碳族元素和硼族元素

碳族元素和硼族元素 第1题 (共6分) 实验室制备少量硅一般采用镁粉还原SiO2的方法，然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂质。某同学在进行上述操作时，在制得的产品中加HCl洗涤时突然起火。 (1)请用化学方程式解释： ①稀盐酸洗涤产品可除去哪些主要杂质? ②为什么加HCl洗涤时突然起火? (2)请设计一个实验来验证你的解释。(不必画出装置图，也不必指出具体化学药品，不要写方程式，只要简明指出方法。) 1．(共6分) (1) ① 2HCl+MgOH2O+MgCl2 2HCl+MgH2↑+MgCl2 ② SiO2+4Mg Mg2Si +2MgO Mg2Si+4HClSiH4+2MgCl2 SiH4+2O2SiO2+2H2O (2) 在N2保护下(或惰性气体)，对硅烷气体进行检验。 SiH4+2KMnO4H2+K2SiO3+2MnO2↓+ H2O (不要求) (方程式各1分，检验1分) 第2题(8分) C60的发现开创了国际科学的一个新领域，除C60分子本身具有诱人的性质外，人们发现它的金属掺杂体系也往往呈现出多种优良性质，所以掺杂C60成为当今的研究热门领域之一。经测定C60晶体为面心立方结构，晶胞参数a=1420pm。在C60中掺杂碱金属钾能生成盐，假设掺杂后的K+填充C60分子堆积形成的全部八面体空隙，在晶体中以K+和C60－存在，且C60－可近似看作与C60分子半径相同的球体。已知C的范德华半径为170pm，K+的离子半径133pm。 11-1 掺杂后晶体的化学式为 ；晶胞类型为 ； 如果为C60－顶点，那么K+所处的位置是 ；处于八面体空隙中心的K+到最邻近的C60－中心的距离是 pm。 11-2 实验 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明C60掺杂K+后的晶胞参数几乎没有发生变化，试给出理由。 11-3 计算预测C60球内可容纳的掺杂原子的半径。 第11题(8分) 11-1 KC60 面心立方晶胞 体心和棱心 710pm (各1分,共4分) 11-2 C60分子形成面心立方最密堆积,由其晶胞参数可得C60分子的半径： 所以C60分子堆积形成的八面体空隙可容纳的球半径为： r(容纳)=0.414×r(堆积)=0.414×502=208pm 这个半径远大于K+的离子半径133pm，所以对C60分子堆积形成的面心立方晶胞参数几乎没有影响(2分) 11-3 因r(C60)=502pm，所以C60球心到C原子中心的距离为：502-170=332 pm 所以空腔半径，即C60球内可容纳原子最大半径为：332-170=162 pm 第3题 (共11分)2005年1月美国科学家在Science上发表论文，宣布发现了Al的超原子结构，并预言其他金属原子也可能存在类似的结构，这是一项将对化学、物理以及材料领域产生重大影响的发现，引起了科学界的广泛关注。这种超原子是在Al的碘化物中发现的，以13个Al原子或14个Al原子形成Al13或Al14超原子结构，量子化学计算结果表明，Al13形成12个Al在表面，1个Al在中心的三角二十面体结构，Al14可以看作是一个Al原子跟Al13面上的一个三角形的3个Al形成Al—Al键而获得的。文章还指出，All3和All4超原子都是具有40个价电子时最稳定。 (1) 根据以上信息可预测Al13和Al14的稳定化合价态分别为 和 。A114应具有元素周期表中哪 类化学元素的性质，理由是： (2) 对Al13和A114的Al—Al键长的测定十分困难，而理论计算表明，Al13和Al14中的Al—Al键长与金属铝的Al—Al键长相当，已知金属铝的晶体结构采取面心立方最密堆积，密度约为2.7g/cm3，请估算Al13和Al14：中Al—Al的键长。 (3) Al13三角二十面体中有多少个四面体空隙，假设为正四面体空隙，如果在其中搀杂其他原子，请通过计算估计可搀杂原子的半径最大为多少? 12．(共11分) (1)－1 +2 (Al13- Al142+) (2分，各1分) 碱土金属 因为Al14容易失去2个电子而呈现+2价 (1分) (2) 根据晶体密度公式可得： 故晶胞参数α=405pm 因为金属铝形成面心立方晶胞，所以原子半径与晶胞参数之间的关系为： 所以估计Al-Al键长约为：2r=2×143pm=286pm (3分) (3) 有20个四面体空隙 (2分) 设Al的半径为R，正四面体空隙可以填充的内切球半径为r， 则正四面体边长b=2R，立方体边长 ， 立方体对角线为： 所以 (3分) （2003）第5题（8分）  在30oC以下，将过氧化氢加到硼酸和氢氧化钠的混合溶液中，析出一种无色晶体X。组成 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 证实，该晶体的质量组成为Na 14.90％，B 7.03 %，H 5.24 %。加热X，得无色晶体Y。Y含Na 23.0%，是一种温和的氧化剂，常温下在干燥空气里稳定，但在潮湿热空气中分解放氧，广泛用作洗涤剂、牙膏、织物漂白剂和美发产品，也用于有机合成。结构分析证实X和Y的晶体中有同一种阴离子Z2-，该离子中硼原子的化学环境相同，而氧原子却有两种成键方式。 4－1 写出X、Y的最简式，给出推理过程。      X的最简式；NaBH8O7    Y的最简式；NaBH2O4 (各1分；写成水合物也可)      推理过程：    Na               B                H             O            14.90/23.0 = 0.648   7.03/10.8 = 0.651    5.24/1.008= 5.20  72.83/16.0=4.55                     1                          1                            8                     7       X变成Y是脱水过程。X为NaBH2O4·3H2O, 则Y中Na的质量百分数为23/99.8 = 0.23     （若X是NaBO3·4H2O，则Y中Na的质量分数为23/81.8=0.28 不符合题意。） (1分) 4－2 用最恰当的视角画出Z2-离子的立体结构（原子用元素符号表示，共价键用短线表示）。       (5分； 不写“2－”不扣分。)       参考图形： （2004年）第13题（9分）88.1克某过渡金属元素M同134.4升（已换算成 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况）一氧化碳完全反应生成反磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧反应生成与NaCl属同一晶型的氧化物。 1．推断该金属是什么； 2．在一定温度下MO可在三氧化二铝表面自发地分散并形成“单分子层”。理论上可以计算单层分散量，实验上亦能测定。(a)说明MO在三氧化二铝表面能自发分散的主要原因。(b)三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。MO中的氧离子在三氧化二铝表面上形成密置单层。画出此模型的图形；计算MO在三氧化二铝（比表面为178 m2/g）表面上的最大单层分散量（g/m2）（氧离子的半径为140 pm）。 1．（88.1g/MM）︰（134.4L/22.4L·mol－1）＝1︰4（1分） MM＝58.7g·mol－1 M是 Ni （1分） （共2分） 2．(a)主要原因是混乱度（熵）增加了（从表面化学键角度讨论焓变、熵变和自由能变化也可）。（1分） (b)氧离子在氧化铝表面作密置单层排列，镍离子有规律地填入三角形空隙（图）。 （密置层1分，填隙1分，共2分） 1个“NiO”截面：(2rO2－)2sin120°＝(2×140×10－12m)2sin120°＝6.79×10－20m2（2分） 1m2Al2O3表面可铺NiO数：1m2/6.79×10－20m2＝1.47×1019（1分） 相当于：74.7g·mol－1×1.47×1019m－2÷6.022×1023 mol－1＝1.82×10－3g(NiO)/m2(Al2O3) （1分）（共4分） （将1个“NiO”截面算成6.78×10－20 m2，相应的1m2Al2O3表面可铺NiO数为1.48×1019，不扣分。 （2006年）第11题（11分） 磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。 11-1.写出合成磷化硼的化学反应方程式。 BBr3＋PBr3＋3H2＝BP＋6HBr （1分） 11-2.分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。 (画不画磷上的孤对电子不影响得分） 平面三角形 三角锥 （2分） 11-3 磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞示意图。 ( 注：填入另外四个四面体空隙也可，但不能一层空一层填）（2分） 11-4 已知磷化硼的晶胞参数a = 478 pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（dB-P）。   dB-P＝ 或 dB-P＝ ( 2分)   11-5 画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示P原子的投影，用虚线圆圈表示B原子的投影）。 ( 4分) （2007）第6题（12分）尿素受热生成的主要产物与NaOH反应，得到化合物A（三钠盐）。A与氯气反应，得到化合物B，分子式C3N3O3Cl3。B是一种大规模生产的化工产品，全球年产达40万吨以上，我国年生产能力达5万吨以上。B在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物C，因此广泛用于游泳池消毒等。 10-1 画出化合物A的阴离子的结构式。 10-2 画出化合物B的结构式并写出它与水反应的化学方程式。 10-3 化合物C有一个互变异构体，给出C及其互变异构体的结构式。 10-4 写出上述尿素受热发生反应的配平方程式。 2007第7题（12分）通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。 1-1 已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H键的键长相等。 1-2 该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。 1-3 该离子是（ ）。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想 模板 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 。该分子的结构简图如下： 1-4 该分子的分子式为 ； 1-5 该分子有无对称中心？ 1-6 该分子有几种不同级的碳原子？ 1-7 该分子有无手性碳原子？ 该分子有无手性？ 第2题（13分） 化合物SOCl2是一种液态化合物，沸点77℃，实验室中可用CaSO3和PCl5混合共热制备。在工业生产和化学实验中，SOCl2是一种重要的化学试剂。在盛有10mL水的锥形瓶中小心地滴加8～10滴SOCl2，可观察到反应剧烈发生，液面上有白雾形成，并逸出刺激性气味的气体。 1．写出CaSO3与PCl5共热制备SOCl2的化学方程式。 2．写出SOCl2与H2O完全反应的化学方程式。 3．设计一些简单实验来验证你写出的化学方程式是正确的。（只需给出实验原理和现象，无须描述实验仪器和操作）。 4．工业上往往用ZnCl2·3H2O和SOCl2混合共热来制取无水ZnCl2。说明该种制法可行性的原因。 5．SOCl2在有机化学中作氯化剂。写出苯甲酸和SOCl2反应的化学方程式。 6．为了使（5）生成的有机物与混溶在其中的过量的SOCl2分离，可以采用的分离操作是 。 1．CaSO3＋2PC15＝CaC12＋2POCl3＋SOC12（2分） 2．SOCl2＋H2O＝SO2＋2HCl（2分） 3．向水解产物的水溶液中通入H2S气体有淡黄色（硫磺）沉淀析出（2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O）；向另一份水解产物的水溶液中加入AgNO3溶液有白色（AgCl）沉淀析出（Ag＋＋Cl－＝AgCl↓）（4分） 4．直接加热ZnCl2·3H2O，由于Zn2＋水解得不到ZnCl2。SOCl2与晶体ZnCl2·3H2O混合共热时，SOCl2优先于Zn2＋与水结合生成HCl，减少了Zn2＋与H2O反应的程度，同时生成的HCl抑制Zn2＋水解，最终得到无水ZnCl2。（2分） 5．－COOH＋SOCl2→－COCl＋SO2↑＋HCl（2分） 6．蒸馏（1分）   _1182953799.unknown _1182953888.unknown _1214658421.unknown _1221051627.unknown _1182953848.unknown _1182953645.unknown _1182953750.unknown _1182953499.unknown