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GaN是制造5G芯片的材料,氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。回答下列问题: ...

GaN是制造5G芯片的材料,氮化镓铝和氮化铝LED可发出紫外光。回答下列问题:

(1)基态As原子核外电子排布式为[Ar]____________;下列状态的铝元素中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是______________(填标号)

A       B      C      D

(2)8—羟基喹啉合铝(分子式C27H18AlN3O3)用于发光材料及电子传输材料,可由LiAlH4 8—羟基喹啉)合成。LiAlH4中阴离子的空间构型为______________ 8—羟基喹啉合铝中所含元素电负性最大的是______________(填元素符号,下同),第一电离能最大的是__________(填元素符号),N原子的杂化方式为_____________

(3)已知下列化合物的熔点:

化合物

AlF3

GaF3

AlCl3

熔点/℃

1040

1000

194

 

 

表格中卤化物的熔点产生差异的原因是_______________________________________________

熔融AlCl3时可生成具有挥发性的二聚体Al2Cl6分子,分子中每个原子最外层均达到8电子,二聚体Al2Cl6的结构式为______________________________;其中Al的配位数为_________

 

3d104s24p3 D 正四面体 O N sp2 AlF3、GaF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,晶格能:AlF3>GaF3, 4 【解析】 (1) As为33号元素,原子核外电子数为33,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3;能量越高越不稳定,越易失电子,所以激发态的微粒易失电子,原子轨道中处于半满状态时较稳定; (2)LiAlH4中的阴离子中Al原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断其空间构型;元素的非金属性越强,电负性越大,而金属性越强,通常第一电离能最小;根据分子结构中N原子成键数和孤对电子数判断杂化方式; (3)通常离子晶体的熔点大于分子晶体,离子晶体的晶格能大熔点高; ②二聚体Al2Cl6中Al原子有空轨道,Cl可以提供孤电子对形成配位键;配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目。 (1) 基态As原子核外有33个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,即[Ar] 3d104s24p3;A为失去两个电子后的状态, B为失去一个电子后的状态,C为失去三个电子后的状态, D为有一个电子的跃迁的激发态,A电离最外层一个电子所需能量实际就是第三电离能,B电离最外层一个电子所需能量实际就是第二电离能,C电离最外层一个电子所需能量实际就是第四电离能,D电离最外层一个电子所需能量为处于激发态的1个电子,所以需要能量最大的是C,最小的是D,故答案为D; (2)LiAlH4中的阴离子中Al原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对,sp3杂化,根据价层电子对互斥理论判断其空间构型及中心原子杂化方式分别为正四面体形; 8—羟基喹啉合铝中所含元素分别是C、H、N、O和Al元素,其中氧元素的非金属性最强,则电负性最大的是O;Al是金属元素,易失电子,第一电离能较小,而非金属元素第一电离能同周期从左到右,呈增大趋势,由于N原子价电子半充满,比O原子稳定,第一电离能大于O,则N元素的第一电离能最大;分子中N原子的成键数是2和孤对电子数是1,杂化轨道数目为3,N原子采取sp2杂化; (3)①表格中卤化物的熔点产生差异的原因是AlF3和GaF3是离子晶体,且晶格能AlF3>GaF3,则AlF3的熔点比GaF3高,而AlCl3是分子晶体,其熔点明显比AlF3和GaF3的熔点低; ②熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体Al2Cl6,该二聚体由Al提供空轨道,Cl原子提供电子对形成配位键,其结构式为;配合物中的配位数是指直接同中心离子(或原子)配位的原子数目,二聚体Al2Cl6中与Al直接相连的原子有4个,故其配位数为4。  
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201913日上午,嫦娥四号探测器翩然落月,首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的玉兔二号月球车,通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题:

(1)基态As原子的价电子排布图为____________,基态Ga原子核外有________个未成对电子。

(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ•mol-1)的数值依次为577198529626192,由此可推知镓的主要化合价为____+3,砷的电负性比镓____(”)

(3)1918年美国人通过反应:HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________AsCl3分子的空间构型为___________

(4)砷化镓可由(CH3)3GaAsH3700℃制得,(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______

(5)GaAs为原子晶体,密度为ρg•cm-3,其晶胞结构如图所示, GaAs_______键键合。GaAs的原子半径分别为a pmb pm,设阿伏伽德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________(列出计算式,可不化简)

 

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CuSO4Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题:

1CuSO4Cu(NO3)2中阳离子基态核外电子排布式为____________SON三种元素的第一电离能由大到小为____________

2SO42的立体构型是________,与SO42互为等电子体的一种分子为____________(填化学式)。

3)往Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2。其中NO3中心原子的杂化轨道类型为________[Cu(NH3)4](NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外,还有____________

4CuSO4的熔点为560℃Cu(NO3)2的熔点为115℃CuSO4熔点更高的原因是____________

5)利用CuSO4NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O,其晶胞结构如图所示。

该晶胞原子坐标参数A为(000);B为(100);C为()。则D原子的坐标参数为________,它代表________原子。

Cu2O晶体密度为d g·cm3,晶胞参数为a pm,则阿伏加德罗常数值NA=________

 

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1)聚四氟乙烯商品名称为特氟龙,可做不粘锅涂层。它是一种准晶体,该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。可通过___方法区分晶体、准晶体和非晶体。

2)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.

3)某种铀氮化物的晶体结构是NaCl型。NaClBom-Haber循环如图所示。已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是__(填标号)

a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/mol       b.Na的第一电离能为603.4kJ/mol

c.NaCl的晶格能为785.6kJ/mol       d.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol

4)配合物[Cu(En)2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜(),是铜的一种重要化合物。其中En 是乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)的简写。

①该配合物中含有化学键有___(填字母编号)。

A.离子键   B.极性共价键   C.非极性共价键   D.配位键   E.金属键

②配体乙二胺分子中氮原子、碳原子轨道的杂化类型分别为______

③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,且相对分子质量相近,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是___

④乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物,乙二胺能与Mg2+Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是___,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是___(“Mg2+“Cu2+”)

⑤与氨气互为等电子体的阳离子为___,与S位于同一周期,且第一电离能小于S的非金属元素符号为___

5)①金属钛的原子堆积方式如图1所示,则金属钛晶胞俯视图为____

A.   B.   C.   D.

②某砷镍合金的晶胞如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度ρ__g·cm3

 

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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。请回答下列问题:

1LiCoO2LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Co原子核外电子排布式为___,基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为___;该能层能量最高的电子云在空间有___个伸展方向,原子轨道呈___形。

2[Co(NO3)4]2Co2+的配位数为4,配体中N的杂化方式为__,该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为___(填元素符号)1mol该配离子中含σ键数目为___NA

3LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___(n代表P原子数)

4)钴蓝晶体结构如图,该立方晶胞由4I型和4个Ⅱ型小立方体构成,其化学式为___,晶体中Al3+占据O2形成的___(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)NA为阿伏加德罗常数的值,钴蓝晶体的密度为___g·cm3(列计算式)

 

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重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,还含有Al2O3MgOSiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:

①中涉及的主要反应有:

主反应:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

副反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Mg(OH)2

Cr(OH)3

完全沉淀时溶液pH

4.7

3.7

11.2

5.6

 

 

试回答下列问题:

(1)①中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是__________________

(2)③中调节pH4.7,目的是__________________

(3)⑤中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式:__________________

(4)⑦中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是_________________________

(5)制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO42-,根据有关标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。

①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)1.2×1010],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2的浓度应不小于__________________mol·L1,后续废水处理方能达到排放标准。

②还原法:CrO42Cr3Cr(OH)3。绿矾还原CrO42的离子方程式为:__________________。用该方法处理10 m3CrO42的物质的量浓度为1.5×103 mol·L1的废水,至少需要绿矾(FeSO4•7H2O,相对分子质量为278)的质量是__________________kg(保留两位小数)

 

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