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硼及其化合物广泛应用于高新材料领域,请回答下列有关问题: (1)晶体硼的结构单元...

硼及其化合物广泛应用于高新材料领域,请回答下列有关问题:

(1)晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原子(如图)。

①在基态11B原子中,核外存在______对自旋相反的电子。

②若每个单元中有两个原子为l0B,其余为11B,则该单元结构的类型有______种。

(2) NaBH4是一种重要的储氢载体,其中涉及元素的电负性由小到大的顺序为________,BH4-离子的空间构型是_____________,与BH4-互为等电子体的的分子有___________

(3)硼酸(H3BO3)为白色片状晶体,有与石墨相似的层状结构,则硼酸晶体中存在的作用力有共价键、____________。与H3BO3酸性最接近的是__________(填字母)。

A.H4SiO4     B.H3PO4       C.HNO2

(4)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。如图是磷化硼晶体的晶胞,B原子的杂化方式是___________。立方相氮化硼晶体的熔点要比磷化硼体高,其原因是______________

(5)己知磷化硼的晶胞参数a=478 pm,请列式计算该晶体的密度p=______g.cm-3(用含NA的代数式表示即可, 不需要计算出结果)。晶胞中硼原子和磷原子最近的核间距为__________pm。

 

2 3 Na<B<H 四面体形 CH4 氢键 范德华力 A sp3 二者均为原子晶体,氮原子的半径小于磷原子, N-B 键的键长小于 P-B 键, N-B 键的键能大。 【解析】试题分析:(1)①同一个轨道中的电子自旋相反。 ②根据两个l0B原子在晶胞中的相对位置分析,当选定1个顶点后,与它最近的顶点数为5个,然后就是5个,最远的是1个,即二取代物有3种。 (2) 根据NaBH4中H元素显负极、钠的活泼性大于B分析电负性,根据价电子理论分析BH4-离子的空间构型,等电子体是原子数相同、价电子数也相同的微粒。 (3)石墨中存在的作用力有共价键、分子间作用力,硼酸中含有O、H原子,所以存在氢键。B与Si的性质符合对角线原则。 (4)根据是磷化硼晶体的晶胞每个B原子与4个P原子成键,B原子的杂化方式是sp3 。立方相氮化硼晶体的熔点要比磷化硼体高,N原子的半径小于P,N-B键能大于B-P。 (5)己知磷化硼的晶胞参数a=478 pm,根据计算晶体的密度。设某个顶点上的P原子坐标为(0,0,0),则离这个P原子最近的B原子指标为(478 pm , 478 pm ,478 pm )。478 pm 解析:(1)①同一个轨道中的电子自旋相反,B原子核外电子排布为1S22S22P1,核外存在2对自旋相反的电子。 ②根据两个l0B原子在晶胞中的相对位置分析,当选定1个顶点后,与它最近的顶点数为5个,然后就是5个,最远的是1个,即二取代物有3种。 (2) 根据NaBH4中H元素显负极、钠的活泼性大于B,,所以电负性Na<B<H,根据价电子理论BH4-离子的价电子对数是 ,无孤对电子,所以空间构型为四面体形,等电子体是原子数相同、价电子数也相同的微粒,与BH4-互为等电子体的的分子有CH4。 (3)石墨中存在的作用力有共价键、分子间作用力,硼酸中含有O、H原子,所以存在氢键,硼酸晶体中存在的作用力有共价键、分子间作用力、氢键。B与Si的性质符合对角线原则,所以与H3BO3酸性最接近的是H4SiO4。 (4)根据是磷化硼晶体的晶胞每个B原子与4个P原子成键,B原子的杂化方式是sp3 。立方相氮化硼晶体的熔点要比磷化硼体高,N原子的半径小于P,N-B键能大于B-P,所以立方相氮化硼晶体的熔点要比磷化硼体高。 (5)根据均摊原则1个晶胞含有一个晶胞含有4个B,4个P,设有1mol晶胞,则体积为 ,质量为42 g,根据,晶体的密度为=。设某个顶点上的P原子坐标为(0,0,0),则离这个P原子最近的B原子指标为(478 pm , 478 pm ,478 pm ),所以晶胞中硼原子和磷原子最近的核间距为 =。  
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减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一.

(1)己知:N2 (g) +O2 (g) =2NO (g)△H=+180.5kJ·mol-1

C (s) +O2 (g) =CO2 (g)△H=-393.5 kJ·mol-1

2C (s) +O2(g) =2CO (g)△H=-221 kJ·mol-1

若某反应的平衡常数表达式为:

请写出此反应的热化学方程式___________________

(2)用CH4催化还原NOx可以消除污染,若将反应CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2设计为原电池,电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体,可以传导O2-,则电池的正极反应式为______________

(3)利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)己知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是_______(填序号)。

  

①不同条件下反应,N点的速率最大

②M点时平衡常数比N点时平衡常数大

③温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大

④实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率

(4)在密闭容器中充入5mol CO和4mol NO,发生上述(1)中某反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

回答下列问题:

①温度:T1______ T2(填“<”或“>”)。

②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的体积为2L,则此时的平衡常数K=______(结果精确到两位小数);用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)=________

③若在D虑对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的_______点。

 

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烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。其研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气(主要成分SO2、CO2、N2、O2),并测定烟气中SO2的体积分数以及研究通过转化器的脱硫效率:

回答下列问题:

1-模拟烟气的制备

(1)写出装置A中发生化学反应的化学方程式___________;检查装置A气密性的方法是_______

2-测定烟气中SO2的体积分数

(2)欲测定烟气中SO2的体积分数,则装置按气流方向的接口顺序为a____________

(3)①甲同学认为应该在装置_____(填字母)之间增加一个盛有品红溶液的洗气瓶,理由是_______

②在准确读取量筒读数之前______、并上下移动量筒使得量筒液面与广口瓶液面相平。

(4)乙同学根据模拟烟气的流速,(amL/min)和t min后量筒内液体的体积(V mL)测得二氧化硫的体积分数,其结果总是偏大,原因可能是__________________

3-模拟烟气通过转化器的脱硫效率研究

(5)将模拟烟气通过装置F,其中盛有FeCl2,FeCl3的混合溶液,它可以催化SO2与氧气的反应以达到脱硫的目的。

①写出催化剂参与反应过程中的离子方程式:____________________

②丙同学在此实验过程中发现黄色溶液先变成红棕色,查阅资料得Fe3++ 6SO2=[Fe(SO2)6]3+(红棕色),请用化学平衡移动原理解释实验中溶液颜色变化的原因:_______________

 

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以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示。

已知:①某些金属氧化物跟熔融烧碱反映可生成盐。

②NaFeO2遇水发生强烈水解。

回答下列问题:

(1)氧化焙烧时将铬铁矿粉碎的目的是__________。写出焙烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2的化学反应方程式_______________

(2)滤液l的溶质除Na2CrO4和NaOH外,还含有______________。(填化学式)

(3)滤渣2经酸化处理后(调节pH约为3)可形成一种胶冻状凝胶其主要用途是______。(写一种)

(4)由Na2Cr2O7溶液(己除去Na2SO4)和KC1固体得到K2Cr2O7晶体的转化过程是________(填基本反应类型)。获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加热浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥。

(5)欲降低废水中重金属元素铬的毒性,可将Cr2O72-转化为Cr(OH)3沉淀除去。室温时,Cr(OH)3Cr3+(aq)+3OH-(aq) Ksp=a.若c(Cr3+)=bmol/L,则溶液的pH=______用(含a和b的代数式表示,需化简)。

 

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常温下,有关下列溶液的说法不正确的是

A. 20mL0.1mol/LCH3COONa溶液与 10mL0.1mol/LHCl溶液混合后呈酸性,所得溶液中:

c(CH3COO-)c(Cl-)c(CH3COOH)c(H+)

B. 0.1mol/L Na2C2O4溶液与 0.1mol/L HCl 溶液等体积混合,所得溶液中:

2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+ c(OH-)= c(Na+)+ c(H+)

C. 含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液中:2 c(Na+)=3[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]

D. 将amol/L氨水与0.01mol/L 盐酸等体积混合,若反应完全时溶液中 c(NH4+)=c(Cl-),则NH3·H2O的电离常数

 

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下列实验操作、现象与所得结论一致的是

 

实验操作

现象

结论

A

向25ml 沸水中滴加5~6滴 FeCl3饱和溶液,持续加热煮沸

变为红褐色

最终制得 Fe(OH)3 胶体

B

欲收集酯化反应生成的乙酸乙酯并分离提纯,将导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面下,再用分液漏斗分离

溶液分层,上层为无色油状液体

乙酸乙酯不溶于饱和Na2CO3 溶液,且密度比水小

C

淀粉溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,再加入新制银氨溶液,水浴加热

无明显现象

淀粉未发生水解

D

两支盛有KI3溶液的向试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液

前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀

KI3溶液中存在平衡:

I3-I2+I-

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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