练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    4．Ⅰ、用Cr3+掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝（其晶胞如图1所示）可由氯化铝与氨经气相反应制得．

    （1）基态Cr的价电子排布式可表示为3d54s1．
    （2）氮化铝的化学式为AlN，距离铝原子最近且距离相等的氮原子数目为4个．
    （3）氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图2所示，在Al2Cl6中存在的化学键有共价键、配位键．
    Ⅱ、（4）科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）．
    已知该分子中N-N-N键角都是108.1°，下列有关N（NO2）3的说法正确的是a，
    a、该物质中氮元素有两种不同的化合价
    b、该物质可以归类于亚硝酸盐类化合物
    c、该分子中的4个氮原子构成正四面体
    d、该分子中氮原子的化学环境各不相同
    （5）AlCl3在下述反应中作催化剂．分子③中碳原子的杂化类型为sp3、sp2杂化．
    （6）科学家研究表明，Fe3O4是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体，O2-的重复排列方式如图3所示，该排列方式中存在着两种类型的由O2-围成的空隙，如1、3、6、7的O2-围成的空隙和3、6、7、8、9、12的O2-围成的空隙，前者为正四面体空隙，后者为正八面体空隙，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中，则Fe3O4晶体中，正四面体空隙数与O2-离子数目之比2：1，12.5%正四面体空隙填有Fe3+．

    分析 I、（1）Cr元素原子核外有24个电子，根据核外电子排布规律书写其价电子排布式；
    （2）利用均摊法计算可知晶胞中Al、N原子数目均为2，确定其化学式为AlN；由氮化铝的晶胞结构，可知N原子周围有4个Al原子，而晶体中微粒为1：1型结构，故Al原子周围有4个N原子；
    （3）氯化铝易升华，说明属于分子晶体，Al原子与Cl原子之间形成共价键，二聚体中Al原子与Cl原子之间还形成配位键；
    Ⅱ、（4）N（NO2）3中N-N-N键角都是108.1°，结合其结构可知，中心N原子还含有孤电子对；
    a．根据形成共价键的元素进行判断；
    b．该化合物属于共价化合物；
    c．若分子中的4个氮原子构成正四面体，分子中N-N-N键角都是60°；
    d．该分子中-NO2中的氮原子相同；
    （5）分子③中有均形成4个单键的碳原子，碳氧双键及碳碳双键中C原子均形成3个σ键，据此判断杂化方式；
    （6）结构中如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙有8个，根据均摊法计算晶体结构中O2-离子数目，进而计算正四面体空隙数与O2-离子数目之比，结合根据化合价代数和为0，则结构中含有Fe3+、Fe2+数目，根据“Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中”，判断填充Fe3+的正四面体空隙中的数目，进而计算的正四面体空隙的填充率．

    解答 I、（1）Cr元素原子核外有24个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其价电子排布式为：3d54s1，
    故答案为：3d54s1；
    （2）由晶胞结构可知，晶胞中Al原子数目为1+4×$\frac{1}{4}$=2、N原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，故氮化铝化学式为AlN；由氮化铝的晶胞结构，可知N原子周围有4个Al原子，而晶体中微粒为1：1型结构，故Al原子周围有4个N原子，
    故答案为：AlN；4；
    （3）氯化铝易升华，说明属于分子晶体，Al原子与Cl原子之间形成共价键，二聚体中Al原子与Cl原子之间还形成配位键，
    故答案为：共价键、配位键；
    Ⅱ、（4）N（NO2）3中N-N-N键角都是108.1°，结合其结构可知，中心N原子还含有孤电子对；
    a．由形成共价键的原子可知，该分子中NO2的氮原子和顶点上的N原子存在的化学键不同，所以其化合价不同，故a正确；
    b．该物质的构成微粒是分子，属于共价化合物，而亚硝酸盐的构成微粒是阴阳离子，属于离子化合物，所以该物质不能归类于亚硝酸盐类化合物，故b错误；
    c．若分子中的4个氮原子构成正四面体，分子中N-N-N键角都是60°，而分子中N-N-N键角都是108.1°，应为三角锥形，故c错误；
    d．根据N原子连接的原子或基团可知，该分子中NO2中的氮原子化学环境相同，故d错误；
    故选：a；
    （5）分子③中有均形成4个单键的碳原子，碳氧双键及碳碳双键中C原子均形成3个σ键，碳原子均没有孤电子对，杂化轨道数目为4、3，故碳原子采取sp3、sp2杂化，
    故答案为：sp3、sp2杂化；
    （6）结构中如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙有8个，由图可知晶体结构中O2-离子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故正四面体空隙数与O2-离子数目之比8：4=2：1；
    根据化合价代数和为0，则结构中含有2个Fe3+、1个Fe2+，Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中，则填充在正四面体空隙中的Fe3+为1个，填充在正八面体空隙中有1个Fe3+和1个Fe2+，填有Fe3+的正四面体空隙在总正四面体空隙的$\frac{1}{8}$×100%=12.5%，
    故答案为：2：1；12.5．

    点评 本题考查晶胞计算、分子结构、核外电子排布、化学键、杂化轨道等，是对学生综合能力的考查，关键是解题的结构的理解，难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    14．含乙酸钠和对氯酚（）的废水可以利用微生物电池除去，其原理如图所示：下列有关说法不正确的是（　　）
    A．电极B是负极
    B．质子从A极移向B极
    C．B极的电极反应式：CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+
    D．处理后的废水pH降低

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．【材料一】工业上从海产品（海带）中获取碘的流程图如图1：

    （1）上述生产流程的第一步是“浸泡”，它的实验目的是使海带中的I-溶于水；
    （2）“氧化”这一操作中可供选用的试剂如下，请你选择的最合适试剂D；
    A．Cl2          B．Br2          C．浓硫酸         D．H2O2（滴加稀硫酸），
    （3）上述的生产流程中，“提纯获得单质碘”一般认为经历两步，你认为应选择图2实验装置分别是D、C （按操作的先后顺序填写）；
    【材料二】我国实际工业利用海带制取碘，采用的是离子交换法，其流程如图3：
    （4）实际工业生产中，酸化、氧化的方法是先加入硫酸酸化，使pH降低到2，然后加入次氯酸钠一类的氧化剂使碘离子氧化，反应的离子方程式：2I-+ClO-+2H+=I2+Cl-+H2O；
    （5）上述的生产流程中离子交换树脂是用碱性树脂吸附，再用Na2SO3一类物质解吸，请问树脂吸附的碘元素状态是游离态（填写“游离态”或“化合态”）．解吸后应加入氧化剂（填“氧化剂”或“还原剂”）可以实现碘析．请写出用Na2SO3解吸的化学方程式：Na2SO3+I2+H2O=Na2SO4+2HI或2NaI+H2SO4．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．浓硝酸与浓盐酸混合过程中产生少量的气体单质X、化合物M和无色液体，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构．2molM加热分解生成1molX和2mol无色气体Y，Y遇到空气呈现红棕色．
    （1）镁与气体X反应产物的电子式为．
    （2）浓硝酸和浓盐酸反应的化学方程式为HNO3+3HCl=NOCl+Cl2+2H2O．
    （3）化合物M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为NOCl+H2O=HNO2+HCl．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．国家对食品、空气、药品安全问题越来越重视，下列说法中一定正确的是（　　）
    A．欧洲和北美洲的一些大城市上空二氧化氮浓度很高，其原因是这些地区硝酸工业发达
    B．大气污染物中的二氧化硫能引起呼吸道疾病
    C．天然的药物无任何毒副作用，可长期服用
    D．长期食用二氧化硫含量超标的食品会破坏维生素B1，可通过服入碱性物质（如NaOH）的方法来消除二氧化硫中毒

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．下列有关化学用语表示正确的是（　　）
    A．水分子的比例模型：B．F-的结构示意图：
    C．H2O2的电子式：D．葡萄糖的结构简式：C6H12O6

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    16．下列指定反应的离子方程式正确的是（　　）
    A．向烧碱溶液中加入铝：Al+2OH-=AlO2-+H2↑
    B．用过量氨水吸收烟道气中的SO2：SO2+2NH3•H2O=SO32-+2NH4++H2O
    C．将饱和FeCl3溶液滴入废水中制取Fe（OH）3胶体：Fe3++3H2O?Fe（OH）3↓+3H+
    D．用Fe2+将饮用水中少量ClO2-还原成为Cl-：4Fe2++ClO2-+4H+=4Fe3++Cl-+2H2O

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．化学与社会、生活密切相关，下列有关说法中正确的是（　　）
    A．燃煤中加入CaO后可减少温室气体的排放量
    B．糖类、油脂、蛋白质都是人类重要的营养物质，均属于天然高分子化合物
    C．漂白粉、明矾均可用于饮用水处理，其化学原理相同
    D．在全球每年被腐蚀的金属中，电化学腐蚀比化学腐蚀所占比例高

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    14．下列实验操作能达到预期实验目的是（　　）
    选项实验目的实验操作
    A检验Fe2（SO4）3溶液中是否含有FeSO4取少量溶液于试管，加入几滴0.1mol/L KMnO4溶液
    B证明Al（OH）3是两性氢氧化物取Al（OH）3于试管A、B，分别滴加氨水与盐酸
    C使蛋白质能变性向鸡蛋清溶液中，加入饱和（NH4）2SO4溶液，产生沉淀
    D除去Na2CO3中的NaCl溶解，加入AgNO3溶液至不再产生沉淀，静置，过滤
    A．AB．BC．CD．D

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案