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高中 | 原子晶体题目答案及解析如下,仅供参考!
选修三
第三章 晶体结构与性质
第二节 分子晶体与原子晶体
原子晶体
华为$\rm Mate60\ Pro$手机于$\rm 2023$年$\rm 8$月底发售,它使用了高性能的国产芯片,体现了我国的芯片技术的飞速发展。
Ⅰ.硅在自然界中有三种稳定的核素,相关信息如下:
核素符号 | 相对原子量 | 丰度$\rm (\%)$ |
$\rm ^{28}Si$ | $\rm 27.977$ | $\rm 92.23$ |
$\rm ^{29}Si$ | $\rm 28.976$ | $\rm 4.67$ |
$\rm ^{30}Si$ | $\rm 29.974$ | $\rm 3.10$ |
硅元素的相对原子量为 $\rm ($保留两位小数$\rm )$,$\rm 12\ g\ SiO_{2}$中$\rm ^{29}Si$的质量为 $\rm ($保留两位小数$\rm )$。
$\\rm 28.09$;$\\rm 0.26\\ g$
"]]依据定义,元素的相对原子质量等于其各天然核素的相对原子质量与其丰度的乘积之和,则硅元素的相对原子质量的计算式:$\rm 27.977\times 92.23\%+28.976\times 4.67\%+29.974\times 3.10\%=28.09$。$\rm 12\ g\ SiO_{2}$中$\rm ^{29}Si$的质量为$\rm 12\ g\times \dfrac{28.09}{28.09+16\times 2}\times 4.67\% \approx 0.26\ g$
硅与碳化硅$\rm (SiC)$均可以作为芯片的材料,比较硅与碳化硅的熔点高低,并说明理由 。
晶体硅的熔点低于碳化硅;两者均为结构相似的共价晶体,熔点与共价键强弱有关,原子半径$\\rm Si\\gt C$,共价键键长$\\rm Si-Si\\gt Si-C$,键能$\\rm Si-Si\\lt Si-C$,故晶体硅的熔点低于碳化硅
"]]晶体硅的熔点低于碳化硅,两者均为结构相似的共价晶体,熔点与共价键强弱有关,原子半径$\rm Si\gt C$,共价键键长$\rm Si-Si\gt Si-C$,键能$\rm Si-Si\lt Si-C$,故晶体硅的熔点低于碳化硅。
下列能说明碳的非金属大于硅的是 。
$\rm A$.甲烷的分解温度高于$\rm SiH_{4}$
$\rm B$.碳与$\rm SiO_{2}$高温下置换出硅
$\rm C$.二氧化碳通入硅酸钠溶液得到白色沉淀
$\rm D$.$\rm CH_{4}$中氢为$\rm +1$价,$\rm SiH_{4}$中氢为$\rm -1$价
$\\rm ACD$
"]]$\rm A$.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,甲烷的分解温度高于$\rm SiH_{4}$,能说明碳的非金属大于硅。
$\rm B$.碳与$\rm SiO_{2}$高温下置换出硅是因为反应高温生成一氧化碳气体逸出,促进反应进行,不能说明碳的非金属大于硅。
$\rm C$.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,二氧化碳通入硅酸钠溶液得到白色沉淀,能说明碳的非金属大于硅。
$\rm D$.$\rm CH_{4}$中氢为$\rm +1$价,$\rm SiH_{4}$中氢为$\rm -1$价,则电负性碳大于氢大于硅,能说明碳的非金属大于硅。
Ⅱ.华为$\rm Mate60\ Pro$手机利用石墨烯薄片液冷散热系统,是全球最强散热手机系统。石墨烯可以看成单层的石墨,它的结构如下:
在石墨烯晶体中,碳原子所形成的六元环数、碳原子数、$\rm C-C$键数之比为 。
$\\rm 1:2$:$\\rm 3$
"]]$\rm 1$个六元环中有$\rm 6$个碳、每个碳被$\rm 3$个环共用,每个碳碳键被$\rm 2$个环共用,故碳原子所形成的六元环数、碳原子数、$\rm C-C$键数之比为$\rm 1:2$:$\rm 3$。
下列关于石墨烯的说法错误的是 。
$\rm A$.石墨烯是一种多烯烃
$\rm B$.石墨烯中碳原子与苯环中碳原子杂化类型相同
$\rm C$.石墨烯与金刚石互为同分异构体
$\rm D$.石墨烯只存在非极性键
$\\rm AC$
"]]$\rm A$.石墨烯为碳单质,不是一种多烯烃,$\rm A$错误。
$\rm B$.石墨烯中碳原子与苯环中碳原子杂化类型相同,均为$\rm sp^{2}$杂化,$\rm B$正确。
$\rm C$.石墨烯与金刚石互为同素异形体,不是同分异构体,$\rm C$错误。
$\rm D$.石墨烯只存在碳碳非极性键,$\rm D$正确。
Ⅲ.废弃的手机主板中可以提取出$\rm Au$、$\rm Ag$等贵金属。主板中的$\rm Ag$用硝酸溶解后,过滤得到$\rm AgNO_{3}$溶液,加入$\rm NaCl$溶液,过滤,向得到固体的加入氨水,得到无色溶液$\rm A$,$\rm A$用水合肼$\rm ({{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O)$还原得到银单质,同时生成一种空气中常见的单质。
已知:水合肼是一种二元弱碱,其电离常数为:${{K}_{\rm i1}}=9.6\times {{10}^{-7}}$,${{K}_{\rm i2}}=1.3\times {{10}^{-15}}$。
溶液$\rm A$中含量最高的阳离子的化学式为 ,写出水合肼与溶液$\rm A$反应的离子方程式 。
$\\rm Ag(N{{H}_{3}})_{2}^{+}$;$\\rm 4Ag(N{{H}_{3}})_{2}^{+}+{{N}_{2}}{{H}_{4}}\\cdot {{H}_{2}}O={{N}_{2}}\\uparrow +4Ag\\downarrow +4NH_{4}^{+}+4N{{H}_{3}}+{{H}_{2}}O$
"]]$\rm AgNO_{3}$溶液加入$\rm NaCl$溶液,过滤得到氯化银沉淀,氯化银固体的加入氨水,氯化银转化为银氨配离子得到无色溶液$\rm A$,故溶液$\rm A$中含量最高的阳离子的化学式为$\rm Ag(N{{H}_{3}})_{2}^{+}$,水合肼具有还原性,还原银氨溶液得到银单质,银元素化合价降低、氮元素化合价升高,则生成一种空气中常见的单质为氮气,结合电子守恒、质量守恒,反应离子方程式为:$\rm 4Ag(N{{H}_{3}})_{2}^{+}+{{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O={{N}_{2}}\uparrow +4Ag\downarrow +4NH_{4}^{+}+4N{{H}_{3}}+{{H}_{2}}O$。
水合肼在工业上常用作还原剂,广泛用于纳米材料的制备,指出无机制备时水合肼作为还原剂的两个优点 。
$\\rm N_{2}$脱离体系易分离,纯度高,无污染
"]]水合肼作为还原剂的优点为:反应转化生成氮气,$\rm N_{2}$脱离体系易分离,纯度高,无污染。
写出水合肼一级电离的方程式 。
$\\rm {{N}_{2}}{{H}_{4}}\\cdot {{H}_{2}}O\\rightleftharpoons {{N}_{2}}H_{5}^{+}+O{{H}^{-}}$
"]]已知:水合肼是一种二元弱碱,则水合肼一级电离的方程式$\rm {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O\rightleftharpoons {{N}_{2}}H_{5}^{+}+O{{H}^{-}}$。
常温下,向水合肼溶液中加入盐酸,使溶液中的含氮微粒浓度:$\rm \left[ {{N}_{2}}H_{5}^{+} \right]\gt \left[ {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O \right]$,需调节的$\rm pH$范围为 。
小于$\\rm 7.95$
"]]已知:水合肼其电离常数为:${{K}_{\rm i1}}=9.6\times {{10}^{-7}}$,${{K}_{\rm i1}}=\dfrac{c{\rm ({{N}_{2}}H_{5}^{+})}c{\rm (O{{H}^{-}})}}{c{\rm ({{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O)}}=9.6\times {{10}^{-7}}$,$\rm \left[ {{N}_{2}}H_{5}^{+} \right]=\left[ {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O \right]$时,$c{\rm (O{{H}^{-}})}=9.6\times {{10}^{-7}}$,$c{\rm ({{H}^{+}})}=\dfrac{1\times {{10}^{-14}}}{9.6\times {{10}^{-7}}}\rm \ mol/L$,$\rm pH=7.95$,则$\rm \left[ {{N}_{2}}H_{5}^{+} \right]\gt \left[ {{N}_{2}}{{H}_{4}}\cdot {{H}_{2}}O \right]$时,需调节的$\rm pH$范围为小于$\rm 7.95$。
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