2025届高三化学复习题-物质结构与性质
2024-08-14
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2025届高三化学复习题-物质结构与性质
1.(2024·四川成都·模拟预测)碳族元素的单质及化合物广泛存在于生产生活的方方面面。请回答下列问题:
(1)基态C原子,共有 种不同空间运动状态的电子。Ge的核外电子排布式为 。
(2)电石CaC2与萤石CaF2的“离子键成分百分数”相较更大的是 。
(3)金刚石和石墨互为 。石墨的晶体类型为 。金刚石为三维骨架结构(如图),在由共价键形成的碳原子环中,最小的环为 元环。
(4)在硅酸盐中,四面体(图a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根,其化学式为 。
(5)玛瑙(非晶态/玻璃态)与水晶(晶态)均由熔融SiO2冷却形成,则冷却速率玛瑙 水晶(填“>”或“<”,后同)。青铜是铜与锡(Sn)的合金,硬度青铜 纯铜。
(6)PbI2在饱和溶液中析出时现象酷似“水中黄金雨”,极具观赏性,已知PbI2固体以单分子形式存在,则Pb的杂化形式为 。
(7)已知Ge(OH)4与Sn(OH)4均为两性化合物,且酸性Ge(OH)4>Sn(OH)4,碱性Ge(OH)4<Sn(OH)4,试从结构角度予以解释 。(“Ge-O”与“Sn-O”可视作极性共价键)。
2.(2024·四川成都·模拟预测)我国是有色金属资源最丰富的国家之一,铜、钴、镍、锰等有色金属及化合物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)Mn(BH4)2是一种储氢材料,基态核外电子排布式为 ,Mn(BH4)2中B原子的杂化类型为 。
(2)研究发现,在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2→CH3OH+H2O)过程中,镍氧化物负载的纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。生成物H2O的沸点比CH3OH的高,原因是 。
(3)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3,是一种典型的维尔纳配合物,具有反磁性,0.01mol Co(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87白色沉淀。
①Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为 ;
②三氯五氨合钴中不存在的化学键有 (填标号)。
a.共价键 b.配位键 c.氢键 d.离子键 e.金属键
(4)Cu-Mn-Al合金的晶胞结构如图1所示,该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心的位置,图2是沿立方格子对角面取得的截面图。
①若A原子的坐标参数为(0,0,0),C为(1,1,1),则B原子的坐标参数为 。
②已知r(Cu)≈r(Mn)=127pm,r(Al)=143pm,则Cu原子之间的最短核间距离为 pm。
③该晶胞的密度为 g.cm-3。(列出计算式即可,设NA为阿伏加德罗常数的值)
3.(2024·山东日照·三模)铁、碳可形成许多结构和性质特殊的物质。回答下列问题:
(1)铁位于元素周期表 区;基态Fe原子的价层电子排布图为 。
(2)羰基铁[]熔点-20℃,沸点103℃,其结构和部分键长如图1所示。晶体类型为 晶体,其中含有键与键的数目之比为 。
(3)物质磁性大小用磁矩表示,与未成对电子数间的关系为:(n为未成对电子数)。的磁矩,中氧的孤电子对填入中心离子的 (填标号)杂化轨道形成配位键。
A. B. C. D.
(4)配合物中配离子的,则配离子的空间构型为 (填“正四面体”或“平面四边形”)。
(5)已知石墨晶体的一个六方晶胞如图2所示,晶胞内N点碳的原子坐标 。已知石墨层间距334.8pm,C-C键长142pm,计算石墨晶体密度 (用含的表达式表示)。
4.(2024·北京·三模)KCN易溶于水,水溶液呈碱性,虽有剧毒,却因其较强的配位能力被广泛使用,如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。
(1)基态N的价层电子轨道表示式为 。
(2)的所有原子均满足8电子稳定结构,其电子式为 。
(3)比较C、N原子的第一电离能,并从结构角度解释原因: 。
(4)如图为KCN的晶胞示意图。
与距离最近且等距的个数是 ;已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,该晶胞的边长为 nm。(已知:)
(5)浸金过程如下:
ⅰ.将金矿砂溶于pH为10.5~11的KCN溶液,过滤,得含的滤液;
ⅱ.向滤液中加入足量金属锌,得单质金。
①已知Au与Cu同族,则Au属于 区元素。
②ⅰ中反应的离子方程式为 。
③ⅰ中,pH<10.5会导致相同时间内Au的浸取率下降,原因是 。
5.(2024·四川成都·模拟预测)芯片作为科技产业,以及信息化、数字化的基础,一直倍受关注。芯片制造会经过六个最为关键的步骤;沉积、光刻胶涂覆、光刻、刻蚀、离子注入和封装。
(1)“沉积”是将导体、绝缘体或半导体材料薄膜沉积到纯硅晶圆上。GaN、GaAs是制造芯片的新型半导体材料。
①Ga与As均为第四周期元素,其中基态As原子的价层电子排布图为 。
②GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是 化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,试分析GaN、GaP、GaAs熔点由大到小的顺序为 。
③GaAs的晶体结构如图甲(白色球为Ga原子)所示,1molGaAs中配位键的数目为 。
(2)“光刻胶涂覆”中用到一种701紫外正型光刻胶,结构如图乙所示,其S原子的杂化方式为 。
(3)“光刻”时,紫外负型光刻胶常含有(叠氮基),在紫外光下可以形成阴离子,的等电子体有 (填化学式,写出一种即可),其空间构型为 。
(4)“刻蚀”过程可能用到刻蚀剂HF,及清洗剂,三种物质中属于第二周期的元素电负性由大到小的顺序为 。氢氟酸是弱酸,在水溶液中存在,,但当HF的浓度大于5mol/L时,氢氟酸是一种相当强的酸,请解释原因: 。
(5)LiF晶体结构属于氯化钠型,LiF晶体的密度约为,LiF晶胞体积V= cm-3。(列出计算式,设阿伏加德罗常数的值为)
6.(2024·陕西·模拟预测)是一种钠离子电池正极材料,充、放电过程中正极材料立方晶胞示意图的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价。
(1)简单金属离子在水溶液中有颜色的原因是其价层电子中含有的未成对电子发生跃迁,如呈黄色,呈绿色,呈蓝色等;预测呈 色,原因是 。
(2)可以形成多种配合物,其中的甘氨酸铜对于预防和治疗贫血、骨质疏松等疾病具有一定的作用,它有顺式和反式两种同分异构体,结构如图。
甘氨酸铜中铜原子的杂化方式为 (填“”或“”)。
(3)充电时,每个晶胞完全转化为晶胞。每个晶胞中个数为 (用含的代数式作答)。当时, 。晶胞中互不相邻的围成的空间结构是 。
(4)可以与稀硫酸反应生成,比较和键角的大小: (填“>”或“<”),说明原因: 。
(5)立方晶胞的晶胞参数为,该晶胞的密度为 (用表示阿伏加德罗常数的值)。
7.(2024·北京昌平·二模)含锂化合物如、等有重要的应用。
Ⅰ.是有机合成中常用的还原剂。
(1)中与之间的作用力类型是 。的空间构型是 ,中心原子的杂化类型为 。
(2)与具有相同的电子构型,比较与的大小(其中代表半径),并从原子结构角度说明原因 。
(3)从化合价角度说明具有还原性的原因 。
(4)被还原后得到产物的名称是 。
Ⅱ.高纯度氧化锂可用于锂电池。
一种制备方法是:
i.向磨细的粉末中加入定量的过氧化氢,加热,一定条件下回收得到
ii.真空下焙烧,得到
(5)i中反应分为2步,写出第一步反应的化学方程式。
第一步: 。
第二步:
(6)晶胞如图所示。已知晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为,则的密度为 。()
8.(2024·海南省直辖县级单位·模拟预测)钠是一种活泼金属,其单质及化合物在科研、生产中有重要的作用。
(1)基态钠原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)冰晶石是铝电解的助熔剂,其晶胞与氯化钠的晶胞结构相似(如图所示),占据的位置相当于氯化钠晶胞中占据的位置。
①是正八面体结构,中心原子的杂化方式是 (填字母)。
A. B. C. D.
②晶体中存在的作用力有 (填字母)。
A.非极性共价键 B.配位键 C.范德华力 D.离子键
(3)与均为第三周期元素,熔点明显高于,其原因是 。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂和催化剂。硼氢化钠的晶胞结构如图所示。
硼氢化钠溶于水,硼元素转化为,硼氢化钠溶于水的化学方程式为 ,硼氢化钠晶胞中与紧邻的个数是 。
(5)有研究表明,在超高压下,金属钠和氦之间可形成化合物电子盐(即电子是阴离子),在这一结构中,钠离子主要是按照简单立方排列的(如图1),并且形成立方体空隙,电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心。晶体结构俯视图如图2所示:
该晶体结构中的最短距离为 (用含a的代数式表示)。
9.(2024·四川内江·三模).根据下列插图,回答以下问题:
(1)图1是第三周期的某主族元素第一至第五电离能数据示意图,由此可推测该元素基态原子的价电子排布图为 。
(2)图2的每条折线代表元素周期表中的某族元素在对应周期的简单氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种简单氢化物,其中点依次代表的物质是 、 (写化学式)。
(3)图3是在高温高压下所形成晶体的晶胞示意图,则该晶体的类型属于 晶体。
.新型超高能材料是国家核心军事力量制高点的重要标志,高性能炸药的结构如图:
(4)与同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钴不同的元素有 种。
(5)①配体是平面结构,图中标记“*”的N原子与O原子之间键是由N原子的 杂化轨道与O原子的 轨道重叠形成的。
②请比较键角大小,分子中 (选填“>”、“<”或“=”)高性能炸药中,其原因为 。
(6)一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂,其晶胞结构如图所示。若晶胞参数为,则之间的最短距离为 。
10.(2024·天津和平·三模)东晋《华阳国志•南中志》已有白铜(铜镍合金)的记载,回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对的电子数为 。
(2)硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液,在中与之间形成的化学键称为 ,配位原子是 ,中阴离子的立体构型是 。
(3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体,元素铜与镍的第二电离能分别为:kJ⋅mol,kJ⋅mol,的原因是 。
(4)现有La、Ni合金是较为理想的储氢材料,其晶胞结构如图1所示:
①该储氢材料的化学式为 。
②已知晶胞参数边长为a nm,高为b nm,设阿伏加德罗常数的值为。若一个晶胞内可以储存18个氢原子,则储氢后的晶胞密度为 g·cm。
(5)用含镍废料(含镍、铝、氧化铁、碳等杂质)提取蓄电池材料,流程如图2所示:
已知:易溶于水,不能氧化。
①酸浸时镍的浸出率与温度的关系如图3所示,温度高于40℃时镍的浸出率开始下降,主要原因可能是 (从两个角度分析)。
②证明“沉镍”中,已经沉淀完全的实验步骤及现象为 。
③电解过程产生的氯气在弱碱条件下生成了,再把二价镍氧化为三价镍,写出“氧化”反应的离子方程式 。
11.(2024·四川绵阳·三模)镁可用作轻质合金,在航天器材与光学设备的生产制造方面有重要应用。回答下列问题:
(1)基态原子的核外电子有 种空间运动状态,在元素周期表中,和均与相邻,这三种元素第一电离能由大到小的顺序是 。
(2)可用于的冶炼:,基态的价电子排布图(轨道表示式)为 ,的熔点比(714)低,其原因是 。
(3)大黄素的分子结构如图所示,其中碳原子的杂化轨道类型是 ,分子中至少有 个原子共平面,一定条件下,大黄素分子中的 原子能提供孤对电子与形成配位键。
(4)由和三种元素组成的晶体,其立方晶胞如图,与的最小核间距大于与的最小核间距,与为整数,则在晶胞中的位置为 ,的配位数是 ,若晶胞参数为,则晶体密度 (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
12.(2024·浙江·三模)过渡元素在材料和化工生产中占有重要地位。
(1)中的化学键具有明显的共价性,蒸气状态下以双聚分子存在(),写出氯化铁双聚分子的结构式 。
(2)元素Mn和Fe的部分电离能如下表所示,发现Mn元素的第三电离能()要大于Fe元素的第三电离能,原因是 。
元素
Mn
Fe
电离能
()
717
759
1509
1561
3248
2957
(3)Mn的一种配合物化学式为,下列说法正确的是___________。
A.与Mn原子配位时,提供孤电子对的是C原子
B.电负性:H<C<N<O
C.中两个C原子的杂化类型均为
D.中σ键与π键数目之比为5:2
(4)某晶体的晶胞如图1所示,Cu可以完全取代该晶体中a位置Fe或b位置Fe,转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。
①其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为 。
②下列关于晶体的说法正确的是 。
A.晶体的形成与晶体的自范性有关
B.测定某一固体是否属于晶体可以用X-射线衍射仪进行实验
C.晶体和非晶体的根本区别在于固体是否有规则的几何外形
D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
E.晶胞是晶体结构中最小的重复单元
13.(2024·陕西咸阳·三模)磷酸亚铁锂()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。回答下列问题:
(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 。
(2)实验室中可用KSCN或来检验。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()是磷元素的两种含氧酸。的空间构型为 ;亚磷酸与NaOH反应只生成和两种盐,则的结构简式为 。
(4)和都是三角锥形分子,但键角,可能的原因是 。
(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρ g⋅cm,代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与紧邻且等距离的数目为 ,与最短核间距为 pm。
14.(2024·山东泰安·三模)配合物和超分子广泛应用于新材料合成、物质的鉴别和分离。如丁二酮肟(如图1)可用于鉴别 Ni2+,嘧啶衍生物(如图2)是形成高韧性超分子的单体,冠醚(如图3)是皇冠状分子,可有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子。
回答下列问题:
(1)基态 Ni2+核外未成对电子的数目为 。
(2)丁二酮肟与 Ni²⁺生成血红色配合物的结构为,相同压强下,该配合物的沸点低于干二酮肟的原因为 。
(3)Ni在一定条件下可与CO形成 Ni(CO)x,分子中每个Ni原子的价电子数及其周围CO提供的成键电子数之和为18,则x= 。
(4)图2所示分子所含元素电负性由小到大的顺序为 。
(5)冠醚是状如皇冠的一类醚,分子中存在空穴,图3中甲、乙两种冠醚可分别识别 Na+、K+,其主要原因为 ;乙的名称为 。
(6)金属Ni的立方晶胞结构如图4所示,则Ni的空间利用率为 (用含π的代式表示)。
15.(2024·山东聊城·二模)金属及其化合物广泛应用于生产、生活等多个领域。回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子的电子排布图为 ,中三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 (填元素符号)。是强还原剂,中含有键与键的数目之比为 。
(2)独立的分子中,键角为,如图是离子的部分结构以及其中键角。请解释离子中键角变为的原因是 。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如图。
①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为 (填序号)。
a.sp b.sp2 c.sp3 d.dsp2
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水,原因可能是 。
(4)晶体中,的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O围成的正四面体空隙和如3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和填充在正八面体空隙中,则晶体中有 的正八面体空隙填充阳离子。晶胞的八分之一是图示结构单元,晶体密度为,阿伏加德罗常数为,则该晶胞参数a= pm。(写出表达式)
16.(2024·浙江温州·三模)硫元素化合物非常丰富,应用广泛。
请回答:
(1)由钾、镍、硫三种元素组成的某电极材料的晶胞如图,已知钾离子位于晶胞顶点及体心,其化学式是 ,与钾离子直接相邻的元素是 (填元素符号)。
(2)下列有关说法正确的是___________。
A.基态S原子的价层电子排布图:
B.第一电离能:
C.K、Ni同为第四周期金属元素,都处于元素周期表d区
D.离子半径:
(3)①硫酰卤():,分子中S原子的杂化方式为: ;比较键角 (填“>”、“<”或“=”)。
②氟磺酸()属于超酸,可看作部分水解形成的产物。氟磺酸酸性比硫酸强。请从分子结构上说明氟磺酸酸性强的原因: 。魔酸,由()与等物质的量化合生成。写出其中阴离子的结构式: 。
17.(2024·天津·一模)铜及其化合物在机械制造、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)铜元素在元素周期表中的位置是 ,已知高温下比CuO稳定,从核外电子排布角度解释高温下更稳定的原因 。
(2)一个晶胞(见下图)中,晶胞中离子的数目为 。
(3)两种离子晶体和的熔点比较,熔点较高的是 ,解释原因 。
(4)与、、均可形成配位数为4的配离子:、,。其转化关系如图所示:
①呈黄色,溶液Ⅰ加水稀释呈蓝色,其原因是 。
②与的结合能力 (填“>”、“=”或“<”)与的结合能力。
③若中两个分别被取代,能得到(m)、(n)两种不同结构的;
的空间构型是 ;。
在有机溶剂的溶解度:(m) (n)(填“>”、“=”或“<”)。
(5)Cu是叶绿素的必要成分,叶绿素的结构如下图,请回答相关问题:
①在叶绿素中,与N原子之间形成的化学键称为 。
②构成叶绿素的非金属元素中,N和O第一电离能较大的为 ,请从原子结构角度解释原因 。
18.(2024·四川成都·三模)硼化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)立方氮化硼硬度大,熔点,其晶体类型为 。
制备氮化硼()的一种方法为。的空间构型为 ,形成时,基态B原子价电子层上的电子先进行激发,再进行杂化,激发时B原子的价电子轨道表示式可能为 (填标号)。
A. B. C. D.
(2)硼砂阴离子的球棍模型如图1所示。其中B原子的杂化方式有 ,该阴离子中所存在的化学键类型有 (填标号)。
A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.非极性共价键
(3)与B组成的金属硼化物结构如图2所示,硼原子全部组成正八面体,各个顶点通过键互相连接成三维骨架,具有立方晶系的对称性。该晶体的化学式为 ,晶体中原子的配位数为 。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,称为原子的分数坐标,如M点原子的分数坐标为,已知八面体中键的键长为,晶胞参数为,为阿伏加德罗常数的值,则N点原子的分数坐标为 ,该金属硼化物的密度为 (列出计算式即可)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 4 [Ar]3d104s24p2
(2)CaF2
(3) 同素异形体 混合型晶体 六
(4)(SiO3)
(5) > >
(6)sp2
(7)成键模型简化为R—O—H。电负性O>Ge>Sn,因此a键极性Ge(OH)4<Sn(OH)4,后者更易解离出OH-,碱性更强。b键极性Ge(OH)4>Sn(OH)4,前者更易解离出H+,酸性更强
【详解】(1)基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2,占据的是1s、2s和2p(三个轨道中的两个),所以共有4种不同空间运动状态的电子。Ge的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2。
(2)CaF2中两原子的电负性差值更大,所以电石CaC2与萤石CaF2的“离子键成分百分数”相较更大的是CaF2。
(3)金刚石和石墨是同种元素的不同单质,互为同素异形体。石墨的晶体类型为混合型晶体。从金刚石为三维骨架结构图可知,在由共价键形成的碳原子环中,最小的环为六元环。
(4)图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中每个硅原子和4个氧原子形成四面体结构,Si与O的原子数之比为1∶3,化学式为(SiO3)。
(5)玛瑙(非晶态/玻璃态)与水晶(晶态)均由熔融SiO2冷却形成,玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的,而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的,则冷却速率玛瑙>水晶。青铜是铜与锡(Sn)的合金,合金的硬度一般大于其任一成分,硬度青铜>纯铜。
(6)Pb的价层电子排布是6s26p2,阶层电子对数为,则Pb的杂化形式为sp2。
(7)成键模型简化为R—O—H。电负性O>Ge>Sn,因此a键极性Ge(OH)4<Sn(OH)4,后者更易解离出OH-,碱性更强。b键极性Ge(OH)4>Sn(OH)4,前者更易解离出H+,酸性更强。
2.(1) (或)
(2)平均一个水分子能形成两个氢键,平均一个甲醇分子只能形成一个氢键,氢键数越多,熔、沸点越高
(3) 6 e
(4) (或,或311.76)
【详解】(1)锰为25号元素,失去2个电子形成锰离子,Mn2+基态核外电子排布式为(或),中心B原子价层电子对个数4+=4且不含孤电子对,中心原子为sp3杂化;
(2)平均一个水分子能形成两个氢键,平均一个甲醇分子只能形成一个氢键,氢键数越多,熔、沸点越高,导致水的沸点比CH3OH的高;
(3)①0.01mol Co(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀,该白色沉淀为0.02molAgCl,说明有氯离子处于外界,处于外界的氯离子数目为0.02mol÷0.01mol=2,该配合物为[Co(NH3)5Cl]Cl2,其配位数为6;
②三氯五氨合钴中存在氯离子和配离子[Co(NH3)5Cl]2+,存在离子键;[Co(NH3)5Cl]2+中存在钴氮、钴氯配位键;氮分子中存在氮氢共价键;当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键,则也会存在氢键;不存在金属键;
故选e;
(4)①A为原点,C为(1,1,1),B为右面面心,所以B的坐标为;
②根据截面图结合几何知识可知[2r(Cu)+2r(Al)]为体对角线的一半,设晶胞的棱长为a,则有a=2[2r(Cu)+2r(Al)]=4×(127+143)pm,所以a=pm;根据晶胞结构可知铜原子之间的最短核间距为棱长的一半,即a=(或,或311.76);
③晶胞的质量m=,晶胞的体积V=a3=()3pm3=(×10-10) 3cm3,所以晶胞的密度g•cm-3。
3.(1) d
(2) 分子 1∶1
(3)D
(4)正四面体
(5)
【详解】(1)
铁为26 号元素,位于元素周期表d区;基态Fe原子的价层电子排布图为,答案:d、;
(2)羰基铁[]熔点-20℃,沸点103℃,溶沸点比较低,推测晶体类型为分子晶体,其中含有键5个、键5个,数目之比1∶1,答案:分子、1∶1;
(3)有6个氧原子要填入空轨道,所以中心三价铁离子进行杂化,答案:D;
(4)与未成对电子数间的关系为:(n为未成对电子数),又知道配离子的,配离子未成对电子数是2,有4个配体形成配位键,则配离子的空间构型为正四面体,答案:正四面体;
(5)晶胞内N点碳的原子坐标,从Z轴投影,可知N位于面对角线的1/3处,再分别沿x,y轴投影,又由图可以看出在Z轴的一半处,所以坐标可表示,由图可知晶胞长宽一样,底面是一个平行四边形,根据勾股定理得到,晶胞长=pm,,得晶胞高= pm,底面面积= pm2,晶胞体积为pm3,一个晶胞有4个C(上下面:,中心1,棱上),每个晶胞的,答案:、。
4.(1)
(2)[:CN:]-
(3)N>O,原因为:N原子的价电子排布为,O原子的价电子排布为,根据洪特规则,N原子的2p轨道上电子呈半充满状态,能量较低,较稳定,较难失去电子
(4) 12
(5) ds 溶液中的浓度会减小,主要以形式存在,导致Au的浸取率下降
【详解】(1)基态N价层电子排布式为:,故答案为:;
(2)
的所有原子均满足8电子稳定结构,其电子式为:[:CN:]-,故答案为:[:CN:]-;
(3)N原子的价电子排布为,O原子的价电子排布为,根据洪特规则,N原子的2p轨道上电子排布呈半充满状态,能量较低,较稳定,较难失去电子所以电离能:N>O,故答案为:N>O,原因为:N原子的价电子排布为,O原子的价电子排布为,根据洪特规则,N原子的2p轨道上电子呈半充满状态,能量较低,较稳定,较难失去电子;
(4)①与距离最近且等距的个数是12个,故答案为:12;
②已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为NA,由KCN的晶胞示意图可知,每个晶胞中含有4个KCN,则晶胞的质量为,根据,该晶胞的边长为,故答案为: ;
(5)①Au与Cu同族,则都属于ds区,故答案为ds;
②将金矿砂溶于pH为10.5~11的KCN溶液,得到含的滤液,该过程为氧得电子,反应的离子方程式为:,故答案为:;
③时,溶液中的浓度会减小,主要以形式存在,导致Au的浸取率下降,故答案为:溶液中的浓度会减小,主要以形式存在,导致Au的浸取率下降。
5.(1) 共价 GaN>GaP>GaAs
(2)杂化
(3) (或或) 直线形
(4) F>O>N>C>B 随着HF浓度的增加,一部分通过氢键与未解离的HF形成相当稳定的HF2,促进HF的电离平衡正向移动,使得体系的酸度增大
(5)
【详解】(1)
①基态As原子的价电子排布式为,则其价层电子排布图为;
②GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,说明它们中没有阴、阳离子,故据此判断它们是共价化合物;GaN、GaP、GaAs的结构类似于金刚石,都属于原子晶体,共价键的键能大小决定晶体熔点的高低,N、P、As为同一主族元素,原子半径依次增大,Ga—N、Ga—P、Ga—As共价键键长依次增大,键能依次减小,故熔点:GaN>GaP>GaAs;
③GaAs中,砷原子提供孤对电子,镓提供空轨道,两者形成配位键,平均1个GaAs分子中配位键的数目为1,则1molGaAs中配位键的数目是;
(2)由图乙可知,S原子连接4个σ键,无孤电子对,杂化方式为sp3杂化。
(3)等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团,的等电子体有、、等;的中心原子N原子的价层电子对数为,为sp杂化,空间构型为直线形;
(4)三种物质中涉及的元素有H、B、C、N、O、F,除H外的各元素均位于第二周期,同周期元素从左到右,电负性依次增大,故电负性由大到小的顺序为F>O>N>C>B;有很强的结合质子的能力,随着HF浓度的增大,会和HF结合生成,即,有效地降低了溶液中的浓度,促进HF的电离,酸性增强;
(5)氯化钠晶胞结构如图所示,晶胞中含有4个、4个,则LiF晶胞中含有4个、4个,根据晶胞计算公式,晶胞体积
6.(1) 无 Cu+中无单电子
(2)
(3) 8-8x 1:2 立方体
(4) < 和分子中的Se、O均是sp3杂化,O的电负性大于Se,O-H成键电子对比Se-H成键电子对更偏向O原子,O-H键间的成键电子对键的斥力大,使得水中键角更大
(5)
【详解】(1)根据价层电子排布,Fe3+的价层电子排布式为3d5,有5个未成对电子,呈黄色;Fe2+的价层电子排布式为3d6,有4个未成对电子,呈绿色,Cu+的价层电子排布式为3d10,无单电子,可知Cu+无颜色,故答案为:无;Cu+中无单电子。
(2)氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,则甘氨酸铜中Cu、与铜形成σ键的2个O、2个N处于同一平面,形成4个配位键,需要4个杂化轨道容纳电子,若为杂化,则该5个原子构成四面体,因此铜原子的杂化类型为杂化,故答案为:。
(3)由晶胞结构可知,位于顶角和面心的的个数为,含有和的个数之和为8,设晶胞中的和的个数分别为a和b,则a+b=8-4x,由化合价代数和为0可得,,则a=4x、b=8-8x,即每个晶胞中的个数为8-8x;当x=0.5时,;晶胞中位于体内,互不相邻的围成的空间结构是立方体,故答案为:8-8x;1:2;立方体。
(4)分子中Se原子的价层电子对数为,有2个孤电子对,为sp3杂化,分子中O原子的价层电子对数为,有2个孤电子对,为sp3杂化,因此和分子中的Se、O均是sp3杂化,O的电负性大于Se,因此O-H成键电子对比Se-H成键电子对更偏向O原子,因此O-H键间的成键电子对键的斥力大,使得,故答案为:<;和分子中的Se、O均是sp3杂化,O的电负性大于Se,O-H成键电子对比Se-H成键电子对更偏向O原子,O-H键间的成键电子对键的斥力大,使得水中键角更大。
(5)由晶胞结构可知,一个晶胞中含有个,个数为8,则每个晶胞中含4个,该晶胞体积=,的晶胞密度=,故答案为:。
7.(1) 离子键 正四面体 sp3
(2),核电荷数较大,原子核对核外电子的吸引力较大,因此半径较小
(3)H为-1价,易升高,因此具有还原性
(4)3-甲基-1-丁醇
(5)
(6)
【详解】(1)中与之间的作用力阴阳离子之间的强烈作用,为离子键。中心原子铝原子含有的价层电子对数是4,且不存在孤对电子,所以空间构型是正四面体,中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化;答案:离子键;正四面体;sp3;
(2)与具有相同的电子构型,因为,核电荷数较大,原子核对核外电子的吸引力较大,因此半径较小;
(3)H为-1价,易升高,因此具有还原性;
(4)
被还原为,名称是3-甲基-1-丁醇; 答案:3-甲基-1-丁醇;
(5)和过氧化氢,加热得到 ,总反应①为,反应分为2步,已知第二步②为,第一步反应为,化学方程式 。答案:;
(6)晶胞可知一个晶胞中含有8个Li+、4个O2-。则的密度为。答案:。
8.(1)6
(2) C BD
(3)NaCl为离子晶体,SiCl4为分子晶体,离子晶体的熔沸点大于分子晶体
(4) NaBH4+4H2O=NaB(OH)4+4H2 ↑ 8
(5)
【分析】在硼氢化钠晶胞结构中,在8个顶点和4个面心、1个内部,均摊为,Na+在6个面心,4条棱心,均摊为,以下底面的面心Na+来看,与其配位的处于晶胞的顶点,晶胞上部分的左右面面心,还有处于下面晶胞上半部前后面的面心,则与Na+紧邻的个数是8个,据此回答。
【详解】(1)基态钠原子核外电子排布为1s22s22p63s1,空间运动状态等于原子轨道数目,则核外电子的空间运动状态有6种;
(2)①是正八面体结构,价层电子对数为6,中心原子的杂化方式是sp3d2 ,故选C。
②Na3AlF6晶体中存在的作用力有:Al3+与F-之间的配位键、钠离子与之间的离子键,故选BD。
(3)NaCl为离子晶体,SiCl4为分子晶体,离子晶体的熔沸点大于分子晶体;
(4)硼氢化钠溶于水,硼元素转化为,硼氢化钠溶于水的化学方程式为: NaBH4+4H2O=NaB(OH)4+4H2 ↑,根据分析可知,硼氢化钠晶胞中与Na+紧邻的个数是8个;
(5)根据题目信息可知,晶体结构中Na−He的最短距离为体对角线的,边长为apm,Na−He的最短距离为。
9.(1)
(2) CH4 NH3
(3)原子
(4)2
(5) sp2 2p < NH3分子中N原子孤电子对进入中心离子的空轨道形成配位键后,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变成成键电子对间的排斥作用,排斥作用减弱
(6)
【详解】(1)
根据第三周期的某主族元素第一至第五电离能数据示意图可第三电离能数据远大于第二电离能数据,这说明该元素很难失去3个电子,最高价应该是+2价,由此可推测该元素基态原子的价电子排布图为。
(2)由于氟化氢、水分子。氨气分子间均存在氢键,沸点均高于甲烷的,且水的沸点最高,其次是氟化氢的,所以点依次代表的物质是CH4、NH3。
(3)根据晶胞结构可判断C、O原子之间通过共价键形成空间立体网状结构,故该晶体属于原子晶体;
(4)基态Co的最外层电子排布式为4s2,则与同周期的所有过渡元素的基态原子中,最外层电子数与钴不同的元素有Cr和Cu,均是4s1,共计是2种。
(5)①配图中标记“*”的N原子属于杂化,与O原子之间键是由N原子的sp2杂化轨道与O原子的2p轨道重叠形成的。
②由于NH3分子中N原子孤电子对进入中心离子的空轨道形成配位键后,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变成成键电子对间的排斥作用,排斥作用减弱,键角变大,所以分子中<高性能炸药中。
(6)若晶胞参数为,之间的最短距离为面对角线的一半,即。
10.(1) [Ar]3d84s2 2
(2) 配位键 N 正四面体
(3) 金属 铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
(4) LaNi5
(5) 温度高于40℃时,HCl挥发加快,导致盐酸浓度降低较快;Ni2+水解加快(或促进Ni2+水解),部分生成Ni(OH)2 向“沉镍"后的上层清液中滴加Na2C2O4溶液,若不变浑浊,则说明Ni2+已经沉淀完全 2Ni(OH)2 + ClO- =Ni2O3 +Cl- +2H2O
【分析】含镍废料(含镍、铝、氧化铁、碳等杂质)先进行预处理,用盐酸浸出,滤渣为碳,滤液中含有镍离子、铁离子、铝离子,用NiO调节溶液的pH除去铁离子、铝离子,滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀,用草酸钠沉镍,滤液为氯化钠溶液,通电制得氯气,并制取次氯酸钠溶液,草酸镍加入氢氧化钠进行沉淀转化得到氢氧化镍,次氯酸钠氧化氢氧化镍得到。
【详解】(1)镍为28号元素,基态镍原子的电子排布式为[Ar]3d84s2,3d能级有5个轨道,填充8个电子,未成对的电子数为2。
(2)在中,Ni2+提供空轨道,NH3中氮原子提供孤电子对形成配位键,故与之间形成的化学键称为配位键,配位原子是N;的中心原子S的价层电子对数为4,中心原子轨道杂化类型为sp3杂化,立体构型是正四面体。
(3)金属单质或合金都是由金属键形成的晶体。元素铜与镍的第二电离能分别为:kJ⋅mol,kJ⋅mol,铜原子失去一个电子后Cu+的价电子排布式为3d10,3d轨道处于全充满状态,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+的价电子排布式为3d84s1,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。
(4)①由晶胞结构可知,La原子处于晶胞的上、下面心及12个顶角,Ni原子有12个处于上、下底面、6个处于侧面上、6个位于晶胞内部,根据“均摊法”,每个晶胞含La原子数为,含Ni原子数为,则La、Ni原子个数比为3:15=1 :5,故该储氢材料的化学式为LaNi5。
②晶胞底面边长为a nm,高为b nm,则晶胞的体积为,储氢后晶胞的质量为,则储氢后的晶胞密度为。
(5)含镍废料(含镍、铝、氧化铁、碳等杂质)先进行预处理,用盐酸浸出,滤渣为碳,滤液中含有镍离子、铁离子、铝离子,用NiO调节溶液的pH除去铁离子、铝离子,滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁沉淀,用草酸钠沉镍,滤液为氯化钠溶液,通电制得氯气,并制取次氯酸钠溶液,草酸镍加入氢氧化钠进行沉淀转化得到氢氧化镍,次氯酸钠氧化氢氧化镍得到。
①温度高于40℃时镍的浸出率开始下降,主要原因可能是温度高于40℃时,HCl挥发加快,导致盐酸浓度降低较快;Ni2+水解加快(或促进Ni2+水解),部分生成Ni(OH)2。
②向“沉镍"后的上层清液中滴加Na2C2O4溶液,若不变浑浊,则说明Ni2+已经沉淀完全。
③电解过程产生的氯气在弱碱条件下生成了,再把二价镍氧化为三价镍,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平该“氧化”反应的离子方程式为2Ni(OH)2 + ClO- =Ni2O3 +Cl- +2H2O。
11.(1) 6 Be>Mg>Al
(2) MgCl2为离子晶体,TiCl4为分子晶体,一般离子晶体沸点更高
(3) sp2、sp3 24 O
(4) 顶点 12
【详解】(1)Mg为第12号元素,电子排布式为1s22s22p63s2,空间运动状态种类数等于轨道数,因此基态Mg原子的核外电子有6种空间运动状态;同周期主族元素从左往右第一电离能呈现增大的趋势,但第IIA和VA出现反常,同主族元素从上往下减小,Be、Al、Mg,这三种元素第一电离能由大到小的顺序是:Be>Mg>Al,故答案为:6;Be>Mg>Al。
(2)
Ti为第22号元素,因此基态Ti的价电子排布图为;的熔点与的熔点差值很大,其原因是:MgCl2为离子晶体,TiCl4为分子晶体,一般离子晶体沸点更高,故答案为:;MgCl2为离子晶体,TiCl4为分子晶体,一般离子晶体沸点更高。
(3)
根据结构分析可知,连接的4根键均为单键的碳原子的杂化轨道类型是sp3,碳氧双键上的C原子、苯环上的C原子的杂化轨道类型均是sp2;根据结构可知,与苯环直连的原子与苯环共平面,与碳氧双键直连的原子与之共平面,sp3杂化的C原子最多与另外2个原子共平面,因此分子中至少有24个原子共平面;配位键是一方提供孤电子对,一方提供空轨道,观察结构可知羰基、羟基上的O均有孤电子对,因此大黄素分子中的O原子能提供孤对电子形成配位键,故答案为:sp2、sp3;24;O。
(4)根据均摊法可知,晶胞中,白色小球有个,灰色小球有个,黑色小球有1个,F的价态为-1价,K、Mg的价态分别为+1、+2价,根据化合价代数和为0以及晶胞结构可知,、有1个,有3个,位于棱上,题中已知与的最小核间距大于与的最小核间距,可知在晶胞中的位置为顶点,在晶胞中的位置为体心;最近且等距的是其配位数,有12个;晶胞参数为,则晶体密度,故答案为:顶点;12;。
12.(1)
(2)的价层电子排布为,是半充满状态,比较稳定;的价层电子排布为,再失去一个电子即可达到3d轨道半充满的比较稳定的状态
(3)BD
(4) ABE
【详解】(1)
Fe提供空轨道,Cl提供孤电子对,氯化铁中以双聚分子存在的结构式为:,故答案为;
(2)锰元素位于第四周期第ⅦB族,其基态原子的价电子排布式为:3d54s2,则其基态的价电子排布式:3d5;由转化为时,3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多;而转化为时,3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少,故气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难,故答案为:的价层电子排布为,是半充满状态,比较稳定;的价层电子排布为,再失去一个电子即可达到3d轨道半充满的比较稳定的状态;
(3)A.CH3CN中N有孤电子对,C没有孤电子对,因此CH3CN与Mn原子配位时,提供孤电子对的是N原子,故A错误;
B.同周期电负性从左到右逐渐增强,所以电负性:H<C<N<O,故B正确;
C.中,甲基中的C原子为sp3杂化,氰基的C原子为sp杂化,故C错误;
D.中存在一个碳氮叁键,所以σ键与π键数目之比为5:2,故D正确;
故选BD。
(4)①Cu替代b位置Fe型 能量更高,更不稳定,则1个晶胞中Fe原子数为,Cu原子数为,N原子数为1,则更稳定的Cu替代型产物的化学式为,故答案为:;
②A.在一定条件下,物质能形成具有几何形状的晶体,这个形成过程与晶体的自范性有关,故A正确;
B.同一条件下,当单一波长的X-射线通过晶体和非晶体时,摄取的图谱是不同的,非晶体图谱中看不到分立的斑点或明锐的谱线,故B正确;
C.晶体和非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列,不在于是否有规则的几何外形,故C错误;
D.玻璃是非晶体,没有自范性,故D错误;
E. 晶胞是体现晶体结构的基本单位,一个晶胞内表达了晶体排列中的完整的一个重复单元,晶体可以由一个个晶胞重复排列而成的,故E正确;
故答案为:ABE。
13.(1) 球形 大 磷原子的3p轨道半充满,较稳定
(2) K2[Fe(SCN)5] sp3 sp
(3) 正四面体 或
(4)N的电负性强于P,对成键电子对的吸引能力更强,成键电子对离中心原子更近,成键电子对之间之间距离更小,排斥力更大致使键角更大
(5) 6
【详解】(1)基态锂原子核外能量最高的电子所在的电子云为2s,其轮廓图形状为球形;由于基态磷原子价电子排布为3s23p3,p轨道电子半充满,能量低,第一电离能出现反常,所以比基态硫的大,原因是磷原子的3p轨道半充满,较稳定;
(2)FeCl3与KSCN溶液混合,可得到配位数为5的配离子为,再依据电荷守恒,配上2个K+,从而得出其化学式K2[Fe(SCN)5],其中硫、碳的价层电子对数分别为4、2,杂化类型分别是sp3、sp;
(3)
的结构式中,P原子周围有4个O原子,构成AB4型结构,所以空间构型为正四面体;亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,则H3PO3为二元酸,分子中含有2个-OH,从而得出H3PO3的结构式为或;
(4)由于N的电负性强于P,对成键电子对的吸引能力更强,成键电子对离中心原子更近,成键电子对之间之间距离更小,排斥力更大致使键角更大;
(5)由图知,从晶胞中找到位于中心的一个,在其周围等距离的数目为6;可从一个小立方体中进行计算,在小立方体中,含有个“FeO”,设与最短核间距为a,则,从而求出。
14.(1)2
(2)丁二酮肟与生成的配合物存在分子内氢键,丁二酮肟可形成分子间氢键
(3)4
(4)
(5) 和的半径不同,分别适配甲、乙两种冠醚中不同大小的空穴 18-冠-6
(6)
【详解】(1)镍元素的原子序数为28,基态镍离子的价电子排布式为3d8,核外电子有2个不成对电子,故答案为:2;
(2)由结构简式可知,丁二酮肟分子中含有的羟基可以形成分子间氢键,而丁二酮肟与生成的配合物存在分子内氢键,所以丁二酮肟分子的分子间作用力大于配合物,沸点高于配合物,故答案为:丁二酮肟与生成的配合物存在分子内氢键,丁二酮肟可形成分子间氢键;
(3)镍元素的原子序数为28,基态原子的价电子排布式为3d84s2,价电子数为10,每个一氧化碳分子提供的成键电子数2,由分子中每个Ni原子的价电子数及其周围CO提供的成键电子数之和为18可得10+2x=18,解得x=4,故答案为:4;
(4)由结构简式可知,元素的非金属性越强,电负性越大,嘧啶衍生物分子中含有碳、氢、氧、氮四种元素的非金属性强弱顺序为H<C<N<O,则电负性由小到大的顺序为H<C<N<O,故答案为:H<C<N<O;
(5)由结构简式可知,冠醚甲的名称为15-冠-5、则冠醚乙的名称为18-冠-6,两种冠醚中含有不同大小的空穴,且氧原子的数目越多,空穴越多,所以能识别离子半径不同的钠离子和钾离子,故答案为:和的半径不同,分别适配甲、乙两种冠醚中不同大小的空穴;18-冠-6;
(6)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的镍原子的个数为8×+6×=4,设镍原子的原子半径rcm,则晶胞的面对角线为4rcm,边长为cm,所以镍原子的空间利用率为×100%=,故答案为:。
15.(1) N>O>Co 1 ∶1
(2)氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用,排斥作用减弱,所以H-N-H键角变大
(3) D 顺式甘氨酸铜分子极性大,反式甘氨酸铜分子极性较小
(4) 50%
【详解】(1)
Co是27号元素,基态Co原子的价层电子排布式是3d74s2,所以Co原子的价电子排布图为;金属元素的第一电离能小于非金属元素,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>Co;六氰合钴离子中配位键属于σ键,氰酸根离子中的碳氮三键中含有1个σ键和2个π键,离子中σ键与π键的数目之比为(6+6)∶6×2=1∶1,故答案为: ;N>O>Co;1∶1。
(2)NH3中N原子上有孤电子对,氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用,排斥作用减弱,所以H-N-H键角变大,故答案为:氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用,排斥作用减弱,所以H-N-H键角变大。
(3)①氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,则甘氨酸铜中Cu、与铜形成σ键的2个O、2个N处于同一平面,则铜原子的杂化类型为杂化(若为杂化,则该5个原子构成四面体),故答案为:D;
②由结构简式可知,顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子,根据相似相溶原理可知顺式甘氨酸铜易溶于极性溶剂水,故答案为:顺式甘氨酸铜分子极性大,反式甘氨酸铜分子极性较小。
(4)Fe3O4中有一半的Fe3+填充到正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充到正八面体空隙中,则有50%的正八面体空隙没有填充阳离子,由Fe3O4晶体的结构示意图可知,O2-位于该结构单元的8个顶点和6个面心,图示结构中O2-离子数目为8×+6×=4,则含有Fe3+和Fe2+的总数为3,晶胞中有8个图示结构单元,不妨取1mol这样的晶胞,则1mol晶胞的质量为m=8×(3×56+4×16) g=8×232 g,1mol晶胞即有6.02×1023个晶胞,1个晶胞的体积为V=(a×10-10)3 cm3,所以晶体密度为=5.18 g/cm3,所以该晶胞参数a=×1010pm,故答案为:。
16.(1) S
(2)AD
(3) < F原子的电负性比O强,键极性比O-S键强,使键的极性增强,酸性比硫酸强(或F原子的吸电极效应使的极性增强,易电离出)
【详解】(1)由均摊法得,钾离子位于晶胞顶点和体心,数目为,其余黑球位于面心,数目为,白球数目为,即化学式为,K+带正电荷,与带负电荷的S2-相邻;
(2)
A.S位于元素周期表第16位,基态S原子的价层电子排布图:,故A正确;
B.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅤA族原子p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:,故B错误;
C.K在s区,Ni在d区,故C错误;
D.电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小,离子半径:,故D正确;
故选AD;
(3)
①硫酰卤():,分子中S原子形成了4个σ键,无孤电子对,杂化方式为sp3;Cl原子半径大于F,成键电子对之间的排斥力更大,更大;
②F原子的电负性比O强,键极性比O-S键强,使键的极性增强,酸性比硫酸强(或F原子的吸电极效应使的极性增强,易电离出);魔酸,由()与等物质的量化合生成,断裂O-H键与SbF5的Sb形成,阴离子的结构式为。
17.(1) 第四周期第IB族 亚铜离子核外电子排布为3d10,处于稳定的全充满状态
(2)4
(3) 与相比,阳离子相同、阴离子所带电荷也相同, 的半径比的小,晶格能大于, 熔点较高,
(4) 加水稀释使平衡逆向移动,蓝色的含量增加,溶液显蓝色 > 平面正方形 <
(5) 配位键 N N原子2p轨道半充满,第一电离能高于O
【分析】铜的原子序数是29,位于元素周期表第四周期第IB族;由于亚铜离子核外电子排布为,处于稳定的全充满状态,所以高温下比稳定;与相比,阳离子相同、阴离子所带电荷也相同, 的半径比的小,晶格能大于, 熔点较高。
【详解】(1)铜的原子序数是29,位于元素周期表第四周期第IB族;由于亚铜离子核外电子排布为,处于稳定的全充满状态,所以高温下比稳定,故答案为:第四周期第IB族;亚铜离子核外电子排布为3d10,处于稳定的全充满状态;
(2)根据晶胞,黑色原子有个;白色原子个,故白色原子代表,黑色原子代表,则离子的数目为4,故答案为:4;
(3)与相比,阳离子相同、阴离子所带电荷也相同, 的半径比的小,晶格能大于, 熔点较高,故答案为:;与相比,阳离子相同、阴离子所带电荷也相同, 的半径比的小,晶格能大于, 熔点较高;
(4)①加水稀释使平衡逆向移动,蓝色的含量增加,溶液显蓝色,故答案为:加水稀释使平衡逆向移动,蓝色的含量增加,溶液显蓝色;
②向溶液Ⅱ中缓慢通入NH3至过量,发生,溶液由绿色变成深蓝色, 向的转化说明与的结合能力大于与的结合能力,故答案为:>;
③若中两个分别被取代,能得到两种不同结构的,则的空间构型为平面正方形;根据图示,m是极性分子,n是非极性分子,根据“相似相溶原理”,在有机溶剂中的溶解度m<n,故答案为:平面正方形;<;
(5)①与原子之间形成的化学键称为配位键,故答案为:配位键;
②同周期主族元素的第一电离能,随着原子序数的增大,有增大的趋势,由于N原子2p轨道半充满,第一电离能高于O,则第一电离能较大的为N,故答案为:N;N原子2p轨道半充满,第一电离能高于O。
18.(1) 共价晶体(或原子晶体) 平面(正)三角形 C
(2) B
(3) 24
【详解】(1)通常情况下,共价晶体(或原子晶体)的硬度大,熔沸点高,故立方氮化硼硬度大,熔点3000℃,其晶体类型为原子晶体(或共价晶体),制备氮化硼(BN)的一种方法为BCl3(g)+NH3(g)=BN(s)+3HCl(g),BCl3中心原子周围的价层电子对数为:3+ =3,根据价层电子对互斥理论可知,其空间构型为平面三角形,形成BCl3时,基态B原子价电子层上的电子先进行激发,再进行杂化,说明B原子激发后的三个轨道能量相同,B原子中的2s轨道中的1个电子激发到2p轨道上,激发后能与Cl形成3个相同的共价键,故激发时B原子的价电子轨道表示式可能为C。
(2)已知B原子最外层上有3个电子,结合硼砂阴离子的球棍模型可知每个B周围形成了3个或4个共价键,即B周围的价成电子对数为3或者4,故其中B原子的杂化方式为sp2、sp3,该阴离子中所存在的化学键类型有两个形成4个共价键的B原子中存在配位键,其余为H-O、B-O之间的极性共价键,不存在离子键和非极性共价键,氢键不属于化学键,故选B。
(3)分析晶胞结构可知,一个Ca原子和1个单元有6个B原子,该化合物的化学式为CaB6,钙原子的配位数为6×4=24;将8个正八面体的中心连接呈晶胞的立方晶系图,由M点坐标知该原子位于晶胞的中心,且每个坐标系的单位长度都记为1,已知B6八面体中B -B键的键长为r pm,晶胞参数为a pm,则八面体中心到顶点的距离为:r,则N点在棱的处,其坐标为(0,0,),该金属硼化物晶胞中含有1个CuB6,密度为=。
答案第1页,共2页
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