内容正文:
2025届高三化学过关训练--物质结构与性质
1.(2024·上海宝山·二模)硅材料在生活中占有重要地位。
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。硅原子核外未成对电子数为 。单晶硅的晶体类型为 。
A.离子晶体 B.分子晶体 C.共价晶体 D.金属晶体
(2)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①、②、③,有关这些微粒的叙述,正确的是___________。
A.得电子能力:①>②
B.微粒半径:③>①>②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
(3)硅和卤素单质反应可以得到,的熔沸点如下表:
熔点/℃
-90.0
-69.8
5.6
120.7
沸点/℃
-85.8
57.8
154.2
287.7
①气态分子的空间构型是 。
A.正四面体形 B.三角锥形 C.角形 D.直线形
②0℃时,、、、呈液态的是 。
A. B. C. D.
③比较上述的熔沸点,分析其变化规律及原因 。
(4)与N-甲基咪唑反应可以得到,其结构如下图所示:
N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(5)硅合金具有良好的性能。
①下列关于合金的说法错误的是 。
A.熔点高于组成金属 B.可能含有非金属
C.硬度通常比组成金属大 D.一般比单一金属用途更广
②白铜是我国使用最早的合金之一,白铜晶胞结构如图所示(Cu位于面心),该晶胞含有的Cu原子和Ni原子个数分别为 、 。已知晶体密度为dg·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值。Ni和Ni之间的最短距离为 nm。
2.(2024·陕西安康·模拟预测)大多有机反应的速率较慢,实际反应中都需要加入一定量的催化剂,其中铜离子、冠醚都是有机反应中的催化剂。回答下列问题:
(1)基态的价电子排布图为 ;与基态相比,失去1个电子所需能量较大的是 (填“”或“”),原因为 。
(2)若将转化为螯合物,会降低其催化效果。某螯合物的结构简式如图所示,其中的配位数为 ,碳原子的杂化方式为 。
(3)二苯并—14—冠—4可从含和的混合溶液中将筛出(结构简式如图所示),其原理为 。
(4)一定温度和压强下所得晶体铜的晶胞结构及其沿轴投影图如图所示,已知晶胞参数为,铜原子半径为,设为阿伏加德罗常数的值。
①该晶胞中所含铜原子个数为 。
②该晶体的空间利用率为 (用含a、b的代数式表示);密度为 (用含的代数式表示)。
3.(2024·浙江绍兴·模拟预测)回答下列问题
(1)钦铝合金是制造航空航天及武器装备热端部件的理想材料。
①基态原子的价电子的轨道表示式 。
②下列说法正确的是 。
A.分子中既存在共价键又存在离子键
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.第一电离能:
D.测定接近沸点的水蒸气的相对分子质量,测量值偏大的理由是存在相当量的水分子因氢键而相互缔合
③该合金的化学式是 ,密度为 。
(2)碳和氧是构建化合物的常见元素。
某烃结构如图,结合图2所示信息,分析带星号碳的杂化方式为 ;带星号碳碳之间的键长比一般碳碳单键的键长要长,请从碳成键轨道的成分角度分析其原因 。
4.(2024·陕西宝鸡·一模)铜的相关化合物在化工、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Cu原子中,核外电子占据的最高能级的符号是 ,最外层电子占据能级的电子云轮廓图形状为 ;Cu2+价层电子的电子排布图为 。
(2)离子晶体中Cu2O熔点比Cu2S熔点高,其原因是 。Cu可与N、S,O等元素形成化合物,N、S、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 ;
(3)Cu+能与SCN-形成CuSCN沉淀。请写出一种与SCN-互为等电子体的微粒 。SCN-对应的酸有硫氰酸(H-S-CN)和异硫氰酸(H-N=C=S),这两种酸熔点更高的是 (填名称),原因是 。
(4)Cu与N所形成的某种晶体的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为anm。该晶体的化学式为 ,晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数)。
5.(2024·上海普陀·二模)Ⅰ.立方氮化硼(BN)、立方金刚石、碳化硅(SiC)等都是莫氏硬度高的超硬材料,在工业上有广泛应用。
(1)C、N、O三种元素中第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
A.碳元素 B.氮元素 C.氧元素
(2)下列有关Si说法正确的有___________。
A.基态Si原子核外有3种能量的电子
B.Si原子由基态变为激发态时会释放能量
C.基态Si原子的价层电子排布式为3p2
D.Si在元素周期表中属于p区元素
Ⅱ.立方氮化硼(BN)可由硼酸(H3BO3)和尿素[CO(NH2)2]反应制得,下图是立方氮化硼(BN)的晶胞示意图,立方金刚石、碳化硅(SiC)结构均与其相似,三者晶体中键长数据如下表。
晶体
键长(pm)
立方氮化硼(BN)
157
立方金刚石
154
碳化硅(SiC)
184
(3)已知尿素[CO(NH2)2]结构中,碳、氮、氧原子均在同一平面,判断碳原子的杂化方式
(4)依据相关数据,比较上述三种晶体的莫氏硬度,并说明原因 。
(5)立方氮化硼 (BN)晶胞中含有 个硼原子,距离硼原子最近的氮原子有 个。已知立方氮化硼晶体的密度为3.20g·cm−3,NA为阿伏加德罗常数,则该晶体晶胞边长的表达式为 cm。(用含NA的式子表达)已知:M(B) =10.8 g·mol−1,M(N) =14.0 g·mol−1
(6)六方氮化硼(BN)的结构与石墨相似,俗称“白石墨”,其结构如下图所示,若要区分某BN样品是六方氮化硼(BN)还是立方氮化硼(BN)下列方法可行的是___________。
A.晶体X射线衍射 B.原子发射光谱
C.质谱 D.测定晶体的莫氏硬度
6.(2024·宁夏银川·一模)过渡元素在现代工农业生产和科技发展方面具有重要的用途。回答下列问题:
(1)已知。
①基态U原子的外围电子排布式为,则处于下列状态的铀原子或离子失去一个电子所需能量最高的是 (填标号)。
A. B. C. D.
②反应中断裂的化学键有 (填标号)。
a.氢键 b.极性键 c.非极性键 d.离子键 e.配位键
③反应所得的气态产物中属于非极性分子的是 (填化学式,下同);氢化物中更易与形成配离子的是 。向溶液中滴加少量氨水,产生蓝色沉淀,继续滴加氨水可得到深蓝色透明溶液,写出该反应的离子方程式 。
(2)一个配体中有两个配位原子的配体叫双齿配体,C2O就是一种双齿配体。Fe3+的配位数是6,硫酸铁溶液中加入H2C2O4后生成配离子的化学式为
(3)四羰基镍是制备铂镍合金的重要原料之一,为无色有挥发性的剧毒液体,呈四面体构型。熔点25℃,沸点42℃。四羰基镍的晶体类型是 。
(4)铑掺杂SrTiO3形成的催化剂,在光催化CO2还原反应中有很高的催化效率。SrTiO3的晶胞结构如图所示。其中Sr2+位于晶胞的体心,当有1%的Ti4+被Rh3+替代后,晶体中会失去部分O2-产生缺陷,此时平均每个晶胞所含O2-数目为 (保留三位小数)。
7.(2024·北京门头沟·一模)铜氨溶液含有,具有溶解纤维素的性能,在溶解纤维素后所得溶液中再加酸时纤维素又可以沉淀析出,利用这种性质来制造人造丝。用硫酸铜溶液和氨水反应可以制得铜氨溶液。
(1)溶液呈蓝色是因为含有水合铜离子,结构示意图如图所示:基态原子核外电子排布式为 。
(2)制备铜氨溶液。
向溶液中加入少量氨水,得到浅蓝色的碱式硫酸铜的沉淀;若继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的含的铜氨溶液。
①比较键角:NH3 NH(填“大于”“小于”或“等于”)。
②该实验中,与结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)与结合能力,解释原因: 。
③经实验发现:金属铜与氨水和过氧化氢的混合溶液反应也可得到。金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是 ,反应的离子方应程式为 。
(3)某种铜的氯化物晶胞形状为立方体,结构如图所示。
已知该晶胞的密度为,阿伏加德罗常数为。则该晶胞的边长为 (列出计算式)。
8.(2024·四川成都·二模)Si、S、Se在自然界中形成多种多样的物质结构。回答下列问题:
(1)Se与O同族,电负性较大的是 ;基态Se原子的价电子运动状态有 种。
(2)已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离:。中各原子满足8电子结构,则其键和键数目之比为 ,的空间结构为 。
(3)有一种观点认为:由于硅的价层有可以利用的空d轨道,而碳没有,因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示,为平面形,二者中N的杂化方式分别为 ,二者中更易与形成配位键的是 。
(4)Se与Si均为非金属元素,熔点(>1700℃)明显高于(315℃),原因是 。
(5)-硒为六方晶胞结构,原子排列为相互平行的螺旋长链(如图1),沿着螺旋链方向的晶胞投影图如图2。-硒六方晶胞参数为、、(其中),a轴与b轴间夹角为120°,c轴垂直于a轴与b轴,阿伏加德罗常数的值为。
相邻链间的作用力为 。晶胞中含有Se原子的数目为 ;则-硒晶胞的摩尔体积为 (列出算式)。
9.(2024·山东淄博·一模)氮及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态原子处于最高能级的电子云轮廓图为 形,能量最低的激发态的核外电子排布式为 。
(2)胍()为平面形分子,存在大键。胍属于 分子(填“极性”或“非极性”),原子的杂化轨道方式为 ,①号原子键角 ②号原子键角(填“>”“<”或“=”),胍易吸收空气中和,其原因是 。
(3)氮化钴属于立方晶系,经掺杂得催化剂X,经掺杂得催化剂Y。
X属于立方晶系,晶胞参数为,距离最近原子的核间距为 pm,若表示阿伏加德罗常数的值,X的密度为 (用含的代数式表示)。Y属于六方晶系,晶胞参数为,,,如点原子的分数坐标为,则点原子的分数坐标为 ,1个原子周围距离相等且最近的原子数目为 。
10.(2024·浙江宁波·二模)氢和氧是构建化合物的常见元素。请回答:
(1)钴氧化物和按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝,钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构是由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞,已知钴原子位于晶胞的顶角和面心。
①钴蓝晶胞中、、O原子个数比为 。
②原子间最短的距离为 。
③图2所示字母中,Ⅰ型小立方体分别是a、 (填字母序号)。
(2)苯、1,3-丁二烯都是平面分子,碳原子均提供一个p轨道肩并肩成共轭大π键。
①下列说法正确的是 。
A.同周期元素中,第一电离能大于碳的元素有3种
B.苯中碳原子杂化方式为
C.1,3-丁二烯的2、3号位碳原子间的键长大于乙烷中的碳碳键键长
D.的二氯代物有9种(不考虑立体异构)
②苯环之间通过共用苯环的若干条环边而形成的芳香烃称为稠环芳烃,例如:萘()、蒽()、菲()。
分子式为的稠环芳烃,一个分子中σ键有 个。
(3)邻羟基苯甲醛()能形成分子内氢键。
①画出邻羟基苯甲醛的分子内氢键 。
②邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键,在分子间不存在氢键的原因是 。
11.(2024·内蒙古呼和浩特·一模)钛被称为“未来金属”,广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域,如氮化钛和钛的卤化物。
(1)基态Ti原子的价电子排布图为 ;前10号元素中,第一电离能比N大的元素有 种。
(2)Ti(IV)的极化能力强,不能从水溶液中获得其含氧酸正盐,只能得到水解产物如TiOSO4和TiO(NO3)2。其中阴离子SO的空间构型为 ,NO中心原子的杂化方式为 ,TiOSO4组成元素的电负性由大到小顺序是 。
(3)TiF4和TiCl4熔点如表所示,二者熔点相差较大的原因是 。
化合物
TiF4
TiCl4
熔点/℃
377
-24.12
(4)在浓TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3•6H2O的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1:2,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为 。
(5)氨化钛晶体的晶胞结构如图所示,该晶体结构中与N原子距离最近且相等的Ti原子有 个;若该晶胞的密度为ρg•cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ti原子与N原子的最近距离为 nm(用含ρ,NA的代数式表示)
12.(2024·内蒙古乌海·模拟预测)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 。
A. B.
C. D.
(2)镍能形成多种配合物,其中是无色挥发性液体,是红黄色单斜晶体。的熔点高于的原因是 。
(3)是的一种配合物,IMI的结构为,其中碳原子杂化方式为 ,所含元素电负性由大到小的顺序是 。IMI中大π键可表示为 (已知苯中的大π键可表示为),该配合物的配位原子为 (填序号)。
(4)氮化硼(BN)晶体有多种结构。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,质地软,可作润滑剂。立方相氮化硼与金刚石相似,是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构及晶胞如图所示。
①石墨能导电,六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电,原因是 。
②立方相氮化硼晶体中“一般共价键”与配位键的数目之比为 。
(5)红银矿NiAs晶体结构如图所示:
①两个As原子的原子分数坐标依次为和 。
②已知为阿伏加德罗常数的值,X射线光谱测算出的晶胞参数为a=b=mpm、c=npm,则该晶体的密度为 (用含m、n的代数式表示)。
13.(2024·上海宝山·一模)铬属于过渡元素,三价铬离子能形成多种配位化合物,例如:。
(1)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是 。
A.铬位于周期表的第四周期ⅥB族
B.铬核外电子排布式为
C.4s轨道上电子能量大于3d
(2)中提供电子对形成配位键的原子或离子是 ,中心离子的配位数为 。
(3)中基态Cl原子核外电子的运动状态有___________种。
A.2 B.5 C.7 D.17
(4)中配体分子、以及分子的空间结构和相应的键角如下图所示。
①的中心原子的杂化类型是 。
A.sp B.sp2 C.sp3
分子的空间构型是 。
A.直线形 B.平面三角形 C.三角锥形 D.正四面体形
② 的沸点比的高,原因是 。
③ 的键角小于,原因是 。
(5)①铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如下图所示,每个晶胞中平均分摊___________个Cr3+,___________个N3-。
a.1 1 B.4 3 C.4 4 D.14 13
②若晶胞参数为a nm,计算晶体密度ρ = g·cm-3(阿伏加德罗常数的值为NA)。
14.(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 。
15.(2023·四川绵阳·三模)铁及其化合物在生活、生产中有重要应用。回答下列问题:
(1)乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe是一种常用的补铁剂。
①Fe2+的价层电子排布式是 。
②乳酸分子()中 σ 键与π键的数目比为 。
③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)无水FeCl2可与NH3形成[Fe(NH3)6]Cl2。
①[Fe(NH3)6]Cl2中Fe2+的配位数为 。
②NH3的空间构型是 ,其中N原子的杂化方式是 。
(3)由铁、钾、硒形成的一种超导材料,其晶胞结构如图1所示。
①该超导材料的化学式是 。
②该晶胞参数a=0.4 nm、c=1.4 nm,该晶体密度ρ= g·cm-3。(用 NA表示阿伏加德罗常数,写出计算表达式即可)
③该晶胞在xy平面投影如图2所示,将图2补充完整 。
16.(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)。
17.(2023·上海浦东新·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)原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是 。
(2)钛合金材料可用于制造超音速飞机,下列钛合金的性质与该用途无关的是___________。
A.密度小 B.硬度大 C.熔点高 D.无磁性
(3)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中,它们的核外电子具有不同的___________。
A.能层数 B.能级数 C.占据轨道数 D.单电子数
(4)钛能与卤素单质发生反应,生成用途多样的卤化钛。
①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增,相关性质逐渐增强或变大的是 。
A.元素的电负性 B.简单离子的还原性
C.气态氢化物的热稳定性 D.最高价氧化物对应水化物的酸性
②的不同四卤化物熔点如图所示,利用晶体知识解释它们熔点变化的原因 。
③易与形成。下列关于分子说法错误的是 。
A.键角为 B.是极性分子 C.含有键 D.中心原子采取杂化
(5)钛溶于盐酸制得的三氯化钛(),可作为聚丙烯生产过程中的催化剂。晶体有两种异构体:(绿色)、(紫色),两者配位数 (选填“相同”或“不同”),绿色晶体中配体是 。
(6)利用钛粉和碳粉反应可生成硬度接近金刚石的碳化钛,它在刀具制造领域有重要应用。碳化钛晶胞如图所示,其化学式为 。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)
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) 2 C
(2)BD
(3) A B 变化规律:SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4熔沸点逐渐升高,原因:SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大
(4)sp2、sp3
(5) A 3 1
【详解】(1)硅原子最外层电子排布式为3s23p2,根据洪特规则其未成对电子数未2;单晶硅的结构类似金刚石,为共价晶体。
(2)硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①为基态Si原子、②为基态Si+、③为激发态Si原子;
A.②为基态Si+,容易得到1个电子,故得电子能力:①<②,错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;则微粒半径:③>①>②,正确;
C.②为基态Si+,再电离1个电离1个电子所需能量最大;③为激发态Si原子,电离1个电子所需能量最小;故电离一个电子所需最低能量:②>①>③,错误;
D.由分析可知,电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②,正确;
(3)SiX4,中心原子为sp3杂化,无孤对电子,分子空间构型为正四面体形;根据表格中熔沸点数据可知在0℃呈现液态的是SiCl4;SiX4的结构相似,均为分子晶体,熔沸点主要由分子间作用力决定,因此随着相对分子量的增大,分子间作用力逐渐增大,熔沸点呈现增大的趋势;
(4)根据N-甲基咪唑的结构可知,环上碳为sp2杂化,甲基碳为sp3杂化;
(5)合金熔沸点低于其组分金属,硬度、强度都比组分金属大,用途也更广泛,而合金可以由金属元素和非金属元素组成,也可以由金属元素和金属元素组成;根据晶胞结构可知,则该晶胞的摩尔质量为(59+64×3)g/mol=251g/mol,则晶体密度为,而Ni和Ni之间的最短距离即为该晶胞的边长。
2.(1) Zn2+ Zn2+的价电子排布式为稳定的3d10,较难失去电子
(2) 4 sp2、sp3
(3)二苯并—14—冠—4的空穴适配Na+,能与Na+通过配位键形成超分子,不适配离子半径较大的K+
(4) 8 ×100%
【详解】(1)
铜元素的原子序数为29,基态铜离子的价电子排布式为3d9,排布图为,锌元素的原子序数为30,基态锌离子的价电子排布式为全充满的稳定结构的3d10,较难失去电子,所以失去1个电子所需能量较大的是锌离子,故答案为:;Zn2+;Zn2+的价电子排布式为稳定的3d10,较难失去电子;
(2)由结构简式可知,螯合物的中心离子为铜离子,配位原子是氧原子和氮原子,配位数为4;螯合物中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,苯环上的碳原子的杂化方式为sp2杂化,故答案为:4;sp2、sp3;
(3)二苯并—14—冠—4的空穴可适配钠离子,能与钠离子通过配位键形成超分子,空穴不适配离子半径较大的钾离子,不能与钾离子通过配位键形成超分子,所以二苯并—14—冠—4可以从混合溶液中筛选出钠离子,故答案为:二苯并—14—冠—4的空穴适配Na+,能与Na+通过配位键形成超分子,不适配离子半径较大的K+;
(4)①由图可知,晶胞中位于顶点、面上和体心的铜原子个数为8×+12×+1=8,故答案为:8;
②由题给数据可知,晶体的空间利用率为×100%=×100%;设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(10-7a)3d,解得d=,故答案为:×100%;。
3.(1) CD
(2) 杂化 并环的碳碳单价是通过未杂化的两个p轨道形成的键,一般的碳碳单键是杂化轨道头碰头形成,p轨道比轨道要伸展的更长,因此带星号碳碳之间的键长长。
【详解】(1)①为22号元素,基态原子的价电子为3d24s2,轨道表示式;
②A.分子中只含共价键,A错误;
B.由于电负性,电负性差值越大,化学键中离子键的百分数越大,离子键成分的百分数:,B错误;
C.由于Mg的3s电子为全满结构,第一电离能:,C正确;
D.接近沸点的水蒸气会通过氢键缔合在一起,测定接近沸点的水蒸气的相对分子质量,测量值偏大,D正确;
故选CD;
③由晶胞图知,该晶胞中Al的个数为,Ti的个数为,,该合金的化学式是;密度为;
(2)如图知,带星号碳的杂化方式为杂化;并环的碳碳单价是通过未杂化的两个p轨道形成的键,一般的碳碳单键是杂化轨道头碰头形成,p轨道比轨道要伸展的更长,因此带星号碳碳之间的键长长。
4.(1) 3d 球形
(2) 氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径,所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键 N>O>S
(3) CO2(或CS2) 异硫氰酸 SCN-离子对应的酸有硫氰酸(H—S-C≡N)和异硫氰酸(H—N—C=S),异硫氰酸中H与N相连,故可形成分子间氢键,而硫氰酸中H与S相连,故不能形成分子间氢键
(4) Cu3N
【详解】(1)基态Cu原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布为[Ar]3d104s1,最高能级的符号是3d,最外层电子占据该能级的电子云轮廓图形状为球形;Cu2+价层电子的电子排布图为。
(2)由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径,所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键,所以Cu2O的熔点比Cu2S的高;同一主族中,从上向下,元素第一电离能逐渐减小,同一周期中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但N元素的最外层电子处于半满状态,是一种稳定结构,所以它的第一电离能高于同周期相邻的元素,所以N、O、S四种元素的第一电离能由小到大的顺序为S<O<N。
(3)与 SCN-离子等电子体的微粒,用 N 原子与 1 个单位负电荷用 S 原子代替,可以得到等电子体微粒:CS2,用 S 原子、N 原子、1 个单位负电荷可以用 2 个 O 原子代替,可以得到等电子体微粒:CO2;SCN-离子对应的酸有硫氰酸(H—S-C≡N)和异硫氰酸(H—N—C=S),异硫氰酸中H与N相连,故可形成分子间氢键,而硫氰酸中H与S相连,故不能形成分子间氢键,所以异硫氰酸沸点较高。
(4)1个晶胞中含有Cu:12×=3,含有N:8×=1,该晶体的化学式为Cu3N;1个晶胞的质量为= g,1个晶胞的体积为(a×10-7)3cm3,因此密度为= g·cm-3。
5.(1) B C
(2)D
(3)sp2
(4)三者均为共价晶体,结构相似,键长C-C<B-N<C-Si,键能C-C>B-N>C-Si,硬度:金刚石>立方氮化硼>碳化硅
(5) 4 4
(6)AD
【详解】(1)同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大,但第IA族和第VA族元素的第一电离能比相邻元素的第一电离能大,故第一电离能最大的是N元素;同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,故电负性最大的是O元素。
(2)A.基恋Si原子核外有1s、2s、2p、3s、3p共种能量的电子,A错误;
B.Si原子由基态变为激发态时会吸收能量,B错误;
C.基态Si原子的价层电子排布式为3s23p2,C错误;
D.Si在元素周期表中属于p区元素,D正确;
故选D。
(3)已知尿素[CO(NH2)2]结构中,碳、氮、氧原子均在同一平面,则碳原子的杂化方式为sp2。
(4)三者均为共价晶体,结构相似,键长C-C<B-N<C-Si,键能C-C>B-N>C-Si,硬度:金刚石>立方氮化硼>碳化硅。
(5)立方氮化硼 (BN)晶胞中含有=4个硼原子,距离硼原子最近的氮原子有4个,。已知立方氮化硼晶体的密度为3.20g·cm−3= g·cm−3,则该晶体晶胞边长a= cm。
(6)判断晶体类型,最直接的方法进行晶体X射线衍射;由于六方氮化硼和立方氮化硼的原子构成和质量相等,不可通过原子发射光谱和质谱进行区分;六方氮化硼和立方氮化硼硬度不同,可通过测定莫氏硬度进行区分,故选AD。
6.(1) A bde CO2和N2 NH3
(2)
(3)分子晶体
(4)2.995
【详解】(1)①基态U原子的外围电子排布式为5f36d17s2,5f37s27p1、5f47s2、5f36d17s2均为其基态原子的激发态,5f36d17s1为U+,由第二电离明显高于第一电离可知,5f36d17s1再失去1个电子所需要的能量最高,答案选A;
②中,(NH4)+与之间存在离子键,(NH4)+中N原子与H+间存在配位键,N原子与H原子间存在极性键,故反应中断裂的化学键有离子键、配位键、极性键,故答案为:bde;
③正负电荷中心重合的分子为非极性分子,CO2和N2是非极性分子;电负性N<O,N原子更容易提供孤对电子,则NH3与Cu2+形成的配离子稳定性强于H2O与Cu2+形成的配离子稳定性,所以NH3更易与Cu2+形成配离子;氢氧化铜和氨水生成铜氨离子,可得到深蓝色透明溶液,该反应的离子方程式;
(2)C2O为双齿配体,Fe3+的配位数是6,故形成的配位离子为,则硫酸铁溶液中加入H2C2O4后生成配离子的化学式为;
(3)的熔沸点低,则为分子晶体;
(4)当有1%的Ti4+被Rh3+替代后,设平均每个晶胞所含O2-数目为x,则SrTiO3变为SrTi0.99Rh0.01Ox,根据电中性得,,则x=2.995,则此时平均每个晶胞所含O2-数目为2.995。
7.(1)
(2) 小于 大于 电负性:O>N,因此与形成的配位键极性比与形成的配位键要强,更易断裂,即与的结合能力更强 过氧化氢作氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行
(3)
【详解】(1)基态Cu原子核外电子排布式为:;
(2)①NH3价层电子对数为4,有1个孤电子对,为sp3杂化,价层电子对数为4,没有孤电子对,为sp3杂化,由于孤电子对对键合电子对的排斥力比键合电子对之间的排斥力大,因此的键角更大;
②电负性:O>N,因此与形成的配位键极性比与形成的配位键要强,更易断裂,即与的结合能力更强;
③过氧化氢作氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行,反应的离子方程式为:;
(3)由均摊法可知,1个晶胞中Cu2+数目为,Cl-数目为4,晶胞的质量为:,晶胞的边长为:。
8.(1) O 6
(2) 1:2 三角锥形
(3) sp3 、sp2 N(CH3)3
(4)为共价晶体,为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点
(5) 范德华力 3
【详解】(1)Se与O同族,也是第ⅥA族,同主族从上往下电负性在减小,因此电负性较大的是O;Se的最外层为6个电子,基态Se原子价层电子的运动状态有6种,故答案为:O;6。
(2)与互为等电子体,结构与相似,化学键为三键,σ键和π键数目之比为1:2;中心原子S原子的价层电子对数为:,采用杂化,有一对孤电子对,因此为三角锥形,故答案为:1:2;三角锥形。
(3)由图像可知,为三角锥形,中心原子N原子为杂化,为平面形三角形,中心原子N原子为杂化;因为有孤电子对,所以更易形成配合物,故答案为:sp3 、sp2;N(CH3)3。
(4)由于为共价晶体,为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点,故答案为:为共价晶体,为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点。
(5)同一条链内原子作用很强,相邻链之间原子作用较弱,所以相邻链之间原子作用为范德华力;由晶胞的俯视图可知,把俯视图中三个硒原子看成是一个整体,则一个晶胞中硒原子的个数为:;晶胞的摩尔体积为,故答案为:范德华力;3;。
9.(1) 哑铃
(2) 极性 < 胍与能形成分子间氢键,胍有氨基(或显碱性)能与反应
(3) 12
【详解】(1)基态原子电子排布式为处于最高能级为p能级,电子云轮廓图为哑铃形;半满全满或全空能量最低,则能量最低激发态的核外电子排布式为;
(2)胍结构不对称属于极性分子;胍为平面形分子,原子的杂化轨道方式为;①号原子键角<②号原子键角,原因是①号原子上有孤对电子排斥力达,使键角变小;胍易吸收空气中和,其原因是:胍与能形成分子间氢键,胍有氨基(或显碱性)能与反应;
(3)X属于立方晶系,晶胞参数为,距离最近原子的核间距为面对角线一半,为 pm;X晶胞中有Cu原子 ,Co原子 N原子一个 ;点在三角形中心,则原子的分数坐标为;六方最密堆积配位数为12,故1个原子周围距离相等且最近的原子数目为12。
10.(1) 1:2:4 c、f
(2) BD 54
(3) 形成分子间氢键相当于分子数减少的反应,熵的减少量大于形成分子内氢键,因此邻羟基苯甲醛更倾向于形成分子内氢键
【详解】(1)①Ⅰ型立体结构中Co位于顶点和体心,原子数是4×+1;O位于晶胞内,原子数是4;Ⅱ型小立方体中Co位于顶点,原子数是4×;O位于晶胞内,原子数是4;Al位于晶胞内,原子数是4;该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,所以1个晶胞含有Co原子数是8、Al原子数是16、O原子数是32,则钴蓝晶胞中、、O原子个数比为:8:16:32=1:2:4;
②由图可知,原子间最短的距离为面对角线的一半,则该距离为:;
③根据晶胞中Ⅰ型立体结构、Ⅱ型小立方体关系,图2中Ⅰ型小立方体位于图2中上层ac对角线的位置、下层f位置,故分别是a、c、f;
(2)①A.同周期越靠右,第一电离能越大,其中第ⅡA、ⅤA的元素由于其电子排布为稳定结构,第一电离能较大,故同周期元素中,第一电离能大于碳的元素有N、O、F、Ne,一共4种,A错误;
B.苯中,碳原子均提供一个p轨道肩并肩成共轭大π键,则苯中碳原子杂化方式为,B正确;
C.根据信息可知,1,3-丁二烯中碳原子均提供一个p轨道肩并肩成共轭大π键,则其中碳原子间的键长小于乙烷中的碳碳键键长,C错误;
D.根据定一移一的原则可知,的二氯代物有、、、,一共9种,D正确;
故选BD;
②根据题给信息可知,分子式为的稠环芳烃中含有苯环的个数为7个,其中含有C—C σ键的个数为:36,C—H σ键的个数为:18,则一个分子中σ键有54个;
(3)从化学反应进行的方向可以知道,邻羟基苯甲醛在分子间形成氢键,会导致分子数减少,则熵减少,但是该物质更加易于形成分子内氢键,说明形成分子间氢键相当于分子数减少的反应,熵的减少量大于形成分子内氢键,因此邻羟基苯甲醛更倾向于形成分子内氢键。
11.(1) 3
(2) 正四面体(形) sp2 OSTi
(3)TiF4为离子晶体,TiCl4为分子晶体
(4)[TiCl2(H2O)4]Cl•2H2O
(5) 6 ×107
【详解】(1)
Ti原子序数22,核外电子排布:,价电子排布图:;同周期元素从左到右,元素第一电离能逐渐增大,N核外电子排布处于半充满的稳定状态,第一电离能大于相邻元素,则前10号元素中,第一电离能比N大的元素有He、F、Ne共3种元素;
(2)中心原子S原子价层电子对数:,无孤电子对,空间构型为正四面体形;中心原子N杂化轨道数:,属于杂化;同周期元素从左到右元素电负性逐渐增强,同族元素从上到下,元素电负性逐渐减弱,则电负性大小:O>S>Ti;
(3)TiF4和TiCl4熔点如表所示,二者熔点相差较大的原因:TiF4为离子晶体,TiCl4为分子晶体;
(4)配位数为6、组成为TiCl3•6H2O的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1:2,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写:[TiCl2(H2O)4]Cl•2H2O;
(5)根据晶体结构,与N原子距离最近且相等的Ti原子有6个;设晶胞参数为anm,晶胞中含N个数:、含Ti个数:;根据密度计算公式: ,解得,Ti原子与N原子的最近距离为棱长的一半,即。
12.(1) A CD
(2)K2[Ni(CN)4]为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,Ni(CO)4为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点小
(3) sp2、sp3 N >C>H 1
(4) 六方相氮化硼中氮的电负性大,π电子很大程度上被定域在氮原子周围,不能自由移动,不可以导电 3:1
(5)
【详解】(1)A中各轨道都处于全满状态比较稳定,较难失去电子,因此失去一个电子需要的能量最高;发射光谱是指电子从高能量轨道跃迁到低能量轨道时释放能量的现象,即原子从激发态到稳态过程发出电离辐射的过程,选项中处于激发态的原子为CD;
(2)K2[Ni(CN)4]为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,Ni(CO)4为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点小;
(3)IMI的结构中 ,双键上的碳原子的杂化类型为sp2,甲基上的碳原子杂化类型为sp3;所含元素为H、C、N,元素电负性由大到小的顺序:N >C>H;大π键可用符号表示,其中m待变参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,根据IMI的结构 可知,形成5个原子,6个电子的大π键,即为:;由IMI结构知,1号原子能够提供孤电子对,故1能作为配位原子;
(4)①石墨能导电,六方相氮化硼结构与石墨相似却不导电,原因是:六方相氮化硼与石墨一样都具有层状结构,但石墨中每个碳原子最外层4个电子,形成3条共价键后,还有1个电子自由移动,而六方相氮化硼中没有自由移动电子,不可以导电;
②立方相氮化硼晶体中B-N原子之间存在“一般共价键”,N原子含有孤电子对,B原子含有空轨道,可以形成配位键,由立方相氮化硼晶体结构可知“一般共价键”与配位键的数目之比为:3:1;
(5)坐标原点为左下角的Ni原子,结合提示可知,距离较近的As的原子分数坐标为,则距离较远的As的原子分数坐标为;已知晶胞参数为a=b=m pm、c=n pm,故晶胞的体积为;晶胞中有2个As,个Ni,晶胞的质量为,晶胞密度。
13.(1)AB
(2) N、O、Cl -6
(3)D
(4) C C 分子间存在氢键 、的中心原子均为sp3杂化,与中心原子成键的原子都是氢原子,它们的孤电子对数分别是1、2,由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,因此孤电子对数越多,键角越小
(5) C
【详解】(1)A.铬位于周期表的第四周期ⅥB族,A正确;
B.基态原子满足能量最低原理,Cr原子核外有24个电子,轨道处于半充满时体系总能量低,则核外电子排布应为[Ar]3d54s1,B正确;
C.Cr原子价电子排布式为3d54s1,由于能级交错,3d轨道能量比4s高,则3d电子能量较高,C不正确;
故选AB;
(2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中,配体分别为NH3、H2O、Cl-,则提供电子对形成配位键的原子是N、O、Cl,中心离子的配位数为3+2+1=6;
(3)Cl原子有17个核外电子,每个电子运动状态都不同,Cl原子核外电子的运动状态有17种,选D;
(4)①从图中可以看出,PH3中P的价层电子对数为4,P的杂化类型是sp3,选C;PH3分子的空间构型是三角锥形,选C;
②NH3分子间能形成氢键,而PH3分子间不能形成氢键,所以NH3的沸点比PH3的高;
③NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化,与中心原子成键的原子都是氢原子,它们的孤电子对数分别是1、2,由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,因此孤电子对数越多,键角越小;
(5)①铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示,Cr3+在顶点和面心每个晶胞中平均分摊Cr3+的个数为,N3-在棱上和体心,个数为,选C;
②。
14.(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。
15.(1) 3d6 11∶1 O>C>H>Fe
(2) 6 三角锥形 sp3杂化
(3) KFe2Se2
【详解】(1)①基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d6,因此亚铁离子的价层电子排布式为3d6,故答案为3d6;
②成键原子之间单键有1个σ键,双键之间有1个σ键和1个π键,三键有1个σ键和2个π键,根据乳酸结构简式,σ键和π键数目比为11∶1;故答案为11∶1;
③乳酸亚铁中含有元素为H、C、O、Fe,铁元素为金属元素,电负性最小,同周期从左向右电负性逐渐增大,氧元素的电负性最大,碳氢化合物氢为正价,则碳的电负性大于氢,因此电负性由大到小顺序是O>C>H>Fe;故答案为O>C>H>Fe;
(2)①[Fe(NH3)6]Cl2中[Fe(NH3)6]2+为内界,2个Cl-为外界,6个NH3与Fe2+形成配位键,亚铁离子的配位数为6,故答案为6;
②NH3中中心原子N有3个σ键,有1个孤电子对,价层电子对数为4,空间构型为三角锥形,杂化轨道数等于价层电子对数,因此N的杂化类型为sp3,故答案为三角锥形;sp3;
(3)①K位于顶点和体内,个数为=2,Se位于棱上和体内,个数为=4,Fe位于面上,个数为=4,因此化学式为KFe2Se2;故答案为KFe2Se2;
②晶胞的质量为g,晶胞的体积为a2cnm3=0.4×0.4×1.4nm3,则晶胞的密度为g/cm3;故答案为;
③K位于顶点和体内,Se位于棱上和体内,Fe位于面上,按照xy平面投影得到;故答案为。
16.(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。
17.(1)第4周期第IVB族(或第4周期第4族)
(2)D
(3)C
(4) B TiF4为离子晶体,其余为分子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体。后三者组成和结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,熔点升高 A
(5) 相同 H2O、Cl-
(6) TiC
【详解】(1)
原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是第4周期第IVB族(或第4周期第4族)。
(2)钛合金材料可用于制造超音速飞机,这是因为其密度小、硬度大、熔点高,和无磁性无关,故选D。
(3)基态Ti核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,镍为28号元素,其核外电子排布为[Ar]3d84s2,具有相同的能层数、能级数、单电子数,它们的核外电子具有不同的占据轨道数,故选C。
(4)①卤族元素(、、、)随着原子序数的递增,非金属性逐渐减弱;
A.元素的电负性逐渐减弱,A不选;
B.简单离子的还原性逐渐增强,B选;
C.气态氢化物的热稳定性逐渐减弱,C不选;
D.最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,D不选;
故选B。
②的不同四卤化物熔点变化的原因TiF4为离子晶体,其余为分子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体。后三者组成和结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增大,熔点升高。
③PCl3分子中心原子是P原子,σ键电子对数为3,孤电子对数为=1,PCl3分子中每个原子的最外层都达到8电子稳定结构,PCl3分子的空间构型是三角锥形,键角约为109°28′,PCl3分子是极性分子,PCl3分子中的价层电子对数为3+=4,P原子的杂化类型为sp3杂化,故选A。
(5)(绿色)、(紫色),两者配位数均为6,故填相同,绿色晶体中配体是H2O、Cl-,紫色的为H2O。
(6)根据均摊法,该晶胞含C为,含Ti为,其化学式为TiC。设为阿伏加德罗常数的值,若晶胞边长为,则晶体的密度为 =。
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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