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9.张亭栋研究小组受民间中医启发,发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有明显的治疗作用.氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是VA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途.回答下列问题:

(1)As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)P和S是同一周期的两种元素,P的第一电离能比S大,原因是P的p亚层是半充满状态,比较稳定,所以第一电离能比硫的大.
(3)NH4+中H-N-H的键角比NH3中H-N-H的键角大(填“大”或“小”),原因是NH4+中的氮原子上均为成键电子,而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子,孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力.
(4)Na3AsO4中含有的化学键类型包括离子键、共价键;AsO43-的空间构型为正四面体,As4O6的分子结构如图1所示,则在该化合物中As的杂化方式是sp3
(5)化合物NH5中的所有原子最外层都满足稳定结构,则NH5是离子晶体.
(6)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图2(小圆圈表示白磷分子).己知晶胞的边长为a cm,阿伏加德罗常数为NA mol-l,则该晶胞中含有的P原子的个数为16,该晶体的密度为$\frac{496}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3(用含NA、a的式子表示).

分析 (1)As原子核外电子数为33,根据能量最低原理书写核外电子排布式;
(2)P的3p亚层是半充满状态,比较稳定,第一电离能高于同周期相邻元素的;
(3)NH4+中的氮原子上均为成键电子,而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子,孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力;
(4)Na3AsO4属于离子化合物,酸根离子中含有共价键;AsO43-中As原子孤电子对数=$\frac{5+3-2×4}{2}$=0、价层电子对数为4+0=4,据此判断空间构型;As4O6的分子中As原子形成3个As-O键,含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4;
(5)化合物NH5中的所有原子最外层都满足稳定结构,则由铵根离子与氢负离子构成;
(6)根据均摊法可知,晶胞中P4分子数目为4,则晶胞中含有16个P原子,计算晶胞质量,再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度.

解答 解:(1)As原子核外电子数为33,根据能量最低原理,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3
(2)P的3p亚层是半充满状态,比较稳定,第一电离能高于同周期相邻元素的,第一电离能大于硫的,
故答案为:P的p亚层是半充满状态,比较稳定,所以第一电离能比硫的大;
(3)NH4+中的氮原子上均为成键电子,而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子,孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力,故NH4+中H-N-H的键角比NH3中H-N-H的键角大,
故答案为:大;NH4+中的氮原子上均为成键电子,而NH3分子中的氮原子上有一对孤对电子,孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力;
(4)Na3AsO4属于离子化合物,含有离子键,酸根离子中含有共价键;AsO43-中As原子孤电子对数=$\frac{5+3-2×4}{2}$=0、价层电子对数为4+0=4,空间构型为正四面体;As4O6的分子中As原子形成3个As-O键,含有1对孤对电子,杂化轨道数目为4,杂化类型为sp3杂化,
故答案为:离子键、共价键;正四面体;sp3
(5)化合物NH5中的所有原子最外层都满足稳定结构,则由铵根离子与氢负离子构成,属于离子晶体,故答案为:离子;
(6)根据均摊法可知,晶胞中P4分子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,则晶胞中P原子数目为4×4=16,晶胞质量为16×$\frac{31}{{N}_{A}}$g,晶胞体积为(a cm)3,则晶胞密度为$\frac{4×\frac{31}{{N}_{A}}g}{(acm)^{3}}$=$\frac{496}{{a}^{3}{N}_{A}}$g.cm-3
故答案为:$\frac{496}{{a}^{3}{N}_{A}}$.

点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及核外电子排布、电离能、价层电子对互斥联立、杂化方式与空间构型判断、化学键、晶胞计算等,是对物质结构主干知识的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,难度中等,掌握均摊法进行有关晶胞计算.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

19.科学家用氮化镓材料与铜组装如图所示人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H20合成CH4.下列有关说法正确的是
(  )
A.该装置中存在两种能量的转换形式
B.电池工作时,H+向负极移动
C.为提高该人工光合系统的工作效率,最好向装置中加入少量盐酸
D.铜电极表面的电极反应式为:C02+8e-+8H+═CH4+2H20

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.实验室用苯和浓硝酸、浓硫酸发生反应制取硝基苯的装置如图所示.回答下列问题:
(1)反应需在50℃~60℃的温度下进行,图中给反应物加热的方法是水浴加热,其优点是受热均匀、和温度便于控制;
(2)在配制混合酸时应将浓硫酸加入到浓硝酸中去;
(3)该反应的化学方程式是;反应类型:取代反应
(4)由于装置的缺陷,该实验可能会导致的不良后果是苯、浓硝酸等挥发到空气中,造成污染.
(5)反应完毕后,除去混合酸,所得粗产品用如下操作精制:
①蒸馏   ②水洗   ③用干燥剂干燥    ④用10%NaOH溶液洗   ⑤水洗
正确的操作顺序是B.
A.①②③④⑤B.②④⑤③①C.④②③①⑤D.②④①⑤③

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3,装置如图所示(气密性已检验,部分夹持装置略):

(1)D中产生NaHCO3的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
(2)请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用CO2在水中存在平衡:CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+,有H2SO4存在时,可使上述平衡向左移动,从而减少CO2在水中的溶解,同时吸收挥发出来的HCl气体.
(3)当D中有大量白色固体析出时,停止实验,将固体过滤、洗涤、干燥备用.为确定固体的成分,实验小组设计方案如下(称取一定质量的固体,配成1000mL溶液作为样液,其余固体备用):
①方案1:取样液与澄清的Ca(OH)2溶液混合,出现白色沉淀.
实验小组对现象产生的原理进行分析,认为该方案不合理,理由是Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca(OH)2溶液发生反应生成白色沉淀,无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3
②方案2:取样液与BaCl2溶液混合,出现白色沉淀并有气体产生.
实验小组认为固体中存在NaHCO3,其离子方程式是2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O.
该小组认为不能确定是否存在Na2CO3,你认为该结论是否合理?合理.
③方案3:实验小组中甲、乙同学利用NaHCO3的不稳定性进行如下实验:
甲同学:取样液400mL,用pH计测溶液pH,再水浴加热蒸发至200mL,接下来的操作是冷却到室温,加水至溶液体积为400mL,再次测定pH,结果表明白色固体中存在NaHCO3.为进一步证明白色固体是否为纯净的NaHCO3,结合甲同学实验,还应补充的实验是取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液,取400mL,重复甲的实验,进行对照.
乙同学:利用仪器测定了固体残留率随温度变化的曲线,如图所示.
a.根据A点坐标得到的结论是白色固体为NaHCO3
b.根据B点坐标,计算残留固体中n(NaHCO3:n(Na2CO3))=71:42.
(残留率=$\frac{剩余固体的质量}{原始固体的质量}$×100%)
通过上述实验,该小组认为,可以向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2制备NaHCO3

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.分子中苯环上的一个氢被-C4H9原子团取代形成的有机物共有(  )
A.9种B.10种C.12种D.15种

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳循环正成为科学家研究的主要课题.最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇.该构想技术流程如下:(如图1)

(1)向分解池中通入高温水蒸气的作用是提供高温环境使KHCO3分解.
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO (g)+2H2O(l)△H=-442.8KJ/mol.
(3)依据甲醇燃烧的反应原理.设计如图2所示的电池装置.该装置负极的电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O.
(4)已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9mol2•L-2.现将CaCl2溶液与0.02mol•L-1Na2CO3溶液等体积混合,生成CaCO3沉淀时,所需CaCl2溶液的最小物质的量浓度为5.6×10-7mol/L.
(5)CO(g)和H2O(g)在一定条件下反应可得到清洁燃料H2.将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),不同温度下得到三组数据:
实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol到平衡所需时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
3900abcdt
①实验1前6min的反应速率v(CO2)=0.13 mol/(L.min)(保留小数点后两位,下同).
②实验2条件下平衡常数K=0.17.
③该反应的△H<0 (填“<”或“>”=.
④实验3中,若平衡时的转化率α(CO)>α(H2O),则$\frac{a}{b}$的取值范围是0<$\frac{a}{b}$<1.

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1.太阳能电池又称为“光电池”,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片.该半导体薄片的主要成分是(  )
A.B.C.D.

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18.下列关于浓H2SO4的说法正确的是(  )
A.是一种无色粘稠状的液体B.常温下使Cu发生钝化
C.使蔗糖变黑体现其吸水性D.可用于干燥氨气

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.用二氧化氯(ClO2)、铁酸钠(Na2FeO4摩尔质量为166g/mol)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl2对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术.ClO2和Na2FeO4在水处理过程中分别被还原为Cl-和Fe3+
(1)如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么,ClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是ClO2>Cl2>Na2FeO4
(2)Na2FeO4溶于水会放出一种无色无味气体,其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑.
(3)工业以CH3OH与NaClO3为原料在酸性条件下制取ClO2,同时产生CO2气体,已知该反应分为两步进行,第一步为2ClO3-+2Cl-+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O.
①写出第二步反应的离子方程式CH3OH+3Cl2+H2O=6Cl-+CO2+6H+
②工业生产时需在反应物中加少量Cl-,其作用是催化剂.
③生产中会发生副反应ClO3-+Cl-+H+-Cl2↑+H2O(未配平),若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为3/73,则起始投料时CH3OH与NaClO3的物质的量之比为1:6.1.
(4)已知二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水.ClO2也可以看做是亚氯酸(HClO2)和氯酸(HClO3)的混合酸酐.工业上用稍潮湿的KClO3和草酸在60℃时反应制得.某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2,其中A为ClO2的发生装置,B为ClO2的凝集装置,C为尾气吸收装置.请问:
①A部分还应添加温度控制(如水浴加热)装置,B部分还应补充什么装置(冰水)冷凝;
②C中应装的试剂为NaOH溶液.C中发生反应的化学方程式为:2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O.

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