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第十四单元 物质结构与性质(选修)
1.解析:(1)根据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知,A中电离最外层一个电子所需能量最大。
(2)乙二胺中N、C原子价层电子对数均为4,均采用sp3方式杂化。乙二胺中氮原子有孤对电子,Mg2+、Cu2+存在空轨道,两者易形成配位键。由于半径Cu2+>Mg2+,Cu2+的配位数比Mg2+大,故乙二胺与Cu2+形成的配合物更稳定。
(3)晶体的熔点高低与晶体类型以及晶体微粒间的作用力有关。Li2O、MgO是离子晶体,离子晶体的晶格能大小影响了晶体熔点的高低,晶格能越大,晶体熔点越高;P4O6、SO2为分子晶体,分子晶体的熔点高低取决于分子间作用力的大小,分子间作用力越大,晶体熔点越高。
(4)由图(b)可知,立方格子面对角线长为a pm,即为4个Cu原子直径之和,则Cu原子之间最短距离为a pm。由图(b)可
知,若将每个晶胞分为8个小立方体,则Mg原子之间最短距离y为晶胞内位于小立方体体对角线中点的Mg原子与顶点Mg原子之间的距离(如右图所示) ,即小立方体体对角线长的一半,则y= pm××=a pm。由图(a)可知,每个晶胞含Mg原子8×+6×+4=8个,含Cu原子16个,则MgCu2的密度ρ= g·cm-3。
答案:(1)A (2)sp3 sp3 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+ (3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O,分子间力(分子量)P4O6>SO2 (4) a a
2.解析:(1)钴是27号元素,位于元素周期表第四周期Ⅷ族,其基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d74s2,则在3d能级的原子轨道中有3个未成对电子, 故答案为:3;
(2)因Fe原子序数为26,位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2, 则基态Fe3+的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5),故答案为:1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5);
(3)同一周期中从左到右元素的电负性依次增大,同一主族元素从上到下电负性逐渐减小,则C、N、H、O的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H;CO(NH2)2的结构简式为:H2NCONH2,可看出分子内共有7个σ键与1个π键,则σ键与π键的个数比为7∶1;醋酸根离子的中心碳原子不提供孤对电子,醋酸分子中两个碳原子处于中心位置,甲基碳原子sp3杂化,羧基碳原子sp2杂化,故其杂化类型为sp2 、sp3,故答案为:O>N>C>H;7∶1;sp2 、sp3;
(4)N2H4与NH3相比,其分子间的氢键数目较氨分子形成的氢键多,则N2H4熔沸点会相对升高,
故答案为:联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键;
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数为6。在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,白色沉淀是硫酸银,说明第一种配体不是硫酸根,硫酸根是外界的离子,而溴离子是内界的配体,则第一种配合物的配体为NH3、Br-;在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀,则沉淀为溴化银,则配体不可能是Br-,即第一种配合物的配体为NH3、SO。故答案为:NH3、Br-;NH3、SO;
(6)根据晶胞结构可知,晶胞中铁原子个数为8×1/8+6×1/2=4,碳原子个数为1+12×1/4=4,因此该物质的化学式为FeC(Fe4C4);晶胞中最近的两个碳原子之间的距离为面对角线的一半,晶胞的边长==cm,则面对角线为cm×,所以晶胞中最近的碳原子之间的距离==××1010pm,故答案为:FeC(Fe4C4);× ×1010pm。
答案:(1)3
(2)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(3)O>N>C>H;7∶1;sp2 、sp3
(4)联氨分子间形成氢键的数目多于氨分子形成的氢键
(5)NH3、Br-;NH3、 SO
(6)FeC(Fe4C4);× ×1010
3.解析:(1)阴影部分元素位于第ⅤA族,其外围电子排布式的通式为:ns2np3;
(2)A.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性N>P>As,所以氢化物的稳定性随着原子序数增大而减弱,A项正确;
B.氢化物的熔沸点与其相对分子质量成正比,但含有氢键的熔沸点最高,氨气分子间存在氢键,因此沸点最高,所以沸点高低顺序是NH3、AsH3、PH3,B项错误;
C.原子半径越小,R-H键能越大,原子半径N<P<As,所以键能由大到小的顺序为NH3、PH3、AsH3,C项正确;
D.NH3、PH3、AsH3的相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增大,与图