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15.航天发射的运载火箭常用燃料肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,火箭部分构件采用钛合金材料,回答下列问题:
(1)N2H4、H2O2的组成元素中第一电离能最大的元素是N(填元素符号),1molN2H4分子中所含σ键的数目为5NA
(2)基态钛原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,其未成对电子数为2.
(3)H2O2受热易分解为H2O,H2O的空间构型为V形,其中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化,H2S和H2O2的主要物理性质如下表,造成二者物理性质差异的主要原因是H2O2的分子之间形成氢键,沸点高于硫化氢的,H2O2与H2O分子之间也可以形成氢键,H2O2在水中的溶解度大于H2S的.
熔点/K沸点/K水中溶解度(标准状况下)
H2S187202每升水中溶解2.6L
H2O2272423以任意比互溶
(4)氧化镁与氮化硼均可用作航天器返回舱的热屏蔽材料,晶格能:氧化镁大于(填“大于”或“小于”)氧化钙,其原因是镁离子半径小于钙离子半径.
(5)立方氮化硼的晶胞如图所示,则处于晶胞顶点的原子的配位数为4,若晶胞边长为acm,则立方氮化硼的密度是$\frac{100}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3(设NA为阿伏伽德罗常数的数值).

分析 (1)非金属性越强,第一电离能越大,氮元素原子2p能级为半满稳定状态,第一电离能高于氧元素的;N2H4分子含有4个N-H键、1个N-N键;
(2)Ti原子核外电子数为22,根据能量最低原理书写核外电子排布式;
(3)H2O分子中O原子形成2个O-H键,含有2对孤对电子,杂化轨道数目为4;H2O2的分子之间形成氢键,沸点高于硫化氢的,H2O2与H2O分子之间也可以形成氢键;
(4)离子所带电荷相等,离子半径越小晶格能越大;
(5)根据均摊法计算晶胞中N、B原子数目,B原子配位数为4,原子的配位数与原子数目成反比,表示出晶胞质量,再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度.

解答 解:(1)非金属性越强,第一电离能越大,氮元素原子2p能级为半满稳定状态,第一电离能高于氧元素的,故第一电离能N>O>H,N2H4分子含有4个N-H键、1个N-N键,1molN2H4分子中所含σ键的数目为5NA
故答案为:N;5NA
(2)Ti原子核外电子数为22,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2,3d轨道的2个电子为单电子,
故答案为:1s22s22p63s23p63d24s2;2;
(3)H2O分子中O原子形成2个O-H键,含有2对孤对电子,空间构型为V形,杂化轨道数目为4,O原子采取sp3杂化,H2O2的分子之间形成氢键,沸点高于硫化氢的,H2O2与H2O分子之间也可以形成氢键,H2O2在水中的溶解度大于H2S的,
故答案为:V形;sp3杂化;H2O2的分子之间形成氢键,沸点高于硫化氢的,H2O2与H2O分子之间也可以形成氢键,H2O2在水中的溶解度大于H2S的;
(4)离子所带电荷相等,镁离子半径小于钙离子半径,故MgO的晶格能大于CaO的晶格能,
故答案为:大于;镁离子半径小于钙离子半径;
(5)晶胞中N原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4、B原子数目为4,二者原子数目为1:1,B原子配位数为4,则N原子配位数也是4,晶胞质量为4×$\frac{11+14}{{N}_{A}}$g,则晶胞密度=4×$\frac{11+14}{{N}_{A}}$g÷(a cm)3=$\frac{100}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3
故答案为:4;$\frac{100}{{a}^{3}{N}_{A}}$.

点评 本题是对物质结构与性质的考查,涉及电离能、核外电子排布、杂化方式与空间构型判断、分子结构与性质、晶格能、晶胞计算等,注意同周期第一电离能异常情况、氢键对物质性质的影响.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是(  )
A.CH4B.PCl3C.PCl5D.H2O

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9.碳及其化合物有广泛的用途.
(1)反应C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1,达到平衡后,体积不变时,以下有利于提高H2产率的措施是BC.
A.增加碳的用量                B.升高温度
C.用CO吸收剂除去CO         D.加入催化剂
(2)已知,C(s)+CO2(g)?2CO(g)△H=+172.5kJ•mol-1则反应
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)  的△H=-41.2kJ•mol-1
(3)在一定温度下,将CO(g)和H2O(g)各0.16mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
t/min2479
n(H2O)/mol0.120.110.100.10
①其它条件不变,降低温度,达到新平衡前v(逆)<v(正)(填“>”、“<”或“=”).
②该温度下,此反应的平衡常数K=$\frac{9}{25}$;
③其它条件不变,再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g),达到平衡时CO的体积分数不变(填“增大”、“减小”或“不变”).

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3.以下有关接触法制硫酸的论述错误的是(  )
A.为提高反应速率和原料利用率,硫铁矿要在“沸腾”状态下燃烧
B.为防止催化剂中毒,气体在进接触室前要先净化
C.接触室中热交换器的主要作用是预热未反应的气体和冷却反应后的气体
D.吸收塔中SO3从下而上,水从上而下喷,剩余气体从上部出来循环利用

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10.以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下:

(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在C的郊区(填标号)
A.有丰富黄铁矿资源的城市   B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市   D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe2O3+8SO2,接触室中发生反应的化学方程式是2SO2+O2$?_{△}^{催化剂}$ 2SO3
(3)在硫酸工业制法中,下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是D.
A.硫铁矿燃烧前要粉碎,因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B.从沸腾炉出来的气体要净化,因为炉气中的SO2会与杂质反应
C.SO2氧化成SO3要用催化剂,这样可提高SO2的转化率
D.SO3用98.3%的浓硫酸来吸收,目的是为了防止形成酸雾,以提髙SO3吸收效率
(4)表是压强对SO2平衡转化率的影响
压强Mpa
转化率%
温度/℃
0.10.5110
40099.299.699.799.9
对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率升高,但在实际工业生产中常采用常压条件,理由是常压下转化率已经很高,增加压强可提高转化率,但增加了设备、动力成本等,效益反而下降.
(5)某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸,若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是376.32tt.

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20.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A.标准状况下,22.4LN2中含有π健数为3NA
B.12g金刚石中含有C-C键数为4NA
C.25℃时,pH=12的CH3COONa溶液中水电离出的OH-的数目为0.01NA
D.当反应3(NH42SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O生成89.6L标准状况的气体时,转移的电子数为3NA

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7.X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素.其中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量最高的元素,M的内层电子数是最外层电子数的9倍,N的原子序数比M小1,Q在元素周期表的各元素中电负性最大.P元素的第三电子层处于全充满状态,第四电子层只有一个电子.请回答下列问题:
(1)P元素的价电子排布式为3d104s1,P元素属于ds区元素.
(2)XZ2分子的空间构型是V形,相同条件下XZ2与YZ2相比,两者在水中溶解度较大的是SO2(写分子式),理由是SO2为极性分子,CO2为非极性分子,H2O为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂,故SO2的溶解度较大.
(3)含有元素N的盐的焰色反应为紫色,许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是电子由较高能级跃迁到较低能级时,以光的形式释放能量
(4)元素M与元素Q形成的晶胞结构如图1所示,设其晶胞边长为a pm,用NA表示阿伏伽德罗常数,试求该晶胞的密度为$\frac{312×1{0}^{30}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3
(5)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示. 三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是sp2、sp3,1mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为15NA

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4.两元素可以形成AB型离子化合物,它们的原子序数可能是(  )
A.1和17B.12和9C.11和16D.12和8

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5.下列实验事实:
①常温下S为固体,而Cl2为气体;
②Cl2与H2混合,强光照射剧烈反应,而S与H2反应需较高温度;
③Cl2与Fe反应,Cl2生成FeCl3,而S与Fe生成FeS;
④盐酸是强酸,而氢硫酸是弱酸;
⑤将Cl2通入氢硫酸中可置换出S
能说明Cl的非金属性比S强的事实有(  )
A.①③⑤B.②③④C.②③⑤D.②③④⑤

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