题目内容

7．我国钒钛磁铁矿储量较大，是世界上产钒大国，钒（nV）被称为“观代工业味精”可添加在钢铁中．并以钛-铝-钒合金的形式用航天领域．钒的化合物也十分有用．被广泛用来做催化剂、燃料及电池等．请完成下列问题．
（1）钒的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2钒元素的最高化合价为+5
（2）V2O5是-种常见的催化剂．在合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯．丙烯中．均使用五氧化二钒作催化剂．

V2O5的结构简式如图I所示．其分子中含有6个σ键，4个π键；工业上用铝热反应冶炼钒的反应方程式为：10Al+3V2O5$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$5Al2O3+6V在该反应涉及到的元素中．电负性最大的是O
（3）邻苯二甲酸酐的结构简式如图Ⅱ所示．在分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，共面的碳原子共有8个
（4）在丙烯（CH3CH=CH2）分子中含有2种类型的共价键；丙烯和乙烯都属于分子晶体，其中沸点较高的是丙烯
（5）钒的某种氧化物的晶胞结构如图Ⅲ所示，该氧化物的化学式为VO2；在晶胞中V原子的配位数为6，若晶胞边长为a nm，列式表示氧化钒晶体的密度$\frac{2×（51+32）}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-9}）^{3}}$g．cm-3．

分析 （1）钒原子核外电子数为23，根据能量最低原理书写核外电子排布式，最高正化合价等于价电子数目；
（2）单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键；铝热反应本质是置换反应，铝热反应冶炼钒，还生成氧化铝；非金属性越强，电负性越大；
（3）苯环和酯基中C原子均形成3个σ键，均没有孤对电子，碳原子杂化轨道数目为3；苯环为平面结构，酯基为平面结构；
（4）在丙烯（CH3CH=CH2）分子中碳原子之间形成非极性键，C原子与H原子之间形成极性键；丙烯和乙烯都属于分子晶体，相对分子质量越大沸点越高；
（5）根据均摊法计算晶胞中V、O原子数目，进而确定化学式，由图可知晶胞中V原子配位数为6；结合原子数目表示出晶胞质量，再根据ρ=$\frac{m}{V}$计算晶胞密度．

解答 解：（1）钒原子核外电子数为23，根据能量最低原理，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，价电子排布式为3d34s2，最高正化合价为+5价，
故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2；+5；
（2）单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，V2O5分子中含有6个σ键，4个π键，铝热反应本质是置换反应，铝热反应冶炼钒，还生成氧化铝，反应方程式为：10Al+3V2O5$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$5Al2O3+6V，O元素的非金属性最强，故O元素的电负性最大，
故答案为：6；6；10Al+3V2O5$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$5Al2O3+6V；O；
（3）苯环和酯基中C原子均形成3个σ键，均没有孤对电子，碳原子杂化轨道数目为3，碳原子采取sp2杂化；苯环为平面结构，酯基为平面结构，所有的8个碳原子均处于同一平面内，
故答案为：sp2杂化；8；
（4）在丙烯（CH3CH=CH2）分子中碳原子之间形成非极性键，C原子与H原子之间形成极性键；丙烯和乙烯都属于分子晶体，丙烯的相对分子质量大，分子间作用力越大，丙烯的沸点比乙烯的高，
故答案为：2；分子；丙烯；
（5）晶胞中V原子数目为1+8×$\frac{1}{8}$=2，O原子数目为2+4×$\frac{1}{2}$=4，则该晶体化学式为VO2，由图可知晶胞体内V原子与周围的6个O原子相邻，V原子配位数为6；晶胞质量为$\frac{2×（51+32）}{{N}_{A}}$，若晶胞边长为a nm，则氧化钒晶体的密度为$\frac{2×（51+32）}{{N}_{A}}$÷（a×10-9 nm）3=$\frac{2×（51+32）}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-9}）^{3}}$g．cm-3，
故答案为：VO2；6；$\frac{2×（51+32）}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-9}）^{3}}$．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、化学键、杂化方式、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等，侧重考查对基础知识的应用，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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17．某芳香烃属于苯的同系物，其相对分子量在120～140，苯环有两个取代基，则其苯环上的一氯取代物不可能存在的种数是（　　）
A．2B．3C．4D．5
18．在实验室进行教材中重点演示实验，括号内的实验仪器或试剂都能用到的是（　　）
A．蔗糖的水解（试管、蔗糖溶液、新制的Cu（OH）2悬浊液）
B．用NaOH标准溶液确定未知浓度的硫酸溶液（石蕊试液、碱式滴定管、锥形瓶）
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15．化学与生产、生活、社会密切相关，下列有关说法不正确的是（　　）
A．人造纤维和合成橡胶都属于有机高分子化合物
B．食品透气袋里放入盛有硅胶和铁粉的小袋，可防止食物受潮、氧化变质
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2．已知氯化铁溶液与碘化钾溶液混合时发生反应：2Fe3+（aq）+2I-（aq）=2Fe2+（aq）+I2（s）．现将1 L 0.25mol•L-1氯化铁溶液与4 L 0.10 mol•L-碘化钾溶液混合后，在第2min时．测得混合溶液中c（I-）=0.04 mo1•L-．则下列说法正确的是（　　）
A．第2min时，c（Fe2+）=0.01 mol•L-1
B．混合溶液中，c（K+）=0.01 mol•L-1
C．0～2min内，v（I-）=0.01 mol•L-1•min-1
D．第2min时，c（Fe3+）=0.01 mol•L-1
12．已知CH3一CH=CH2+HBr→CH3CHBrCH3．1mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH20．该芳香烃A在不同条件下能发生下图所示的一系列变化：

回答下列问题：
（1）A的结构简式：C8H8．
（2）写出C、D、E物质的结构简式：C，D，E．
（3）写出反应②的化学方程式并注明反应类型：+2NaOH$→_{△}^{醇}$+2NaBr+2H2O（消去反应）．
写出反应⑥化学方程式并注明反应类型：+NaOH$→_{△}^{水}$+NaBr（取代反应）．
2．想用0.1000mol•L-1NaOH溶液通过中和滴定测定盐酸溶液的物质的量浓度，回答下列问题．
（1）0.1000mol•L-1NaOH溶液中由水电离出的c（OH）-=1×10-13mol•L-1
（2）滴定时用酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管将待测液移入锥形瓶中．
（3）若滴定时选用的指示剂是酚酞，则终点的想象是滴入最后一滴NaOH标准液，溶液由无色变为粉红色，且半分钟内不褪色
（4）中和滴定有关数据记录如下表，如图表示下表中第1次滴定时50mL滴定管中前后液面的位置
滴定序号待测液体积（mL）所消耗NaOH标准液的体积（mL）
滴定前滴定后消耗的体积
125.00xyz
225.004.0029.6025.60
325.000.6026.0025.40
则表中z=24.50mL
（5）根据所给数据，盐酸溶液的物质的量浓度c=0.1020mol•L-1（保留四位有效数字）
（6）下列操作会使测定结果偏高的有ad
a．洗涤碱式滴定管时未用装溶液润洗
b．洗涤时锥形瓶只用蒸馏水洗净后而未润洗
c．读所用标准液体积时，滴定前仰视，滴定后仰视
d．滴定时标准液不小心滴入到锥形瓶外面．
19．某温度下，向一定体积1mol/L醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液，溶液中pOH（pOH=-lg c[OH-]）与pH的变化关系如图所示，则（　　）
A．M点所示溶液导电能力强于Q点
B．N点所示溶液中c（CH3COO-）＞c（Na+）
C．M点和N点所示溶液中水的电离程度不相同
D．Q点消耗NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积
20．垃圾无害化处理有利于保护生态环境．下列有关生活垃圾的处理合理的是（　　）
A．废旧塑料露天焚烧B．用厨房垃圾生产沼气
C．废旧电池就地填埋   

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