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物质的结构与性质综合训练
1.2020年2月15日,由国家科研攻关组的主要成员单位的专家组共同研判磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒(2019-nCoV)的感染。
(1)已知磷酸氯喹的结构如图所示,则所含C、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为 。P原子核外价层电子排布式为 ,其核外电子有 个运动状态。
(2)磷酸氯喹中N原子的杂化方式为 ,NH3是一种极易溶于水的气体,其沸点比AsH3的沸点高,其原因是__________________________________
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(3)H3PO4中PO的空间构型为 。
(4)磷化镓是一种由ⅢA族元素镓(Ga)与ⅤA族元素磷(P)人工合成的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被P原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。
①磷化镓晶体中含有的化学键类型为 (填字母)。
A.离子键 B.配位键 C.σ键 D.π键
E.极性键 F.非极性键
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞中所有原子的分布图如图,则原子2的分数坐标为 。
③若磷化镓的晶体密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ga和P原子的最近距离为 pm。
2.磷酸亚铁锂(化学式:LiFePO4)是锂离子电池电极材料,主要用于动力锂离子电池,作为正极活性物质使用,人们习惯也称其为磷酸铁锂。
(1)基态锂原子核外能量最高的电子电子云轮廓图形状为 ;基态磷原子第一电离能比基态硫的 (填“大”或“小”),原因是
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(2)实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3+。FeCl3与KSCN溶液混合,可得到配位数为5的配合物的化学式是 ,其中硫、碳的杂化类型分别是 、 。
(3)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。PO的空间构型为 ;亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,则H3PO3的结构简式为_______________________________________________________________。
(4)磷酸分子间脱水可生成多磷酸,其某一钙盐的结构如下图所示:
由图推知该多磷酸钙盐的通式为 。
(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与O2-紧邻且等距离的Fe2+数目为 ,Fe2+与O2-最短核间距为 pm。
3.(2022·海南卷)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题:
(1)基态O原子的电子排布式 ,其中未成对电子有 个。
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是_______________________________________________________________。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取 杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是____________________________________
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(4)金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子,Zn与氨水反应的离子方程式为_________________________________________
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(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能,Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是__________________________
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