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化学——选修3:物质结构与性质 】太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位,单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、锎、硼、

镓、硒等回答下列问題:

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(1)二价铜离子的电子排布式为                   

已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从铜原子核外电子结构变化角度解释          

(2)如图1是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为            

(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)42+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是:                  

(4)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2中含有π键的数目为_________,类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H﹣S﹣C≡N )的沸点低于异硫氰酸(H﹣N=C=S)的沸点其原因是        

(5)硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3在BF3·NH3中B原子的杂化方式为            ,B与N之间形成配位键,氮原子提供              

(6)六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似,层间相互作用为              。六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构和硬度都与金刚石相似,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是          g/cm3。(只要求列算式)。

 

(1)1s22s22p63s23p63d9;亚铜离子价电子排布式为3d10,亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态;(2)4 (3)F的电负性比N大,N—F成键电子对偏向F,导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(合理答案均计分) (4)4NA;异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能; (5)sp3;孤电子对; (6)分子间作用力(1分);; 【解析】 试题分析:(1)Cu是29号元素,其原子核外有29个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,则二价铜离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9;原子轨道中电子处于半满、全满、全空时最稳定,亚铜离子价电子排布式为3d10,亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态,所以较稳定; (2)8个顶点8个氧,利用率1/8;4条棱上4个氧,利用率1/4;上下两面2个氧,利用率1/2;中心还有1个氧;所以总共为4; (3)F的电负性比N大,N—F成键电子对偏向F,导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子; (4)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,SCN分子中硫原子形成两个共用电子对、C原子形成四个共用电子对、N原子形成三个共用电子对,(SCN)2结构式为N≡C﹣S﹣S﹣C≡N,每个分子中含有4个π键,则1mol(SCN)2中含有π键的数目为4NA;能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,异硫氰酸分子间可形成氢键,而硫氰酸不能形成分子间氢键,所以异硫氰酸熔沸点高于硫氰酸。 (5)硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,根据价层电子对互斥理论确定B原子的杂化方式为sp3;B与N之间形成配位键,N原子含有孤电子对,所以氮原子提供孤电子对。 (6)结构与石墨晶体相似,层间相互作用为分子间作用力;晶胞体积=(361.5×10﹣10cm)3,而每个晶胞中每个N原子被4个B原子共用、每个B原子被4个N原子共用,所以密度为g/cm3。 考点:考查物质结构与性质模块的分析与判断  
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【化学——选修2:化学与技术】研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。

(1)硝酸铵的生产方法是采用硝酸与氨气化合,工业合成氨是一个放热反应,因此低温有利于提高原料的转化率,但实际生产中却采用400~500的高温,其原因是                  ;工业生产中,以氨气为原料合成硝酸,写出工业生产硝酸的最后一步的化学方程式_____________。

(2)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:满分5 manfen5.com

已知:CO+H2O满分5 manfen5.comCO2+H2

甲厂以焦炭和水为原料;

乙厂以天然气和水为原料;

丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。

按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高。据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高?_____________________。

(3)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程如图1,可以转化为有应用价值的硫酸钙等。

写出反应的化学方程式:                                  

生产中,向反应的溶液中加入强还原性的对苯二酚等物质,目的是____________        

检验经过反应得到的氨态氮肥中SO42﹣所用试剂是_______________________。

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(4)工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。图2是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。

用溶液A吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是____________________。

用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是_________________。

 

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研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s) + 3C(s)=2Fe(s) + 3CO(g)  ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1

C(s) +CO2(g)=2CO(g)  ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1

则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_________                

(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。写出该电池的负极反应式:_________              

(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g) +3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(g) +H2O(g)测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。

曲线I、对应的平衡常数大小关系为K       K(填“>”或“=”或“<”)。

一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。

容器

反应物投入量

1 mol CO2、3 mol H2

a mol CO2、b mol H2

c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为               

(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂()作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2。在0~15小时内,CH4的平均生成速率从大到小的顺序为              (填序号)。

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(5)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3。

乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是__________________。

Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,写出有关的离子方程式:________________________。

 

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废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。工业上利用铅浮渣(主要成分是PbO、Pb还有少量的Ag、CaO)可制备硫酸铅。制备流程图如下:

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下表是25 时某些盐的浓度积常数:

化学式

CaSO4

Ag2SO4

PbSO4

Ksp

4.9×10-5

1.2×10-5

1.6×10-8

(1)实验室用75%的硝酸来配制15%的硝酸溶液,不需用到的玻璃仪器有            (填标号)。

A烧杯    B量筒     C容量瓶     D锥形瓶     E玻璃棒

(2)步骤I有NO产生,浸出液中含量最多的金属阳离子为 Pb2+,写出Pb参加反应的化学方程式              ,为防止Ag被溶解进入溶液,步骤I操作时应注意                 

(3)母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是          (填一种物质化学式),若母液中残留的 SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是                       

(4)粗PbSO4 产品含有的杂质是____________,需用          溶液多次洗涤,以得到纯净的PbSO4

(5)铅蓄电池放电时正极的电极反应式为                    。如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2,已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.80 L,电解前硫酸液浓度为4.50 mol·L-1,当制得4.48 LCl2时(在标准状况下),求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为(假设电解前后硫酸溶液的体积不变)_________ mol·L-1

 

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2Na2CO3•3H2O2是一种新型的氧系漂白剂。某实验兴趣小组进行了如下实验。

.实验制备

实验原理:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3•3H2O2

实验步骤:取3.5g Na2CO3溶于10mL H2O,加入0.1g稳定剂,用磁力搅拌器搅拌完全溶解后,将6.0mL 30%H2O2在15min内缓慢加入到三颈烧瓶中,实验装置如图。反应1小时后,加入1g氯化钠后,静置结晶,然后抽滤,干燥一周后,称重。

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(1)装置中球形冷凝管的作用是              ,使用冷水浴的作用是                 

(2)加入适量NaCl固体的原因是                  

(3)2Na2CO3•3H2O2极易分解,其分解反应方程式可表示为                    

.活性氧含量测定

准确称取试样0.2000g,置于250 mL锥形瓶中,加100 mL浓度为6%的硫酸溶液,用0.0200 mol/L KMnO4标准溶液滴定,记录KMnO4标准溶液消耗的体积为32.70 mL。

活性氧含量计算公式:Q%=(40cV/m)×100%

[c:KMnO4标准溶液浓度(mol/L);V:消耗的KMnO4标准溶液体积(L);m:试样质量(g)]

(4)滴定终点的判断依据为             ,活性氧含量为           

.产品纯度的测定

(5)为了测定产品中2Na2CO3•3H2O2的质量分数,设计了几种方案,涉及不同的反应原理。

方案一:将试样与MnO2混合均匀,向混合物中滴加水,测生成气体的体积,进而进行计算。

方案二:                     

 

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工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,依次发生的反应有:

CN- -2e-+2OH- =CNO-+H2O  2Cl- -2e- =Cl2

3Cl2 +2CNO-+8OH-=N2+6Cl- +2CO32-+4H2O

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下列说法正确的是

A.铁电极上发生的反应为Fe-2e- Fe2+

B.通电过程中溶液pH不断增大

C.为了使电解池连续工作,需要不断补充NaCl

D.除去1 mol CN-,外电路至少需转移5 mol电子

 

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