内容正文:
1. 西北工业大学曾华强课题组借用足球烯核心,成功实现了高效且选择性可精准定制的离子跨膜运输,如图甲所示。
已知:图甲中的有机物为“冠醚”,命名规则是“环上原子个数-冠醚-氧原子个数”。
请回答下列问题:
(1)基态Cs原子的价层电子排布式为___________。基态K原子的核外电子云有___________个伸展方向。
(2)运输Cs+的冠醚名称是___________。冠醚分子中氧原子的杂化类型是___________,冠醚与碱金属离子之间存在微弱的配位键,配位原子是___________(填元素符号)。
(3)几种冠醚与识别的碱金属离子的有关数据如下表所示:
冠醚
冠醚空腔直径/pm
适合的粒子直径/pm
12冠醚- 4
120~ 150
Li+ (152)
15 -冠醚-5
170~ 220
Na+ (204)
18 -冠醚- 6
260~ 320
K+ (276)
___________
340~ 430
Rb+ (304)
Cs+ (334)
18-冠醚-6不能识别和运输Na+和Cs+的原因是___________。观察图甲,冠醚不能识别和运输X-的主要原因可能是___________。
(4)足球烯的结构如图乙所示。1mol足球烯含___________molσ键。
(5)铷晶胞为体心立方堆积,如图丙所示。
铷晶胞的原子空间利用率为___________(用含π的式子表示)。
(6)锂晶胞为六方最密堆积,如图丁所示。锂晶胞中底边长为a pm,高为b pm,设NA为阿伏加德罗常数值,则锂晶胞的密度为___________g· cm-3(用含字母的式子表示)。
2. 铍及其化合物的应用正日益被重视。
(1)重要的含铍矿物绿柱石,其中含2%Cr的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子价电子的轨道表示式为_______。
(2)铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成(最密堆积)。
①铍的熔点(1551K)比铝的熔点(930K)高,原因是Be原子半径比Al原子半径小,_______更强。
②下列有关铍和铝的叙述正确的是_______。(填序号)。
a.都属于p区主族元素 b.电负性都比镁大
c.第一电离能都比镁大 d.氢氧化物均为两性氢氧化物
(3)写出水溶液中反应的化学方程式:_______。
(4)氯化镀在气态时存在分子(A)和二聚分子(B),固态时具有如图所示的链状结构(C)。
①A属于_______(填“极性”或“非极性”)分子。
②B中Be原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上。B的结构式为_______。
③C中Be原子的杂化方式为_______。
(5)BeO立方晶胞如图所示。
①BeO晶体中,的配位数为_______。
②若BeO晶体的密度为,则晶胞参数a=_______nm()。
3. 在科研和工农业生产中,碳、氮、砷(As)、铜等元素形成的单质及其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)As和N同族,基态砷原子的价电子排布式为_______。
(2)基态Cu原子的核外电子有_______种运动状态,未成对电子占据的原子轨道形状为_______。
(3)中C原子的杂化轨道类型为_______,其空间构型为_______。
(4)CuO在高温时分解为O2和Cu2O,请结合阳离子的结构分析,高温时Cu2O比CuO更稳定的原因_______。
(5)向盛有CuSO4溶液的试管中滴加少量氨水,产生蓝色沉淀,继续滴加氨水至过量得到深蓝色溶液。经测定,溶液呈深蓝色是因为存在[Cu(NH3)4]SO4,lmol[Cu(NH3)4]2+含σ键的数目为_______。
(6)金属晶体铜的晶胞如图所示,其堆积方式是_______,铜晶胞的密度为ρg∙cm−3,NA为阿伏加德罗常数的值,则铜晶胞的边长为_______pm(用含ρ、NA的式子表示,写出计算式即可)。
4. 卡塔尔世界杯是2022年全球范围内的体育盛事。世界杯中有不少化学材料的应用,如卡塔尔世界杯比赛用球“Al Rihla”外皮由20块无缝的热黏合聚氨酯板制成。在场馆建筑领域更是离不开中国设计与中国钢材料,如卡塔尔世界杯卢塞尔体育场的“钢筋铁骨”。
(1)聚氨酯,又称聚氨基甲酸酯,简称“”,是指主链中含有氨基甲酸酯特征单元()的一类高分子化合物。基态O原子的价层电子轨道表示式为_______,基态N原子核外电子的空间运动状态有_______种。
(2)氨基甲酸甲酯()可由氯代甲酸甲酯()与氨制得,氨基甲酸甲酯易溶于水。
①氨基甲酸甲酯中碳原子的杂化类型为_______。
②解释氨基甲酸甲酯易溶于水的主要原因:_______。
(3)为提高中国钢材料性能,往往会在钢材料中添加锰和钴元素。与元