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文档简介
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综合能力训练(二)
(时间:45分钟满分:100分)
一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有一项符合题意)
1.(2022黑龙江绥化高三模拟)化学与生产、生活、环境密切相关。下列有关说法中正
确的是()。
A.使用加酶洗衣粉,水温越高,洗涤效果越好
B.将CCh合成聚碳酸酯类塑料,有利于实现碳中和
C.PM”是指直径大于2.5微米的颗粒污染物
D.可用稀硫酸除去铝锅中的水垢
2.下列操作不能达到实验目的的是()o
选
目的操作
项
加入适量NaOH溶液,振荡、静置、分液,然后向苯酚钠溶液中通入足量的
A分离出苯中少量的苯酚
二氧化碳,分液
向5mL0.2mol-L-'MgCb溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成
比较CU(0H)2、Mg(0H)2溶度积
B后,再滴加
的大小
0.2mol-L」CuC12溶液
C氧化性:Ch>Bn向KBrCh溶液中加入少量苯,再通入少量氯气,振荡
室温下,取等体积等浓度的两份Na2s203溶液,同时分别滴加0.1mol-L-1盐
D探究浓度对速率的影响
酸和l.OmoMJ盐酸
3.(2022广东肇庆二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()。
A.pH=l的盐酸中所含氯离子数目为O.INA
B.3.36LCh和4.8g臭氧中含有的氧原子数均为0.3NA
C.将0」molCb通入含过量NaOH的溶液中,转移的电子数目为0.2NA
D.一定条件下,0.1molBn与0.1molH2充分反应后所含分子总数为0.2NA
4.(2022湖南常德模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增。相邻
元素Y、Z位于同一周期且均具有多种常见气态氧化物。X分别与Y、Z可形成10个
电子的分子。W的单质在空气中燃烧发出耀眼白光。M原子最外层电子数是其K层电
子数的3倍。下列有关说法正确的是()。
A.简单氢化物的稳定性:Y>Z
B.W的最高价氧化物的水化物为强碱
C.X、Y、Z形成的化合物中可能含有极性键和非极性键
D.M在空气中燃烧的主要产物为MO
o
HO人
5.已知有机物I是合成青蒿素的原料之一。下列有关该有机物的说法正
确的是()o
A.分子式为C6Hlic)4
B.可与酸性KMnCU溶液反应
C.既容易发生取代反应,又容易与氢气发生加成反应
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D.是乙酸的同系物,能与碳酸钠反应
6.CH4和CO2都是温室气体,如图是我国科学家利用电解原理成功实现两种气体的处理
装置示意图。下列说法错误的是()。
A.电极A应与电源的负极相连
B.B极上发生反应CO2+2e-^=CO+O2-
C.可以采用石墨烯作电极,提高气体的吸附性
D.工作时,。2-从电极B侧向电极A侧移动
7.AF+与F具有很强的亲和性,当F的浓度过大时,还会形成A1瑶-。A1F3在一定溶剂中存
在分步电离,常温下向某浓度的A1F3溶液中加入NaF,实验测定AF+、A1F2\A1F3
AIF3在所有含铝元素微粒中的百分含量随pF[pF=-lgc(F)]变化如图所示,下列说法错误
的是()o
A.曲线b表示A1F]
B.pF=4时,C(A1F»>C(A1F3)>C(A1F2+)
C.pF=6.6时,3C(A13+)+2C(A1F2+)+C(A1F$)+C(H+)=C(F)+C(OH-)
D.常温下,A13++3F=A1F3的化学平衡常数为1066
二'非选择题(58分,包括必考题和选考题两部分,第8~10题为必考题,每个试题考生都
必须作答。第11~12题为选考题,考生根据要求选择一题作答)
8.(13分)亚硝酰氯(NOC1)常用作催化剂和合成洗涤剂,其沸点为-5.5°C,易水解。某学习
小组在实验室中用如图所示装置制备NOClo已知:HNO2既有氧化性又有还原
性;AgNCh微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=_AgNCh+HNCh。
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回答下列问题。
(1)装置B的作用是。
(2)装置C中长颈漏斗的作用是。
(3)实验开始时,先打开Ki、K2,关闭K3,再打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸,当观察到
C中时关闭Ki、K20向装置D三颈烧瓶中通入干燥纯净Cb,当瓶中充
满黄绿色气体时,再打开Ki、K3,制备NO。。
(4)装置D中干燥管的作用是»
(5)实验过程中,若学习小组同学用酒精灯大火加热制取NO,对本实验造成的不利影响
是、。
(6)NOC1与H2O反应生成HNO2和HCL
①设计实验证明HNO2是弱
酸:
o(仅提供的试剂和用品:1molL」盐酸、1molL」HN02溶液、Na、NaNCh溶液、红色
石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)
②要验证NOCI与H2O反应后的溶液中存在CT和HNO2,合理的操作步骤及正确的顺序
是—(填字母)。
a.向烧杯中滴加过量碘化钾淀粉溶液,溶液变蓝色
b.取1.0mL三颈烧瓶中产品放入烧杯中,加入10.0mLIhO充分反应
c.向烧杯中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
d.向烧杯中滴加足量AgNCh溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸,搅拌,仍有白色沉淀
9.(14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的
铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
-
沉
-淀
水
泥A
氯化铁
样-
品-
盐酸、滤-*沉淀B
一氨水
草
液pH4〜5草酸铁
硝酸硫
一
加热溶液酸酸KMnO
*滤液4
钙一法测定
回答下列问题。
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化镀为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝
酸的目的是,还可使用代
替硝酸。
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(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方
程式为。
(3)加氨水过程中加热的目的是o沉淀B的主要成分
为、(写化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀硫酸处理后,用KMnCU标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知
2+
钙的含量,滴定反应(未配平)为Mn0]+H++H2c2。4—*Mn+C02T+H20o实验中称取
0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500molL-1的KMnCU溶液36.00mL,则该水泥样品
中钙的质量分数为o
10.(16分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(N。、)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。
对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目
的。
(1)脱硝:利用甲烷催化还原NOvo
CH4(g)+4NO2(g)—4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)AWi=-574kJ-mol-1
1
CH4(g)+4NO(g)^=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH2=-1160kJ-mol-
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为。
⑵脱碳:将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)-CH30H(g)+H20(g)AW3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2进行上述反应。测得CCh和
CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。则0~10min内,氢气的平均反应速率为
molL'-min'jM10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1molCCh(g)和1mol
H20(g),则平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某浓度的
NaCl溶液,正极反应式为o在电解一段时间后,NaCl溶液的
pH变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为
moL
图2
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(
H
O
C
H
O
W
T
图3
③取五份等体积的C02和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不
同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数
研CH30H)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述C02转化为甲醇的反应的
(填,或
(3)脱硫:燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铁。硫酸铉水溶
液呈酸性的原因是(用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液
中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+)(填
或"=,,)C(NH3-H2O)o
11.[化学选修3—物质结构与性质]
(15分)化学链合成NH3取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/AbO3、Fe-K2O-
AI2O3、Cs-Ru/MgO等。
请回答下列问题。
⑴基态Fe原子的价电子排布式为,Cs元素位于周期表中
的区。
(2)元素的第一电离能:Mg(填“>”或H、N、。元素的电负性由大到小的
顺序为(用元素符号表示)。
(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为,其空间立体构型为,与NH3
互为等电子体的粒子是(填粒子符号,任写一种)。
(4)已知MgO的熔点为2852℃,CaO的熔点为2572℃,MgO的熔点高于CaO的原因
是_______________________________________________________________________________
(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图
所示。
①与C原子紧邻的Ni原子有个;
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为则c原子的坐标
参数为;
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③已知该晶体的密度为"g-cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子
之间的最短距离为cm。
12」化学选修5—有机化学基础]
(15分)他米巴罗汀⑴可用于治疗急性白血病,其合成研究具有重要意义,合成路线如图所
示:
C00H
OH
I
ORi——CH
加压
i,CH=CH+Ri—C—R2一*R2
0HO
IIDMAP।II
ii.R——NO2NiR—NH2iii.Ri——NH2+R2-C—Cl-------->Ri—N—C-R2+HC1
(1)A中官能团名称是0
(2)B的结构简式是。
⑶试剂a是。
(4)D-—E的化学方程式是0
(5)已知H在合成I的同时,还生成甲醇,G—"1所加物质L的结构简式
是。
(6)B的一种同分异构体符合下列条件,其结构简式
是。
①能发生银镜反应
②核磁共振氢谱只有两组吸收峰
(7)D—E的过程中有多种副产物淇中属于高分子化合物的结构简式
是。
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NH2
(8)0/也是合成他米巴罗汀⑴的一种原料,合成路线如图所示。利用题中所给信息,
可知中间产物的结构简式是________________________________
i.NaOH
甲醇溶液
COOH
H
O
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参考答案
综合能力训练(二)
1.B解析酶的催化应控制在一定温度范围内,防止温度过高而导致蛋白质变性,失去催
化功能,A项错误;碳中和的思想是通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的
二氧化碳排放量,实现二氧化碳"零排放'',将CO2合成聚碳酸酯类塑料,有利于实现碳中
和,B项正确;PM”是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒污染物,C项错误;硫酸会
与铝锅反应,破坏氧化膜使铝锅被腐蚀,D项错误。
2.C解析分离出苯中少量的苯酚,可在混合物中加入适量的NaOH溶液,充分振荡后用
分液漏斗分液,分离出苯酚钠溶液,然后向苯酚钠溶液中通入足量的二氧化碳,再分液即
可,故A不选;向5mL0.2molL-1MgCb溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成
后,再滴加0.2mol-L-1CuCb溶液,白色沉淀转化为蓝色沉淀,可以证明Cu(OH)2、
Mg(OH)2溶度积的大小,故B不选;应向KBr溶液中加入少量苯,再通入少量氯气,振荡,有
机层变橙色,证明氧化性C12>Br2,故C选响等体积等浓度的两份Na2s2。3溶液中同时分
别滴加0.1moldL”盐酸和1.0moLL」盐酸,依据产生沉淀的快慢,可以证明浓度对反应速
率的影响,故D不选。
3.D解析未给出溶液体积,离子数目无法确定,A项错误;没有给出标准状况,无法计算
3.36匕02的物质的量,:8项错误;().1molCb与过量NaOH溶液反应转移的电子数为0.1
mol,C项错误;Bn与H2反应前后分子总数不变,D项正确。
4.C解析由题干信息可知,短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增。
相邻元素Y、Z位于同一周期且均具有多种常见气态氧化物,X分别与Y、Z可形成10
个电子的分子,则X为H,Y为C,Z为N;W的单质在空气中燃烧发出耀眼白光,则W为
Mg或A1;M原子最外层电子数是其K层电子数的3倍,则M为S。Y为C,Z为N,由于
非金属性N>C,故简单氢化物的稳定性为NH3>CH4,即Y<Z,A错误;W为Mg或A1,W的
最高价氧化物的水化物Mg(OH)2为中强碱或A1(OH)3为两性氢氧化物,B错误;X、Y、Z
分别为H、C、N,形成的化合物中可能含有极性键和非极性键,如CH3cH2NH2中既有极
性键又有非极性键,C正确;M为S,S在空气中燃烧生成SO2,即M在空气中燃烧的产物
只为MO2,D错误。
5.B解析该有机物的分子式为C6Hl2。4,A项错误。该有机物分子中的羟基可以被酸性
高镒酸钾氧化,B项正确。通常覆基中的碳氧双键是不能与氢气加成的,C项错误。同系
物要求结构相似,分子组成上相差1个或若干个CH2基团,该有机物不是乙酸的同系物,D
项错误。
6.A解析科学家利用电化学装置将CH4和CO2转化生成C2H4、C2H6、H2O和CO。
2
由原理图可知:阴极上CO2—co,电极反应式为CO2+2e-=-CO+O',阳极生成C2H4的电
极反应式为2cH4+2O2--4e--C2H4+2H2O,据此分析。由原理图可知,阴极上CCh-CO,
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阳极上CH4—C2H4,则电极A为阳极,与电源的正极连接,A错误;电极B上C02得电子
生成CO,电极反应式为CO2+2e—CO+O2,B正确;石墨烯能够导电,且其表面积大,吸附
力强,因此能够提高气体的吸附性,C正确;工作时,。2-向阳极移动,因此从电极B侧向电极
A侧移动,D正确。
7.C解析从左到右pF越来越大,A1F3在溶液中存在分步电离,所以图中a、b、c、d分
别代表AIF3、A1F,A1F2\AM变化曲线,故A正确;图中pF=4时,根据图中信息得到
C(A1F])>C(A1F3)>C(A1F2+),故B正确;pF=6.6时,根据电荷守恒得到
c(Na+)+3c(A13+)+2c(AlF2+)+c(AlF])+c(H+)=c(F)+c(OH-),故C错误;由图可知,pF=-lg
c(F')=3.8时,C(A1F3)=C(A1F力,A1F1+F--A1F3的平衡常数K尸二;鲁篇)=卡=
白=1。3-8,根据pF=-lgc(F-)=5.2时,,俗尸力=。心中2+)八正2++H一人1埒的平衡常数
K2=C(F;:喘2+)=卡=吗根据pF=-lgc(F)=6.6时,C(A产)=C(A1F2+),A13++F-一
A1F2+的平衡常数代=鳌唯=2=磊=106.6常温下A13++3F-A1F3的化学平衡
C(F-)C(A13+)C(F-)10-66
常数为K=KrK2-K3=103.8xl052xl06.6=]0l5.6,故D正确。
8.答案(1)除去NO中的HNO3、N02气体
(2)平衡系统内外压强,避免C中压强过大
(3)红棕色完全消失
(4)防止水蒸气进入三颈烧瓶中与N0C1反应
(5)温度过高造成HNO3分解(或挥发)生成NO气体速度过快,NO来不及反应即大量逸
出
(6)①用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸上,试纸变蓝,说明HNO2是弱酸
②bdc
解析(1)A中制得的NO含有杂质HNO3、NO2,NO不溶于水,而杂质HNO3、NCh均易溶
于水,故B的作用为除去NO中的HNO3、NO2气体。
(2)C中长颈漏斗的作用为平衡系统内外压强,避免C中压强过大。
(3)当C中红棕色完全消失时,不再存在NO2气体,得到比较纯净的NOo
(4)因为亚硝酰氯(NOC1)易水解,所以必须防止有水蒸气进入三颈烧瓶中与NOC1反应,故
D的作用应该是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中。
(5)对圆底烧瓶大火加热,会使得反应迅速产生大量NO气体,会使较多的NO气体未参加
反应便逸出,同时,温度较高时HNO3会分解或挥发,产生较多杂质气体。
(6)①若HNCh为弱酸,则NaNCh会水解,其溶液呈碱性,故可用红色石蕊试纸来检验。②
由已知HNO2既有氧化性又有还原性,可以看出a是通过KI的还原性来检验含有HNO2
的,c是通过酸性KMnCU溶液的氧化性来检验含有HNO2的,d步骤检验氯离子时引入了
稀硝酸,故再通过KI的还原性来检验含有HNO2是不合理的,只能选用c步骤检验
HNCh,故答案为bdco
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9.答案(1)将Fe2+氧化为Fe3+H2O2溶液
(2)SiO2SiO2+4HF——SiF4f+2H2O
(3)促进Fe3+与Al?+水解Fe(OH)3A1(OH)3
(4)45.0%
解析(1)由于Ksp[Fe(OH)2]»Ksp[Fe(OH)3],Fe3+在pH较小时就可以转化为Fe(OH)3沉淀,
所以需要将Fe2+氧化为Fe3+;H2O2是“绿色”氧化剂,可以将Fe?+氧化为Fe?:而且不会引
入杂质。
(2)二氧化硅不溶于盐酸和硝酸,因此沉淀A是SiCh,其与氢氟酸反应的化学方程式为
Si02+4HF=SiF4t+2H20o
⑶盐的水解是吸热反应,加热可以促进Fe3+与A13+水解,有利于使Fe3+和Ap+转化为
Fe(OH)3和A1(OH)3沉淀。沉淀B的主要成分为Fe(OH)3、A1(OH)3。
(4)根据反应可得如下关系式:5Ca2+~5H2c2。4~2KMnO4
33
/i(KMn04)=0.0500molL'x36.00xl0-L=1.8xl0-mol
/i(Ca2+)=l.8x1O_3molx|=4.5x]0-3mol,则水泥样品中钙的质量分数为
空空吧”网空x100%=45.0%o
0.400g
1
10.答案(1)CH4(g)+2NO2(g)—N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=-867kJmor
(2)①0.225正向②O2+4H++4e--2H2。
0.005③<
+
(3)NHt+H2O-NH3-H2O+H=
解析(l)CH4(g)+4NO2(g)——4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)A/7i=-574kJmol-1
①,CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH2=-1160kJmoH②,甲烷直接将NO2
还原为N2的化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)——N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定
11
律寺①+②)可得反应热△"=34”|+八"2)=#-574kJmol-1160kJmor')=-867kJ-moFo
(2)①由图1可知,100±1时,反应已经达到平衡状态,八以(202)=1.000101「-0.25molL
i=0.75mol所以10min内)(CChA:竺署=0.075molL'min」,反应速率之比等于化学
l1
计量数之比,故V(H2)=3V(CO2)=3X0.075molLmin=0.225molL'mintCCh的起始浓度
为1.00molL1而充入CO2的物质的量为1mol,所以可知容器的容积为1L,根据图1可
知:c(CO2)平的=0.25molL」,c(CH3OH)平街=0.75mol-L'o建立"三段式''过程分析可知:
82(g)+3H2(g)一CH30H(g)+H2O(g)
起始
1
1300
(mol-L-1)
转化
0.752.250.750.75
(mol-L-1)
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平衡
0.250.750.750.75
(mol-L-1)
则K=E黑嘿?=:詈;;=人保持温度不变,向该密闭容器中再充入1molC02(g)
(112/U.75XU.253
和1molH2O(g)时,又因为。尸唠鬻警=当<当故平衡正向移动;②在甲醇燃料
C(C02)C(H2)453
电池中,正极。2得电子发生还原反应,酸性介质溶液中,电极反应为O2+4H++4e--2H2。;
闭合回路中相同时间通过的电量相等,电解池的阴极电极反应为2H2O+2e-—
H2T+2OH,NaCl溶液的pH变为13,加(0/)=(10"-10-7)mo].L-ix0.3L=0.03mol,可知电路
中转移0.03mol电子,左侧燃料电池的负极电极反应式为CH3OH+H2O-6e—
CO2T+6H+,可知CH3OH~6e-,〃(CH3OH).x0.03mol=0.005mol;③由图3可知最高点反应
6
达到平衡,达平衡后,温度越高,贝CMOH)越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,逆反应
为吸热反应,则正反应为放热反应,即△“3<0。
(3)(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,NH:水解显酸性,NH:+H2O=NH3H2O+H+,向(NH4)2SO4溶
液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则c(H+)=c(OH)根据电荷守恒可
得:c(NHj)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SOf),则c(NH*)+c(Na+)=2c(S0幻,根据物料守恒有
+
c(NHD+c(NH3・H20)=2c(SO充),故c(Na)=c(NH3-H2O)o
H.答案⑴3d64s2s
(2)>0>N>H
⑶sp3三角锥形H3O+(合理即可)
(4)二者均属于离子晶体,Mg?+的半径小于Ca2+,MgO的晶格能大于CaO
⑸①6②
22'272pNm
解析(2)Mg的最外层为全充满状态,电子能量较低,所以第一电离能Mg>Al;H、N、0元
素的电负性由大到小的顺序为0>N>H;
(3)NH3分子是由极性共价键所形成的极性分子,N原子杂化后的4个sp3轨道中,有一个
杂化轨道上有一对孤电子对不能再结合H原子,只能利用另外3个sp3轨道上的3个单
电子结合3个H原子形成3个N—H键,而孤电子对对这3个键有较强的排斥作用,所以
NH3分子空间立体构型为三角锥形,其中心原子的杂化方式为Sp3杂化;NH3为10电子分
子,所以等电子体可以是H3O+;
(4)从MgO与CaO的熔点均很高,可判断出二者的晶体类型均为离子晶体。但由于Mg?+
的半径小于Ca2+的,MgO的晶格能大于CaO的,故CaO的熔点低于MgO;
(5)①从图中可看出Ni原子位于晶胞的面心上,而C原子位于晶胞的体心上,所以与体心
位置最近的面心共有6个,即与C原子紧邻的Ni原子有6个;
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②a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为G,/0),在三维立体坐标轴中c原子所
在位置为广:,)=0,z=2,所以c原子的坐标参数为(1,0,|);
③设晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为acm,则该晶胞的棱长为鱼acm,晶胞
体积为V=2&a3cm-由于Ni位于面心,所以完全属于一个晶胞的Ni有6x|=3个,Mg位
于顶点,所以完全属于一个晶胞的Mg有8x^=1个,C位于体心,完全属于该晶胞,所以该
O
晶胞的质量可表示为〃『注铲g,则晶体的密度〃书=缶丁廨得
12.答案⑴碳碳三键
OHOH
II
H3C—c—t^c—c—CH3
(2)CH3CH3
⑶浓硝酸、浓硫酸
COOCH3
解析A的分子式为C2H2,为乙快,则A的结构简式为HC三CH;由B的分子式及A的分子
CH3CCH3
式,可确定1个B分子是由1个A分子与2个o发生加成反应生成,从而得出B
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OHOH
II
H3C—c—c^c—c—CH3
的结构简式为CH3CH3
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