Respuestas a 19 preguntas del examen de química de la escuela secundaria
El segundo problema es que los polihaluros metálicos generalmente no contienen iones F, pero algunos polihaluros que contienen iones F pueden existir de manera estable. BaFBr es un ejemplo. En la celda unitaria tetragonal del cristal BaFBr (a=b≠c, α=β=γ=90°), los iones Ba ocupan posiciones cercanas al centro del cuerpo y al vértice de la celda unitaria, y los iones F forman capas. capa por capa en el cristal La rejilla cuadrada de iones Br puede considerarse similar a la rejilla de iones F, excepto que los iones Br están apilados en el tipo ABAB. Pregunta:
1. ¿Cuál crees que es la razón principal por la que generalmente no hay iones F en los polihaluros metálicos?
2. Dibuja la celda unitaria de BaFBr en el cuadro de la derecha:
3. ¿Es el mismo el entorno espacial del mismo ion en el cristal?
4.¿Cuáles son los números de coordinación catiónica de los iones F y Br respectivamente?
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Pregunta 3 (18 puntos) El carburo de silicio (SiC) se conoce comúnmente como "esmeril", y su estructura y propiedades son similares a las del diamante. En su estructura espacial, los átomos de carbono y silicio están dispuestos alternativamente, y la celda unitaria del carburo de silicio es como se muestra en la figura de la derecha (donde ● es un átomo de carbono y ○ es un átomo de silicio). Se sabe que el radio atómico del carbono es 7,7 × 10-11 m, el radio atómico del silicio es 1,17 × 10 m y la densidad del cristal de SiC es 3,217 g/cm3).
1.SiC es un cristal Los tipos de hibridación de los átomos de carbono y silicio son los mismos, y los ángulos de enlace son los mismos. Tres átomos de carbono y tres átomos de silicio se alternan para formar un anillo de seis miembros de la fórmula (barco, silla).
2. Como se muestra en la imagen de la derecha, desde la perspectiva de la diagonal del cubo, dibuje el patrón de distribución de los átomos de carbono y silicio en un espacio unidimensional (preste atención a la proporción y la relación). posición de los átomos, y dibujar al menos dos períodos).
3. Observa la distribución de los átomos de carbono en una capa desde un plano perpendicular a la diagonal. Dibuje el patrón de distribución de los átomos de carbono en el plano bidimensional (representado por ●, dibuje al menos 15 átomos, suponiendo que los átomos de carbono en cada capa son tangentes entre sí);
Calcule el número de átomos y tangentes en el espacio bidimensional La relación proporcional entre el número de puntos y el número de espacios
Luego considere las dos láminas adyacentes de átomos de carbono en la parte superior e inferior de la estructura de la lámina. Las dos capas de átomos de carbono se proyectarán sobre (átomos, tangentes, espacios) de la capa dibujada, y los átomos de carbono de estas dos capas estarán (opuestos, escalonados).
4. Si consideramos un átomo de silicio como centro, suponiendo que la distancia más corta entre el átomo de silicio y su átomo de carbono más cercano en el cristal de SiC es d, entonces hay dos átomos en la segunda capa siguiente. Para el átomo de silicio, la distancia desde el átomo central es, todos son átomos.
5. Si se supone que los átomos de carbono y silicio son esferas rígidas y son tangentes entre sí en el cristal, calcule la densidad del SiC basándose en los radios de los átomos de carbono y silicio, luego calcule la desviación basada en el valor teórico, y calcular la desviación proporciona una explicación razonable de las razones.
6. Para estimar el porcentaje atómico de todo el espacio del cristal de SiC, sólo necesitamos dar un intervalo dentro de 5.
Pregunta 4. (6 puntos)
El niobio metálico puede formar grupos con halógenos. La siguiente imagen muestra las tres unidades estructurales de NbaXb. Su * * * característica es que 6 átomos de Nb forman un esqueleto octaédrico, los átomos de halógeno están conectados a los átomos de Nb a través de puentes dobles (-x-) o puentes triples (), y las unidades estructurales están conectadas a través de puentes dobles. Por favor escriba las fórmulas químicas de las siguientes tres sustancias basándose en las imágenes:
Pregunta 5. (9 puntos)
Lee los materiales sobre fotosíntesis y glucosa y responde las siguientes preguntas:
1. La fotosíntesis es el metabolismo material y energético más básico en el mundo biológico. La materia y la energía necesarias para la actividad provienen fundamentalmente de la fotosíntesis.
En la fotosíntesis de las plantas verdes, cada molécula de oxígeno liberada absorbe 8 fotones con una longitud de onda de 6,88×10-7m-7m (la energía de un fotón es E = HC/λ, H = 6,63× 10-34J?s), a Al mismo tiempo, por cada mol de O2 liberado, las plantas almacenan 469 kJ de energía.
2. El azúcar es la principal fuente de energía del organismo, y el 70% de todas las calorías que necesita el cuerpo humano provienen del azúcar. Teóricamente, cuando cada mol de glucosa se oxida completamente en el cuerpo, el calor liberado es de 2872 kJ. La ecuación de cambio de energía cuando la glucosa se oxida y descompone completamente es:
c6h 12o 6 6o 2 38 h3po 4 38 ADP→6 CO2 44H2O 38 ATP
ATP H2O→ADP H3PO4 30.6kJ
p>(3) Supongamos que el proceso inverso de la fotosíntesis está diseñado como una celda primaria que se reduce a agua en un electrodo y la glucosa se oxida a CO2 en el otro electrodo. la celda primaria es de 1,24 V.
1. Estima la eficiencia de conversión de energía de la fotosíntesis de las plantas verdes (conserve 3 cifras significativas)
2. el cuerpo humano, la tasa de utilización de energía (conserve 3 cifras significativas).
3. Escribe la fórmula de reacción del electrodo y la fórmula de reacción total de los electrodos positivo y negativo de la batería primaria.
Pregunta 6 (6 puntos)
En las moléculas polares, la distancia entre el centro de gravedad de carga positiva y el centro de gravedad de carga negativa se llama longitud del dipolo, generalmente representada por d, polaridad La polaridad de una molécula está relacionada con la longitud del dipolo y la carga (q) en el centro de gravedad de la carga positiva (o carga negativa), y generalmente se mide por el momento dipolar (μ). El momento dipolar de una molécula se define como el producto de la longitud del dipolo y la carga en un extremo del dipolo, es decir, μ = d? P. Intenta responder las siguientes preguntas:
Entre las cuatro moléculas de 1. O3, SF6, CH2Cl2 y P4O6, μ = 0 es;
2. El orden de los momentos dipolares del p-nitroclorobenceno, o-nitroclorobenceno y m-nitroclorobenceno es:
3. Los resultados experimentales muestran que μ pf3 = 1,03 Debye, μ bcl3 = 0 Debye. Entonces la molécula PF3 está en configuración, la molécula BC13 está en configuración.
4. El fármaco anticancerígeno Pt(NH3)2Cl2 tiene una estructura cuadrilátera plana, con Pt en el centro y NH3 y Cl en las cuatro esquinas del cuadrilátero. Se sabe que este compuesto tiene dos isómeros, el marrón es μ > 0 y el amarillo es μ = 0. Dibuje diagramas de configuración de los dos isómeros y compare sus solubilidades en agua.
Diagrama de configuración: amarillo claro, marrón; mayor solubilidad en agua.
Pregunta 7 (12)
1. El ion azida N3- se sintetiza a partir de iones NO3 - o N2O a través de amida de sodio a una determinada temperatura. Intenta escribir ecuaciones iónicas para estas reacciones.
2.¿Cuál es el número de oxidación del N en 2? ¿Ión N3? ¿Qué tipo de hibridación adopta el átomo de nitrógeno (centro)? Escribe dos sustancias que sean isoelectrónicas con iones N3;
3.3 ¿Cuáles son las posibles * * * estructuras de vibración? ¿HN3? Representa la carga formal de todos los átomos en cada* *estructura vibracional. Analice las longitudes de los enlaces entre los tres átomos de nitrógeno en la molécula de HN3.
4. Las azidas iónicas son inestables pero pueden funcionar a temperatura ambiente y pueden utilizarse como "bolsas de aire" para vehículos de motor. ¿Por qué?
5. La preparación de nitrógeno a gran escala se consigue mediante el fraccionamiento del aire líquido. Con el uso generalizado de nitrógeno, todavía existe una necesidad urgente de establecer un proceso de preparación de menor costo que la licuefacción y el fraccionamiento del aire. Imagine un método para separar el nitrógeno y el oxígeno del aire a temperatura ambiente (se necesita explicación).
Pregunta 8. (19) Después de aprender el empaque más cercano de esferas de igual diámetro (empaque más cercano cúbico A1 y empaque más cercano hexagonal A3), algunos estudiantes propusieron otra forma de empaque más cercano Ax. Como se muestra en la imagen de la derecha, tiene la forma de laminación Axe y luego la segunda capa se apila en el espacio de la primera capa.
Responda de acuerdo con la forma acumulativa de Ax:
1 Calcule el número de bolas en la estructura en capas (como se muestra en la imagen de la derecha),
2. del número de espacios al número de puntos tangenciales
2. Se formarán agujeros octaédricos regulares y agujeros tetraédricos regulares en el apilamiento de Ax. Dibuje los espacios octaédricos (¿uso?) y los huecos tetraédricos (representados por x) en el diagrama de corte y determine la proporción entre el número de esferas, el número de huecos octaédricos regulares y el número de huecos tetraédricos regulares.
3. Indique el número de coordinación de las partículas de la pila Axe.
4. Calcule la utilización del espacio atómico de la pila Axe.
5. Calcula el radio del espacio entre el octaedro regular y el tetraedro regular (el radio máximo de la bola rellenable, asumiendo que el radio de la bola de igual diámetro es r).
6. Se sabe que la estructura cristalina del metal Ni es apilamiento Ax y el radio atómico del Ni es 124,6 pm Calcule la densidad del metal Ni. (La masa atómica relativa del níquel es 58,70)
7. Si la forma de apilamiento del Cu en el cristal de CuH es del tipo Ax, entonces H- llena el espacio y el número de coordinación es 4. ¿Qué vacío llena H y cuál es su participación?
8. Cuando los estudiantes le dijeron al maestro la forma acumulativa de Ax, el maestro dijo que Ax es A1 o A3. ¿Cuál crees que es y por qué?
Pregunta 9: El NO2 es una molécula de electrones impar. Puede dimerizarse en el gas diamagnético incoloro N2O4 por debajo de 413 K. Se descompondrá cuando supere los 423 K. El sistema de propulsión líquida de la primera nave espacial de alunizaje utilizaba N2O4 como oxidante y su combustible principal era la hidracina. El N2O4 es una sustancia pura en estado sólido, con un punto de fusión de 264K y un punto de ebullición de 294K. Los resultados del análisis de difracción de rayos X muestran que las moléculas de N2O4 tienen una estructura plana y todas las longitudes de los enlaces NO son iguales. Cuando el N2O4 está en estado líquido, puede disociarse débilmente para formar nitrato de nitrosilo.
1. Escribe la ecuación de la reacción principal del N2O4 en el sistema de propulsión líquida de la nave espacial lunar.
2 Explica el método de hibridación y enlace de los átomos de N en la molécula de N2O4. ; si la molécula de N2H4 tiene una configuración espacial similar a la del N2O4, por qué.
3. El nitrato de cobre anhidro se puede preparar disolviendo cobre en una solución N2O4 de acetato de etilo y escribiendo la ecuación química para la reacción de preparación.
La respuesta a la primera pregunta: siete; cero; todos; ocho; aprobada
La segunda pregunta es que los polihaluros metálicos generalmente no contienen iones F, pero algunos contienen F iónico. Los polihaluros pueden ser estables, BaFBr es un ejemplo. En la celda unitaria tetragonal del cristal BaFBr (a=b≠c, α=β=γ=90°), los iones Ba ocupan posiciones cercanas al centro del cuerpo y al vértice de la celda unitaria, y los iones F forman capas. capa por capa en el cristal La rejilla cuadrada de iones Br puede considerarse similar a la rejilla de iones F, excepto que los iones Br están apilados en el tipo ABAB. Pregunta:
1. ¿Cuál crees que es la razón principal por la que generalmente no hay iones F en los polihaluros metálicos?
2. Dibuja la celda unitaria de BAFF BR en el cuadro de la derecha: (4 puntos)
3. ¿Es el mismo el entorno espacial del mismo ion en el cristal?
4.¿Cuáles son los números de coordinación catiónica de los iones F y Br respectivamente?
El ion fi es 4 y el ion Br es 5 (2 puntos cada uno).
La tercera pregunta es la 1. Sillas Atomic SP3109 de 28' (0,5 puntos cada una).
2. (La longitud del espacio es igual a la suma de los diámetros de los átomos de carbono y silicio) (2 puntos)
3. El átomo de carbono está rodeado por seis átomos de carbono (2 rodeados de puntos) 1:3:2 (1 punto), con espacios escalonados (1 punto) en el medio.
Silicona 4.122D/3 (1 punto cada uno)
5. La masa unitaria de la celda es 4×(12.01 28.09)/na g,
Celda unitaria. El volumen es [(1,17 0,77)×10-8×4/]3c m3,
La densidad es 2,96 (2 puntos)
Desviación: (2,96-3,217)/3,217 =- 7,94 (Los datos pueden estar sesgados, pero se debe dar signo negativo) (1).
Una densidad pequeña significa que el volumen real de la celda unitaria es menor que el valor calculado, es decir, la distancia entre los átomos de carbono y los átomos de silicio debe ser menor que estos dos radios. De hecho, existen enlaces de valencia entre los átomos de carbono y silicio y no se puede suponer que sean tangentes (intersección). (2 puntos)
6.38.3 ~ 41.7 (use la relación entre el volumen atómico y el volumen de una celda unitaria)
Cuatro preguntas. nb6f 15nb 6 cl 14nb 6 I 11 (2 puntos cada uno).
Cinco preguntas. 1.33.7 (3 puntos)
2.40.5 (3 puntos)
3. Electrodo positivo O2 4h 4e → 2h2o (1)
Electrodo negativo c6h 12o 6 6h2o-24e→6 CO2 24h (1 punto)
La reacción total es c6h 12o 6 6 O2→6 CO2 6 O2 (1 punto).
Seis preguntas 1. SF6, P4O6 (2 puntos, 1 punto por cada uno más o menos)
2 Entre pares adyacentes (1 punto)
3 Triángulo Cono Plano Triángulo (1 Punto)
4. (1) Tan (1)
Pregunta 7: 1.3 NH 2- NO3-= N3- 3OH- NH3; 2nh2- N2O = n3- OH- NH3 (3 puntos, H2O está en el producto, 1 punto no contiene NH3)
El número de oxidación del N en 2.2. N3 - es -1/3, todos los átomos de N tienen hibridación sp. n3- especies isoelectrónicas, como CO2, N2O y NO2. (3 puntos)
3.HN3: Según la estructura del gas raro, la suma de los electrones más externos de cada átomo es N0 = 2 3× 8 = 26, y la suma de los electrones de valencia de cada átomo es NV = 1 3× 5 = 16, por lo que el número de enlaces es (26-16)/2 = 5, par único. * * * Estructura de vibración (como se muestra a la derecha): Dado que el nivel de energía de enlace de N(a)-N (b) es 1,5 y el nivel de energía de enlace de N (b)-N(c) es 2,5, entonces N (a) La longitud del enlace de -N (b) es mayor que la longitud del enlace de N (a)-N (c). (3 puntos)
4. Aunque los compuestos de azida iónica pueden existir a temperatura ambiente, se descompondrán en nitrógeno y metal (no explotarán) cuando se calienten o se impacten, por lo que pueden usarse como "bolsas de aire". ". (1)
5. Se puede utilizar un método de adsorción física o un método de reacción química, como un tamiz molecular para absorber oxígeno; usar un portador de oxígeno sintético para absorber oxígeno o usar alcohol de antraceno etílico para reaccionar con oxígeno y generarlo. H2O2 y luego libera oxígeno. (2 puntos, 1 punto por método, 1 punto por expresión, solo responde una categoría)
Ocho preguntas. 1.1: 1: 2 (2 puntos)
Una bola participa en cuatro espacios y un espacio está rodeado por cuatro bolas; una bola participa en cuatro puntos de corte y un punto de corte es utilizado por dos bolas.
2. Esta imagen se omite. La proyección del centro del octaedro regular es el centro del plano y la proyección del centro del tetraedro regular es el punto tangente del plano.
1:1:2 (2 puntos)
Una bola participa en seis espacios octaédricos regulares, y un espacio octaédrico regular está rodeado por cuatro bolas; una bola participa en ocho tetraedros regulares; Gap, un espacio tetraédrico regular rodeado por cuatro esferas.
3. El número coincidente de la bola es 12 (1 punto).
Se han coordinado cuatro planos y los cuatro huecos que rodean la esfera central se han apilado hacia arriba y hacia abajo, dando como resultado ***12.
4.74.05 (3 puntos)
La superficie inferior está compuesta por los centros de cuatro bolas adyacentes. El centro de las bolas en el espacio es el centro de la superficie superior inferior. , formando un prisma cuadrado regular. Si el radio de la bola es r, la longitud del lado del prisma cuadrado regular es 2r y la altura es r * * * Contiene 1 bola (4 bolas 1/4, 1 bola 1/2), alta utilización del espacio.
5. La brecha entre el octaedro regular es 0.414r y la brecha entre el tetraedro regular es 0.225r (4 puntos)
6. 91 g/centímetro cúbico (3. puntos)
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Según la pregunta 4, la masa de un prisma cuadrado regular es 58,70/NAg y el volumen es 1,094× 10-23cm3.
7.h-Rellenar los huecos de los tetraedros regulares, lo que representa 50 (2 puntos)
Los tetraedros tienen 4 coordenadas, los octaedros tienen 6 coordenadas y los huecos entre tetraedros son El número es el doble del número de bolas.
8.AX es A1. Tome el centro de cuatro bolas pequeñas alrededor de una bola central como vértice para formar un cuadrado, y luego coloque dos capas encima. Esta es la forma de apilamiento del centro de la superficie del vértice. La bola central en la capa inferior y tercera es el centro de la cara, las cuatro bolas circundantes son los vértices y las cuatro bolas en la segunda capa (en los cuatro espacios) son los centros de los bordes. (2 puntos)
También puedes tomar cuatro bolas adyacentes como puntos medios de los lados del cuadrado (los vértices son espacios octaédricos regulares) y luego tomar dos capas para formar un cubo del mismo tamaño que arriba. La pelota está en el centro del cuerpo y en el centro del borde, pero en realidad es 1/2 unidad diferente del centro de la superficie del vértice.
Nueve. 1.N2O4 2N2H4 = = = 3N2 4H2O
n en 2.2. El N2O4 adopta la hibridación sp2 y tiene cinco enlaces σ (un enlace N-N y cuatro enlaces N-H) y un enlace. Los n átomos de la molécula de N2H4 tienen hibridación sp3 y los seis átomos no pueden ser * * * planos.
3.Cu 2N2O4===Cu(NO3)2 2NO ↑
N2O4 autoioniza N2O4 NO NO3-, Cu reacciona con N2O4 y pierde electrones para generar NO, liberando NO y Cu(NO3)2.