题目内容
【题目】碱式碳酸镁是橡胶制品的优良填充剂及补强剂,补强效果优于碳酸钙及陶土,其折射率与天然橡胶相近,适于制造透明或半透明制品。碱式碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
回答下列问题:
(1)碱式碳酸镁中各元素的第一电离能由大到小的顺序为 _______________,写出一种与CO32-互为等电子体的常见微粒_______________,原子序数与CO32-的价电子数之和相等的基态原子的价电子排布式为________。
(2)碱式碳酸镁晶体生长液中生长的3种生长基元的结构如图所示:
①(MgCl4)2-;②H2CO3;③[Mg(OH)4]2-
①和③中Mg原子的杂化方式为_______________,②中C原子的价电子对的几何分布形式为_______________。(MgCl4)2-中镁氯原子之间的距离R=0.25nm,则氯氯原子之间的距离为_______________(保留两位小数,已知=2.45,cosl09°28'=)。
(3)碱式碳酸镁加热可分解生成MgO。已知MgO的晶体结构属于NaCl型,某同学画出的MgO晶胞结构如图所示:
①请改正图中错误_______________(用文字表述)。
②在MgO晶体中,Mg2+的配位数为_______________,每个晶胞中所包含的Mg2+数目为_______________,每个Mg2+距离最近的且等距离的Mg2+数目为_______________。
③和某些离子化合物相比,MgO是一种优良的耐高温材料的内在原因为_______________。
【答案】O>H>C>Mg NO3-、SiO32-、SO3中任意一种 3d54s1 sp3 平面三角形 0.41nm 白色球⑧改为黑色球 6 4 12 Mg2+、O2-离子半径小、所带电荷大,晶格能大
【解析】
(1)碱式碳酸镁中含有O、H、C、Mg元素,Mg金属的第一电离能比铍小,要注意H的第一电离能比较特殊,几乎和氧相同,略小于氧,比碳的大,碳比铍大,所以有O>H>C>Mg;CO32-的等电子体可从C想到Si可得SiO32-;比C多一价电子的是N可想到NO3-和PO3-;再多一价电子想到S和O,可得SO3、S4、O4等,常见有NO3-、SiO32-、SO3;原子序数与CO32-的价电子数相等的基态原子为24号元素Cr,其价电子排布式为3d54s1(半充满状态稳定),故答案为:O>H>C>Mg;NO3-、SiO32-、SO3中任意一种;3d54s1;
(2)①、③中Mg均形成4个σ键,价层电子对数为4,其杂化方式为sp3;②中C形成3个σ键一个π键,价层电子对数为3,则空间构型为平面三角形;设氯氯之间的距离为S,利用余弦定理,S2=R2+R2-2R2cos(109°28'),代入数值可推出S2=,S==0.41nm,故答案为:sp3;平面三角形;0.41nm;
(3)根据氯化钠晶胞结构知,MgO晶胞中Mg原子和Mg原子处于小正方形的对角线上,根据图像可知,空心球⑧应为黑色球;NaCl为离子晶体心,一个Na+周围有6个氯离子,位于上下左右前后,属于6配位,则MgO晶体中Mg2+的配位数为6;所包含的Mg2+数目为6×1/2+8×1/8=4;从图上可以看出每个Mg 2+最近的Mg2+数目为12;Mg2+、O2-离子半径小、所带电荷大,晶格能大,沸点高,硬度大,所以是优良的耐高温材料,故答案为:白色球⑧改为黑色球;6;4;12;Mg2+、O2-离子半径小、所带电荷大,晶格能大。
【题目】温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,反应PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是
A. 反应在前50 s的平均速率v(PCl3)=0.0032 mol·L-1·s-1
B. 保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11 mol·L-1,则反应的ΔH<0
C. 相同温度下,起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)
D. 相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%