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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(图1) 是副作用小的有效调节血糖的新型药物。

①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__________________

②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-疏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П键”,下列物质中存在“离域П键”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 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) 钒为23号元素,电子排布式为[Ar]3d34s2,所以外围电子排布式为3d34s2,所以外围电子轨道表达式为,其最稳定的化合价是+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,带有三个单位负电荷,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体;(2) ①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V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AD;(4)晶胞中有V为:个,S为: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g; 根据图4得到晶胞的面积为,所以晶胞的体积为:,1nm=10-7cm,所以晶体密度为。  
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考点分析:
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CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,以CO2为原料可合成多种有机物。

(1)CO2可用于生产甲醇,已知:2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)  ΔH=QkJ/mol。一定条件下,按不同的投料比X(X=n(H2)/n(CO2))向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2,测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。

①X1_______X2(填“>”或“<”,后同),Q_______0。

②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为______

③TK时,在该容积可变的恒压密闭容器中发生上述反应,测得有关数据如下表所示:

物质的量(mol)  时间(min)

0

5

10

15

20

H2(g)

6.00

5.40

5.10

5.80

5.80

CO2(g)

2.00

1.80

1.70

1.60

1.60

CH2=CH2(g)

0

0.10

0.15

0.20

0.20

 

已知在10min时只改变了一个反应条件,用改变的条件可能是______

④下列情况下能表明该反应达到平衡状态的是_____

a.气体密度不变  b.混合气休的平均摩尔质量不变  c.消耗速率:2v(H2O)=v(CO2)

(3)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3

① 若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=______ [常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。

② 欲用5L Na2CO3溶液将23.3 g BaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_________。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。(忽略溶液体积积的变化)

 

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氰化钾K4Fe(CN)6俗名黄血盐,可溶于水,不溶于乙醇。以某电镀厂排放的含NaCN 度液为主要原料制备黄血盐的流程如下:

请回答下列问题:

(1)常温下,HCN 的电离常数Ka=62×10-10

①实验室配制一定浓度的NaCN溶液时,将NaCN 溶解于一定浓度的NaOH 溶液中,加水稀释至指定浓度,其操作的目的是__________________________

②浓度均为0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性,通过计算说明:_________________________

(2)转化池中发生复分解反应生成K4Fe(CN)6,说明该反应能发生的理由:_________________

(3)系列操作B 为_____________________

(4)实验室中,K4Fe(CN)6可用于检验Fe3+,生成的难溶盐KFe[Fe(CN)6]可用于治疗Tl2SO4中毒,试写出上述治疗Tl2SO4中毒的离子方程式:______________________

(5)一种太阳能电池的工作原理如图所示,电解质为铁氰化钾K3Fe(CN)6和亚铁氰化钾K4Fe(CN)6的混合溶液。

①K+移 向 催 化 剂___________(填“a”或“b”)。

②催化剂a 表面发生的反应为_____________________

 

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三氯氧磷(POCl2)是重要的基础化工原料,广泛用于制药、染化。塑胶助剂等行业。某兴趣小组模拟PCl3直接氧化法制备POCl3,实验装置设计如下:

有关物质的部分性质如下表:

 

熔点/℃

沸点/℃

其他

PCl3

-112

75.5

遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3

POCl3

2

105.3

遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3

 

回答下列问题:

(1)装置A中发生反应的化学方程式为___________________________

(2)B装置的作用除观察O2的流速之外。还有__________________________

(3)C装置控制反应在60℃~65℃进行,其主要目的是_______________________

(4)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:

Ⅰ.取xg 产品于锥形瓶中,加入足量NaOH 溶液,待完全反应后加稀硝酸至酸性。

Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000mol/L 的AgNO3容液40.00mL,使Cl-完全沉淀。

Ⅲ.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。

Ⅳ.加入指示剂,用cmol/LNH4SCN 溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用 体积VmL。

已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12

①滴定选用的指示剂是________________(填标号)。

a.FeCl2      b.NH4Fe(SO4)2     c.淀粉     d.甲基橙

②Cl元素的质量百分含量为(列出算式)____________________

③步骤Ⅲ加入硝基苯的目的是_________________,如无此操作,所测Cl元素含量将会____________填“偏大”“ 偏小”或“不变”)。

 

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利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5,装置如图所示,下列说法不正确的是

A. 电极a和电极c都发生氧化反应

B. 电极d的电极反应式为2H++2e-=H2

C. c电极上的电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+

D. 装置A中每消耗64gSO2,理论上装置A和装置B中均有2moH+通过质子交换膜

 

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一定温度下(T2>T1),在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中反应2NO(g)+Cl2(g)= 2ClNO(g) (正反应放热)达到平衡,下列说法正确的是

容器

温度/

(℃)

物质的起始浓度/mol·L-1

物质的平衡浓度/ mol·L-1

c(NO)

c(Cl2)

C(ClNO).v

C(ClNO)

T1

0.20

0.10

0

0.04

T2

.020

0.10

0.20

cl

T3

0

0

0.20

C2

 

 

A. 达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为1:2

B. 达到平衡时,容器Ⅲ中ClNO的转化率小于80%

C. 达到平衡时,容器Ⅱ中c(ClNO)/C(NO)比容器Ⅰ中的大

D. 若温度为T1,起始时向同体积恒容密闭容器中充入0.20molNO(g).、0.2mo1Cl2(g)和0.20molClNO(g),则该反应向正反应方向进行

 

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