题目内容
【题目】FeSe 、MgB2等超导材料具有广阔的应用前景。
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________,基态Se原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)向FeSe中嵌入吡啶(
)能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为________;该分子内存在________(填标号)。
A.σ键 B.π键 C.配位键 D.氢键
(3)将金属锂直接溶于液氨,得到具有很高反应活性的金属电子溶液,再通过系列反应可制得FeSe基超导材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2。
①NH2-的空间构型为________。
②液氨是氨气液化的产物,氨气易液化的原因是________。
③金属锂溶于液氨时发生反应:Li + (m+n)NH3=X+e-(NH3)n。X的化学式为________。
(4)MgB2晶体结构如图所示。B原子独立为一层,具有类似于石墨的结构,每个B原子周围都有________个与之等距离且最近的B原子;六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA ,该晶体的密度为________ g·cm-3(列出计算式)。
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【答案】
哑铃(纺锤) sp2 杂化 AB v 型 氨分子间存在氢键,分子间作用力较强,容易液化 Li(NH3)m+ 3
【解析】
(1)Fe原子核电荷数为26,基态Fe原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;Se原子核电荷数为34,基态Se原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,以此分析解答;
(2)吡啶N和两个碳成键,有一个未成对电子和其它五个碳原子形成大π键,因此发生不等性的Sp2杂化;该分子内存在σ键和π键;
(3)①NH2-中N原子价层电子对数=
=4,有2对孤电子对,所以空间构型为v 型;
②氨分子间存在氢键,分子间作用力较强,容易液化;
③Li + (m+n)NH3=X+e-(NH3)n,根据原子守恒和电荷守恒可确定X的化学式;
(4)由于B原子独立为一层,具有类似于石墨的结构,而石墨晶体中每个碳原子与其它3个碳原子等距且最近,故该晶体中每个B原子周围都有3个与之等距离且最近的B原子;根据
=
计算晶体的密度。
(1)Fe原子核电荷数为26,基态Fe原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则基态Fe原子的核外价电子排布图为
;Se原子核电荷数为34,基态Se原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,基态Se原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3p、3d、4s、4P,最高能级为4p,其电子云轮廓图为哑铃形,
故答案为:
;哑铃;
(2)吡啶N和两个碳成键,有一个未成对电子和其它五个碳原子形成大π键,因此发生不等性的Sp2杂化;该分子内存在σ键和π键,不存在配位键和氢键,故选AB;
故答案为:sp2 杂化;AB;
(3)①NH2-中N原子价层电子对数=
=4,有2对孤电子对,所以空间构型为v 型;
②氨分子间存在氢键,分子间作用力较强,容易液化;
③Li + (m+n)NH3=X+e-(NH3)n,根据原子守恒和电荷守恒可确定X的化学式为Li(NH3)m+;
故答案为:v 型;氨分子间存在氢键,分子间作用力较强,容易液化;Li(NH3)m+;
(4)晶胞中Mg的个数为12
+2
=3,B的个数为6,晶胞体积=6
cm3=6
cm3,晶胞密度=
=
g·cm-3,
故答案为:
。
【题目】近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:![]()
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:________________________________。
(2)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.I2+2H2O+_________=_________+_______+2 I-_____________
(3)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 | A | B | C | D |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
①B是A的对比实验,则a=__________。
②比较A、B、C,可得出的结论是______________________。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:________________。