2025届高三化学二轮复习 专题复习---物质结构与性质
2024-08-11
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内容正文:
2025届高三化学专题复习---物质结构与性质
1.(2024·陕西宝鸡·二模)铁元素被称为“人类第一元素”,铁及其化合物具有广泛的应用,回答下列问题:
(1)铁元素在元素周期表第四周期第 列,属于 区元素,基态铁原子M层的电子排布式为 。
(2)铁形成的常见离子有Fe2+和Fe3+,Fe2+易被氧化为Fe3+,请利用核外电子排布的相关原理解释其原因 。
(3)检验 Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是:取待测液,加入KSCN溶液,观察是否有红色的生成。
①中Fe3+的杂化轨道类型为 (填字母)。
A. B. C. D.
②配体SCN-和H2O的键角大小:SCN- H2O (填“<”“>”或“=”。用杂化轨道理论解释,其原因为 。
③SCN-中所有原子均满足最外层8电子结构。写出SCN-的电子式 。
(4)铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料,其正交晶胞结构如图a所示,沿x轴与z轴的投影图分别如图b和图c所示。
①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相对位置,称作原子坐标。如1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,则3号Fe原子的坐标为 。
②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为 g∙cm-3 (列出计算表达式)。
2.(2024·天津·一模)钛被誉为太空金属和亲生物金属,拥有卓越的金属特性。它在特定温度下能与多种物质发生反应,在生产和日常生活中都能找到它的踪影。
(1)Ti元素在周期表中的位置是 ,基态Ti原子的价电子占据原子轨道数目是 。
(2)熔点是,沸点136.4℃,可溶于苯或,该晶体属于 晶体;的制备是以单质Ti和通过化合反应制得,已知,每转移0.2mol电子放出40.2kJ热量(恢复至室温),请写出该反应的热化学方程式 ;以为原料制备的原理为 (用化学方程式表示)。
(3)已知TiC在碳化物中硬度最大,工业上一般在真空和高温条件下用C还原制取。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为 。
(4)利用钛粉和碳粉反应可生成碳化钛,它在刀具制造领域有重要应用。在该晶体中Ti原子周围紧邻的Ti原子数目为 个;设为阿伏加德罗常数的值,若晶胞边长为,则晶体的密度为 。(写出表达式)
3.(2024·四川南充·二模)早在2000多年前我国已掌握铜镍合金的冶炼,但直到250年前才有科学家制得单质镍。回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子排布式为 。基态铜、镍原子的第二电离能分别为、、的原因是 。
(2)丁二铜肟常用于检验。在稀氨水介质中,丁二酮肟与反应生成鲜红色沉淀,其结构如图所示,该物质中:
①非金属元素电负性由大到小的顺序为 。
②氢氧原子间存在 作用。
③的配位数为 。
④已知:和N位于同一平面。可采用配合物的杂化轨道理论进行解释:原有d电子可违反洪特规则进行重排,再利用外层空轨道杂化后接受N原子提供的孤对电子。则推测采用的杂化轨道类型为 (填字母标号)。
A. B. C. D.
(3)二元铜镍固溶体称为普通白铜,其晶胞结构如图。
已知立方晶胞边长为acm,阿伏加德罗常数为。
①该晶体类型为 ,Cu与Cu之间的最近距离为 pm。
②该晶体密度为 (用含、a的式子表示)。
4.(2024·山东青岛·一模)金属及其化合物广泛应用于生产、生活、国防等多个领域。回答下列问题:
(1)金属Hf(原子序数72)常用于钨丝制造工业,其基态原子价电子排布式为 。基态Br原子能量最高的电子所在轨道形状为 。
(2)AlCl3、FeCl3等金属氯化物易发生二聚,写出AlCl3二聚物的结构式 ,该分子中Al原子的杂化方式为 。
(3)CuSO4⋅5H2O简单的平面结构如图,则该晶体的化学式应表示为 。
该晶体中含有的微粒间作用力有 (填标号)。水分子①的键角 104.5°(填“大于”、“小于”或“等于”),原因为 。
a.离子键 b.氢键 c.非极性共价键 d.极性共价键 e.配位键
(4)金属Hf溴化物离子八面体钾盐晶胞结构如图,化学式为 。已知晶胞参数为anm,则该晶体的密度为 g⋅cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值,该化合物式量为M)。
5.(2024·陕西汉中·一模)Ⅰ.近日,科学家利用铁配合物催化氮气选择性转化成肼。铁配合物结构如图所示(Et为-CH2CH3)。
(1)基态Fe2+价层电子排布式为 ,Fe2+转化为Fe3+失去的是 轨道上的电子。
(2)Fe(depe)(N2)所含元素中,电负性最大的元素是 。P原子的杂化类型是 。
(3)N2H4和H2S的相对分子质量相同,但是常温常压下,N2H4呈液态,而H2S呈气态,其主要原因是 。
Ⅱ.铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
(4)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为 。
(5)铜的晶胞结构如图所示。
①铜晶胞沿x轴方向的投影图是 (填标号)。
A. B. C. D.
②假设铜晶胞参数为anm,铜晶体的密度为bg·cm-3,则铜的相对原子质量为 (设为阿伏加德罗常数的值,用含a、b、的代数式表示)。
6.(2024·海南海口·一模)含硼物质在储氢、有机合成、超导等方面有广泛用途。
(1)金属催化剂M(Co、Ni)催化硼氢化钠水解释放机理如下图所示:
①基态Co原子的电子排布式为 ,其中未成对电子有 个。
②过程Ⅱ中形成化学键的类型有 (填序号)。
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键
③最终会转化为,1个中存在 个配位键。
(2)有机电子器件产品环硼氮六烷的结构如图1所示,环硼氮六烷在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是 。
(3)氮化硼有多种晶体结构。是一种与金刚石类似的正四面体结构晶体;是一种硼和氮原子之间的成键方式与类似的晶体;是一种类似石墨的蜂窝六边形层状结构晶体。它们的晶体结构如图2所示。
①下列有关说法,正确的是 (填序号)。
A.三种BN晶体中B—N键的键长相等
B.晶体的硬度较大
C.中B原子采取的杂化方式是
D.具有一定的润滑性
②已知氮化铝(AlN)晶体也是一种微粒之间以共价键结合的晶体,请用结构知识解释BN晶体熔点比高的原因 。
(4)镁粉与硼粉在一定条件下可合成一种超导体,其晶胞结构如图Ⅰ、Ⅱ所示,则其化学式为 。
7.(2024·上海金山·一模)砷元素(As)广泛分布于自然界中,土壤、水体、矿物和生物体内都含有微量的砷。工业上提取砷的某步反应如下:
(1)砷元素在周期表中的位置是 。
(2)沸点:AsH3 NH3,原因是 。
A.> B.<
(3)关于I~Ⅳ四种物质的说法正确的是___________。
A.I中仅有σ键 B.Ⅱ中部分元素的第一电离能:(O)>(S)
C.Ⅲ中含有的元素中砷的电负性最大 D.Ⅳ中含有的化学键为离子键、共价键
(4)已知H3AsO3为三元弱酸,则分子中As原子存在 对孤电子对,AsO的空间构型为 。
A.正四面体 B.三角锥形 C.角形
(5)溶解于水中的H3AsO4存在如下平衡:H3AsO4H2AsO+H+,H2AsOHAsO+H+,HAsOAsO+H+。目前常用吸附法消除水中的砷,已知pH越大,吸附剂表面带的负电荷越多。分析吸附剂对砷的吸附量随pH升高而下降的原因 。
(6)砷和镍(Ni)形成某种晶体的晶胞如图1所示,图2为该晶胞的俯视投影图。
该晶胞中含有 个Ni原子。该晶体的密度 ρ = g·cm-3。(设NA为阿伏加德罗常数,该晶体的摩尔质量为M g·mol-1,用含 a、b、M和NA的代数式表示。)
8.(2024·山东济南·一模)含氮物质在工业上应用非常广泛。将单质钡(Ba)、铼(Re)以一定比例混合,于特制容器中加热,依次通入N2、O2可制得某黑色晶体,该晶体晶胞如图所示,含有多个由Ba(+2)、Re(+4)、O(-2)和N(-3)组成的八面体与平面三角形,括号中为其化合价。
回答下列问题:
(1)基态Ba原子的简化电子排布式为 ,N、O、Ba简单氢化物的沸点由高到低的顺序为 (填化学式)。
(2)NO中N原子的杂化方式为 ,下列离子或分子与互为等电子体的是 (填标号)。
a. b. c.SO3 d.
(3)苯胺()中N原子与苯环形成p-π共轭,、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
(4)该晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为 ,晶体的化学式为 。
(5)晶胞参数为apm、apm、cpm,,,该晶体的密度为 g·cm-1(写出表达式)。
9.(2024·四川雅安·一模)某合金基体是铁碳合金,还含有一定量的Cr、Ni、Cu、C等元素。回答下列问题:
(1)基态碳原子核外电子所处的最高能层符号为 ,基态的外围电子排布图为 。
(2)六羰基铬中键和键的个数比为 ,与CO互为等电子体的是 。
A. B. C. D. E.
(3)完成下列含碳化合物相关分析:
A. B.
①A分子中采取杂化的碳原子有 个。
②B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点,其原因是 。
(4)是离子晶体,其晶格能可通过Born-Haber循环计算得到。
通过图中数据 (填“能”或“不能”)计算出Cu原子的第一电离能,的晶格能为 。
(5)的晶胞结构如图所示,A的原子坐标参数为,B为,则C的原子坐标为 ;已知该晶体的密度为,和的半径分别为和,代表阿伏加德罗常数的值,则该晶胞中离子的空间利用率为 (用代数式表示)。
10.(2024·四川成都·二模)以砷化铝(AlAs)作催化剂,实现了在常压、100~300℃的条件下合成氨。
(1)基态As原子的核外价电子的轨道表示式为 ;第一电离能I1(As) (填“大于”或“小于”) I1(Se),其原因是 。
(2)As3S4的分子结构中均为单键,且每个原子最外层均满足8e-稳定结构,则该分子中所含共价键的数目为 ;该分子中S原子的杂化轨道类型为 。
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间结构都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。
(4)近年来,人们发现NH3AlH3可与多种小分子氢化物形成双氢键。双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性的相互作用,其结构可表示为X—H…H—Y(“—”表示共价键,“…”表示形成的双氢键)。根据上述信息,NH3AlH3与HF形成的双氢键可表示为 。
(5)Be和Al的性质相似,在500~600℃气相中,氯化铍以二聚体Be2Cl4的形式存在,1 mol Be2Cl4中含有的共价键数目为 。BeO晶体晶胞结构与ZnS类似,如图所示。该晶胞中原子的位置可以用原子分数坐标表示,若原子A、B的坐标分别为(0,0,0)、(,,);则C原子的坐标为 。设O与Be的最近距离为a pm,用NA表示阿伏加德罗常数的值,则BeO晶体的密度为 g/cm3(用含a和NA的计算式表示)。
11.(2024·山东聊城·一模)元素周期表中,第四周期元素单质及其化合物在化工生产和研究中有重要的应用。
(1)Ti能形成化合物,该化合物中的配位数为 ,在该化合物中不含 (填标号)。
A.键 B.键 C.配位键 D.离子键 E.极性键 F.非极性键
(2)在ZnO催化作用下,呋喃()可与氨反应,转化为吡咯(),吡咯分子中所有原子共平面,已知大π键可以用表示,其中m表示参与形成大键的原子数,n代表大键中的电子数,则吡咯中大键可以表示为 。呋喃的熔、沸点 吡咯(填“高于”或“低于”),原因是 。
(3)是一种紫色晶体,其中DMSO为二甲基亚砜,化学式为。中键角 中键角(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)硒氧化铋是一类:全新二维半导体芯片材料,为四方晶系晶胞结构(如图所示),可以看成带正电的层与带负电的层交替堆叠。据此推断硒氧化铋的化学式为 。晶胞棱边夹角均为90°,则晶体密度的计算式为 (为阿伏加德罗常数的值)。
12.(2024·四川德阳·二模)“无机”碳化学的一个重要领域是含有C—N键的化合物,其中重要的化合物有氰、氰化氢、氰化物、氰酸盐等。回答下列问题:
(1)基态的价层电子轨道表示式为 。
(2)与卤素性质相似,与反应生成HCN和HOCN,反应中所含元素的电负性由大到小的顺序为 ,中C原子的杂化方式为 。
(3)科学家研究发现,在低温下,HCN可结晶成晶体,在晶体中HCN分子排列可形成的无限长链,其原因是 ;写出分子的链状结构 。
(4)将氰化物与氟化物或氯化物一起反应,即可得FCN和ClCN,它们的沸点数据如下表所示:
FCN
ClCN
沸点/K
227
286
ClCN的沸点比FCN的沸点高原因是 。
(5)氰酸根离子可与大多数金属阳离子形成氰化物,几种金属氰化物的晶胞转化关系如图一所示,从普鲁士蓝晶胞中切出的结构,如图二所示。
①下列说法正确的是 (填标号)。
A.每个普鲁士蓝晶胞中含6个键
B.普鲁士白的化学式为
C.格林绿晶体中周围等距且最近的数目为12
②已知普鲁士白晶胞的晶胞参数均为a pm,设为阿伏加德罗常数的值,则普鲁士白晶体密度为 (用含、、计算式表示)。
13.(2024·四川巴中·一模)硼(B)是一种重要的类金属元素,在化工、冶金等行业具有重要的应用价值。请回答:
(1)基态B原子的核外电子排布式是 。
(2)乙硼烷水解生成硼酸(H3BO3),常温常压下硼酸晶体结构为层状,其二维平面结构如图
①硼酸晶体属于 晶体(填“离子”或“分子”),电负性:B O。(填“>”或“<”)
②1 mol H3BO3的晶体中含有 mol氢键,B原子的杂化方式为 。
③硼酸是一元弱酸,它本身不给出质子,但是溶于水后能给出。请解释硼酸水溶液呈酸性的原因(请用相关文字解释): 。
(3)近年来硼氢类离子液体作为火箭推进剂燃料得到了广泛使用。该化合物(如图所示)中不存在的作用力有 (填字母)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.键 e.键 f.氢键
(4)硼化钙晶胞结构如图所示,B原子构成八面体,各个顶点通过键互相连接成三维骨架,八个多面体围成立方体,中心为,晶胞密度为。
①硼化钙的化学式为 。
②晶胞边长为 nm(已知NA为阿伏加德罗常数)。
14.(2024·山东·一模)硼单质及其化合物有重要的应用。阅读下列材料,回答问题:
硼晶体熔点为2076℃。BF3可与NH3反应生成NH3·BF3。乙硼烷(B2H6)具有还原性,易水解生成H3BO3 (一元弱酸);乙硼烷可与NH3反应生成氨硼烷(NH3·BH3),其在一定条件下可以脱氢,最终得到氮化硼;乙硼烷也可与NaH反应生成NaBH4。
(1)下列说法正确的是___________(填字母)。
A.元素的电负性大小顺序是O>N>B>H
B.乙硼烷水解方程式为B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2↑
C.氨硼烷分子中N提供孤电子对,B提供空轨道形成配位键
D.NaBH4晶体中存在的相互作用有离子键、共价键、氢键
(2)基态硼原子的最高能级电子排布式是 ;单质硼的晶体类型是 ;写出H3BO3的电离方程式: ;F-B-F键角比较:BF3 (填写“>”“<”) NH3·BF3;的空间结构是 。
(3)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂,但不能导电。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图甲所示。
①六方氮化硼中,距离B原子最近的B原子个数为 。若阿伏加德罗常数的数值为NA,晶体相关参数如图所示,晶体密度为 g/cm3(用含有a、c、NA的式子表示)。
②另一种立方BN晶体与金刚石结构相似,其晶胞结构如图乙。图丙中表示N原子的投影位置,在图中用标出B原子的投影位置 。
15.(2023·山东·模拟预测)硒是典型的半导体材料。
(1)是硒的一种放射性同位素,其中子数与价电子数之差为 ,、、其沸点从大到小的顺序是 。
(2)是一种无色液体,其分子空间构型是 (填标号)。
a. b. c. d. e.
与结构相似,其键角较大的是 。
(3)锂硒电池正极的充放电原理为
硒晶胞中含有 个原子,若晶胞参数边长为,在晶胞中2个、间距离是 ,填充在的 型空隙中,充电过程正极材料体积 (填“膨胀”、“不变”或“收缩”)
(4)与可形成直线型阴离子(结构如下),其中 。
16.(2024·上海静安·一模)铁元素是人体必需的元素之一,补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表;第二代口服补铁剂以乳酸亚铁、富马酸亚铁等为代表。
(1)铁元素位于元素周期表的_____。
A.s区 B.d区 C.p区 D.f区
(2)基态Fe2+的核外电子排布式是_____。
A.[Ar]3d54s2 B.[Ar]3d54s1 C.[Ar]3d5 D.[Ar]3d6
(3)实验室配制FeSO4溶液时,常加入少量的_____。
A.铁粉 B.铜粉 C.盐酸 D.硫酸
(4)检验FeSO4溶液是否变质的试剂可用_____。
A.稀盐酸 B.酚酞试液 C.KSCN溶液 D.苯酚
(5)血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质。血红蛋白中电负性最大的元素是 (填写元素符号);O2通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合,O2提供 ,Fe2+提供 。
(6)某兴趣小组用酸性KMnO4溶液滴定Fe2+,通过测定Fe2+的含量来计算某补铁剂中[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O(乳酸亚铁)的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因可能是 。
(7)富马酸()和马来酸()为顺反异构体,两者的熔点及电离平衡常数如下表:
物质名称
熔点
Ka1
富马酸
300℃
a
马来酸
140℃
b
①富马酸分子中的σ键和π键个数比为 。
②氢键不仅存在于分子之间,也可以存在于分子内。解释富马酸的熔点比马来酸的熔点高的原因 。预测a b(填“>”、“<”或“=”)。
17.(2024·陕西宝鸡·模拟预测)国际权威学术期刊《自然》最近报道,我国科学家选择碲化锆(ZrTe5)和砷化镉(Cd3As2)为材料验证了三维量子霍尔效应。请回答下列问题:
(1)Zr是Ti的同族相邻元素,位于周期表的 区;Ti元素在周期表中的位置 。
(2)周期表中As与Se同周期相邻,Te与Se同主族且相邻,这三种元素第一电离能由大到小的顺序是 。基态As原子的价电子排布式是 。
(3)Cd2+与NH3可形成配离子[Cd(NH3)4]2+。
①该离子中不含的化学键类型有 (填字母)。
A.离子键 B.配位键 C.σ键 D.共价键 E.π键
②已知该离子中2个NH3被2个Cl-替代只得到一种结构,则该离子的立体构型为 。
(4)含砷有机物“对氨基苯砷酸”的结构简式如图所示,As原子的轨道杂化类型为 ,1个对氨基苯砷酸分子中含有σ键的数目为 。
(5)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,称作原子的分数坐标。四方晶系Cd-Sn-As形成的化合物的晶胞结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子
x
y
z
Cd
0
0
0
Sn
0
0
0.5
As
0.25
0.25
0.125
①找出此晶胞中距离Cd(0,0,0)最远的As的位置 或 (用分数坐标表示)。
②该化合物的化学式为 ,此晶体的密度为 g/cm3(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为NA)。
18.(2023·四川绵阳·一模)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚来诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如图:
(1)Se与S同族,基态硒价电子排布简式为 ,基态Se原子核外电子有 种空间运动状态不同的电子。
(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是 。
(3)关于上图4种物质,下列说法正确的有 。
A.Ⅰ中仅有键
B.Ⅰ中的Se-Se键为非极性共价键
C.II易溶于水
D.II中原子的杂化轨道类型只有sp与sp3
E. Ⅰ~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
F.Ⅳ中具有孤对电子的原子只有O
(4)酸性强弱H2SeO4 H2SeO3(填“>”或“<"),的立体构型为 。
(5)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图a,沿x、y、z轴方向的投影均为图b。
①X的化学式为 。
②设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为ρg/cm3,则X中相邻K之间的最短距离为 nm((列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 8 d 3s23p63d6
(2)Fe2+的价电子排布式为3d6,再失去1个电子可以形成3d5的半充满稳定状态,所以易被氧化为Fe3+
(3) C > SCN-的中心C原子采用sp杂化,分子呈直线形,键角为180°,而H2O的中心O原子采用sp3杂化,O原子的最外层有2个孤电子对,H2O呈V形结构,键角小于180°
(4)
【详解】(1)铁为26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,在元素周期表第四周期第8列,属于d区元素,基态铁原子M层的电子排布式为3s23p63d6。
(2)Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d轨道处于充半满稳定状态,则Fe2+易被氧化为Fe3+,利用核外电子排布的相关原理解释其原因:Fe2+的价电子排布式为3d6,再失去1个电子可以形成3d5的半充满稳定状态,所以易被氧化为Fe3+。
(3)①中Fe3+与配离子形成6个配位键,则杂化轨道数为6,杂化轨道类型为sp3d2,故选C。
②SCN-与CO2互为等电子体,中心C原子的价层电子对数为2,发生sp杂化,分子呈直线形,而H2O的中心O原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,O原子的最外层有2个孤电子对,H2O呈V形结构,则键角大小:SCN->H2O。用杂化轨道理论解释,其原因为:SCN-的中心C原子采用sp杂化,分子呈直线形,键角为180°,而H2O的中心O原子采用sp3杂化,O原子的最外层有2个孤电子对,H2O呈V形结构,键角小于180°。
③SCN-中所有原子均满足最外层8电子结构,其与CO2互为等电子体,则SCN-的电子式。
(4)①1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,则正交晶胞的底面棱长为1,直立棱总长为1,3号Fe原子位于第三个小晶体的顶面上、离y轴、离右边线(),则3号 Fe的坐标为。
②晶胞中,含Y原子个数为=2,含Fe原子个数为2,含O原子个数为=6,则晶体化学式为YFeO3。若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度为=g∙cm-3。
【点睛】计算晶胞中含有的微粒数目时,常使用均摊法。
2.(1) 第四周期ⅣB族 3
(2) 分子 Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l) △H=﹣804 kJ/mol TiCl4+(x+2)H2O= TiO2xH2O↓+4HCl
(3)O>C>Ti
(4) 12
【详解】(1)Ti的质子数是22,基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2,在周期表中的位置是第四周期ⅣB族,基态Ti原子的价电子占据原子轨道数目是3;
(2)钛的化合物TiCl4,熔点为-24℃,沸点为136.4℃,熔点较低,因此固态TiCl4属于分子晶体;的制备是以单质Ti和通过化合反应制得,反应中钛化合价由0变为+4,转移4个电子,已知,每转移0.2mol电子放出40.2kJ热量,则1molTi参与反应放出热量,则热化学方程式为:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l) △H=﹣804 kJ/mol;TiCl4遇水发生剧烈的水解生成盐酸和,反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O= TiO2xH2O↓+4HCl;
(3)同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为O>C>Ti;
(4)以体心的Ti为例,在该晶体中Ti原子周围紧邻的Ti原子在同层、上下层各有4个,则数目为12;根据“均摊法”,晶胞中含个C、个Ti,则晶体密度为。
3.(1) 3d84s2 铜元素失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
(2) O>N>C>H 共价键、氢键 4 C
(3) 金属晶体
【详解】(1)镍为28号元素,基态原子的价电子排布式为3d84s2;元素铜与镍的第二电离能分别为:、,铜原子失去一个电子后Cu+的价电子排布为3d10,3d轨道全充满的电子,能量较低,较稳定,再失去一个电子较难。镍失去一个电子后Ni+的价电子3d104s1电子,再失去一个电子,失去的是4s能级轨道上的电子较容易,所以元素铜的第二电离能大于镍的第二电离能,故答案为:铜元素失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子;
(2)①同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;非金属元素电负性由大到小的顺序为O>N>C>H。
②图示中氢氧原子间实线为氢氧共价键、虚线为氢键,故存在共价键、氢键的作用。
③由图可知,和4个氮形成配位键,配位数为4。
④的价电子排布式为3d8,,原有d电子可违反洪特规则进行重排而空出1个轨道,且镍形成4个共价键,则应该为,故选C;
(3)①该物质为合金,晶体类型为金属晶体,Cu与Cu之间的最近距离为面对角线的二分之一,为;
②根据“均摊法”,晶胞中含个Ni、个Cu,则晶体密度为。
4.(1) 5d26s2 哑铃形
(2) sp3
(3) [Cu(H2O)4]SO4·H2O abde 大于 ①中水分子形成氢键,导致中心氧原子孤电子对对成键电子对斥力减小
(4) K2[HfBr6]
【详解】(1)Hf为72号元素,位于第六周期第ⅣB族,其基态原子夹层电子排布式为5d26s2,基态Br原子能量最高的电子位于4p轨道,该轨道呈现哑铃形;
(2)AlCl3二聚物中Cl的孤对电子和Al形成配位键结构简式为:,其中Al形成4个σ键没有孤对电子,杂化方式为sp3;
(3)根据图示可知该晶体的化学式表示为:[Cu(H2O)4]SO4·H2O;该晶体中存在有配位键,配位键和O-H、S-O为极性共价键,[Cu(H2O)4]2+和间存在离子键,水分子和配位水分子之间以及水分子和硫酸根离子之间存在氢键;水分子①的键角大于104.5°原因是①中水分子形成氢键,导致中心氧原子孤电子对对成键电子对斥力减小。
(4)根据图示可知[HfBr6]n-:,K+:8,故其化学式为K2[HfBr6],该晶体的密度为。
5.(1) 3d6 3d
(2) N sp3
(3)N2H4分子间存在氢键,H2S分子间只存在范德华力,氢键的作用力比范德华力强
(4) sp3 K2CuCl3
(5) A
【详解】(1)Fe为26号元素,基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2,基态Fe2+价层电子排布式为3d6;Fe2+转化为Fe3+失去的是3d轨道上的电子;
(2)Fe(depe)(N2)所含元素有:C、N、H、P、Fe,电负性最大的元素是N;由图可知,P原子形成3个键,并且孤电子对形成了配位键,杂化类型是sp3;
(3)N2H4和H2S的相对分子质量相同,但是常温常压下,N2H4呈液态,而H2S呈气态,其主要原因是:N2H4分子间存在氢键,H2S分子间只存在范德华力,氢键的作用力比范德华力强;
(4)a位置上Cl原子形成2个σ键,含有2个孤电子对,价层电子对数为4,属于sp3杂化;氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,其中一种化合物的化学式为KCuCl3,其铜元素化合价为+2,阴离子为,另一种化合物阴离子与其结构相同,但铜元素化合价为1,阴离子为:,该化合物为:K2CuCl3;
(5)①由图可知,Cu位于面心和顶点,铜晶胞沿x轴方向的投影图是A;
②由均摊法得,1个晶胞中Cu的数量为:,物质的量为:,晶胞的质量为:,Cu的摩尔质量为:,相对分子质量与摩尔质量(单位为g/mol)数值上相等,即铜的相对原子质量为。
6.(1) 3 CD 1
(2)热水破坏了环硼氮六烷晶体中的分子间氢键,并且使环硼氮六烷分子与水形成分子间氢键,溶解度增大
(3) BD B的原子半径比Al小,故BN晶体的键长短、键能大
(4)MgB2
【详解】(1)①Co是第27号元素,基态Co原子的电子排布式为:;其中未成对电子有3个;
②由图可知,过程Ⅱ中形成H-H非极性共价键、B-O极性共价键,故选CD;
③B的最外层只有3个电子,最多形成3个共有电子对,因此1个中存在1个配位键;
(2)热水破坏了环硼氮六烷晶体中的分子间氢键,并且使环硼氮六烷分子与水形成分子间氢键,溶解度增大;
(3)①A.由图可知,三种BN晶体的结构不同,B—N键的键长不相等,故A错误;
B.c−BN是一种与金刚石类似的正四面体结构晶体,键长较短,键能较大,硬度和熔点都很大,故B正确;
C.w−BN中B原子形成3个共价键,1个配位键,采取的杂化方式是sp3,故C错误;
D.h−BN是一种类似石墨的蜂窝六边形层状结构,层与层之间是靠范德华力维系的,容易滑动,具有一定润滑性,故D正确;
故选BD;
②B的原子半径比Al小,故BN晶体的键长短、键能大,因此BN晶体熔点比AlN高;
(4)由均摊法可知,1个晶胞中B的个数为6,Mg的个数为,其化学式为:MgB2。
7.(1)第四周期、第VA族(第15族)
(2) B NH3分子间存在氢键
(3)BD
(4) 1 B
(5)随着pH增大,吸附剂表面的负电荷增多;pH增大,电离平衡正向移动,含砷微粒所带负电荷增多。由于静电斥力,吸附剂对砷的吸附量减小
(6) 2
【详解】(1)砷元素最外层5个电子,有4层,所以在周期表中的位置为:第四周期、第VA族;
(2)①AsH3<NH3;
②AsH3与NH3都是分子晶体,NH3分子间形成氢键,PH3只有范德华力,所以熔沸点AsH3<NH3;
(3)A.I中有σ键和π键,A错误
B.Ⅱ中部分元素的第一电离能:(O)>(S),O和S为于同一主族,从上往下第一电离能在减小,B正确;
C.Ⅲ中含有的元素中电负性最大的也是非金属性最强的,应该为O,C错误;
D.Ⅳ中含有钠离子与碳酸根之间的离子键,碳酸根中的碳氧原子之间的共价键,D正确;
故选BD。
(4)①中孤电子对=;
②的σ键为3,孤电子对为1,所以空间构型为三角锥,故选B;
(5)吸附剂对砷的吸附量随pH升高而下降的原因为:随着pH增大,吸附剂表面的负电荷增多;pH增大,电离平衡正向移动,含砷微粒所带负电荷增多,由于静电斥力,吸附剂对砷的吸附量减小。
(6)①由图可知,As在内部,为2个,Ni在8个顶点和4个棱上,为;
②晶胞的体积为cm3,所以密度为:g·cm-3。
8.(1) [Xe]6s2 BaH2>H2O>NH3
(2) sp2 ac
(3)
(4) 1∶2 Ba6O(ReN3)2
(5)
【详解】(1)钡元素的原子序数为56,基态原子的简化电子排布式为[Xe]6s2;氢化钡是沸点较高的离子晶体,氨分子和水分子是沸点低的分子晶体,水分子间形成氢键的数目多于氨分子,分子间作用力大于氨分子,沸点高于氨分子,所以简单氢化物的沸点由高到低的顺序为BaH2>H2O>NH3,故答案为:[Xe]6s2;BaH2>H2O>NH3;
(2)硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3、孤电子对数为0,氮原子的杂化方式为杂化sp2,碳酸根离子和三氧化硫分子与硝酸根离子的原子个数都为4、价电子数都为24,互为等电子体,故答案为:sp2;ac;
(3)
分子中甲基为推电子基团,会使氨基中氮原子电子云密度大于,碱性强于;分子中氮原子不能与与苯环形成p-π共轭,氨基中氮原子电子云密度大于,碱性强于,所以碱性最弱的为,故答案为:;
(4)由晶胞结构可知,晶胞中位于棱上和体内的八面体个数为4×+2=3,位于棱上和体内的平面三角形的个数为8×+4=6,则晶体中含有的八面体和平面三角形的个数比为1∶2;由化合价代数和为0可知,八面体为Ba6O10+、平面三角形为ReN,则晶体的化学式为Ba6O(ReN3)2,故答案为:1∶2;Ba6O(ReN3)2;
(5)设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=asin60º×a×c×10-30×d,解得d==,故答案为:。
9.(1) L
(2) 1∶1 AD
(3) 7 有机物B易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,故B的沸点低
(4) 不能 5643
(5) %
【详解】(1)
碳元素的原子序数为6,基态原子的核外有2个能层,最高能层为L能层;铬元素的原子序数为24,基态铬离子的外围电子排布式为3d3,外围电子排布图为,故答案为:L;;
(2)一氧化碳与氮气分子、离子、离子的原子个数都为2、价电子数都为10,互为等电子体,等电子体具有相同的空间结构,氮气分子中含有氮氮三键,则等电子体CO中也含有三键结构,六羰基铬中配位键为σ键,三键中含有1个σ键和2个π键,则分子中的σ键和π键的个数比为1∶1,故答案为:1∶1;AD;
(3)①由结构简式可知,A分子中苯环上的碳原子和酮羰基碳原子的杂化方式为sp2杂化,共有7个,故答案为:7;
②由结构简式可知,有机物B为易形成分子内氢键的邻羟基苯甲醛,而对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以沸点高于邻羟基苯甲醛,故答案为:有机物B易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,故B的沸点低;
(4)原子的第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子变为气态离子所需能量,由图可知,图中失去电子铜原子为固态,所以不能确定铜原子的第一电离能;离子化合物的晶格能是指气态基态离子形成lmol离子化合物所释放的能量,则氮化亚铜的晶格能为3285kJ/mol—822kJ/mol+3180kJ/mol=5643 kJ/mol,故答案为:不能;5643;
(5)由晶胞中位于顶点的A的原子坐标参数为、位于顶点的B的原子坐标参数为可知,晶胞的边长为1,则位于棱上的C的原子坐标为;由晶胞结构可知,位于顶点和面心的镍离子的个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的氧离子个数为12×+1=4,由题意可知,晶胞中镍离子和氧离子的体积之和为pm3,由晶胞的质量公式可知,晶胞的体积为pm3,则该晶胞中离子的空间利用率为%,故答案为:;%。
10.(1) 大于 As的价电子排布式为4s24p3,4p能级为半充满结构,能量更低,更稳定
(2) 10 sp3
(3)电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键
(4)Al—H…H—-F
(5) 6NA (,,)
【详解】(1)As是33号元素,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,根据构造原理,可知基态As原子核外价层电子排布式是4s24p3,由于原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这种排布使原子的能量最低,处于稳定状态,则其价层电子的轨道表达式为;
一般情况下,同一周期元素,原子序数越大,其第一电离能就越大,但由于As处于第ⅤA族,价电子排布式为4s24p3,4p能级上的3个电子排布在3个不同轨道上,这种电子排布为半充满结构,能量更低,更稳定失去电子需消耗的能量比相邻的元素高,故I1(As)>I1(Se);
(2)As的最外层有3个成单电子,S原子最外层有2个成单电子,As4S4的分子结构中均为单键,且每个原子最外层均满足8e-稳定结构,其分子结构可表示为,说明结构中每个S原子形成2个S-As键,每个As原子形成2个As-S键和1个As-As键,每个As-As都被重复数了2次,则4个As原子间形成2个As-As键,故该分子中所含共价键数目为2×4+2×1=10;每个S原子形成2个S- As键和2对孤电子对,价层电子对数为4,所以S为sp3杂化;
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。NF3与NH3的空间结构都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,这是由于元素的电负性:F>N>H,在NF3中,共用电子对偏向电负性大的F,而偏离N原子,使得N原子上的孤电子对难与Cu2+形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子;
(4)近年来,人们发现NH3AlH3可与多种小分子氢化物形成双氢键。双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性的相互作用,其结构可表示为X—H…H—Y(“—”表示共价键,“…”表示形成的双氢键)。根据上述信息,NH3AlH3与HF形成的双氢键可表示为Al—H…H—-F;
(5)Be和Al的性质相似,在500~600 ℃气相中,氯化铍以二聚体Be2Cl4的形式存在,Be2Cl4的结构为:可知:1个分子中含有6个共价键,则1 mol Be2Cl4中含有的共价键数目为数目为6NA;
由晶胞结构可知,每个Be周围有四个O与其相连,由BeO的晶胞结构以及A、B的坐标可知,C的坐标为(,,);
一个晶胞中含Be的个数为4;含O的个数为8×+6×=4,O与Be的最近距离为晶胞体对角线的,故晶胞边长为,故该晶体的密度为ρ=g/cm3。
11.(1) 6 BF
(2) 低于 吡咯易形成分子间氢键
(3)小于
(4)
【详解】(1)Ti能形成化台物,该化合物中的配位数为6,该化合物中O-H中存在σ键和极性共价键,Ti3+与配体存在配位键,内届与外界的氯离子存在离子键,则不存在π键和非极性共价键,B和F符合题意。
(2)吡咯为平面形结构,分子中各原子在同一平面内可知,N原子的价层电子对数是3,根据价层电子对互斥理论可判断N原子的杂化方式为sp2杂化,C原子也为sp2杂化,则吡咯中大π键是1个N原子和5个C原子提供6个电子形成的,可表示为。影响物质熔沸点的主要因素为分子间作用力,氢键大于分子间作用力,有氢键的吡咯沸点大于呋喃,吡咯易形成分子间氢键,沸点较高,则呋喃沸点低于吡咯,吡咯易形成分子间氢键。
(3)SO(CH3)2中S原子为sp3杂化,且有一对孤对电子,而CH3COCH3中羰基C原子为sp2杂化,没有孤对电子,故SO(CH3)2中键角键角小于中键角。
(4)根据电荷守恒知,该晶胞中与个数比为1 : 1,故该晶体的化学式为,该晶胞中含有Se个数=8+1=2,结合化学式知该晶胞中含2个,故该晶胞的质量m=,该晶胞体积V=a×10-10×a×10-10×c×10-10cm3=a2c×10-30 cm3,故该晶体的密度=。
12.(1)
(2) O>N>C>H sp
(3) HCN可以形成分子间氢键
(4)ClCN、FCN都是分子晶体,ClCN相对分子质量大于FCN,ClCN分子间作用力大于FCN
(5) B
【详解】(1)基态的价层电子排布式为2s22p6,轨道表示式为;
(2)非金属性越强电负性越大,反应中所含元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H,中C、N之间为三键,C原子的杂化方式为sp。
(3)N原子电负性大,在低温下,HCN可以形成分子间氢键,所以可结晶成晶体,; 分子的链状结构为。
(4)ClCN、FCN都是分子晶体,ClCN相对分子质量大于FCN,ClCN分子间作用力大于FCN,所以ClCN的沸点比FCN的沸点高。
(5)①A.根据从普鲁士蓝晶胞中切出的结构图,可知每个立方体中含有3个CN-,则每个普鲁士蓝晶胞中含24个CN-,每个CN-有2个键,所以每个普鲁士蓝晶胞中有48个键,故A错误;
B.格林绿晶胞中8个Fe原子、24个CN- ,格林绿晶胞中嵌入8个Na+得到普鲁士白晶胞面,普鲁士白的化学式为,故B正确;
C.根据图示,格林绿晶体中周围等距且最近的数目为6个,故C错误;
选B。
②普鲁士白晶胞中有8个Na+、8个Fe2+、24个CN-,晶胞参数均为a pm,设为阿伏加德罗常数的值,则普鲁士白晶体密度为。
13.(1)1s22s22p1
(2) 分子 < 3 sp2 硼原子提供空轨道结合水电离的OH-
(3)cf
(4) CaB6
【详解】(1)B是5号元素,根据构造原理,可知基态B原子的核外电子排布式是1s22s22p1;
(2)①乙硼烷水解生成硼酸(H3BO3),硼酸是由硼酸分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体;B、O是同一周期主族元素,原子序数越大,元素的电负性就越大,所以元素的电负性:B<O;
②根据图示可知一个H3BO3分子对应着6个氢键,一个氢键对应着2个H3BO3分子,因此含有l mol H3BO3分子的晶体中有3 mol氢键;
B原子价层电子对数是3+=3,故B原子的杂化方式为sp2杂化;
③硼酸是一元弱酸,它本身不给出质子,但是溶于水后能给出H+。硼酸水溶液呈酸性的原因是硼原子提供空轨道,结合水电离的OH-,从而产生了H+;
(3)根据图示可知该化合物为离子化合物,含有离子键;B原子最外层有3个电子,但形成了4个共价键,其中有一个配位键;在物质微粒中,存在的共价单键都是σ键,形成的共价双键中含有1个σ键和1个π键,而不存在金属键和氢键,故合理选项是cf;
(4)①硼化钙晶胞中,Ca2+数目是1,数目是8×=1,故该晶体化学式是CaB6;
②晶胞中含有1个Ca2+、1个,则晶胞质量m=,晶体的密度是ρ g/cm3,则该晶胞的边长为L=。
14.(1)BC
(2) 2p1 共价晶体 H3BO3+H2OH++[B(OH)4]- > 正四面体形
(3) 6
【详解】(1)A.元素的非金属性越强,该元素的电负性就越大,O元素的非金属性大于N、H,所以元素的电负性:O>N>H,根据N、H共用电子对的偏向,可知非金属性:H>B,所以上述四种元素的大小顺序是:O>N>H>B,A错误;
B.乙硼烷水解产生H3BO3、H2,反应的化学方程式为:B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2↑,B正确;
C.氨硼烷分子中N原子上有孤对电子,可以提供孤电子对,B原子上有空轨道,B原子提供空轨道,与N原子的孤电子对形成配位键,C正确;
D.NaBH4晶体是离子晶体,阳离子与阴离子之间存在离子键,在阴离子中存在共价键、配位键,但由于B元素的电负性不大,不能形成氢键,D错误;
故合理选项是BC;
(2)B是5号元素,根据构造原理可知:基本B原子核外电子排布式是1s22s22p1,其占据的最高能级是2p能级,该能级上有1个电子,故基态硼原子的最高能级电子排布式是2p1;
根据硼晶体熔点为2076℃,可知其熔点很高,说明B晶体属于共价晶体;
H3BO3 是一元弱酸,在溶液中存在电离平衡,能够与H2O电离产生的OH-的O原子通过配位键结合,从而电离产生H+、[B(OH)4]-,电离方程式为:H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-;
BF3中B原子价电子数目是3,分子结构是平面三角形,F-B-F的键角是120°;在NH3·BF3中N与B原子形成配位键,从而使该物质分子中B原子价电子数目是4,分子的构型变为正四面体,分子中F-B-F的键角是109°28′,故F-B-F的键角:BF3>NH3·BF3;
中的中心B原子价电子数目是4,故的空间结构是正四面体形;
(3)①六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构,每个B原子与3个N原子形成共价键,每个N原子与3个B原子形成共价键,通过该B原子可以形成3个正六边形,每个六边形中含有2个B原子与该B原子距离相等且最近,故立方相氮化硼中,距离B原子最近的B原子个数为6个;
在六方相氮化硼中含有的B原子数目是6×=1,含有的N原子数是6×=1,因此1个晶胞中含有1个BN,晶胞质量是m=,晶胞的体积V=底面积×高=6××(c×10-7)cm3=,则该晶体的密度ρ=;
②根据晶胞结构分析:立方氮化硼晶胞沿着体对角线方向可以观察到六边形,中心B与N重合,外侧大正六边形均由N原子构成,而内部小正六边形由3个B原子、3个N原子相间构成,所以画图为。
15.(1) 42
(2) b
(3) 3 立方体 收缩
(4)10
【详解】(1)是硒的一种放射性同位素,的中子数为,价层电子排布式为,价层电子为6,其中子数与价电子数之差为42;三种分子结构相似,分子间能形成氢键,故沸点最高,分子间不能形成氢键,的相对分子质量大,故沸点高,、、其沸点从大到小的顺序是。故答案为:42;;
(2)分子中心原子价层电子对数为5,必有一对孤对电子,VSEPR模型为三角双雉,所以d、是错误的,a、b、c中都为孤对电子留下位置,填上孤对电子,比较孤对电子与成键电子对间的斥力可知,孤电子对对成键电子对斥力最小,体系能量最低,孤电子对对成键电子斥力大于成键电子对间斥力大,故结构最合理,故选b;与结构相似,中心原子都只有一个孤电子对,的电负性大,电子对距离中心原子近,斥力大,键角大,其键角较大的是。故答案为:b;;
(3)观察晶体结构中重复的结构为,将看做一个球,则晶体为简单立方结构,含一个重复的结构,故硒晶胞中含有3个原子。在晶胞中2个间距离是占据了面心立方中不相邻的两个四面体空隙,距离为体对角线的长度一半,即。在围成的空隙中,只有当阳离子将阴离子撑开时晶体才稳定:,因此嵌入,晶体会膨胀,反之减小。填充在的立方体型空隙中,充电过程正极材料体积收缩,故答案为:3;;立方体;收缩;
(4)
图中个数为,则该阴离子为,其中价,Se为-2价,所以有,解得,题中,故;故答案为:10。
16.(1)B
(2)D
(3)AD
(4)CD
(5) O 孤电子对 空轨道
(6)乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,乳酸亚铁的质量分数也偏大
(7) 11:3 富马酸是反式结构,形成的主要是分子间氢键,使其分子间的作用力大大强于马来酸,故熔点比马来酸高的多 <
【详解】(1)铁元素位于元素周期表的d区,故选B。
(2)Fe是26号元素,基态Fe2+的核外电子排布式是[Ar]3d6,故选D。
(3)实验室配制FeSO4溶液时,常加入少量的Fe粉防止Fe2+被氧化,同时要加入少量稀硫酸抑制Fe2+水解,故选AD。
(4)FeSO4溶液被氧化变质生成Fe3+,可以用KSCN溶液或苯酚检验Fe3+,故选CD。
(5)血红蛋白中含有C、H、O、N等元素,电负性最大的元素是O,O2通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合,O2提供故电子对,Fe2+提供空轨道。
(6)乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因可能是:乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,乳酸亚铁的质量分数也偏大。
(7)①中含有11个σ键和3个π键,σ键和π键的个数比为11:3;
②解释富马酸的熔点比马来酸的熔点高的原因是:富马酸是反式结构,形成的主要是分子间氢键,使其分子间的作用力大大强于马来酸,故熔点比马来酸高的多。马来酸中两个羧基是处于双键的顺式位置,当其中一个羧基的氢离子接力后,会与另一个羧基形成氢键,增强其稳定性,则其第一个氢离子易解离,酸性更强,则a<b。
17.(1) d ; 第四周期IVB族;
(2) As>Se> Te 1s22s22p63s23p63d104s24p3
(3) AE; 正四面体;
(4) sp3 ; 19 ;
(5) (0.25,0.75,0.875); (0.75,0.25,0.875) ; CdSnAs2 ; ;
【详解】(1)Zr是Ti的同族相邻元素,价电子排布式为4d25s2,位于周期表的d区;Ti原子为22号元素,位于周期表第四周期第IVB族;
(2)同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素,第一电离能从上到下逐渐减小,故第一电离能由大到小的顺序是:As>Se> Te;基态As原子的价电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3;
(3)①[Cd(NH3)4]2+中不存在离子键,镉原子和氮原子间存在配位键,含有N-H单键存在σ键,氮原子和氢原子之间存在共价键,所以不存在的化学键是离子键、π键,故选AE;
②已知该离子中2个NH3被2个Cl- 替代只得到一种结构,说明二取代物只有一种结构,该离子的立体构型为正四面体形;
(4)根据对氨基苯砷酸的结构简式可知As原子与周围原子形成4个σ键(As=O键有一个σ键一个π键),不含孤电子对,所以杂化轨道类型为sp3,苯环上6个碳原子之间有6个C-C单键为σ键,还有4个C-H单键为σ键,As=O键有一个σ键一个π键,其他共价键均为σ键,所以一个对氨基苯砷酸分子中有19个σ键,则1mol对氨基苯砷酸含σ键数目19NA;
(5)①由晶胞结构和部分原子分数坐标可知,黑球表示Cd原子,白球表示Sn原子,灰球表示As原子;此晶胞中距离Cd(0,0,0),最远的As的位置(0.25,0.75,0.875)、(0.75,0.25,0.875);
②一个晶胞中,由部分Cd原子的分数坐标(0,0,0),可知8个Cd在晶胞的顶点,4个Cd在晶胞的面心,1个在晶胞的体心,Cd原子个数为;部分Sn原子的分数坐标为(0,0,0.5),4个Sn在晶胞的棱上,6个Sn在晶胞的面心,含有Sn的个数为:+;部分As原子的坐标为(0.25,0.25,0.125),8个As在晶胞的体心,As原子个数为8,Cd-Sn-As原子个数比:4:4:8=1:1:2,该化合物的化学式为CdSnAs2,晶胞质量为,晶胞体积为,晶胞密度为。
18.(1) 4s24p4 18
(2)两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高
(3)BDE
(4) > 正四面体
(5) K2SeBr6 ×107
【详解】(1)S属于第三周期ⅥA族,价电子排布式为3s23p4,Se与S同族,基态硒位于第四周期ⅥA族,则基态硒原子价电子排布式为4s24p4,硒元素核外电子数为34,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,电子占据18个轨道,电子的空间运动状态数等于轨道数,则基态Se原子核外电子的空间运动状态有18种,故答案为:4s24p4;18;
(2)由于水分子间存在氢键,硒化氢分子间不存在氢键,分子间氢键能使氢化物熔沸点增大,所以H2Se的沸点低于H2O,故答案为:两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高;
(3)A.物质Ⅰ中含有C-H键和Se-Se键,苯环中化学键较为特殊,含有大π键,所以Ⅰ中含有π键和σ键,故A错误;
B.物质Ⅰ中的Se-Se键是同种原子间形成的共价键,为非极性键,故B正确;
C.物质Ⅱ属于烃类,烃类难溶于水,故C错误;
D.物质Ⅱ中含有苯环、碳碳双键和碳碳三键,苯环和碳碳双键中C原子均采用sp2杂化,碳碳三键中C原子采用sp杂化,所以Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2,故D正确;
E.Ⅰ~Ⅲ含有的元素为C、N、O、Se、S、H,非金属性越强,其电负性越大,C、N、O位于同一周期、O、Se、S位于同一主族,则C、N、O、Se、S、H中O的电负性最大,故E正确;
F.C、O、S、Se最外层电子数分别为4、6、6、6,物质Ⅳ中C形成4个键,无孤电子对,S形成6个键、无孤电子对,O和Se均形成2个键,均会有2对孤电子,具有孤对电子的原子有O、Se,故F错误;
故答案为:BDE;
(4)同一种元素形成的含氧酸中,非羟基O原子个数越多,其酸性越强,H2SeO4与H2SeO3可写成(OH)2SeO2、(OH)2SeO,H2SeO4比H2SeO3非羟基氧多(或H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,导致Se-O-H中的O的电子更向Se偏移,越易电离出H+),则酸性:H2SeO4>H2SeO3;的中心原子价层电子对数为4+=4,无孤电子对,则的VSEPR模型和立体构型均为正四面体,故答案为:>;正四面体;
(5)①由图可知,K原子位于晶胞内部,“SeBr6”位于顶点和面心位置,由原子均摊法可知,该晶胞中K的数目为8,“SeBr6”的数目为8×+6×=4,则化学式为K2SeBr6,故答案为:K2SeBr6;
②晶胞中含有4个“K2SeBr6”,晶胞质量为m(K2SeBr6)=,若晶胞边长为xcm,则晶胞体密度,解得x=cm,由图可知,晶胞中相邻K之间的最短距离为x=cm=×107nm。
答案第1页,共2页
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