高中 | 原子晶体 题目答案及解析

稿件来源:高途

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

近些年来,硼铁合金$\rm ($低铝、低碳$\rm )$ 主要应用于非晶带材软磁材料和永磁材料,是节能环保领域的“朝阳产业”。

已知部分物质的相关性质如下表

物质熔点莫氏硬度
$\rm 1535$ $\rm ^\circ\rm C$$\rm 4.5$
$\rm 2300$ $\rm ^\circ\rm C$接近于金刚石

莫氏硬度以金刚石的硬度$\rm 10$为标准,$\rm 1$表示很软,$\rm 10$表示很硬。

关于硼铁合金的性质说法正确的是                

$\rm A$.硼铁合金的熔点可能为$\rm 1535-2300$ $\rm ^\circ\rm C$

$\rm B$.硼铁合金的熔点可能为$\rm 1250-1310$ $\rm ^\circ\rm C$

$\rm C$.硼铁合金硬度小于$\rm 4.5$

$\rm D$.室温下,硼铁合金能完全溶于足量的浓硫酸

[["

$\\rm B$

"]]

$\rm A$.由分析可知,硼铁合金的熔点低于$\rm 1535$ $\rm ^\circ\rm C$,不可能为$\rm 1535-2300$ $\rm ^\circ\rm C$$\rm A$项错误;

$\rm B$.由分析可知,硼铁合金的熔点低于$\rm 1535$ $\rm ^\circ\rm C$,可能是$\rm 1250-1310$ $\rm ^\circ\rm C$$\rm B$项正确;

$\rm C$.合金的硬度大于组成合金的成分金属的硬度,因而硼铁合金硬度大于$\rm 4.5$$\rm C$项错误;

$\rm D$.室温下,硼铁合金中硼与浓硫酸不反应,浓硫酸能使铁钝化,因而硼铁合金不能完全溶于足量的浓硫酸,$\rm D$项错误;

天然硼有两种稳定核素$\rm ^{10}$ $\rm B($相对原子质量为$\rm 10.01)$$\rm ^{11}B($相对原子质量为$\rm 11.00)$组成,它们的丰度分别为$\rm 19.78\%$$\rm 80.22\%$。以下能表示硼元素的相对原子质量的是                

$\rm A$$\rm 10.01$ $\rm \times $ $\rm 19.78\%+11.00$ $\rm \times $ $\rm 80.22\%$   $\rm B$$\rm 10$ $\rm \times $ $\rm 19.78\%+11$ $\rm \times $ $\rm 80.22\%$

$\rm C$$\rm 10.01$ $\rm \times $ $\rm 50\%+11.00$ $\rm \times $ $\rm 50\%$   $\rm D$$\rm 10$ $\rm \times $ $\rm 50\%+11$ $\rm \times $ $\rm 50\%$

[["

$\\rm A$

"]]

硼原子的相对原子质量$\rm =^{10}$ $\rm B$的相对原子质量$\rm \times ^{10}$ $\rm B$的丰度$\rm +^{11}B$的相对原子质量$\rm \times ^{11}B$的丰度$\rm =10.01\times 19.78\%+11.00\times 80.22\%$

早期硼是采用以氧化硼为原料的铝热法生产工艺,请写出对应的化学反应方程式                

[["

${{\\text{B}}_{\\text{2}}}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}\\text{+2Al}\\begin{matrix} \\underline{\\underline{高温}} \\\\ {} \\\\\\end{matrix}\\text{A}{{\\text{l}}_{\\text{2}}}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}\\text{+2B}$

"]]

硼是采用以氧化硼为原料的铝热法生产工艺,即氧化硼与金属铝在高温下发生置换反应,生成氧化铝和单质硼,反应的方程式为${{\text{B}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+2Al}\begin{matrix} \underline{\underline{高温}} \\ {} \\\end{matrix}\text{A}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+2B}$

$\rm 20$世纪$\rm 70$年代碳热法冶硼逐步代替铝热法,利用碳还原氧化硼,反应的热化学方程式如下: ${{\text{B}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\left( \text{s} \right)\text{+3C}\left( \text{s} \right)\text{=2B}\left( \text{s} \right)\text{+3CO}\left( \text{g} \right)\quad \Delta H=946.2\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{\text{-1}}}$

①反应过程中需要电热一直补充热量的原因                

②已知以上反应$\Delta S=528.8\text{ J}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\cdot {{\text{K}}^{-1}}$,反应发生所需的最低温度                $\rm ($保留一位小数$\rm )$

③碳热法冶硼对比铝热法的优点可能是                $\rm ($不定项$\rm )$

$\rm A$.碳的还原性强于铝

$\rm B$.有利于降低硼铁合金中铝的含量

$\rm C$.另一种产物是气体,便于与硼分离

$\rm D$.能利用反应放出的热能

[["

该反应为吸热反应,需要加热不断促进反应的发生 ; $\\rm 1789.3$ $\\rm K$$\\rm BC$

"]]

①由方程式可知该反应为吸热反应,需要加热不断促进反应的发生,因此反应过程需要一直补充热量;

②该反应$\Delta H=946.2\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{\text{-1}}}$$\Delta S=528.8\text{ J}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{-1}}\cdot {{\text{K}}^{-1}}$,当$\Delta G=\Delta H-T\Delta S=0$时,所需的温度最低,故$T=\dfrac{\text{946}\text{.2 kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{\text{-1}}}}{\text{528}\text{.8}\times \text{1}{{\text{0}}^{\text{-3}}}\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{\text{-1}}}\cdot {{\text{K}}^{\text{-1}}}}\text{=1789}\text{.3 K}$,即反应发生所需的最低温度为$\rm 1789.3$ $\rm K$

③碳热法${{\text{B}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\left( \text{s} \right)\text{+3C}\left( \text{s} \right)\text{=2B}\left( \text{s} \right)\text{+3CO}\left( \text{g} \right)\quad \Delta H=946.2\text{ kJ}\cdot \text{mo}{{\text{l}}^{\text{-1}}}$,铝热法${{\text{B}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+2Al}\begin{matrix} \underline{\underline{高温}} \\ {} \\\end{matrix}\text{A}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+2B}$

$\rm A$.铝的还原性强于碳,而不是碳的还原性强于铝,$\rm A$项错误;

$\rm B$.铝热法的产物为$\rm \text{A}{{\text{l}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}$,可以降低硼铁合金中铝的含量,$\rm B$项正确;

$\rm C$.碳热法中的生成物为$\rm B$$\rm CO$,其中$\rm CO$为气体,与$\rm B$很容易分离, $\rm C$项正确;

$\rm D$.碳热法由方程式可知,该反应为吸热反应,无法利用放出的热量,$\rm D$项错误;

高中 | 原子晶体题目答案及解析(完整版)

去刷题
今日推荐