晶体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单位被称为晶胞。中学教材中NaCl晶体结构即为NaCl的一个晶胞。已知FexO晶体的晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x<1。实验测得FexO晶体的密度为5.71g/cm3,晶胞的边长为4.28×10-5m。NaCl的晶胞如图所示:
(1)求FexO中X的具体数值(精确至0.01)为 ,晶体中Fe元素只有+2和+3价,则在Fe2+、Fe3+ 的总数中,Fe2+所占分数(用小数表示,精确至0.001)为
(2)此晶体的化学式为
(3)晶体中与O2-距离最近且相等的Fe2+或Fe3+所围成的几何构形是(4)晶体中,Fe离子间最近距离为 cm
【化学–选修3:物质结构与性质】
X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36。 Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子,X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, W基态原子有10个价电子。回答下列问题(以下问题均以推知元素符号作答):
(1)若 YX3与X2Z﹑YX2-与ZX-﹑Y3-与Z2-性质相似,请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学反应方程式
⑵已知0℃时X2Z的密度为a g/cm3,其晶胞中X2Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似,相似的原因是。两个X2Z分子间的最近距离为pm(用a和NA表示)。 已知X2Y的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,X2Z分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则X2Z晶体中氢键的“键能”是kJ/mol。
⑶ WZ是一种功能材料,已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以W(YZ3)2·6X2Z和尿素[CO(NH2)2]为原料制备。
①W2+的基态核外电子排布式为,其核外电子有种运动状态。
②尿素分子中碳原子的杂化方式为,1 mol尿素分子中含有的σ键数为。
③YZ3-的空间构型。
④WZ晶体的结构与NaCl相同,但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种WZ晶体中就存在如图所示的缺陷:一个W2+空缺,另有两个W2+被两个W3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中W和Z的比值却发生了变化。经测定某样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为WxZ,则x=。
【化学–选修2:化学与技术】
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下:
(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成。
(2)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是。(写一种即可)
(3)已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O; 3CrO42-+4H+= Cr3O102-+2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是。
② 混合溶液乙中溶质的化学式是。
(4)在含Cr2O72-废水中存在着平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式K=,若继续加水稀释,平衡将移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
(5)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:
□Cr2O72-+□S2-+□H2O ——□Cr(OH)3+□S2O32-+□OH-
【化学—选修3:物质结构和性质】
元素周期表是研究元素原子结构及性质的重要工具。现有X、Y和Z三种元素,其原子序数依次减小。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,X跟Y可形成化合物X2Y3。Z元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子。请回答下列问题:
(1)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为______________,该元素的名称是_____;
(2)在X与Z形成的化合物XZ3中,X的杂化类型是,该化合物的空间构型为_____________;短周期元素形成的化合物中与XZ3互为等电子体的是 ;
(3)请写出X的两种含氧酸的化学式、,其中酸性较强的是。
(4)Q与Z同主族。Q单质的晶胞如下图所示,若设该晶胞的密度为ag/cm3,阿伏加德罗常数为NA,Q原子的摩尔质量为M,则表示Q原子半径的计算式为 。
硫及其化合物有广泛的应用,对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
(1)对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3组,则第2组中物质M的化学式是。
第1组 |
第2组 |
第3组 |
S(单质) |
SO2、H2SO3、M、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、、Na2SO4、NaHSO4 |
(2)某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2的性质。
①在装置Ⅰ中发生SO2的催化氧化反应,其化学方程式是。
②若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序连接装置,(已知:SO3熔点 16.8℃; SO2沸点—10℃。)装置Ⅱ的作用是;装置Ⅲ中溶液逐渐褪色,生成Mn2+的同时pH降低,则该反应的离子方程式是。
③若按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置,如果装置Ⅳ中有30mL 2.5mol/LNaOH溶液,反应后增重4.8g,则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是。
CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
![]() ![]() 物质浓度 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
CH4 |
0.2mol·L—1 |
0.13 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.1 mol·L—1 |
0.09 mol·L—1 |
H2 |
0 mol·L—1 |
0.2 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.3 mol·L—1 |
0.33 mol·L—1 |
①3—4min之间,化学平衡向_______反应方向移动(填“正”或“逆”)。
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为____。