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继去年12月西安交大研发了新型石墨烯量子点白光发光材料,并成功应用到白光WLED...

继去年12月西安交大研发了新型石墨烯量子点白光发光材料,并成功应用到白光WLED器件中,20198月,中国科学院福建物质结构研究所合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2[SnOH6][BOH4]2,并获得了该化合物的LED器件。

1)石墨烯(图Ⅰ)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图Ⅱ)。

①在石墨烯晶体中,每个C原子连接__个六元环,每个六元环占有___C原子。

②图Ⅱ中1C与相邻C形成的键角__(填“=”)图Ⅰ中1C与相邻C形成的键角,理由是__

2)已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。砷化镓以第三代半导体著称,熔点为1230℃,具有空间网状结构,两种晶体熔点较高的是__(填化学式),其理由是__

38-羟基喹啉铝是OLED中的重要发光材料及电子传输材料,其微观结构如图所示,8-羟基喹啉铝中存在的化学键为___

A.离子键     B.极性键    C.非极性键    D.配位键    Eπ    F.金属键

4)已知BaF2晶体是面心立方结构,晶胞结构如图所示。晶胞中代表F原子的是__(填)球。已知BaF2晶胞参数为apm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则BaF2的密度是__g•cm-3(列出计算表达式)。

 

3 2 < 石墨烯中的C原子采用sp2杂化,为平面结构,氧化石墨烯中1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型 BN 原子半径N<As,B<Ga,N-B键的键长比As-Ga键的键长短,N-B键的键能更大,更稳定,所以氮化硼的熔点较高 BCDE 白 【解析】 (1)①在石墨烯晶体中,每个C原子连接3个六元环,每碳原子为1个环提供; ②图I中石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2杂化形成3个σ键,为平面结构,图II中1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型; (2)原子半径越小,形成的共价键键长越短,共价键键能越大,共价键越稳定,原子晶体的熔点越高; (3)同种非金属元素之间存在非极性键,不同非金属元素之间存在极性键,含有空轨道和含有孤电子对的原子间形成配位键,环上有π键,没有金属键,是分子,没有离子键; (4)晶胞中,黑球有8×+6×=4个,白球均在体内,有8个,化学式为BaF2,所以白球代表F,BaF2的质量m为g,晶胞体积V= (a×10-10)3cm3=a3×10-30 cm3,根据密度公式ρ=计算密度。 (1)①石墨晶体中最小的环为六元环,每个碳原子形成3个C-C化学健,则每个C原子连接3个六元环,每个六元环占有的C原子数为6×=2; ②图I中石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2杂化形成3个σ键,为平面结构,图II中1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型,图II中1号C与相邻C形成的键角<图2中1号C与相邻C形成的键角; (2)氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型,均属于原子晶体,原子半径N<As,B<Ga,故N-B键的键长比As-Ga键的键长短,N-B键的键能更大,更稳定,所以氮化硼的熔点较高; (3)由8-羟基喹啉铝结构式可知,N原子形成4个键,说明N原子提供1对孤电子对给Al原子形成配位键,碳原子之间形成非极性键,不同原子之间形成极性键,环上有π键,没有金属键,不是离子化合物,没有离子键,故答案为:BCDE; (4)晶胞中,黑球有8×+6×=4个,白球均在体内,有8个,化学式为BaF2,所以白球代表F,BaF2的质量m为g,晶胞体积V= (a×10-10)3cm3=a3×10-30 cm3,根据密度公式ρ===。  
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在一定条件下,金属相互化合形成的化合物称为金属互化物,如Cu9Al4Cu5Zn8PtNi20等。

1)某金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于___(填晶体非晶体)。区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行___实验。

2)实验证明,PtCl2NH32的结构有两种:A呈棕黄色,有抗癌活性,在水中的溶解度为0.258gB呈淡黄色,无抗癌活性,在水中的溶解度为0.037g。试推测PtCl2NH32的空间构型是__(填四面体形平面四边形);请画出A的结构图示___

3)据报道只含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示,写出该晶体的化学式__。晶体中每个镁原子周围距离最近的镍原子有__个。

4)金属铂立方晶体的二维投影图如图所示。若金属铂的密度为dg•cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数a=__pm(列出计算式即可)。

 

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钛被称为继铁、铝之后的第三金属,其单质及化合物在航天、军事、航海、医疗等领域都有着重要的应用。请回答下列问题:

1)在元素周期表中,锆元素与钛元素同族,则锆元素位于__区。

2TiO2能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体,已知其中阳离子是以链状聚合物形成存在的钛酰阳离子,其结构如图所示,若阳离子所带电荷为+n,则该离子中钛原子数为__

3)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛,氮化铝晶体与金刚石类似,每个Al原子与__N原子相连,与同一个N原子相连的Al原子构成的立体构型为___,氮化铝晶体属于___晶体。

4Ti3+可形成配位数为6的两种配合物晶体(一种是紫色,一种是绿色),组成皆为TiCl3•6H2O。向含有0.01mol绿色配合物晶体的水溶液中加入过量硝酸银溶液,产生0.02molAgCl沉淀,则绿色配合物晶体的化学式为__

5)硼与铝同族,硼酸晶体是片层结构,其中一层的结构如图所示,层内的分子以氢键相连。含1mol硼酸的晶体中有__mol氢键。图中所示最外层已达8原子结构的原子是__(填元素符号),H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为__

 

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向硫酸铜溶液中逐滴滴加浓氨水,先出现现象a,继续滴加浓氨水,现象a逐渐消失,得到一种含二价阳离子的深蓝色透明溶液,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体[CuNH34]SO4•H2O.这种二价阳离子的立体结构如图所示(4NH3Cu2+共面,跟H2O-Cu2+-H2O轴线垂直)。请回答以下问题:

1)基态Cu原子的价电子轨道表示式__

2)硫酸铜水溶液滴加浓氨水的变化过程,现象a__;写出生成深蓝色透明溶液的离子方程式: __

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4)请在二价阳离子的立体结构图中用“→”表示出其中的配位键__

5)已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构变化角度来看,能生成Cu2O的原因是__

 

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联合国将2019年定为国际化学元素周期表年。元素周期表前四周期的元素abcdef的原子序数依次增大。abd的价电子层中未成对电子均只有1个,a的基态原子核外有3种不同能量的电子,bd的单质均能与水剧烈反应,b-d+核外电子数相差8c的最外层电子数为其电子层数的2倍,补充维生素D可促进人体对元素e的吸收,f的价电子层中的未成对电子数为4。回答下列问题:

1abc的电负性由小到大的顺序为__(用元素符号表示)。基态f原子的核外电子排布式为___

2ab3分子中心原子的杂化方式为__,其键角为__ab3的熔点比eb2的熔点低的原因是__

3c的简单氢化物与同族相邻两种元素所形成的简单氢化物沸点由高到低的顺序为__(用化学式表示),理由:__

4COf形成的fCO5常温下是一种浅黄色液体,熔点-20.5℃,沸点103℃,该物质属于__晶体,fCO5的空间构型为__,提供弧电子对的原子是__(填元素符号),CO分子中σ键与π键数目之比为__

 

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近年来有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl晶体在50300GPa的高压下和NaCl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子),关于这三种晶胞的说法正确的是(   

A.晶胞Ⅰ中钠原子的配位数为12

B.晶胞Ⅱ中含有6个钠原子

C.晶胞Ⅲ所对应晶体的化学式为Na2Cl

D.三种晶体均是由NaCl晶体在50300GPa的高压下和Na反应所得

 

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