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精彩三年选考尖峰 化学2023
冲A小卷5 原子结构与分子结构
(建议时间:40分钟)
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1.亚微米级Cu0/Fe3O4复合物多相催化过-硫酸盐降解有机污染
物的过程如下图所示。
回答下列问题。
(1)基态铜原子的M层电子排布
式为____________,其位于元素周期表的_____区。
(2)C、S、H的电负性由大到小的顺序为_________。
3s23p63d10
ds
S>C>H
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【解析】(1)基态铜原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,
故M层电子排布式为3s23p63d10;铜的3d能级排满且4s能级有
电子,其位于元素周期表的ds区。(2)根据元素周期表中电负
性变化规律,元素周期表中元素往右往上电负性增强,且元
素非金属性越强,电负性越大,故C、S、H的电负性由大到
小的顺序为S >C >H。
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2.铜是人类最早使用的金属之一,铜的化合物丰富多彩。
(1)铜与N2O4在一定条件下可制备无水Cu(NO3)2。
①基态Cu2+的电子排布式为__________________________。
(2)邻氨基吡啶( NH2)的铜配合物在有机不对称合成中起催
化诱导效应,其结构简式如图1所示。
①邻氨基吡啶的铜配合物中,C原子
轨道杂化类型为____________。
②1 mol NH2中含有σ键的数目为_____mol。
1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
SO3(或BF3)
sp2、sp3
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(3)铜的某种氯化物的链状结构如图2所示。该氯化物的化学式为_________。
CuCl2
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②1 mol NH2中,含4 mol C—H键,2 mol N—H键,2 mol C—N键,1 mol C===N键,2 mol C—C键,2 mol C===C键,分子中含13 mol σ键;(3)从平面图中可以看出,一个Cu原子周围有4个Cl原子,一个Cl原子周围有2个Cu原子,则Cu与Cl的原子个数比为1∶2,其化学式为CuCl2。
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3.在稀土开采技术方面,我国遥遥领先,我国科学家最早研究
的是稀土钴化合物的结构。请回答下列问题。
(1)钴原子的价电子排布图为______________,其M层上共有
_____个不同运动状态的电子。
(2)已知:配合物中,配位体中含有一个配位原子的配体称为
单齿配体;一个配体中含有两个或两个以上配位原子的配体
称为多齿配体。[Co(NO3)4]2-中Co2+的配位数为4,该配离子
中各元素第一电离能由大到小的顺序为______________(填元
素符号),1 mol该离子中含σ键数目为________。
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N>O>Co
16NA
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(3)①Co的某配合物化学式为CoCl3·3NH3,为八面体结构,其中极性分子有____种。
②该配合物在热NaOH溶液中发生反应产生沉淀,并释放出气体,该反应的化学方程式为
_________________________________________________。
【解析】(1)Co为27号元素,价电子排布式为3d74s2,价电子排布图为 核外每一个电子的运动状态都不一样,M层包含3s23p63d7,故有15个电子运动状态不同。
(2)一般越容易失电子的原子,其第一电离能越小,即在元素周期表中往右往上原子第一电离能增大,但第ⅡA族和第ⅤA族由于价电子排布是全充满或半充满的稳定结构,
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CoCl3·3NH3+3NaOH Co(OH)3↓+3NH3↑+3NaCl
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所以会出现反常现象,故第一电离能:N>O>Co;[Co(NO3)4]2-配位数为4,一个[Co(NO3)4]2-含有4个配位键,所以1个N原子周围形成了4个σ键(配位键也属于σ键),故1 mol配离子中含有σ键16 mol,即16NA。
(3)①八面体结构相当于三维坐标,原点为中心Co3+,3个Cl-和3个NH3共6个粒子,分别分布在三个坐标轴上,如图所示,仅有两种结构: 、