2024屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練16晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析新人教版

2024屆新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練16晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析新人教版課時(shí)規(guī)范練16晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)鞏固1.下列關(guān)于晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述正確的是()A.分子晶體中一定含有共價(jià)鍵B.共價(jià)晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高C.離子晶體中含有離子鍵,不含有共價(jià)鍵D.金屬陽離子只能存在于離子晶體中2.(2020四川成都月考)下列有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的敘述中錯(cuò)誤的是()A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子B.分子晶體熔化時(shí),不破壞共價(jià)鍵;共價(jià)晶體熔化時(shí),破壞共價(jià)鍵C.在金屬銅的晶體中,由于存在自由電子,因此銅能導(dǎo)電D.在氯化銫晶體中,每個(gè)氯離子周圍最近且距離相等的氯離子有8個(gè)3.下列性質(zhì)適合分子晶體的是()A.熔點(diǎn)為1070℃,易溶于水,水溶液導(dǎo)電B.熔點(diǎn)為3500℃,不導(dǎo)電,質(zhì)硬,難溶于水和有機(jī)溶劑C.能溶于CS2,熔點(diǎn)為112.8℃,沸點(diǎn)為444.6℃D.熔點(diǎn)為97.82℃,質(zhì)軟,導(dǎo)電,密度為0.97g·cm4.(2020重慶質(zhì)檢)下列排序不正確的是()A.熔點(diǎn)由高到低:Na>Mg>AlB.硬度由大到小:金剛石>碳化硅>晶體硅C.晶體熔點(diǎn)由低到高:CO<KCl<SiO2D.熔點(diǎn)由高到低:NaF>NaCl>NaBr>NaI5.(2020湖南長沙模擬)下面有關(guān)晶體的敘述中,不正確的是()A.金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中含有由共價(jià)鍵形成的碳原子環(huán)B.氯化鈉晶體中,每個(gè)Na+周圍距離相等且最近的Na+共有6個(gè)C.氯化銫晶體中,每個(gè)Cs+周圍緊鄰8個(gè)Cl-D.干冰晶體中,每個(gè)CO2分子周圍緊鄰12個(gè)CO2分子6.某離子晶體的晶胞如圖所示。A為陰離子,在晶胞內(nèi)部,B為陽離子,分別在頂點(diǎn)和面心,則該晶體的化學(xué)式為()A.B2A B.BA2C.B7A4 D.B4A77.(2020重慶模擬)現(xiàn)有幾組物質(zhì)的熔點(diǎn)(℃)數(shù)據(jù):A組B組C組D組金剛石:>3500℃Li:181℃HF:-83℃NaCl:801℃硅晶體:1410℃Na:98℃HCl:-115℃KCl:776℃硼晶體:2300℃K:64℃HBr:-89℃RbCl:718℃二氧化硅:1713℃Rb:39℃HI:-51℃CsCl:645℃據(jù)此回答下列問題:(1)A組屬于晶體,其熔化時(shí)克服的微粒間的作用力是。

(2)B組晶體共同的物理性質(zhì)是(填序號(hào))。

①有金屬光澤②導(dǎo)電性③導(dǎo)熱性④延展性(3)C組中HF熔點(diǎn)反常是由于。

(4)D組晶體可能具有的性質(zhì)是(填序號(hào))。

①硬度?、谒芤耗軐?dǎo)電③固體能導(dǎo)電④熔融狀態(tài)能導(dǎo)電能力提升8.(雙選)已知干冰晶胞結(jié)構(gòu)中CO2分子在正方體的頂點(diǎn)和面心位置,晶胞中相鄰最近的兩個(gè)CO2分子間距為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,下列說法正確的是()A.晶胞中一個(gè)CO2分子的配位數(shù)是12B.晶胞的密度表達(dá)式是44×4NAC.一個(gè)晶胞中平均含6個(gè)CO2分子D.CO2分子的空間結(jié)構(gòu)是直線形,中心碳原子的雜化軌道類型是sp3雜化9.(2020山東化學(xué),4)下列關(guān)于C、Si及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的論述錯(cuò)誤的是()A.鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6穩(wěn)定性大于Si2H6B.立方型SiC是與金剛石成鍵、結(jié)構(gòu)均相似的共價(jià)晶體,因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合價(jià)為+4,CH4中C的化合價(jià)為-4,因此SiH4還原性小于CH4D.硅原子間難形成雙鍵而碳原子間可以,是因?yàn)镾i的原子半徑大于C,難形成p-pπ鍵10.(雙選)(2020江蘇連云港質(zhì)檢)下表是物質(zhì)對(duì)應(yīng)的熔點(diǎn)(℃):BCl3Al2O3Na2ONaClAlF3AlCl3干冰SiO2-10720739208011291190-571713下列判斷錯(cuò)誤的是()A.鋁的化合物的晶體中有的是離子晶體B.表中只有BCl3和干冰是分子晶體C.同族元素的氧化物只能形成相同類型的晶體D.不同族元素的氧化物可形成相同類型的晶體11.硅酸鹽與二氧化硅一樣,都以硅氧四面體作為基本結(jié)構(gòu)單元。硅氧四面體可以表示成,其中表示氧原子,表示硅原子。硅氧四面體通過不同方式的連接可以組成不同的多聚硅酸根離子。如圖所示為某單鏈無限長的多聚硅酸根離子的結(jié)構(gòu),試確定該陰離子中硅原子與氧原子的個(gè)數(shù)之比為()A.1∶2 B.1∶3C.1∶4 D.2∶512.碳元素的單質(zhì)有多種形式,如圖所示,依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖:回答下列問題:(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為。

(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化軌道類型分別為、。

(3)C60屬于晶體,石墨屬于晶體。

(4)石墨晶體中,層內(nèi)C—C的鍵長為142pm,而金剛石中C—C的鍵長為154pm。其原因是金剛石中只存在C—C間的共價(jià)鍵,而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在共價(jià)鍵,還有鍵。

(5)金剛石晶胞含有個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,則r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率(不要求計(jì)算結(jié)果)。

13.(2020山東部分學(xué)校聯(lián)考)導(dǎo)彈有神奇的命中率,這主要與其材料息息相關(guān),鎵(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質(zhì)及某些化合物(如砷化鎵、磷化鎵等)都是常用的半導(dǎo)體材料?；卮鹣铝袉栴}:(1)硒常用作光敏材料,基態(tài)硒原子的核外電子排布式為[Ar]。

(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs(填“大于”或“小于”,下同),第一電離能GaAs。

(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位數(shù)是。

(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半導(dǎo)體材料,晶體類型與晶體硅類似,熔點(diǎn)如下表所示,分析其變化原因:。

晶體GaNGaPGaAs熔點(diǎn)/℃170014801238(5)GaN晶胞的結(jié)構(gòu)如圖1所示。已知六棱柱底邊邊長為acm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。①GaN晶胞中鎵原子采用最密堆積方式,每個(gè)鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為。

②從GaN晶體中“分割”出的平行六面體如圖2。若該平行六面體的體積為2a3cm3,則GaN晶體的密度為g·cm-3。(用含a、NA的代數(shù)式表示)

拓展深化14.(2020山東濟(jì)南二中線上檢測)鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”,可呈現(xiàn)多種化合價(jià),其中以+4價(jià)的Ti最為穩(wěn)定?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)鈦原子的價(jià)層電子軌道表示式為。

(2)已知電離能:I2(Ti)=1310kJ·mol-1,I2(K)=3051kJ·mol-1。I2(Ti)<I2(K),其原因?yàn)椤?/p>

(3)某鈦配合物可用于催化環(huán)烯烴聚合,其結(jié)構(gòu)如圖所示:①鈦的配位數(shù)為,碳原子的雜化軌道類型有。

②該配合物中存在的化學(xué)鍵有(填字母)。

a.離子鍵b.配位鍵c.金屬鍵d.共價(jià)鍵e.氫鍵(4)鈦與鹵素形成的化合物的熔、沸點(diǎn)如下表所示:化合物TiCl4TiBr4TiI4熔點(diǎn)/℃-24.138.3155沸點(diǎn)/℃136.5233.5377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)呈現(xiàn)一定變化規(guī)律的原因是。

(5)已知TiO2與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氧鈦,硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子,結(jié)構(gòu)如圖所示,該陽離子的化學(xué)式為。硫酸氧鈦中陰離子的空間結(jié)構(gòu)為。

(6)已知TiN晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若該晶胞的密度為ρg·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶胞中鈦原子與氮原子的最近距離為pm。(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)

基礎(chǔ)鞏固1.(2020山東德州一模)我國學(xué)者發(fā)明了低壓高效電催化還原CO2的新方法,其總反應(yīng)原理為NaCl+CO2CO+NaClO。下列說法正確的是()A.CO2的電子式:B.NaCl屬于離子晶體,其配位數(shù)為8C.NaClO中既有離子鍵又有共價(jià)鍵D.還原22.4LCO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA2.X、Y為兩種短周期元素,其原子的最外層電子數(shù)分別是1和6,則X、Y兩種元素形成的常見化合物不可能是()A.只含極性鍵的共價(jià)化合物B.含非極性鍵的共價(jià)化合物C.陰、陽離子個(gè)數(shù)之比為1∶1的離子化合物D.含非極性鍵的離子化合物3.(2020山東新高考全真模擬七)《天工開物》記載:“凡火藥以硝石、硫磺為主,草木灰為輔……而后火藥成聲”。其中涉及的主要反應(yīng)為S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。下列說法正確的是()A.電負(fù)性N>OB.CO2分子中碳原子為sp雜化C.單質(zhì)硫?qū)儆诠矁r(jià)晶體D.KNO3中化學(xué)鍵只有σ鍵4.徐光憲在《分子共和國》一書中介紹了許多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列說法正確的是()A.H2O2分子中的O采取sp2雜化B.CO2分子中碳原子采取sp雜化C.BF3分子中的硼原子采取sp3雜化D.CH3COOH分子中碳原子均采取sp2雜化5.(2019浙江4月選考,18)下列說法不正確的是()A.純堿和燒堿熔化時(shí)克服的化學(xué)鍵類型相同B.加熱蒸發(fā)氯化鉀水溶液的過程中有分子間作用力的破壞C.CO2溶于水和干冰升華都只有分子間作用力改變D.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有共價(jià)鍵的斷裂和生成,也有分子間作用力的破壞6.(2020山東4月開學(xué)摸底考試)工業(yè)上制取冰晶石(Na3AlF6)的化學(xué)方程式如下:2Al(OH)3+12HF+3Na2CO32Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。下列說法正確的是()A.AlF63-B.CO2晶胞為分子密堆積,配位數(shù)為12C.CO32-D.分子間氫鍵:HF大于H2O,HF的熔、沸點(diǎn)高7.(2020廣東茂名聯(lián)考)已知H和O可以形成H2O和H2O2兩種化合物,試根據(jù)有關(guān)信息完成下列問題:(1)水是維持生命活動(dòng)所必需的一種物質(zhì)。①1mol冰中有mol氫鍵。

②用球棍模型表示的水分子結(jié)構(gòu)是。

(2)已知H2O2分子的結(jié)構(gòu)如圖所示。H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)氫原子猶如在半展開的書的兩面上,兩個(gè)氧原子在書脊位置上,書頁夾角為93°52',而兩個(gè)O—H與O—O的夾角均為96°52'。試回答:①H2O2分子的電子式是,結(jié)構(gòu)式是。

②H2O2分子是含有(填“極性”或“非極性”,下同)鍵和鍵的分子。

③H2O2難溶于CS2,簡要說明理由:。

④H2O2中氧元素的化合價(jià)是,簡要說明原因:。

能力提升8.(雙選)關(guān)于化學(xué)式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列說法中正確的是()A.配體是Cl-和H2O,配位數(shù)是6B.中心離子是Ti4+,配離子是[TiCl(H2O)5]2+C.內(nèi)界和外界中Cl-的數(shù)目之比是1∶2D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀9.(雙選)(2020山東新高考質(zhì)量測評(píng)聯(lián)盟5月聯(lián)考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X原子的最外層電子數(shù)是其周期序數(shù)的3倍,Z是短周期元素中原子半徑最大的,0.1mol·L-1W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的水溶液pH<1。下列說法正確的是()A.電負(fù)性大小順序:Y>X>Z>WB.由于氫鍵的作用導(dǎo)致氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性X>WC.ZY的水溶液使紅色石蕊試紙顯藍(lán)色D.Z分別與其他三種元素組成的二元化合物均含有離子鍵10.有4個(gè)系列同族元素形成的物質(zhì),101.3kPa時(shí)測定它們的沸點(diǎn)(℃)如下表所示:①He-268.8(a)-249.5Ar-185.8Kr-151.7②F2-187.0Cl2-33.6(b)58.7I2184.0③(c)19.4HCl-84.0HBr-67.0HI-35.3④H2O100.0H2S-60.0(d)-42.0H2Te-1.8根據(jù)上表中內(nèi)容,下列敘述正確的是()A.系列①的(a)物質(zhì)中沒有離子鍵,應(yīng)有共價(jià)鍵和分子間作用力B.系列③中(c)物質(zhì)的沸點(diǎn)比HCl高是因?yàn)?c)中的共價(jià)鍵更牢固C.系列②中(b)物質(zhì)的元素的原子序數(shù)應(yīng)為35,且該物質(zhì)常溫下為液態(tài)D.系列④中H2O的沸點(diǎn)出現(xiàn)反常,是因?yàn)榉肿觾?nèi)有氫鍵的影響11.(雙選)CH3+、—CH3、CA.碳原子均采取sp2雜化B.CH3-與NH3、H3OC.CH3+中碳原子采取spD.CH3+與OH12.請(qǐng)回答下列問題:(1)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝,并有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用,該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示:以下關(guān)于維生素B1的說法正確的是。

a.只含σ鍵和π鍵b.既有共價(jià)鍵又有離子鍵c.該物質(zhì)的熔點(diǎn)可能高于NaCld.既含有極性鍵又含有非極性鍵(2)維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間的作用力有。

a.離子鍵、共價(jià)鍵b.離子鍵、氫鍵、共價(jià)鍵c.氫鍵、范德華力d.離子鍵、氫鍵、范德華力(3)維生素B1燃燒可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物質(zhì),這些物質(zhì)中屬于非極性分子的化合物有。氨氣極易溶于水,其原因是。

(4)液氨常被用作制冷劑,若不斷地升高溫度,實(shí)現(xiàn)“液氨氨氣氮?dú)夂蜌錃獾雍蜌湓印钡淖兓?在變化的各階段被破壞的粒子間的相互作用是:①;②極性鍵;③。

13.氮、磷、砷是同主族元素,該族元素單質(zhì)及其化合物在農(nóng)藥、化肥等方面有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題:(1)砷原子核外電子排布式為。

(2)K3[Fe(CN)6]晶體中Fe3+與CN-之間的鍵的類型為,該化學(xué)鍵能夠形成的原因是。

(3)已知:物質(zhì)CH4SiH4NH3PH3沸點(diǎn)/K101.7161.2239.7185.4分解溫度/K8737731073713.2分析上表中四種物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù),請(qǐng)回答:①CH4和SiH4比較,NH3和PH3比較,沸點(diǎn)高低的原因是。

②CH4和SiH4比較,NH3和PH3比較,分解溫度高低的原因是。

③綜合上述數(shù)據(jù)和規(guī)律判斷,一定壓強(qiáng)下HF和HCl的混合氣體降溫時(shí)先液化。

拓展深化14.(2020山東棗莊調(diào)研)(1)請(qǐng)用下列10種物質(zhì)的序號(hào)填空:①O2②H2③NH4NO3④K2O2⑤Ba(OH)2⑥CH4⑦CO2⑧NaF⑨NH3⑩I2其中既有離子鍵又有非極性鍵的是;既有離子鍵又有極性鍵的是。

(2)X、Y兩種主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38個(gè)電子,若XY2為常見元素形成的離子化合物,其電子式為;若XY2為共價(jià)化合物,其結(jié)構(gòu)式為。

(3)氯化鋁的物理性質(zhì)非常特殊,如氯化鋁的熔點(diǎn)為190℃,但在180℃時(shí)就開始升華。據(jù)此判斷,氯化鋁是(填“共價(jià)化合物”或“離子化合物”),可以證明你的判斷正確的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是。

(4)現(xiàn)有a~g7種短周期元素,它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢萌鐖D所示,請(qǐng)據(jù)此回答下列問題:①元素的原子間反應(yīng)最容易形成離子鍵的是。

A.c和f B.b和gC.d和g D.b和e②寫出a~g7種元素形成的所有原子都滿足最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的任意一種分子的分子式:。

課時(shí)規(guī)范練16晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.B稀有氣體晶體為分子晶體,不含共價(jià)鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;共價(jià)晶體中共價(jià)鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,B項(xiàng)正確;離子晶體中一定含有離子鍵,可能含有共價(jià)鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬陽離子也可以存在于金屬晶體中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.DA項(xiàng),根據(jù)金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,最小的環(huán)上有6個(gè)碳原子,正確;B項(xiàng),分子晶體熔化時(shí)只是狀態(tài)發(fā)生變化,沒有化學(xué)鍵的斷裂,只破壞分子間作用力,共價(jià)晶體的構(gòu)成微粒是原子,熔化時(shí)化學(xué)鍵被破壞,正確;C項(xiàng),金屬晶體是由金屬陽離子和自由電子構(gòu)成的,在通電條件下,自由電子的定向移動(dòng)使得金屬晶體能導(dǎo)電,正確;D項(xiàng),氯化銫晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,由圖可知,每個(gè)氯離子周圍最近且距離相等的氯離子有6個(gè),錯(cuò)誤。3.CA、B選項(xiàng)中的熔點(diǎn)高,不是分子晶體的性質(zhì),D選項(xiàng)是金屬晶體的性質(zhì)。4.A金屬離子的電荷越多,半徑越小,其熔點(diǎn)越高,則熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)锳l>Mg>Na,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鍵長越短,共價(jià)鍵越強(qiáng),硬度越大,鍵長C—C<C—Si<Si—Si,則硬度由大到小的順序?yàn)榻饎偸?gt;碳化硅>晶體硅,B項(xiàng)正確;一般情況下,晶體熔點(diǎn)的高低順序?yàn)榉肿泳w<離子晶體<共價(jià)晶體,故熔點(diǎn)CO(分子晶體)<KCl(離子晶體)<SiO2(共價(jià)晶體),C項(xiàng)正確;電荷相同的離子,離子半徑越小,熔點(diǎn)越高,F、Cl、Br、I的離子半徑由小到大,則熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹aF>NaCl>NaBr>NaI,D點(diǎn)正確。5.B氯化鈉晶體中,每個(gè)Na+周圍距離相等且最近的Na+共12個(gè),每個(gè)Na+周圍距離相等且最近的Cl-共有6個(gè)。6.BA在晶胞內(nèi)部,晶胞中A的個(gè)數(shù)為8;B在頂點(diǎn)和面心,所以1個(gè)晶胞中B的個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,則該晶體的化學(xué)式為BA7.答案(1)共價(jià)共價(jià)鍵(2)①②③④(3)HF分子間能形成氫鍵,其熔化時(shí)需要消耗的能量更多(4)②④解析(1)A組熔點(diǎn)很高,為共價(jià)晶體,是由原子通過共價(jià)鍵形成的。(2)B組為金屬晶體,具有①②③④四條共性。(3)HF存在分子間氫鍵,故其熔點(diǎn)反常。(4)D組屬于離子晶體,具有②④兩條性質(zhì)。8.AB根據(jù)干冰的晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中一個(gè)CO2分子的配位數(shù)為12,故A正確;該晶胞中相鄰最近的兩個(gè)CO2分子間距離為apm,即晶胞面心上的二氧化碳分子和其同一面上頂點(diǎn)上的二氧化碳之間的距離為apm,則晶胞棱長=2apm=2a×10-10cm,晶胞體積=(2a×10-10cm)3,該晶胞中二氧化碳分子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,則晶胞密度=MNA×49.CA項(xiàng),鍵長C—C<Si—Si、C—H<Si—H,所以鍵能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,則C2H6的穩(wěn)定性>Si2H6;B項(xiàng),金剛石與SiC均屬于共價(jià)(原子)晶體,具有很高的硬度;C項(xiàng),C與Si在同一主族,非金屬性C>Si,故CH4的還原性弱于SiH4,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),π鍵是p軌道肩并肩重疊形成的,由于Si的原子半徑較大,p軌道重疊程度小,所以硅原子間難以形成雙鍵。10.BC氧化鋁的熔點(diǎn)高,屬于離子晶體,A項(xiàng)正確;表中BCl3、AlCl3和干冰均是分子晶體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;同族元素的氧化物可形成不同類型的晶體,如CO2是分子晶體,二氧化硅是共價(jià)晶體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;表中Al2O3與Na2O均是離子晶體,Na與Al位于不同主族,D項(xiàng)正確。11.B由單鏈無限長的多聚硅酸根離子的結(jié)構(gòu)圖可知,重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為,表示氧原子,中心黑點(diǎn)表示硅原子,則結(jié)構(gòu)單元中硅原子個(gè)數(shù)為1,氧原子個(gè)數(shù)為2+2×12=3,所以該陰離子中硅原子與氧原子的個(gè)數(shù)之比為1∶3。12.答案(1)同素異形體(2)sp3sp2(3)分子混合型(4)σσπ(或大π或p-pπ)(5)83解析(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管都是由同種元素形成的不同單質(zhì),故它們互為同素異形體。(2)在金剛石中,每個(gè)碳原子都形成四個(gè)共價(jià)單鍵,故碳原子的雜化方式為sp3;石墨烯中碳原子采用sp2雜化。(3)一個(gè)“C60”就是一個(gè)分子,故C60屬于分子晶體;石墨層與層之間是范德華力,而同一層中碳原子之間是共價(jià)鍵,故形成的晶體為混合型晶體。(4)在金剛石晶體中,碳原子之間只形成共價(jià)單鍵,全部為σ鍵;在石墨層內(nèi)的碳原子之間既有σ鍵又有π鍵。(5)晶胞中頂點(diǎn)微粒數(shù)為8×18=1,面心微粒數(shù)為6×12=3,體內(nèi)微粒數(shù)為4,共含有8個(gè)碳原子;晶胞內(nèi)含有4個(gè)碳原子,則晶胞體對(duì)角線長度與4個(gè)碳原子直徑相同,即3a=8r,r=38a;1個(gè)碳原子的體積為8×43×π×r3,晶胞體積為a13.答案(1)3d104s24p4(2)大于小于(3)4(4)原子半徑N<P<As,鍵長Ga—N<Ga—P<Ga—As,鍵能Ga—N>Ga—P>Ga—As,故CaN、GaP、GaAs的熔點(diǎn)逐漸降低(5)①12②84解析(1)Se是34號(hào)元素,在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族,核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4。(2)根據(jù)元素周期律,Ga與As位于同一周期,鎵原子序數(shù)小于As,故原子半徑Ga大于As,同周期從左到右第一電離能變化趨勢是增大,故第一電離能Ga小于As。(3)水晶中1個(gè)硅原子結(jié)合4個(gè)氧原子,同時(shí)每個(gè)氧原子結(jié)合2個(gè)硅原子,所以水晶是以[SiO4]四面體向空間延伸的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),水晶中硅原子的配位數(shù)為4。(4)原子半徑N<P<As,鍵長Ga—N<Ga—P<Ga—As,鍵能Ga—N>Ga—P>Ga—As,故GaN、GaP、GaAs的熔點(diǎn)逐漸降低。(5)①根據(jù)GaN的晶胞結(jié)構(gòu)及鎵原子采取最密堆積方式可知,鎵原子周圍距離最近的鎵原子數(shù)目為12。②六方晶胞中原子的數(shù)目往往采用均攤法:位于晶胞頂點(diǎn)的原子為6個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為16;位于晶胞面心的原子為2個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為12;位于晶胞側(cè)棱的原子為3個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為13;位于晶胞體內(nèi)的原子為1個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1。GaN晶胞中鎵原子個(gè)數(shù)為12×16+2×12+3=6,氮原子個(gè)數(shù)為6×13+4=6,所以該晶胞化學(xué)式為Ga6N6,質(zhì)量為6×84NAg,該六棱柱的底面為正六邊形,邊長為acm,底面的面積為6個(gè)邊長為acm的正三角形面積之和,根據(jù)正三角形面積的計(jì)算公式,該底面的面積為6×34a2cm2,根據(jù)“分割”出的平行六面體(圖2)及其體積可知,六棱柱的高為2×63acm,所以晶胞的體積為32a14.答案(1)(2)K+失去的是全充滿的3p6電子,所需能量較高,Ti+失去的是4s1電子,相對(duì)較易失去,故I2(Ti)<I2(K)(3)①6sp3、sp2②bd(4)三者均為分子晶體,組成與結(jié)構(gòu)相似,隨著相對(duì)分子質(zhì)量增大,分子間作用力增大,熔、沸點(diǎn)升高(5)TiO2+正四面體(6)331ρ解析(1)基態(tài)鈦原子有4個(gè)價(jià)電子,根據(jù)構(gòu)造原理,4s能級(jí)能量較低,電子先填滿4s能級(jí),再填入3d能級(jí);根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則,2個(gè)電子先填入4s能級(jí)的1個(gè)軌道,自旋相反,3d能級(jí)有5個(gè)軌道,剩余2個(gè)電子應(yīng)先占據(jù)不同的軌道,且自旋平行,故答案為。(2)基態(tài)Ti+的電子排布為[Ar]3d24s1,再失去1個(gè)電子,4s軌道將變?yōu)槿諣顟B(tài),趨勢較大,所需能量I2(Ti)較低;基態(tài)K+的電子排布為[Ne]3s23p6,再失去1個(gè)電子,將破壞3p6的全充滿狀態(tài),所需能量I2(K)較高。(3)①由配合物的結(jié)構(gòu)可知,Ti的配位數(shù)為6,甲基碳的雜化軌道類型為sp3,雙鍵碳的雜化軌道類型為sp2。②該配合物中存在配位鍵和共價(jià)鍵,故選bd。(4)TiCl4、TiBr4、TiI4的熔、沸點(diǎn)逐漸升高,原因是它們均為分子晶體,組成和結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)越高。(5)可用均攤法確定硫酸氧鈦晶體中陽離子的化學(xué)式,每個(gè)鈦原子連接2個(gè)氧原子,每個(gè)氧原子只有一半屬于它,所以鈦原子與氧原子的個(gè)數(shù)比=1∶(12×2)=1∶1,則陽離子的化學(xué)式為TiO2+;硫酸氧鈦的陰離子為SO42-,中心原子S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+(6)根據(jù)TiN的晶胞結(jié)構(gòu)可知,一個(gè)TiN晶胞中,鈦原子數(shù)和氮原子數(shù)均為4,m(晶胞)=m(Ti)+m(N)=4NAmol-1×48g·mol-1+4NAmol-1×14g·mol-1=248NAg,V(晶胞)=m(晶胞)ρ(晶胞)=基礎(chǔ)鞏固1.已知2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)為放熱反應(yīng),對(duì)該反應(yīng)的下列說法正確的是()A.因該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不加熱就可發(fā)生B.相同條件下,2molH2(g)的能量或1molCO(g)的能量一定高于1molCH3OH(g)的能量C.相同條件下,反應(yīng)物2molH2(g)和1molCO(g)的總能量一定高于生成物1molCH3OH(g)的總能量D.達(dá)到平衡時(shí),CO的濃度與CH3OH的濃度一定相等2.(2020福建莆田模擬)某反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是()A.改變催化劑,可改變?cè)摲磻?yīng)的活化能B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),熱效應(yīng)等于ΔHC.反應(yīng)過程a一定有催化劑參與D.b中反應(yīng)的活化能等于E1+E23.“鈣基固硫”是將煤中的硫元素以CaSO4的形式固定脫硫,而煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會(huì)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,導(dǎo)致脫硫效率降低。某溫度下,反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是()反應(yīng)Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH1=+218.4kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6kJ·mol-14.(2020河北邯鄲教學(xué)質(zhì)量檢測)工業(yè)上,在一定條件下利用乙烯和水蒸氣反應(yīng)制備乙醇。化學(xué)原理為CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)ΔH。已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下表所示:化學(xué)鍵C—HCCH—OC—CC—O鍵能/(kJ·mol-1)413615463348351下列說法中錯(cuò)誤的是()A.上述合成乙醇的反應(yīng)是加成反應(yīng)B.相同時(shí)間段內(nèi),反應(yīng)中用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率相等C.碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的2倍D.上述反應(yīng)式中,ΔH=-96kJ·mol-15.(2020河南開封模擬)已知室溫下,將CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低,將CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高,則下列能量轉(zhuǎn)化關(guān)系的判斷不正確的是()A.ΔH1>0B.ΔH2>ΔH3C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH36.(雙選)(2020廣西桂林質(zhì)檢)氫鹵酸的能量關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是()A.已知HF氣體溶于水放熱,則HF的ΔH1>0B.相同條件下,HCl的ΔH2比HBr的小C.相同條件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大D.一定條件下,氣態(tài)原子生成1molH—X放出akJ的能量,則該條件下ΔH2=+akJ·mol-17.(2020四川成都模擬)(1)已知C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH>0,則穩(wěn)定性:金剛石(填“>”或“<”)石墨。

(2)已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH12C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2則ΔH1(填“>”或“<”)ΔH2。

(3)火箭的第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中,所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼來制備。用肼(N2H4)作為燃料,四氧化二氮作為氧化劑,二者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知:①N2(g)+2O2(g)N2O4(g)ΔH=+10.7kJ·mol-1②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-1寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。

(4)25℃、101kPa時(shí),14gCO在足量的O2中充分燃燒,放出141.3kJ的熱量,則CO的燃燒熱為ΔH=。

(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液與2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反應(yīng),放出114.6kJ熱量,該反應(yīng)的中和熱ΔH=。

(6)已知拆開1molH—H、1molN—H、1molN≡N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式是。

能力提升8.(2020湖南衡陽摸底)中國學(xué)者在水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH]中攻克了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題,該過程是基于雙功能(能吸附不同粒子)催化劑催化實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)過程示意圖如下:下列說法正確的是()A.過程Ⅰ、過程Ⅲ均為放熱過程B.過程Ⅲ生成了具有極性共價(jià)鍵的H2、CO2C.使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的ΔHD.圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程9.(雙選)(2020山東模擬)熱催化合成氨面臨的兩難問題是:釆用高溫增大反應(yīng)速率的同時(shí)會(huì)因平衡限制導(dǎo)致NH3產(chǎn)率降低。我國科研人員研制了Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑(Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100℃)。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說法正確的是()A.①為N≡N的斷裂過程B.①②③在高溫區(qū)發(fā)生,④⑤在低溫區(qū)發(fā)生C.④為氮原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域的傳遞過程D.使用Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑使合成氨反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng)10.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH13H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)ΔH22Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)ΔH32Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)ΔH42Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A.ΔH1<0,ΔH3>0B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH3=ΔH4+ΔH511.根據(jù)已知信息,按要求寫出指定反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)LiH可作飛船的燃料,已知下列反應(yīng):①2Li(s)+H2(g)2LiH(s)ΔH=-182kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1③4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)ΔH=-1196kJ·mol-1試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學(xué)方程式:。

(2)工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下所示:NH3NONO2HNO3NH4NO3已知:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1745.2kJ·mol-1;6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1925.2kJ·mol-1。則反應(yīng)Ⅰ的熱化學(xué)方程式可表示為。

(3)飲用水中的NO3-主要來自于NH4+。已知在微生物的作用下,N1molNH4+全部被氧化成NO3拓展深化12.(1)(2020河北滄州質(zhì)檢節(jié)選)甲醛(HCHO)俗稱蟻醛,是一種重要的有機(jī)原料。利用甲醇(CH3OH)制備甲醛脫氫法:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)ΔH1=+92.09kJ·mol-1氧化法:CH3OH(g)+12O2(g)HCHO(g)+H2O(g)ΔH2已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-483.64kJ·mol-1,則ΔH2=。

(2)(2020廣東梅州質(zhì)檢節(jié)選)霧霾天氣嚴(yán)重影響了人們的身體健康,環(huán)境問題越來越受到人們的重視。處理大氣中的污染物,打響“藍(lán)天白云”保衛(wèi)戰(zhàn)是當(dāng)前的重要課題。汽車尾氣中含有較多的NOx和CO,兩種氣體均會(huì)使人體中毒?？梢岳萌缦禄瘜W(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。①已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-564kJ·mol-1請(qǐng)寫出把汽車尾氣轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)的熱化學(xué)方程式:。

②工業(yè)上可采用CH3OHCO+2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國學(xué)者采用量子力學(xué)方法,通過計(jì)算機(jī)模擬,研究了在鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程,其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。甲醇(CH3OH)脫氫反應(yīng)的第一步歷程,有兩種可能方式:方式A:CH3OH*CH3O*+H*Ea=+103.1kJ·mol-1方式B:CH3OH*CH3*+OH*Eb=+249.3kJ·mol由活化能E值推測,甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為(填“A”或“B”)。

③如圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。該歷程中,放熱最多的步驟的方程式為。

課時(shí)規(guī)范練17化學(xué)能與熱能1.CA項(xiàng),放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件無關(guān),放熱反應(yīng)也可能需要加熱才發(fā)生,錯(cuò)誤;物質(zhì)的能量與狀態(tài)有關(guān),由放熱反應(yīng)可知,相同條件下,2molH2(g)的能量與1molCO(g)的能量之和一定高于1molCH3OH(g)的能量,B錯(cuò)誤、C正確;D項(xiàng),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度不變,濃度是否相等與起始量、轉(zhuǎn)化率有關(guān),錯(cuò)誤。2.AE1、E2分別代表反應(yīng)過程中兩步反應(yīng)的活化能,不同的催化劑,反應(yīng)的活化能不同,故A正確;反應(yīng)物能量高于生成物,反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH=生成物能量-反應(yīng)物能量,故B錯(cuò)誤;b中使用了催化劑,故C錯(cuò)誤;b中反應(yīng)的活化能為E1,故D錯(cuò)誤。3.A反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),說明反應(yīng)Ⅰ生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量高,排除B、C選項(xiàng);反應(yīng)Ⅰ的速率(v1)大于反應(yīng)Ⅱ的速率(v2),則說明反應(yīng)Ⅰ的活化能較小,反應(yīng)Ⅱ的活化能較大,排除D選項(xiàng),選項(xiàng)A正確。4.D題給反應(yīng)式的ΔH=615kJ·mol-1+413kJ·mol-1×4+463kJ·mol-1×2-348kJ·mol-1-413kJ·mol-1×5-463kJ·mol-1-351kJ·mol-1=-34kJ·mol-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.CA項(xiàng),CuSO4·5H2O(s)受熱分解生成CuSO4(s),為吸熱反應(yīng),ΔH1>0,正確;B項(xiàng),根據(jù)題意可知,ΔH2>0,ΔH3<0,則ΔH2>ΔH3,正確;C項(xiàng),ΔH3<0,ΔH1>0,則ΔH3<ΔH1,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)蓋斯定律可知:ΔH2=ΔH1+ΔH3,正確。6.ADA項(xiàng),已知HF氣體溶于水放熱,則HF氣體溶于水的逆過程吸熱,即HF的ΔH1>0,正確;B項(xiàng),由于HCl比HBr穩(wěn)定,所以相同條件下HCl的ΔH2比HBr的大,錯(cuò)誤;C項(xiàng),ΔH3+ΔH4代表H(g)→H+(aq)的焓變,與是HCl還是HI無關(guān),錯(cuò)誤;D項(xiàng),一定條件下,氣態(tài)原子生成1molH—X放出akJ的能量,則斷開1molH—X形成氣態(tài)原子吸收akJ的能量,即ΔH2=+akJ·mol-1,正確。7.答案(1)<(2)<(3)2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1096.7kJ·mol-1(4)-282.6kJ·mol-1(5)-57.3kJ·mol-1(6)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1解析(1)已知C(s,石墨)C(s,金剛石)ΔH>0,說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此石墨的總能量低于金剛石的總能量,而能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,故穩(wěn)定性:金剛石<石墨。(2)ΔH1表示碳完全燃燒的反應(yīng)熱,ΔH2表示碳不完全燃燒的反應(yīng)熱,碳完全燃燒放熱多,且放熱越多ΔH越小。因此ΔH1<ΔH2。(3)根據(jù)蓋斯定律,由2×②-①得:2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=2×(-543kJ·mol-1)-(+10.7kJ·mol-1)=-1096.7kJ·mol-1。(4)25℃、101kPa時(shí),14gCO在足量的O2中充分燃燒,放出141.3kJ的熱量,則1molCO(即28gCO)完全燃燒放出的熱量是141.3kJ×2=282.6kJ,即CO的燃燒熱ΔH=-282.6kJ·mol-1。(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液與2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式為12H2SO4(aq)+KOH(aq)12K2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1(6)N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式可表示為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=E(N≡N)+3E(H—H)-2×3E(N—H)=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-92kJ·mol-1。8.D根據(jù)反應(yīng)過程示意圖,過程Ⅰ是水分子中的化學(xué)鍵斷裂的過程,為吸熱過程,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過程Ⅲ中CO、氫氧原子團(tuán)和氫原子形成了二氧化碳、水和氫氣,H2中的化學(xué)鍵為非極性鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑不能改變反應(yīng)的ΔH,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)過程示意圖可知,過程Ⅰ中水分子中的化學(xué)鍵斷裂,過程Ⅱ也是水分子中的化學(xué)鍵斷裂的過程,過程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均參與了反應(yīng)過程,D項(xiàng)正確。9.BC從圖中反應(yīng)歷程看,①為N2被吸附,N2中化學(xué)鍵沒有斷開,A項(xiàng)錯(cuò)誤;合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)歷程的最后是指形成N—H,即合成NH3,故需要在低溫下,才能獲得更多的NH3,即①②③是將N2吸附并斷鍵的過程,④⑤是形成N—H的過程,④⑤是低溫區(qū),由題中信息知,兩個(gè)區(qū)域相差一定的溫度,則①②③為高溫區(qū),B項(xiàng)正確;④處的變化為Ti-H-Fe*N轉(zhuǎn)變成Ti-H*N-Fe,即氮原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域傳遞,C項(xiàng)正確;合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),催化劑不會(huì)改變反應(yīng)的熱效應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.BH2和O2反應(yīng)生成H2O的反應(yīng)放熱,鐵和氧氣的反應(yīng)也放熱,故A錯(cuò)誤;鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),故ΔH5<0,設(shè)2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)ΔH3③,2Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)ΔH4④,由④-③可得:2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,可得ΔH4<ΔH3、ΔH3=ΔH4-ΔH5,故B正確、D錯(cuò)誤;已知:3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)ΔH2②,2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)ΔH3③,將(②+③)×23可得:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH1=23(ΔH2+ΔH3),故C錯(cuò)誤。11.答案(1)2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)ΔH=-702kJ·mol-1(2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025.2kJ·mol-1(3)NH4+(aq)+2O2(g)NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)Δ解析(1)根據(jù)已知的三個(gè)熱化學(xué)方程式可得,2LiH(s)2Li(s)+H2(g)ΔH=+182kJ·mol-1,2Li(s)+12O2(g)Li2O(s)ΔH=-598kJ·mol-1,H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1,將上述三式相加可得:2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)ΔH=-702kJ·mol-1。(2)將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次標(biāo)記為①和②,根據(jù)蓋斯定律,由①×5-②×4得:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025.2kJ·mol-1。(3)寫出兩步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式并依次標(biāo)為①和②,根據(jù)蓋斯定律,由①+②得:NH4+(aq)+2O2(g)NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ·12.答案(1)-149.73kJ·mol-1(2)①2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-744kJ·mol-1②A③CHO*+3H*CO*+4H*解析(1)根據(jù)蓋斯定律,-2ΔH1+2ΔH2=ΔH3,則有ΔH2=ΔH3+2ΔH1(2)①汽車尾氣中含有NO和CO,可轉(zhuǎn)化為無毒的N2和CO2,化學(xué)方程式為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。根據(jù)蓋斯定律,由已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式可得,2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)ΔH=-744kJ·mol-1。②一般來說,活化能越低化學(xué)反應(yīng)速率越快,在相同的時(shí)間內(nèi)可以得到更多的產(chǎn)物,因此甲醇裂解過程主要經(jīng)歷的方式應(yīng)為A。③反應(yīng)熱=生成物的能量-反應(yīng)物的能量,放熱最多時(shí)生成物的能量與反應(yīng)物的能量差值最大。根據(jù)圖示,過渡態(tài)Ⅳ兩端的物質(zhì)能量差值最大,放熱最多,該步反應(yīng)的方程式為CHO*+3H*CO*+4H*。課時(shí)規(guī)范練18原電池化學(xué)電源基礎(chǔ)鞏固1.(2020江蘇泰州二模)下列說法錯(cuò)誤的是()A.銅絲纏在石墨棒上插入稀硝酸,可加快NO生成速率B.雙液原電池中,可用浸有CCl4的濾紙作鹽橋C.K2FeO4可用作堿性Zn-K2FeO4電池的正極材料D.生鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的腐蝕速率與O2的濃度有關(guān)2.電池是人類生產(chǎn)和生活中的重要能量來源,各式各樣的電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn),下列有關(guān)電池的敘述正確的是()A.鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.氫氧燃料電池工作時(shí)氧氣在正極被還原D.太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅3.(雙選)有關(guān)如圖所示原電池的敘述不正確的是()A.電子沿導(dǎo)線由Ag片流向Cu片B.正極的電極反應(yīng)是Ag++e-AgC.Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng),Ag片上發(fā)生還原反應(yīng)D.反應(yīng)時(shí)鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液4.甲醇、氧氣和強(qiáng)堿溶液作為電解質(zhì)溶液的手機(jī)電池中的反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6HA.放電時(shí),CH3OH參與反應(yīng)的電極為正極B.放電時(shí),負(fù)極電極反應(yīng):CH3OH+8OH--6e-CO32-+6HC.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,通入11.2LO2完全反應(yīng)有1mol電子轉(zhuǎn)移D.充電時(shí)電解質(zhì)溶液的pH逐漸減小5.(2020遼寧錦州模擬)肼(N2H4)暴露在空氣中容易爆炸,但是以其為燃料的燃料電池是一種理想的電池,該燃料電池具有容量大、能量轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)物無污染等特點(diǎn),其工作原理如圖所示。下列敘述正確的是()A.電池工作時(shí),正極附近的pH降低B.當(dāng)消耗1molO2時(shí),有2molNa+由甲槽向乙槽遷移C.負(fù)極反應(yīng)為4OH-+N2H4-4e-N2↑+4H2OD.若去掉陽離子交換膜,電池也能正常工作6.(2020山東濟(jì)寧三模)中國科學(xué)院深圳研究院成功研發(fā)出一種基于二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料的鈉型雙離子電池,可充放電。其放電時(shí)工作原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.二硫化鉬/碳納米復(fù)合材料為該電池的負(fù)極材料B.放電時(shí)正極的反應(yīng)為Cn(PF6)x+xe-xPF6-+CC.充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為MoS2-C+xNa++xe-NaxMoS2-CD.充電時(shí)石墨端鋁箔連接外接電源的負(fù)極7.(2020江蘇化學(xué),20節(jié)選)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖所示,兩電極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。(1)電池負(fù)極電極反應(yīng)式為;放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為(填化學(xué)式)。

(2)圖中所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng),將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,其反應(yīng)的離子方程式為。

能力提升8.(雙選)(2020海南六市聯(lián)考)世界某著名學(xué)術(shù)刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池,其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法正確的是()A.O2-由a極移向b極B.正極的電極反應(yīng)為FeOx+2xe-Fe+xO2-C.鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)+FeFeOx+xH2D.若有22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)空氣參與反應(yīng),則電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移9.(2020山東淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)高考模擬)某研究小組進(jìn)行如下表所示的原電池實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)編號(hào)①②實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象連接好裝置5分鐘后,靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn),兩側(cè)銅片表面均無明顯現(xiàn)象連接好裝置,開始時(shí)左側(cè)鐵片表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡,5分鐘后,靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn),右側(cè)鐵片表面無明顯現(xiàn)象下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()A.兩裝置的鹽橋中,陽離子均向右側(cè)移動(dòng)B.實(shí)驗(yàn)①中,左側(cè)的銅被腐蝕C.實(shí)驗(yàn)②中,連接裝置5分鐘后,左側(cè)電極的電極反應(yīng)為2H++2e-H2↑D.實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②中,均有O2得電子的反應(yīng)發(fā)生10.(2020安徽合肥第一中學(xué)沖刺高考)鋅溴液流電池用溴化鋅溶液作為電解質(zhì)溶液,并在電池中不斷循環(huán)。下列有關(guān)說法正確的是()A.充電時(shí)n接電源的負(fù)極,Zn2+通過陽離子交換膜由左側(cè)流向右側(cè)B.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移1mol電子,負(fù)極區(qū)溶液質(zhì)量減少65gC.充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)為Br2+2e-2Br-D.若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜,放電時(shí)正、負(fù)極也隨之改變11.(雙選)(2020山東日照校際聯(lián)考)某新型水系鈉離子電池工作原理如右圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時(shí)Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說法正確的是()A.充電時(shí),太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能B.放電時(shí),a極為負(fù)極C.充電時(shí),陽極的電極反應(yīng)為I3--2e-3ID.M可以使用陽離子交換膜12.如圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖,該電池的工作溫度為320℃左右,電池的總反應(yīng)為2Na+xSNa2Sx,正極的電極反應(yīng)為。

M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是。

13.(1)鋰錳電池的體積小,性能優(yōu)良,是常用的一次電池。該電池的反應(yīng)原理如圖所示,其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中,Li+通過電解質(zhì)遷移進(jìn)入MnO2晶格中,生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}:①外電路的電流方向是由(填“a”或“b”,下同)極流向極。

②電池的正極反應(yīng)為。

(2)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。已知某種甲醇微生物燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,示意圖如右:①該電池中外電路電子的流動(dòng)方向?yàn)?填“從A到B”或“從B到A”)。

②工作結(jié)束后,B電極室溶液的pH與工作前相比將(填“增大”“減小”或“不變”,溶液體積變化忽略不計(jì))。

③A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)為。

拓展深化14.(1)用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3①Fe還原水體中NO3負(fù)極材料是,正極的電極反應(yīng)式是。

②將足量鐵粉投入水體中,經(jīng)24小時(shí)測定NO3初始pHpH=2.5pH=4.5NO3接近100%<50%24小時(shí)pH接近中性接近中性鐵的最終物質(zhì)形態(tài)pH=4.5時(shí),NO3-的去除率低,其原因是(2)鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,因?yàn)槠湔龢O(以多孔碳為主)很輕,且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里。其工作原理如圖,電池總反應(yīng)為4Li+O2+2H2O4LiOH。請(qǐng)回答下列問題:①該電池的正極反應(yīng)是。

②在負(fù)極的有機(jī)電解液和正極的水性電解液之間,用只能通過鋰離子的固體電解質(zhì)隔開,使用該固體電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)有。

③正極使用水性電解液的優(yōu)點(diǎn)是。

課時(shí)規(guī)范練18原電池化學(xué)電源1.B銅絲和石墨棒在硝酸溶液中可構(gòu)成原電池,從而加快反應(yīng)速率,提高NO的生成速率,A項(xiàng)正確;CCl4屬于非電解質(zhì),不能導(dǎo)電,因此不能用其制作鹽橋,B項(xiàng)錯(cuò)誤;K2FeO4中的Fe為+6價(jià),具有很強(qiáng)的氧化性,因此可以為正極材料,與Zn(作為負(fù)極)構(gòu)成電池,C項(xiàng)正確;O2濃度越大,發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)腐蝕速率也就越大,這體現(xiàn)了濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,D項(xiàng)正確。2.CA項(xiàng),在鋅錳干電池中,正極是碳棒,該電極上二氧化錳發(fā)生得電子的還原反應(yīng),該電極質(zhì)量不會(huì)減少,錯(cuò)誤;B項(xiàng),氫氧燃料電池屬于原電池的一種,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,不能將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?錯(cuò)誤;C項(xiàng),氫氧燃料電池中,燃料為負(fù)極反應(yīng)物,發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),氧氣在正極被還原,正確;D項(xiàng),太陽能電池的主要材料是半導(dǎo)體單質(zhì)硅,不是二氧化硅,錯(cuò)誤。3.AD該裝置是原電池裝置,實(shí)質(zhì)上發(fā)生的是Cu與硝酸銀的反應(yīng),所以Cu失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),則Cu是負(fù)極,Ag是正極,電子從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;正極是Ag+發(fā)生還原反應(yīng),Ag+得到電子生成Ag,B項(xiàng)正確;根據(jù)以上分析,Cu片上發(fā)生氧化反應(yīng),Ag片上發(fā)生還原反應(yīng),C項(xiàng)正確;原電池中,陽離子向正極移動(dòng),所以鹽橋中的陽離子移向AgNO3溶液,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.BA項(xiàng),放電時(shí),CH3OH發(fā)生氧化反應(yīng),所以CH3OH參與反應(yīng)的電極為負(fù)極,錯(cuò)誤;B項(xiàng),放電時(shí),負(fù)極為甲醇的氧化反應(yīng),結(jié)合電解質(zhì)溶液,電極反應(yīng)為CH3OH+8OH--6e-CO32-+6H2O,正確;C項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2LO2的物質(zhì)的量為0.5mol,所以11.2LO2完全反應(yīng)有0.5mol×4=2mol電子轉(zhuǎn)移,錯(cuò)誤;D項(xiàng),充電時(shí),反應(yīng)從右向左進(jìn)行,OH5.C電池工作時(shí),O2在正極發(fā)生還原反應(yīng):O2+2H2O+4e-4OH-,由于生成O