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能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力.

 (1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,写出基态镍原子的核外电子排布式
 

(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途.富勒烯(C60)的结构如图1,分子中碳原子轨道的杂化类型为
 
;1 mol C60分子中σ键的数目为
 

(3)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,富勒烯C60可用作储氢材料.科学家把C60 和K掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物,该物质在低温时是一种超导体,其晶胞如图2所示,该物质的K原子和C60分子的个数比为
 

(4)继C60后,科学家又合成了Si60、N60、.C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是
 
;这三种元素对应的最高价含氧酸的酸性顺序为
 
;Si60、N60、C60 三种晶体属于
 
晶体,晶体的熔沸点由高到低的顺序为
 
,你的理由是
 
;三种晶体的稳定性顺序为
 
,你的理由是:
 

(5)金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用,一种金属镁酞菁配合物的结构如下图,请在图3中用箭头表示出配位键.
(6)除太阳能电池外,化学燃料电池在电子工业也得到了广泛应用.以多孔的铂为电极,采用图4装置在两极分别通入CH3OH和O2,使其在KOH溶液中发生反应产生电该燃料电池的A端为电池的
 
极,该电极表面的电极反应式为
 
,B端为电池的
 
极,该表面的电极反应式为
 
考点:原子核外电子排布,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别,化学电源新型电池
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)镍是28号元素,原子核外有28个电子,根据构造原理书写基态镍原子的核外电子排布式的简化形式;
(2)根据价层电子对互斥理论确定杂化方式,利用均摊法计算每个碳原子含有几个σ键,从而计算1mol C60分子中σ键的数目;
(3)根据电子排布规律,写出钾原子电子排布式;根据晶胞的分配原则计算出每个晶胞结构各离子的个数;
(4)同一主族元素知,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大;最高价含氧酸的酸性与非金属性一致,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强;分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比;稳定性与键能有关,元素的电负性越大,其形成的化学键越稳定,断键需要的能量越多,故越稳定;
(5)配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子;
(6)燃料电池中,通入燃料甲醇的电极为负极,电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O,通入氧气的电极为正极,电极反应为2O2+4e-+2H2O=4OH-,负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应,根据电子流向,A为负极,B为正极来判断回答.
解答: 解:(1)镍是28号元素,原子核外有28个电子,根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为[Ar]3d84s2,故答案为:[Ar]3d84s2
(2)每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对,所以采用sp2 杂化,每个碳原子含有的σ键个数为
3
2
,所以1mol C60分子中σ键的数目=
3
2
 NA=90NA,故答案为:sp2,90NA
(3)在晶胞中,每个面上有两个钾原子,每个顶点上和体心有一个C60,根据均摊法可知K原子个数为6×
1
2
×2=6,C60分子的个数比为8×
1
8
+1=2;所以K原子个数为和C60分子的个数比为6:2=3:1,故答案:3:1;
(4)同一主族元素知,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N>C>Si;最高价含氧酸的酸性与非金属性一致,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,所以最高价含氧酸的酸性顺序为HNO3>H2CO3>H2SiO3
根据结构判断,他们属于分子晶体,又由于分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比,所以晶体的熔沸点由高到低的顺序为Si60>N60>C60;稳定性与键能有关,元素的电负性越大,其形成的化学键越稳定,断键需要的能量越多,故越稳定,所以稳定性顺序为:N60>C60>Si60
故答案为:N>C>Si;HNO3>H2CO3>H2SiO3;分子;Si60>N60>C60;分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比,相对分子质量越大,熔沸点越高;N60>C60>Si60;稳定性与键能有关,元素的电负性越大,其形成的化学键越稳定,断键需要的能量越多,故越稳定;
(5)配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子,所以该配合物中的配位键为:
,故答案为:
(6)燃料电池中,通入燃料甲醇的电极为负极,电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O,通入氧气的电极为正极,电极反应为2O2+4e-+2H2O=4OH-,负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应,根据电子流向,A为负极,B为正极,故答案为:负;CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O;正;2O2+4e-+2H2O=4OH-
点评:本题对物质结构的考查,涉及核外电子排布式的书写、化学键的计算、杂化方式等知识点以及电极反应的书写,高考热点,会利用均摊法解答问题,难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

18.某白色粉末可能含有CaCl2、Na2SO4、Ba(NO32、K2CO3中的一种或几种.把该粉末放入足量水中,充分搅拌,有白色不溶物产生.过滤,向不溶物中加入稀盐酸,不溶物全部溶解.向滤液中加入BaCl2溶液,没有明显现象.有关该粉末的说法正确的是(  )
A、肯定有K2CO3
B、肯定有Ba(NO32
C、肯定有Na2SO4
D、肯定有CaCl2

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X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素,其相关信息如下表:
相关信息
XX原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍
YY原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子
ZZ的基态原子最外层电子排布式为:nsnnpn+2
WW的原子序数为24
(1)W的元素符号是;基态W原子的电子排布式为
 

(2)Z元素属于元素周期表中
 
区元素.
(3)X、Y、Z三种元素电负性由小到大的顺序是
 
(用元素符号表示).
(4)用价层电子对互斥理论推测XZ32-的立体构型是;Y的氢化物Y2H4
分子中Y原子轨道杂化类型是
 
.Y2H4在一定条件下可与Y2Z4发生反应生成Y单质,若反应中有8mol Y-H键断裂,则形成的π键有
 

(5)铅、钡、Z形成的化合物的晶胞结构中,若Ba2+处于晶胞中心,Z2-处于晶胞棱边的中心,Pb4+应处于立方晶胞的顶点,该化合物的化学式为
 
.假设该晶胞的棱长为apm,该晶胞的密度为
 
g/cm3(列式计算),Pb4+与Ba2+之间的距离为
 
pm(用a表示).

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对于平衡体系:aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g);正反应放热,有下列判断,其中正确的是(  )
A、若温度不变,容器体积扩大一倍,此时A的浓度是原来的0.45倍,则a+b>c+d
B、若从正反应开始,平衡时,A、B的转化率相等,则投入A、B的物质的量之比为 a:b
C、若平衡体系中共有气体M mol,再向其中充入bmolB,达到平衡时气体总物质的量为(M+b)mol,则a+b>c+d
D、若a+b=c+d,则当容器内温度上升时,平衡向左移动,容器中气体的压强不变

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有关甲醛(H2C=O)分子的说法正确的是(  )
A、C原子采取sp杂化
B、甲醛分子为三角锥形结构
C、C原子采取sp3杂化
D、甲醛分子为平面三角形结构

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实验室用Na2CO3配制500ml 0.1mol?L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取碳酸钠晶体
 
g.
(2)配制时应选用
 
mL的容量瓶,托盘天平、烧杯、药匙,还需要用到的仪器有
 

(3)容量瓶上标有:①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式,这六项中的
 
.(填数字符号)
(4)容量瓶使用前,应进行的操作是
 

(5)若实验时遇到下列情况,将使溶液的浓度偏高、偏低或无影响.
A、加水定容时超过刻度线;
 

B、忘记将洗涤液转入容量瓶;
 

C、容量瓶洗涤后内壁有水珠而未作干燥处理;
 

D、定容时俯视刻度线;
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

利用下列实验仪器:①铁架台(含铁圈、各种铁夹);②锥形瓶;③滴定管(酸式与碱式);④烧杯(若干个);⑤玻璃棒;⑥天平(含砝码);⑦滤纸;⑧量筒;⑨漏斗
试剂:Na2CO3固体;标准NaOH溶液;未知浓度盐酸;Na2CO3溶液;蒸馏水.
进行下列实验或操作:
(1)做酸碱中和滴定时,还缺少的试剂是:
 

(2)配制250mL 0.1mol?L-1 Na2CO3溶液时,还缺少的仪器是:
 

(3)过滤时,应选用上述仪器中的
 
(填编号)

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一定条件下,反应A+2B?2C在2L的容器中进行,5分钟内A的物质的量增加减少2mol,则在这段时间内用A表示的反应速率是(  )
A、0.1mol/(L.min)
B、2 mol/(L.min)
C、0.4 mol/(L.min)
D、0.2 mol/(L.min)

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室温下,pH=13的NaOH溶液与pH=2的H2SO4溶液混合,所得混合溶液pH=11,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为(  )
A、11:1B、9:1
C、1:11D、1:9

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