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太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。 (1)硼、铟与镓同是...

太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。

(1)硼、铟与镓同是ⅢA族元素,写出镓元素基态原子的价电子排布图:_______________。B3N3H6可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料,它的一种等电子体的分子式为_________,B3N3H6分子中N、B原子的杂化方式分别为_______________

(2)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硫化镉、磷化镓及铜铟硒薄膜电池等。其中元素As、S、P、Ga的电负性由小到大的顺序为:______________________________________________

(3)铜离子是人体内多种酶的辅因子,人工模拟酶是当前研究的热点。某化合物Y与Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图甲所示的离子。该离子中含有化学键的类型有____________________(填序号)。

A.极性键             B.离子键            C.非极性键            D.配位键

(4)向氯化铜溶液中通入足量的二氧化硫,生成白色沉淀M, M的晶胞结构如图乙所示。写出该反应的离子方程式:________________________________________________

(5)已知由砷与镓元素组成的化合物A为第三代半导体。已知化合物A的晶胞结构与金刚石相似,其晶胞结构如图丙所示,请写出化合物A的化学式_____________。设化合物A的晶胞边长为pm,则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________________g(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

 

C6H6 sp2 sp2 Ga <As <P<S A C D 2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O ﹦ 2CuCl↓ + SO4 2-+ 4H+ GaAs 【解析】(1)镓元素基态原子的价电子排布图:;B3N3H6的一种等电子体的分子式为C6H6,B与N的杂化与苯中碳为sp2杂化相同;(2)同一周期,从左到右元素电负性递增,Ga <As 、P<S,同一主族,自上而下元素电负性递减As <P。对副族而言,同族元素的电负性也大体呈现这种变化趋势。因此,电负性大得元素集中在元素周期表的右上角,电负性小的元素集中在左下角.元素As、S、P、Ga的电负性由小到大的顺序为:Ga <As <P<S;(3)某化合物Y与Cu(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为+1)结合形成图甲所示的离子:该离子中含有化学键的类型有A.极性键如N―H键、C.非极性键如C―C键、D.配位键Cu―N键,故选ACD;(4)由图2,生成物中可能含Cu和Cl,晶胞中原子个数分别为:8×1/8+6×1/2=4、黑点就是4个,产物为CuCl,反应为2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O ﹦ 2CuCl↓ + SO4 2-+ 4H+ ;(5)已知由砷与镓元素组成的化合物A晶胞中原子分别为8×1/8+6×1/2=4,黑色的原子也是4个,故化合物A的化学式GaAs;设化合物A的晶胞边长为pm,则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为 点睛:本题主要考查了核外电子排布、第一电离能、分子空间构型、杂化方式、晶胞密度的计算,难度中等,解题时要注意对基本知识的灵活运用。难点:每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量的计算。易错点:镓元素基态原子的价电子排布图。  
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甲醇是重要的化工原料。在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下:

Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−58 kJ·mol1

Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3

请回答下列问题:

(1)化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和−反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表:

物质

CO(g)

CO2(g)

H2(g)

CH3OH(g)

标准生成热(kJ·mol1)

−110.52

−393.51

0

−201.25

 

①计算ΔH1=________ kJ·mol1

②ΔH3________ 0 (填“=”“>”或“<”)。

(2)当合成气的组成比n(H2) /n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示:

①α(CO)随温度升高而________(填“增大”或“减小”)。

②图中p1、p2、p3的大小关系为________,判断的理由是___________________________________________________________________________

(3)在一定条件下由甲醇可以制备甲醚。一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),实验数据见下表:

编号

温度/℃

起始物质的量/mol

平衡物质的量/mol

CH3OH(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

a

387

0.2

0

0

0.08

0.08

b

387

0.4

0

0

 

 

c

207

0.2

0

0

0.09

0.09

 

下列说法正确的是________

A.该反应的正反应是放热反应

B.平衡时容器a中CH3OH的体积分数比容器b中的小

C.若a是容积为1 L的绝热容器,则平衡时a中CH3OH的转化率增大

D.若起始时向容器a中充入0.15molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.1molH2O(g),则反应向正反应方向进行

(4)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:

①c处通入的气体是________

②负极的电极反应式是__________________________________________

 

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某化学兴趣小组利用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和FeS2)制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体,设计方案如图所示:

已知:T℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×1020,Ksp[Fe(OH)2]=6.0×1016

Ksp[Fe(OH)3]=1.0×1038

(1)为了提高废弃固体的灼烧速率,可以采取的措施有_______________________(写出两条)。

(2)FeS2在空气中灼烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为________

(3)溶液C在氮气的环境下,通过________________________、过滤、洗涤、干燥制取硫酸亚铁晶体。

(4)常温下,固体D、O2和稀硫酸混合后几乎不反应,但加入少量溶液C立即发生反应,则溶液C对该反应起________作用,其中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________

(5)除杂时先加入双氧水,然后加入试剂Z调节溶液的pH值使铁离子完全沉淀:

①加入的试剂Z可以是________

A. NaOH         B.CuO        C.Cu(OH)2        D.NH3·H2O

②若除杂时溶液中Cu2+浓度为2.0mol·L1,则加入试剂Z调节溶液的pH至_______________________

 

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化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题:

Ⅰ.下图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置,甲同学认为下图B装置进行酯化反应效果比A 要好,他的理由是______________________________;乙同学经查阅资料认为下图C装置进行酯化反应效果更好,他的理由是 ________________________________

Ⅱ.某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。(已知:C+4HNO3 (浓) 4NO2↑+CO2↑+2H2O)

(1)甲同学的实验应该在___________中进行,才符合化学实验安全性的要求。

(2)乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得,所以他认为甲同学观点是错误的,他的理由是___________________________ (用化学方程式表示),为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”,从而改进了实验装置如图2所示。

(3)常温下存在:2NO2 N2O4请用平衡移动原理解释B装置的作用_______________________________________________________(用文字表述)。

(4)C装置中出现的现象是_________________,经检测C的溶液中还含有少量氮元素,只以NO3形式存在,写出生成该离子的离子方程式 ___________________________

 

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A、B、C、D是原子序数依次增大的第二、三周期主族元素,A、B、C的单质(用a、b、c表示)及其化合物x、y、z有如下转化关系,DB同主族,下列说法正确的是

A. x、y、z均是离子化合物

B. 简单氢化物的沸点:C﹥B﹥D

C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:A﹥D

D. 简单离子半径:D﹥C﹥B

 

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若用AG来表示溶液的酸度,其表达式为:AG=lg[]。298 K时,用0.1 mol/L的盐酸溶液滴定10 mL 0.1 mol/L 的MOH溶液,滴定曲线如图所示:

下列说法正确的是

A. 该滴定实验最好选择酚酞作为指示剂

B. C点时加入盐酸溶液的体积等于10 mL

C. 滴定过程中从A点到D点,溶液中水的电离程度

先逐渐减小,后逐渐增大

D. 若B点加入的盐酸溶液体积为5mL,则所得溶液中:c(M+)+2c(H+)=c(MOH)+2c(OH)

 

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