【题目】超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。
(1)Mo处于第五周期第VIB族,核外电子排布与Cr相似,它的基态价电子排布式是___________;核外未成对电子数是___________个。
(2)该超分子中存在的化学键类型有___________。
A σ键 B π键 C 离子键 D 氢键
(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是___________(填元素符号),p-甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有___________。
(4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因___________。
(5)C60与金刚石互为同素异形体,从结构与性质之间的关系解释C60的熔点远低于金刚石的原因是___________。
(6)已知:某晶胞中各原子的相对位置可用如图所示的原子坐标表示,其中所有顶点原子坐标均为(0,0,0)。
钼(Mo)的一种立方晶系的晶体结构中,每个晶胞有2个Mo原子,其中Mo原子坐标是(0,0,0)及(1/2,1/2,1/2)。根据以上信息,推断该晶体的原子堆积方式是___________。已知该晶体的密度是ρg·cm-3,Mo的摩尔质量是M g·mol-1,阿伏加德罗常数是NA,晶体中距离最近的Mo原子核之间的距离为___________pm。
【答案】4d55s1 6 AB C sp2和sp3 F的电负性强于H,对电子的吸引能力强,使共用电子对偏向F,使氧氢键较易断裂,因此酸性强于CH3COOH C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,原子晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力 体心立方堆积
【解析】
(1)Cr的基态价电子分布为3d54s1,而Mo与Cr同主族,但比Cr多了一周期,因而基态价电子分布为4d55s1,用轨道电子排布表示为,因而核外未成对的电子为6个。
(2)观察该超分子结构有双键,说明有σ键和π键,分子中不存在离子键,根据信息Mo形成配位键,因而答案选AB。
(3)CO做配体时是C做配位原子,氧把孤对电子给了碳,碳变成富电子中心,有提供电子对形成配位键的能力,p-甲酸丁酯吡啶中碳原子有形成双键,说明其杂化方式为sp2,在丁基中C原子形成四个单键为sp3杂化。
(4)F的电负性强于H,对电子的吸引能力强,使共用电子对偏向F,使氧氢键较易断裂,因此CF3COOH酸性强于CH3COOH。
(5)根据不同晶体类型的性质不同来解释:C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,原子晶体熔化时破坏的共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏的分子间作用力。
(6)Mo的一种立方晶系的晶体结构中,以(0,0,0)Mo原子为中心,那么与之最近的Mo原子有8个,分别是(1/2,1/2,1/2),(-1/2,1/2,1/2),(1/2,-1/2,1/2)等等,因而为体心立方堆积,先计算出立方的边长,因而每个晶胞中含有2个Mo原子,晶胞体积V=m3,所以立方边长a==m,最近的两个原子坐标为(0,0,0)和(1/2,1/2,1/2),可知该立方边长为1,用距离公式算出两原子相距,根据比例关系,原子最近真实距离等于××1010pm。
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【题目】氮(N)、磷(P)、砷(As)等VA族元素的化合物在研究和生产中有重要用途,请回答下列问题:
(1)基态磷原子的电子排布图为________________,与砷原子同周期且含有的未成对电子数相同的元素有________种。
(2)(SCN)2分子中各元素的电负性由大到小的顺序为______________(用元素符号表述),分子中σ键和п键个数比为____________,(SCN)2能与Cu2+形成配合物,理由是_______________________________。
(3)CO2是N2O的等电子体,N2O中中心原子的杂化轨道类型为_______________。
(4)砷的一种氧化物俗称“砒霜”,我国科研人员研究发现砒霜对白血病有明显的治疗作用,其结构如图1所示,“砒霜”的化学式为___________,“砒霜”在一定条件下能转化成Na3AsO4,Na3AsO4中阴离子的空间构型为____________________。
图1 图2
(5)磷化硼是一种耐磨材料,其晶胞结构如图2所示,晶体中一个B原子周围距离最近的P原子有____个;若B、P原子半径分别为r1pm和r2pm,阿伏加德罗常数值为NA,晶体密度为d g/cm3,则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________ ×100% (用含d、r1、r2 的代数式表示)。
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【题目】设NA表示阿伏加德罗常数数值,下列叙述中正确的是( )
A.1.8 g的NH4+ 离子中含有的电子数为0.1NA
B.1mol Na2O2 固体中含离子总数为4NA
C.标准状况下,2.24L CCl4所含的共价键数为O.4NA
D.常温常压下,92g NO2和N2O4的混合气体含有的原子数为6NA
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【题目】已知:pOH=-lgc(OH-)。室温下,将稀盐酸滴加到某一元碱(BOH)溶液中,测得混合溶液的pOH与离子浓度的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A. BOH属于弱碱
B. BOH的电离常数K=1×10-4.8
C. P点所示的溶液中:c(Cl-)>c(B+)
D. N点所示的溶液中:c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)-c(BOH)
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【题目】二氧化硫是大气的主要污染物之一。催化还原SO2不仅可以消除SO2的污染,还可以得到工业原料S。燃煤烟气中硫的回收反应为:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) △H。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) △H1=-566.0kJ·mol-1
S(l)+O2(g)===SO2(g) △H2=-296.8 kJ·mol-1
则硫的回收反应的△H=___________ kJ·mol-1。
(2)其他条件相同、催化剂不同时,硫的回收反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示。260℃时,___________(填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均可能使SO2的转化率达到很高,不考虑价格因素,选择La2O3的主要优点是___________。
(3)一定条件下,若在恒压密闭容器中发生硫的回收反应,SO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则P1、P2、P3、P4由大到小的顺序为___________;某温度下,若在恒容密闭容器中,初始时c(CO)=2 a mol·L-1,c(SO2)= a mol·L-1,SO2的平衡转化率为80%,则该温度下反应的化学平衡常数为___________。
(4)某实验小组为探究烟气流速、温度对该反应的影响,用La2O3作催化剂,分别在两种不同烟气流量、不同温度下进行实验。实验结果显示:在260℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而减小,其原因是___________;在380℃时,SO2的转化率随烟气流量增大而增大,其原因是___________。
(5)工业上常用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2,将烟气通入1.0 mol·L-1的N2SO3溶液,当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降此时溶液中c(HSO3-)c︰(SO32-)=___________。(已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7)
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【题目】下列与阿伏加德罗常数的值(NA)有关的说法正确的是
A. 标准状况下,44.8LHF中含有氢原子的数目为2NA
B. 8.0gCu2S和 CuO的混合物中含有铜原子数为0.1NA
C. 0.2mol·L-1的碳酸钠溶液中CO32-的数目小于0.2NA
D. 1LpH=3的盐酸与1LpH=3的CH3COOH溶液中,水电离出的H+数目均为10-3NA
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【题目】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们的原子最外层电子数为互不相等的奇数。X与Y位于不同周期,且X、Y、W原子最外层电子数之和恰好等于Z元素的核电荷数,X与W的最高化合价之和为8,元素Z的单质是目前使用量最大的主族金属元素单质。下列说法中正确的是
A. 离子化合物YX4W溶于水后,得到的溶液呈碱性
B. 化合物YW3为共价化合物,电子式为
C. Y、Z形成的一种化合物强度高,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料
D. 工业上常用电解Z与W形成的化合物的方法制取单质Z
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【题目】设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.3g3He含的中子数为2NA
B.28g乙烯(C2H4)和环丁烷(C4H8)的混合气体所含碳原子数为2NA
C.标准状况下22.4LCl2与NaOH溶液完全反应,转移的电子数为2NA
D.1L0.4mol/L盐酸与0.1molMnO2共热后,生成Cl2的分子数为0.1NA
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【题目】下列说法与盐类水解有关且正确的是: ( )
A. AlCl3溶液和NaAlO2溶液加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分相同
B. 配制FeCl3溶液时,将FeCl3固体溶解在硫酸中,然后再用水稀释到所需的浓度
C. 用加热的方法可除去KCl溶液中混有的Fe3+
D. 食醋可以溶解水垢
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