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“物质结构与性质”主观题增分强训(二)
1.(2023·山东菏泽统考一模)我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、Ni、Cu等元素。回答下列问题:
(1)下列不同状态的硼中,失去一个电子需要吸收能量最多的是________(填标号,下同),用光谱仪可捕捉到发射光谱的是________。
(2)铵盐大多不稳定。从结构的角度解释NH4F比NH4I更易分解的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)镍能形成多种配合物,其中Ni(CO)4是无色挥发性液体,K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]中的配位原子是____________;K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构,六方氮化硼的结构与石墨类似,可做润滑剂;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可作研磨剂。六方氮化硼的晶体类型为____________;立方氮化硼晶胞的密度为ρ g·cm-3,晶胞的边长为a cm。则阿伏加德罗常数的表达式为________。
解析:(1)硼为5号元素,基态硼原子电子排布为1s22s22p1;为s轨道全满的较稳定结构,故其失去一个电子需要吸收能量最多;中电子处于激发态,电子跃迁回低能量态时会释放能量形成发射光谱,故选C、D;(2)氟离子半径小于碘离子,氢氟键键能更大,更容易形成,故氟更易夺取铵根离子中氢生成HF,导致NH4F比NH4I更易分解;(3)K2[Ni(CN)4]中镍可以提供空轨道,碳可以提供孤电子对,故配位原子是C;K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是K2[Ni(CN)4]为离子晶体,而Ni(CO)4为分子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体;(4)六方氮化硼的晶体结构类似石墨晶体,为混合型晶体;根据“均摊法”,每个晶胞中含8×+6×=4个B、4个N,则晶体密度为ρ g·cm-3= g·cm-3,则NA= mol-1。
答案:(1)A CD
(2)氟离子半径小于碘离子,氢氟键键能更大,更容易形成,故氟更易夺取铵根离子中氢生成HF
(3)C K2[Ni(CN)4]为离子晶体,而Ni(CO)4为分子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体
(4)混合型晶体 mol-1
2.氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,开发高效储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)H3BNH3是一种潜在的储氢材料,其中N原子的价层电子轨道表示式为________。
(2)制备H3BNH3的化学原料为(HB===NH)3,为六元环状物质,与其互为等电子体的有机物分子式为________,CH4、H2O、CO2的键角由大到小的顺序为________,B、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为____________。
(3)C16S8是新型环烯类储氢材料,研究证明其分子呈平面结构(如图所示)。
①C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为________。
②测得C16S8中碳硫键的键长介于C—S和C===S之间,其原因可能是________________________________________________________________________
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(4)某种铜银合金晶体具有储氢功能,它是面心立方最密堆积结构,Cu原子位于面心,Ag原子位于顶点,H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu、Ag原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为__________________。
(5)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞如图所示,该晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的体积为______________(用含ρ、NA的代数式表示即可)。
解析:(1)N原子的价层电子排布式为2s22p3,则N原子价层电子轨道表示式为 ;(2