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某核化学实验室新制备了一份纯锕系放射性同位素 ²⁴⁵Ac 样品,测得其初始放射性活度为 320 Bq(完全来自 α 衰变)。将样品避光密封存放,定期测量活度(测量条件与化学状态保持不变),发现经过 40 天后活度恰好降为 20 Bq。已知该同位素在衰变过程中质量数减少 4、原子序数减少 2,即放出 α 粒子。(1)判断 ²⁴⁵Ac 的衰变类型;(2)求该同位素的放射性半衰期 t₁/₂(以天为单位)。
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丙烯(CH₂=CH–CH₃)与过量溴化氢(HBr)在无过氧化物条件下发生亲电加成反应。请写出该反应的主要有机产物的结构简式,并说明产物中溴原子和氢原子各自加到双键哪个碳原子上。
某烷烃的构造简式为 CH₃CH(CH₃)CH₂CH(CH₂CH₃)CH(CH₃)CH₂CH₃。请按系统命名法完成:先确定其最长碳链的碳原子数,写出母体名称;再确定取代基的位次、数目与名称;最后写出该化合物的完整系统名称,并分别说明若从碳链两端编号,取代基位次组有何关系、按何种规则确定最终编号方向。
镧系元素从La到Lu的Ln³⁺离子半径由103.2 pm 依次减小至86.1 pm。已知Ln³⁺半径随原子序数增大近似线性减小,共经历14个间隔,试计算:相邻两元素Ln³⁺离子半径的平均减小量(单位:pm)。
化合物 A(分子式 C₇H₁₄)是某烯烃,经臭氧氧化并在锌粉/水条件下水解,得到两种有机产物:丙酮(CH₃COCH₃)和丁醛(CH₃CH₂CH₂CHO)。请根据烯烃氧化反应的规律:(1) 写出 A 的结构简式;(2) 若将 A 用热的酸性高锰酸钾溶液氧化,写出所得全部有机产物的结构简式并说明各产物中与碳氧双键相连的碳原子个数。
某烯烃的分子式为 C6H12,经臭氧(O3)并在锌粉/水存在条件下还原水解后,只得到一种产物:丙醛(CH3CH2CHO)。请写出该烯烃的结构简式,并写出其与酸性高锰酸钾溶液(KMnO4/H+)在室温下反应所得主要有机产物的结构简式。
已知某镧系元素的基态原子价层电子构型为 4f¹⁴6s²。请回答:(1) 写出该元素基态原子的完整电子排布式中除 [Xe] 以外的部分;(2) 该元素失去最外层 2 个 6s 电子后,离子的 4f 轨道处于何种结构特征?据此判断其 +2 氧化态是否稳定,并说明该元素最高可达 +3 氧化态时对应的离子构型。
已知La³⁺的离子半径为106 pm,Lu³⁺的离子半径为85 pm。镧系元素原子序数从La到Lu共增加14,离子半径随原子序数递增而均匀减小(镧系收缩)。求相邻两种镧系元素三价离子半径的平均减小量(每个原子序数步长,结果保留1位小数),并据此估算Sm³⁺(Z较La大6)的离子半径。
锌族元素氢氧化物的酸碱性存在明显差异。已知:Zn(OH)₂为典型的两性氢氧化物,可与强碱按 Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] 完全反应;Cd(OH)₂基本为碱性,不与该反应中的碱作用;Hg²⁺与NaOH反应直接生成HgO沉淀。某混合固体含Zn(OH)₂ 0.24 mol、Cd(OH)₂ 0.10 mol、HgO 0.10 mol。(1) 按上述反应式计算,至少需2.0 mol/L NaOH溶液多少毫升,才能将其中Zn(OH)₂完全转化为Na₂[Zn(OH)₄]?(2) 反应后过滤,滤渣中含有哪两种物质?各多少摩尔?
已知基态Mn原子的价电子构型为3d⁵4s²,基态Zn原子的价电子构型为3d¹⁰4s²。元素的可达最高氧化态等于其ns电子数与(n-1)d中未成对(可参与成键)电子数之和,d¹⁰为全充满、其电子不参与成键。请据此分别计算Mn与Zn的最高氧化态数值,并求出二者之差,据此说明ds区元素与d区元素在氧化态表现上的差异。
焰色反应是鉴定s区元素的常用方法。某混合溶液经焰色反应观察到两条特征谱线:一条黄色谱线波长为589 nm(钠),一条紫色谱线波长为404 nm(钾)。(h=6.63×10⁻³⁴ J·s,c=3.00×10⁸ m·s⁻¹,N_A=6.02×10²³ mol⁻¹)(1) 计算紫色谱线对应光子的能量(单位 kJ/mol,结果保留三位有效数字);(2) 通过焰色反应能否用同一种简单仪器(如钴玻璃)区分这两种元素?说明依据。
已知 Ksp[Zn(OH)₂]=2×10⁻¹⁷,配离子 Zn(OH)₄²⁻ 的累积生成常数 Kf=5×10¹⁷。某溶液中 c(Zn²⁺)=0.1 mol/L。(1)计算开始生成 Zn(OH)₂ 沉淀所需的最低 c(OH⁻) 及对应 pH;(2)计算使 0.1 mol Zn(OH)₂ 恰好完全溶解生成 Zn(OH)₄²⁻(平衡时 c(Zn(OH)₄²⁻)=0.1 mol/L)所需维持的 c(OH⁻),并据此判断 Zn(OH)₂ 是否为两性氢氧化物。
已知配合物 [FeF6]3- 和 [Fe(CN)6]3- 中铁的氧化态均为 +3,Fe3+ 的价层电子排布为 3d5。试用价键理论判断:(1)指出两种配合物中心离子分别采取何种杂化方式(sp3d2 或 d2sp3),并说明是内轨型还是外轨型;(2)写出各配合物中未成对电子数 n;(3)按公式 μ = √(n(n+2)) B.M.(玻尔磁子)分别计算其磁矩。
298 K 时,铜锌原电池的标准电动势 E° = 1.100 V,电池反应为 Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu。若 c(Zn²⁺) = 0.100 mol/L,c(Cu²⁺) = 0.0100 mol/L,试由能斯特方程计算该电池在此条件下的电动势 E(结果保留三位有效数字)。
某碱金属合金样品进行焰色反应实验:隔着蓝色钴玻璃观察到紫红色光,直接观察呈黄色。已知其火焰光谱中强度最高的两条谱线波长分别为589 nm和671 nm。(1)依据焰色反应判断该合金含哪两种碱金属元素;(2)计算589 nm谱线对应的每摩尔光子能量E₁;(3)计算671 nm谱线对应的每摩尔光子能量E₂及两者能量差ΔE=E₂−E₁。(计算取:h=6.626×10⁻³⁴ J·s,c=3.00×10⁸ m/s,N_A=6.022×10²³ mol⁻¹,结果保留3位有效数字)
某八面体配合物 [M(CN)₆]⁴⁻ 中,中心离子为 Fe²⁺(d⁶ 组态),CN⁻ 为强场配体。已知该配合物中电子成对能 P = 21000 cm⁻¹,且实验测得其磁矩为零(抗磁性)。(1) 写出中心离子 d 电子在八面体场中 t₂g 与 eg 轨道上的排布方式;(2) 根据抗磁性事实判断分裂能 Δo 与 P 的相对大小,并计算该配合物的晶体场稳定化能(以 Δo 与 P 表示);(3) 若 Δo = 35000 cm⁻¹,求以 cm⁻¹ 表示的 CFSE 数值。
某钴(III)的配合物组成为 Co(NH₃)₄Cl₃,其水溶液中加入足量 AgNO₃ 溶液后,1 mol 该配合物恰好沉淀出 1 mol AgCl,其余氯原子均在配位层内。请回答:(1) 写出该配合物的化学式(内界与外界用方括号表示);(2) 用系统命名法命名该配合物;(3) 指出中心离子的配位数;(4) 指出配体 NH₃ 中提供孤对电子的原子(填元素符号)。
某反应 A + B → P,实验测得速率方程为 v = k·c(A)·c(B),活化能 Ea ≈ 53.0 kJ/mol。在 293 K 时测得反应速率 v₁ = 2.5×10⁻³ mol·L⁻¹·s⁻¹。现将温度升高到 313 K,同时把 A、B 的起始浓度各增大为原来的 2 倍(R = 8.314 J·mol⁻¹·K⁻¹)。求新条件下的反应速率 v₂。
在某恒温恒容容器中发生反应 N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g),已知该温度下的标准平衡常数 K=1(以标准压力 p°=100 kPa 为基准的分压平衡常数)。测得此时各组分分压分别为:p(N₂)=100 kPa,p(H₂)=200 kPa,p(NH₃)=200 kPa。请计算此时的压力商与平衡常数之比 Qp/K,并根据勒夏特列原理判断反应将向正反应方向还是逆反应方向移动。
已知 25 ℃ 时,Cu²⁺(aq) 与乙二胺(en)反应:Cu²⁺(aq) + en(aq) ⇌ [Cu(en)]²⁺(aq),其稳定常数 β₁ = 4.0×10^10;Cu²⁺(aq) + 2NH₃(aq) ⇌ [Cu(NH₃)₂]²⁺(aq),其累积稳定常数 β₂ = 4.7×10^7。若将等浓度的 Cu²⁺ 溶液分别加入等浓度的 en 溶液和 NH₃ 溶液中(配体均过量),试计算两个反应的 lg β 值,并结合计算结果说明哪个配体形成的配合物更稳定,简要指出其更稳定的原因(从螯合效应角度)。