1 . 某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B两种正方体单元构成,且两种正方体单元中氧离子的空间位置相同。通过Li+嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心,可将该晶体设计为纳米硅基锂电池的正极材料(m、n为正整数)。已知:脱嵌率=×100%。下列关于纳米硅基锂电池的说法不正确的是
A.当Li+嵌入晶胞体心和所有棱心,则该锂电池正极材料的化学式为LiFe6O8 |
B.若该锂电池正极材料中n(Fe2+):n(Fe3+)=5:7则Li+的脱嵌率为75% |
C.该锂电池充电时正极发生的反应为 |
D.该锂电池放电时,每转移2mol e-,正极材料增重14g |
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2 . A、B、C、D、B、F为原子序数依次增大的前四周期元素,A元素原子最外层电子数是其内层电子数的2.5倍;B元素是地壳中含量最高的元素,C元素的最高化合价和最低化合价的代数和等于0,D元素的单质可用于自来水消毒杀菌,E元素位于周期表的VIB族,F元素的基态原子中有4个未成对电子。
(1)A元素单质的结构式为___________ ;基态E元素原子价层电子排布图为____________ 。
(2)A的氢化物A2H4分子属于___________ 分子(填“极性或非极性);A与B形成的的空间构型为___________ 。
(3)酸性条件下,E元素的离子和D元素的阴离子反应可生成D单质,E元素被还原为+3价,写出离子方程式:___________________________________ 。
(4)元素C和D组成的简单化合物空间构型为________________ 。
(5)元素B与E形成的一种化合物广泛应用于录音磁带,其晶胞如图。若晶胞参数(边长)为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为__________ 。
(1)A元素单质的结构式为
(2)A的氢化物A2H4分子属于
(3)酸性条件下,E元素的离子和D元素的阴离子反应可生成D单质,E元素被还原为+3价,写出离子方程式:
(4)元素C和D组成的简单化合物空间构型为
(5)元素B与E形成的一种化合物广泛应用于录音磁带,其晶胞如图。若晶胞参数(边长)为apm,NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的密度为
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3 . 铜离子可与含N、含O的微粒形成多种结构。向CuSO4溶液中滴加氨水可最终形成如图所示的配离子。(1)图中微粒的化学式为___________ 。关于该微粒说法正确的是___________ 。
A.1mol该微粒中有22mol共价键
B.该微粒中的N、O原子构成了立方体结构
C.电负性N>O>H
D.该微粒中可与溶剂水分子形成氢键的只有N、O原子
(2)铜元素位于元素周期表的___________ 区。铜原子价电子排布式 为___________ 。
A.s区 B.p区 C.ds区 D.f区
(3)Cu2+无法与BF3中的B原子形成配位键的原因是___________ 。
(4)Cu2+可形成如图所示晶体。该晶胞中负离子为 CN—,“连接”着每一对相邻的Fe3+与Cu2+(部分 示例位置已用箭头标出)。①该晶体中距Fe3+最近且等距的Cu2+有___________ 个。
②已知相邻的Fe3+与Cu2+核间距为apm,则相邻的Fe3+与K+核间距为___________ pm。
③该晶体的化学式为___________ 。
A.1mol该微粒中有22mol共价键
B.该微粒中的N、O原子构成了立方体结构
C.电负性N>O>H
D.该微粒中可与溶剂水分子形成氢键的只有N、O原子
(2)铜元素位于元素周期表的
A.s区 B.p区 C.ds区 D.f区
(3)Cu2+无法与BF3中的B原子形成配位键的原因是
(4)Cu2+可形成如图所示晶体。该晶胞中
②已知相邻的Fe3+与Cu2+核间距为apm,则相邻的Fe3+与K+核间距为
③该晶体的化学式为
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4 . 硼和氮的化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态N原子电子自旋量子数和为___________ ,其价电子中成对电子数与未成对电子数之比是___________ 。
(2)硼烷-吡啶()是一种中等强度的还原性试剂,在质子性溶剂中,它的稳定性和溶解性均优于硼氢化钠(NaBH4),则硼氢化钠晶体类型是___________ 。硼烷-吡啶组成元素属于第二周期的电负性从大到小的顺序是___________ 。
(3)吡啶()和吡咯()均含有大健,相同条件下,熔点吡啶___________ 吡咯(填“大于”或“小于”),其原因是___________ 。
(4)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示,硼原子全部组成B6正八面体,各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架,具有立方晶系的对称性。该晶体的化学式为___________ 。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,称为原子的分数坐标,如M点原子的分数坐标为(,,),已知B6八面体中B -B键的键长为r pm,晶胞参数为a pm,则N点原子的分数坐标为 ___________ ,Ca与 B 原子间的最短距离d=___________ pm(列出计算式即可)。
(1)基态N原子电子自旋量子数和为
(2)硼烷-吡啶()是一种中等强度的还原性试剂,在质子性溶剂中,它的稳定性和溶解性均优于硼氢化钠(NaBH4),则硼氢化钠晶体类型是
(3)吡啶()和吡咯()均含有大健,相同条件下,熔点吡啶
(4)Ca与B组成的金属硼化物结构如图所示,硼原子全部组成B6正八面体,各个顶点通过B-B键互相连接成三维骨架,具有立方晶系的对称性。该晶体的化学式为
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5 . 某种新型储氢材料(摩尔质量为188g∙mol–1)的立方晶胞如图,该晶胞可储存6个氢原子。已知M核内中子数比质子数多4,标准状况下氢气的密度为ρg∙cm–3,NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.晶胞中[M(NH3)6]n+和[BH4]–的配位数相同 |
B.M离子最外层电子排布式为3d64s2 |
C.在晶胞体对角线的一维空间上会出现的排布规律 |
D.该材料的储氢能力[]为 |
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6 . 我国提出2060年前实现碳中和,为有效降低大气中的含量,以为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生如下反应:
Ⅰ.主反应:
Ⅱ.副反应:
(1)已知:Ⅲ.
Ⅳ.___________ 。
(2)加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其可能的原因为___________。
(3)500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4mol和12mol,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得,体系压强为,则0~20min内___________ ,平衡时选择性=___________ (选择性,计算保留三位有效数字,下同),副反应的___________ 。
(4)以催化加氢合成的甲醇为原料,在催化剂作用下可以制取丙烯,反应的化学方程式为。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式,(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是___________ 。(5)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___________ 。
Ⅰ.主反应:
Ⅱ.副反应:
(1)已知:Ⅲ.
Ⅳ.
(2)加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其可能的原因为___________。
A.反应速率快 | B.平衡转化率高 |
C.催化剂活性高 | D.主反应催化剂选择性好 |
(3)500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4mol和12mol,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得,体系压强为,则0~20min内
(4)以催化加氢合成的甲醇为原料,在催化剂作用下可以制取丙烯,反应的化学方程式为。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式,(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是
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7 . 氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强,其单质在1886年才被首次分离出来。
(1)基态F原子的核外电子排布式为___________ 。基态F原子的电子有___________ 种空间运动状态。
(2)氟氧化物的结构已经确定。
①依据上表数据推测键的稳定性:___________ (填“>”或“<”)。
②中的键角小于中的键角,解释原因:___________ 。
(3)是一种有特殊性质的氢化物。
①已知:氢键中三原子在一条直线上时,作用力最强。测定结果表明,固体中分子排列成锯齿形。画出含2个的重复单元结构:___________ 。
②中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:___________ 。
(4)工业上用蒬石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。①晶体中距离最近的有___________ 个。
②晶体中与的最近距离为,阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度___________ (列出计算式)。
(1)基态F原子的核外电子排布式为
(2)氟氧化物的结构已经确定。
键长/pm | 121 | 148 |
②中的键角小于中的键角,解释原因:
(3)是一种有特殊性质的氢化物。
①已知:氢键中三原子在一条直线上时,作用力最强。测定结果表明,固体中分子排列成锯齿形。画出含2个的重复单元结构:
②中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:
(4)工业上用蒬石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。①晶体中距离最近的有
②晶体中与的最近距离为,阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度
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8 . 金属钛()密度小,强度高,抗腐蚀性能好。含钛的矿石主要有金红石和铁铁矿。
(1)元素在周期表中的分区是位于___________ 区。基态原子中含有的未成对电子数是___________ 。
(2)金红石主要成分是钛的氧化物,该氧化物的晶胞形状为长方体,边长分别为和,结构如下图所示。①该氧化物的化学式是___________ ,位于距离最近的构成的___________ 中心(填字母序号,下同)。
a.三角形 b.四面体 c.六面体 d.八面体
②该氧化物的晶体熔点为,其晶体类型最不可 能是___________ 。
a.共价晶体 b.离子晶体 c.分子晶体
③若已知该氧化物晶体体积为,则阿伏加德罗常数可表示为___________ 。
(3)以钓铁矿为原料,用美还原法冶炼金属钓的生产流程图如下:①元素在元素周期表中的位置是___________ 。
②“高温氯化”时还得到一种可燃性气体,写出反应的化学方程式:___________ 。
③结合流程及下表数据,“分离”时所需控制的最低温度应为___________ 。
④已知和的晶胞类型相同,和的离子半径大小相近,解释熔点高于的原因:___________ 。
(1)元素在周期表中的分区是位于
(2)金红石主要成分是钛的氧化物,该氧化物的晶胞形状为长方体,边长分别为和,结构如下图所示。①该氧化物的化学式是
a.三角形 b.四面体 c.六面体 d.八面体
②该氧化物的晶体熔点为,其晶体类型
a.共价晶体 b.离子晶体 c.分子晶体
③若已知该氧化物晶体体积为,则阿伏加德罗常数可表示为
(3)以钓铁矿为原料,用美还原法冶炼金属钓的生产流程图如下:①元素在元素周期表中的位置是
②“高温氯化”时还得到一种可燃性气体,写出反应的化学方程式:
③结合流程及下表数据,“分离”时所需控制的最低温度应为
熔点/ | 1668 | 651 | 714 |
沸点/ | 3287 | 1107 | 1412 |
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9 . 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ⅰ所示,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ⅱ所示。下列说法不正确 的是
A.钛铁合金的化学式: |
B.钛铁合金中每个周围距离最近且等距的有8个 |
C.钛铁合金与钛、铁的纯金属相比,熔点更低,硬度更大 |
D.如图ⅱ所示的每个体心立方正八面体均填充1个氢原子,则理论上形成的金属氢化物的化学式: |
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10 . 硒(Se,原子序数为34)在电子工业中可用作光电管、太阳能电池等。某工业提取过程将阳极泥(硒主要以Se单质和Cu2Se的形式存在)在空气中煅烧,可得铜、硒的氧化物,用二氧化硫还原SeO2可得硒。Cu2Se晶胞结构如图所示,下列说法错误的是
A.Cu2Se晶胞中Se2-的配位数为8 |
B.SeO2分子是直线形分子 |
C.还原时,生成1molSe反应转移4mol电子 |
D.煅烧时,Cu2Se可能发生反应: |
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