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硫和钒的相关化合物,在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题: (1)基...

硫和钒的相关化合物,在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:

(1)基态钒原子的外围电子轨道表达式为___________,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是________,VO43-的几何构型为________.

(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(1) 是副作用小的有效调节血糖的新型药物。

①基态S原子中原子核外未成对电子数为_______,该药物中S原子的杂化方式是_______.所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是___________.

2-巯基烟酸(2) 水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是_________.

(3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成离域Π,下列物质中存在离域Π的是_____.

A.SO2        B.SO42- C.H2S        D.CS2

(4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为______。图4 为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为________g/cm3 (列出计算式即可)。

 

+5 正四面体 2 sp3 N>O>C 2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大 AD VS 【解析】 (1)钒处于第四周期VB族,外围电子排布式为3d34s2,结合泡利原理、洪特规则画外围电子轨道表达式;核外电子排布处于半充满、全充满或全空时更稳定;VO43-中V形成4个σ键,孤电子对数为 =0,杂化方式为sp3; (2)①S原子形成2个σ键,有2对孤电子对,杂化轨道数目为4;同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的; ②羧基可与水分子之间形成氢键; (3)构成条件:多原子分子中各原子在同一平面,且有相互平行的p轨道,有单电子;硫酸根离子是正四面体结构,各原子不在同一平面,硫化氢中H原子和S原子没有平行的p轨道; (4)均摊法计算晶胞中V、S原子数目,确定化学式;根据V、S原子数目,结合摩尔质量计算晶胞质量,再根据ρ= 计算晶胞密度。 (1)钒原子为23号元素,电子排布式为[Ar]3d34s2,所以外围电子轨道排布式为。其最稳定的化合价应该是+5,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定结构。根据价层电子对互斥原理,VO43-中的中心原子V的价电子为5,配位原子O不提供电子,带有三个单位负电,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体。 (2)①S原子的电子排布为[Ne]3s23p4,所以S原子的3p能级上有4个电子,分配在三个轨道中,有两个单电子。从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有6+2=8个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp3杂化。其中含有的第二周期元素是C、N、O。同周期元素从左向右应该是第一电离能增大,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能为:N>O>C。 ②2-巯基烟酸有羧基可以与水分子形成氢键,所以其水溶性会更好。 (3)从题目表述来看,形成离域Π键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为角型,二硫化碳为直线型。所以选项B一定错误。而硫化氢的H原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选项A和选项D。 (4)晶胞中有V为:8×1/8+4×1/4=2个;S为:2×1=2个,所以化学式为VS。因为该晶胞中有2个VS,所以晶胞质量为2×(32+51)/NA g。根据图4得到晶胞底面的面积为a× nm2,所以晶胞的体积为:a××b nm3。1nm=10-7cm,所以晶体密度为。  
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铁、钴、镍具有相似的性质,在化学上称为铁系元素。回答下列问题:

常用作锂离子电池的正极材料。的空间构型为____________基态Co原子核外电子排布式为____________,第四电离能______,原因是________________

铁系元素能与CO形成等金属羰基配合物。中与Fe形成配位键的是______原子。与CO互为等电子体的是_________任写一种即可。在CO分子中,键与键数目之比为________

铁与环戊二烯在隔绝空气条件下共热可制得二茂铁。在环戊二烯中,C原子的杂化轨道类型为______。二茂铁熔点为446K,不溶于水,易溶于乙醚、苯、乙醇等有机溶剂,373K即升华,则它的晶体类型是___________

铁单质的堆积方式有两种,其中一种剖面图如图所示:

在此堆积方式里,铁原子的半径为,则其晶胞棱长为_______________cm

 

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奈必洛尔是一种用于血管扩张的降血压药物,

已知:乙酸酐的结构简式为

请回答下列问题:

(1)B的分子式为______________,反应的反应类型为________________

(2)C所含官能团的名称为__________________________________________

(3)反应的化学方程式为_________________,该反应的反应类型是_________________

(4)写出满足下列条件的E的同分异构体的结构简式:_________________________

Ⅰ.苯环上只有三个取代基

Ⅱ.核磁共振氢谱图中只有4组吸收峰

Ⅲ.1mol该物质与足量NaHCO3溶液反应生成2molCO2

(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)_____________。(合成路线流程图示例如下:CH3CH2BrCH3CH2OHCH3COOCH2CH3

 

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秋冬季我国北方大部分地区出现严重雾霾天气,引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等,城市雾霾中还含有铜等重金属元素。

(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有NOxHCOOH等二次污染物。

基态N原子的电子排布式___________CNO的第一电离能由大到小的顺序为___________

氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是________,写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________(填化学式)。

(2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4NH4NO3等。

①(NH4)2SO4晶体中各种微粒间存在的作用力有________(填序号)

a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 

②NH4NO3中阴离子的空间构型为________,阳离子的中心原子轨道采用________杂化。

(3)某种镁铝合金可作为储钠材料,该合金晶胞结构如图所示,晶胞棱长为anm,该合金的化学式为____________,晶体中每个镁原子周围距离最近的铝原子数目为___________,该晶体的密度为__________________g/cm3(阿伏伽德罗常数的数值用NA表示)

 

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科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用, CO2可用来合成低碳烃。

CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH= a kJ/mol

(1)已知:①4H2g+ 2O2g=4H2Og  △H=-967.2kJ/mol

②CH4(g)  + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ/mol 

请回答:①②这两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是__________________ a=____________kJ/mol

(2)在体积为1L的密闭刚性容器中,充入4mol H21mol CO2,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。

已知M点总压为1MPa,该反应在此温度下的平衡常数Kp=______MPa-2(Kp是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数。)

欲增加二氧化碳的平衡转化率,可采取的措施有__________

A.通入惰性气体                  B.提高温度

C.增加二氧化碳浓度              D.增加氢气浓度

下列说法正确的是_________

A.平衡常数大小:KN>KM

B.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃ CO2的平衡转化率可能位于点M1

C.图1M点时,甲烷的体积分数为12.5%

D.当压强或n( H2)/n(CO2)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态

(3)新型高效的甲烷燃料电池工作时总反应式:CH4+2O2=CO2+2H2O

该电池的负极是___________(ab)负极电极反应式为___________

 

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某小组同学对FeCl3KI的反应进行探究。

(初步探究)室温下进行下表所列实验。

序号

操作

现象

实验

5mL 0.1mol/L KI溶液,滴加0.1mol/L FeCl3溶液5∼6滴(混合溶液pH5

溶液变为棕黄色

实验

2mL实验反应后的溶液,滴加20.1mol⋅L−1 KSCN溶液

溶液呈红色

 

(1)证明实验中有Fe2+ 生成,加入的试剂为____________________________

(2)写出实验反应的离子方程式:_____________________________________

(3)上述实验现象可以证明Fe3+I发生可逆反应,实验Ⅰ在用量上的用意是__________

(4)在实验I的溶液中加入CCl4,实验现象是____________________________,取其上层清液中滴加KSCN溶液,并未看到明显的红色,其原因为(从平衡移动的角度解释)_________________________________________________________

(深入探究)20min后继续观察实验现象:实验溶液棕黄色变深;实验溶液红色变浅。

(5)已知在酸性较强的条件下,I可被空气氧化为I2,故甲同学提出假设:该反应条件下空气将I氧化为I2,使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验:____________________________________20min内溶液不变蓝,证明该假设不成立,导致溶液不变蓝的因素可能是__________________________

 

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