第3步的机理:
(4)分子中B原子与三个O原子构成平面三角形,则B原子的杂化类型是
(5)溶液中存在平衡:。下列叙述正确的是
A.的水溶液显酸性 |
B.B原子杂化轨道中s轨道的成分:大于 |
C.上述反应的2种反应物分子中,所有原子都达到8电子构型 |
D.溶液中还可能存在、等系列微粒 |
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10 . 环己酮是重要的化工原料和化工溶剂,某研究小组对其进行了一些探究。
Ⅰ.环己酮的制备。反应原理为,还原产物为,反应过程放热,温度过高时环己酮易进一步被氧化,实验装置如图所示。
已知:溶液呈橙红色,溶液呈墨绿色。
(1)分液漏斗中盛放的试剂为_______ 。(填字母)
a.溶液 b.环己醇的硫酸溶液
(2)三颈烧瓶中反应体系的温度需控制在55~60℃,其加热方式为_______ 。
(3)反应结束后,还需滴加甲醇,直到_______ (填实验现象)为止,随后分离提纯得到环己酮。
(4)若20.0 mL环己醇()完全反应并提纯后,得到纯环己酮()9.6 mL,则环己酮的产率为_______ 。(计算结果保留2位有效数字)
Ⅱ.环己酮的结构与性质
(5)环己酮中三种元素的电负性由小到大的顺序为_______ 。(用元素符号表示)
(6)若要测定环己酮的相对分子质量,可以采用的波谱分析手段为_______ 。
(7)已知:。环己酮和乙二醇在酸性条件下反应生成分子式为的产物,其结构简式为_______ 。
Ⅰ.环己酮的制备。反应原理为,还原产物为,反应过程放热,温度过高时环己酮易进一步被氧化,实验装置如图所示。
已知:溶液呈橙红色,溶液呈墨绿色。
(1)分液漏斗中盛放的试剂为
a.溶液 b.环己醇的硫酸溶液
(2)三颈烧瓶中反应体系的温度需控制在55~60℃,其加热方式为
(3)反应结束后,还需滴加甲醇,直到
(4)若20.0 mL环己醇()完全反应并提纯后,得到纯环己酮()9.6 mL,则环己酮的产率为
Ⅱ.环己酮的结构与性质
(5)环己酮中三种元素的电负性由小到大的顺序为
(6)若要测定环己酮的相对分子质量,可以采用的波谱分析手段为
(7)已知:。环己酮和乙二醇在酸性条件下反应生成分子式为的产物,其结构简式为
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443次组卷
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2卷引用:江苏省泰州市2020-2021学年高二下学期期末考试化学试题