题目内容

【题目】据《科技日报》报道,我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂。请回答下列问题:

(1)基态Ni原子价层电子的轨道表达式为__________________。

(2)铜的焰色反应呈绿色,在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为_____。

(3)因具有良好的结构稳定性而成为新一代锂离子电池正极材料,这与的结构密切相关,的立体构型为________,P、O、S的电负性从大到小的顺序为_____,过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸,实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子,下列结构式(黑点代表电子)中最有可能代表O2分子结构的是_____(填标号)。

A. B. C. D.

(4)易与结合形成,与间的化学键类型为________,若将配离子中的2个换为,2种结构,则是否为杂化________(填“是”或“否”),理由为_________________。

(5)金属锰有多种晶型,其中的结构为体心立方堆积,晶胞参数为apm。中锰的原子半径为________pm。已知阿伏加德罗常数的值为,的理论密度________。(列出计算式)

【答案】 光谱分析 正四面体 D 配位键 否 若是杂化,的空间构型为正四面体形,将配离子中的2个换为,则只有1种结构

【解析】

(1)Ni的原子序数为28,电子排布式为1S22S22P63S23P63d84s2或[Ar]3d84s2,价电子排布式为3d84s2;

(2)用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱,不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素;

(3)PO43-中P原子的价层电子对数为4,孤对电子数为0;元素的非金属性越强,电负性越大;只有D的化学键中有3电子,存在单电子;

(4)[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为配位键;配离子[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体形;

(5)δ-Mn的结构为体心立方堆积,所以晶胞中体对角线上的三个锰原子是相切的,依据分摊法计算可得。

(1)Ni的原子序数为28,电子排布式为1S22S22P63S23P63d84s2或[Ar]3d84s2,价电子排布图为,故答案为:;

(2)用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱,不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,则铜的焰色反应呈绿色称为光谱分析,故答案为:光谱分析;

(3)PO43-的中心原子为P,P原子的价层电子对数为,孤对电子数为0,则杂化类型为sp3杂化;元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素中非金属性大小顺序为O>S>P,则电负性从大到小的顺序为O>S>P;结合信息可知,O2因具有单电子而成为顺磁性分子,从示意图可知,只有D的化学键中有3电子,存在单电子,则D最有可能代表O2分子结构,故答案为:sp3;O>S>P;D;

(4)[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间形成的化学键称为配位键;配离子[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体形,如为正四面体形,将配离子中的2个NH3换为CN—,只有1种结构,所以应为平面正方形,则Cu2+为sp2杂化,不是sp3杂化,故答案为:配位键;否;若是杂化,[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形,将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN—,则只有1种结构;

(5)δ-Mn的结构为体心立方堆积,所以晶胞中体对角线上的三个锰原子是相切的,设锰原子半径为r,则有(4r)2=3a2,解得r=pm;体心立方堆积中锰原子的个数为+1=2,所以密度,故答案为:;。

练习册系列答案
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(1)利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2,反应机理如下图所示。A包含物质为H2O和___________(填化学式)

(2)已知:4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) △H1=-a kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) △H2=-b kJ/mol

H2O(l)=H2O(g) △H3=+c kJ/mol

则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)的△H=___________ kJ/mol

(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN的反应为:CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g ) △H>0

①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图甲所示。则X可以是___________(填字母序号)

a.温度 b.压强 c.催化剂 d.

②在一定温度下,向2L密闭容器中加入 n mol CH4和2 moI NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图乙所示。

a点时,CH4的转化率为___________%;平衡常数:K(a)_____K(b)(填“>”“=”或“<”)。

(4)肌肉中的肌红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2,其反应原理可表示为: Mb(ag)+O2(g)MbO2(aq),该反应的平衡常数可表示为:。在37℃条件下达到平衡时,测得肌红蛋白的结合度(a)与P(O2)的关系如图丙所示[]。研究表明正反应速率ν正=k正·c(Mb) · P(O2),逆反应速率ν逆=k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。

①试写出平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K=___________(用含有k正、k逆的式子表示)。

②试求出图丙中c点时,上述反应的平衡常数K=___________kPa-1。已知k逆=60s-1,则速率常数k正=___________s-1·kPa-1。

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回答下列问题:

(1)LiFePO4中铁元素的化合价为_____价。已知原料是Li2CO3、FeC2O4·2H2O、NH4H2PO4和C6H12O6的混合物,其中Li、Fe、P三种元素的物质的量比为1:1:1,C6H12O6的用量占原料总质量的5%。若原料的质量为1000 g,则需要称取NH4H2PO4的质量为_______(保留两位小数)。

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(4)如图所示是用LiFePO4/Ag/C作正极材料制成的纽扣锂离子电池组装示意图。充电时,其正、负极材料所发生反应的电极方程式分别是______、______(锂离子电池是靠xLi+在两极的嵌入和嵌出进行工作)。

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