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18.硅与金刚砂(SiC)是两种重要的工业产品,它们都可由二氧化硅与碳反应制得,反应关系如图1所示:

(1)基态硅原子核外未成对的电子数为2;Si与C相比,第一电离能较小的是Si(填元素符号).
(2)由SiO2生成SiC的化学方程式是SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑.
(3)粗硅提纯过程中往往会生成四氯化硅(SiCl4),该物质在常温常压下为无色液体,其中Si原子的杂化轨道类型是sp3,Cl-Si-Cl键的键角为109°28′.
(4)SiC晶体与晶体硅(结构如图甲所示)的结构相似,其中C原子和Si原子的位置是交替的,在SiC中最小的环上有6个原子,SiC与晶体硅相比,SiC熔点较高.原因是二者均为原子晶体,结构和组成类似,Si-Si键键长大于Si-C键键长,故Si-Si键键能小,导致晶体硅的熔点低于碳化硅.
(5)SiC晶胞如图乙所示,Si-C键的键能为a kJ•mol-1,理论上分解1mol SiC形成气态的原子所需要的能量为4akJ(用含a的式子表示).

分析 (1)根据核外电子排布规则判断,同主族从上到下第一电离能逐渐减小;
(2)依据图示可知X为CO,SiO2和焦炭反应生成碳化硅和CO;
(3)根据四氯化硅中Si原子的价层电子对数判断杂化类型和键角;
(4)晶体硅中最小的为六元环,含有6个原子,SiC与硅晶体相似,因此也含有6个原子;原子晶体熔沸点的高低取决于共价键的稳定性;
(5)依据晶胞计算方法计算即可.

解答 解:(1)基态Si原子电子排布式为1s22s22p63s23p2,则基态硅原子核外未成对的电子数为2,同主族自下而上第一电离能逐渐减小,因此第一电离能:C>Si,
故答案为:2;Si;
(2)SiO2和焦炭反应生成碳化硅和CO,化学方程式为:SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO;
故答案为:SiO2+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO;
(3)SiCl4中Si原子的价层电子对数为4+$\frac{1}{2}$(4-4×1)=4,没有孤电子对,硅原子采用sp3杂化,为正四面体结构,故Cl-Si-Cl键的键角为109°28′;
故答案为:sp3;109°28′;
(4)晶体硅中最小的为六元环,含有6个原子,SiC与硅晶体相似,因此也含有6个原子,两者都是原子晶体,结构和组成相似,Si-Si键长大于Si-C键长,Si-Si键能小,晶体硅的熔沸点低于碳化硅,
故答案为:6;二者均为原子晶体,结构和组成类似,Si-Si键键长大于Si-C键键长,故Si-Si键键能小,导致晶体硅的熔点低于碳化硅;
(5)SiC中,C位于顶点和面心,故C为:8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4,Si位于晶胞的中心,故Si为4,那么该晶胞即为Si4C4,即l mol SiC中含有4mol共价键,故分解l mol SiC形成气态原子所需要的能量为4akJ,
故答案为:4a.

点评 本题考查化学方程式的书写和电子排布规律、第一电离能、化学键、杂化类型、分子结构和空间构型、晶胞计算等知识,综合性强,为物质结构常规考题形式,题目难度中等.

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(1)B的结构简式:
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(3)B可与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应,试写出该产物的结构简式:

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A.上述图示的反应为吸热反应
B.图中的能量变化如图所示,则△H=E1-E3
C.H2燃烧能放出大量的热,故CH3OH转变成H2的过程必须吸收热量
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13.X、Y、Z、J、Q、W六种元素,原子序数依次增大,其中X、Y、Z、J、Q是短周期主族元素.元素Z在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X-的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一.W是应用最广泛的金属元素.请回答:
(1)Y元素原子的结构示意图为
(2)元素的金属性J>W(填“>”或“<”),下列各项中,能说明这一结论的事实有ACD(填序号)
A.单质与酸反应置换出氢气的难易程度        B.单质的熔点
C.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱        D.在金属活动顺序表中的位置
(3)已知:①3W(s)+2Z2(g)=W3Z4(s)△H1=-1118.4kJ/mol
②2X2(g)+Z2(g)=2X2Z(g)△H2=-483.8kJ/mol
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(4)已知反应:2QZ2(g)+Z2(g)?2QZ3(g),QZ2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①压强:P1<P2(填“>”、“=”或“<”).
②200℃下,将一定量的QZ2和Z2充入体积不变的密闭容器中,经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:
气体QZ2Z2QZ3
浓度(mol/L)0.41.21.6
能说明该反应达到化学平衡状态的是bd.
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c.混合气体的密度保持不变
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②A中产生的SO2与装置内空气中的O2进入B中与BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀.
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7.现有某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,准确量取20.00mL溶液3份,进行下列实验.
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8.某无色混合气体可能含有Cl2、O2、HCl、NH3、NO、NO2中的两种或多种,现将此混合气体通入浓硫酸后体积减少,将剩余气体排入空气中,很快变成红棕色.对于原混合气体成分的判断中,正确的是(  )
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