【題目】新型鈣鈦礦型太陽能電池以其穩(wěn)定、高效、便宜和便于制造等優(yōu)點被科學家所青睞。這種鈣鈦礦型太陽能電池材料為層狀結構。具體如圖1所示。
(1)基態(tài)Ti原子的電子排布式為____;同周期的基態(tài)原子與其未成對電子數(shù)相同的元素還有________種。
(2)光敏鈣鈦礦的晶胞結構如圖2所示。
①寫出與CH3NH3+互為等電子體的一種分子的化學式:__,C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為____(用元素符號表示),CH3NH3+中含有的化學鍵類型有____。
②光敏鈣鈦礦的化學式為________;每個CH3NH3+周圍最近且等距離的Br-數(shù)目為__。
③若該光敏鈣鈦礦的摩爾質量為M g·mol-1,晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為____ g.cm-3(用含M、a、NA的代數(shù)式表示)。
(3)石墨炔的結構如圖3所示,其中碳原子的軌道雜化類型是 _____ ,36 g石墨炔中含有σ鍵的數(shù)目為____。
【答案】1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2 3 CH3CH3 N>O>C 共價鍵,配位鍵 PbCH3NH3Br3 12 sp2、sp 3.5NA
【解析】
(1)Ti是22號元素,根據(jù)構造原理寫出基態(tài)Ti原子的電子排布式;Sc原子的未成對電子數(shù)為2,根據(jù)核外電子排布規(guī)律尋找同周期中未成對電子數(shù)為2的其它元素;
(2)①與CH3NH3+互為等電子體的一種分子可以用C原子替換N原子與1個單位正電荷,為:CH3CH3;同周期隨原子序數(shù)增大,原子半徑逐漸減小,第一電離能呈增大趨勢,N元素的2p能級為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),失去第一個電子需要的能量更高,故第一電離能最高;CH3NH3+中含有的化學鍵類型有共價鍵,配位鍵;
②根據(jù)均攤法,計算晶胞中CH3NH3+、Pb2+、Br-的數(shù)目,進而判斷化學式;頂點的CH3NH3+與面心Br-距離最近,每個面為2個晶胞共用,故每個CH3NH3+周圍最近且等距離的Br-數(shù)目為12;
③根據(jù)上一問計算的微粒數(shù),先計算晶胞的質量g,再計算晶體密度;
(3)判斷C原子的價層電子對數(shù),從而判斷其雜化方式;石墨炔的晶胞中,每有1個取sp2雜化的碳原子,就有2個sp雜化的碳原子,則根據(jù)均攤法,可得每3個碳原子形成2+0.5+0.5+0.5=3.5個σ鍵,再計算36g石墨炔的碳原子物質的量,進而計算含有σ鍵的數(shù)目。
(1)Ti是22號元素,基態(tài)Ti原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2;Sc原子的未成對電子數(shù)為2,同周期,基態(tài)原子與其未成對電子數(shù)相同,則元素原子的價電子排布式為3d84s2、4s24p2、4s24p4,共有3種;
故答案為:1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2;3;
(2)①與CH3NH3+互為等電子體的一種分子可以用C原子替換N原子與1個單位正電荷,該等電子體分子為:CH3CH3;同周期隨原子序數(shù)增大,原子半徑逐漸減小,第一電離能呈增大趨勢,N元素的2p能級為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),失去第一個電子需要的能量更高,故第一電離能最高,第一電離能為:N>O>C;CH3NH3+中含有的化學鍵類型有共價鍵,配位鍵;
故答案為:CH3CH3;N>O>C;共價鍵,配位鍵;
②晶胞中,CH3NH3+數(shù)目為,Pb2+數(shù)目為1,Br-數(shù)目為,則化學式為PbCH3NH3Br;
頂點的CH3NH3+與面心Br-距離最近,每個面為2個晶胞共用,故每個CH3NH3+周圍最近且等距離的Br-數(shù)目為12;
故答案為:PbCH3NH3Br3;12;
③晶胞質量為g,晶體密度為;
故答案為:;
(3)六元環(huán)上碳原子形成3個σ鍵,而碳碳三鍵中碳原子形成2個σ鍵,且均無孤電子對,則C原子的價層電子對數(shù)分別為3、2,分別采取sp2、sp雜化;石墨炔的晶胞中,每有1個取sp2雜化的碳原子,就有2個sp雜化的碳原子,則根據(jù)均攤法,可得每3個碳原子形成2+0.5+0.5+0.5=3.5個σ鍵,36g石墨炔含有碳原子為,故含有σ鍵的數(shù)目為3.5NA;
故答案為:sp2、sp;3.5NA。,
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【題目】下列屬于酯化反應的是( )
A.CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
B.CH2 = CH2 + Br2CH2BrCH2Br
C.nCH2 = CH2
D.CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3 + H2O
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【題目】某化學小組設計了如圖所示的數(shù)字化實驗裝置,研究常溫下,向30mL0.1mol·L-1H2A溶液中逐滴加入等濃度NaOH溶液時pH的變化情況,并繪制出溶液中含A元素的微粒的物質的量分數(shù)與溶液pH的關系(如圖所示),下列說法錯誤的是( )
A.pH=4.0時,溶液中n(HA-)約為2.73×10-4mol
B.該實驗應將左邊的酸式滴定管換成右邊的堿式滴定管
C.常溫下,含有等物質的量濃度的NaHA與Na2A的混合溶液:pH=3.0
D.0.1mol·L-1NaHA溶液中存在c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol·L-1
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【題目】25℃時,向100 mL 0.1 molL-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 molL-1 NaOH溶液,得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖(H2SO4視為二元強酸)。下列說法錯誤的是( )
A. a點時溶液的pH<1
B. c點時離子濃度大小順序為:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)
C. de段上的點均滿足關系式:c(NH4+)+c(Na+)>2c(SO42-)
D. a點到b點的過程中,溶液的導電能力增強
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【題目】我國科學家以MoS2為催化劑,在不同電解質溶液中實現(xiàn)常溫電催化合成氨,其反應歷程與相對能量模擬計算結果如圖。下列說法錯誤的是( )
A. Li2SO4溶液利于MoS2對N2的活化
B. 兩種電解質溶液環(huán)境下從N2→NH3的焓變不同
C. MoS2(Li2SO4溶液)將反應決速步(*N2→*N2H)的能量降低
D. N2的活化是N≡N鍵的斷裂與N—H鍵形成的過程
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【題目】反應O2(g) +2H2(g) = 2H2O(l)過程中的能量變化如圖所示,下列有關說法中正確的是( )
A.ΔH1 < 0
B.ΔH2為該反應的反應熱
C.ΔH3為氫氣的燃燒熱
D.ΔH1= ΔH3-ΔH2
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【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.CO2通過Na2O2使其增重a g時,反應中轉移的電子數(shù)為a/28NA
B.60gSi02中含Si—O鍵的個數(shù)為2NA
C.10g49%的硫酸與10g49%的H3PO4溶液中所含的氧原子數(shù)均為0.2NA
D.CO和N2為等電子體,22.4L的CO氣體與lmol N2所含的電子數(shù)相等
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【題目】諾貝爾化學獎獲得者施羅克等人發(fā)現(xiàn)金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復分解催化劑。工高溫業(yè)上冶煉鉬的化學反應過程為①;②;③;④;⑤用還原劑將還原成金屬鉬。下列說法正確的是( )
A.煅燒產(chǎn)生的尾氣可直接排放
B.是金屬氧化物,也是堿性氧化物
C.是一種強酸
D.利用、和分別還原等量的,所消耗還原劑的物質的量之比為
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【題目】設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.1L0.5mol/LNaHCO3溶液中含有的HCO3-數(shù)目小于0.5NA
B.標準狀況下,與在光照條件下反應生成HCl分子數(shù)為
C.容器中2molNO與1molO2充分反應,產(chǎn)物的分子數(shù)為2NA
D.電解精煉銅時陽極減輕32 g,電路中轉移電子數(shù)目一定為NA
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