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2025届高三化学训练题-物质结构与性质
1.(2023·内蒙古阿拉善盟·一模)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)在元素周期表的分区中,铜属于 区,与铜处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子共有 种。
(2)过渡金属与O形成羰基配合物时,每个CO分子向中心原子提供2个电子,最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同,称为有效原子序数规则。根据此规则推断,镍与CO形成的羰基配合物Ni(CO)x中,x= 。
(3)CuCl2可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物,其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化类型为 ,1mol 该有机配体与Cu( II )形成的配位键为 mol。
(4)铜催化烯烃硝化反应时会产生。键角: (填“<” 或“=”或“>”),其原因是 。
(5)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物,其晶胞结构如图所示。该铜硒化合物的化学式为 ,其中Cu 元素以Cu+和Cu2+存在,则 (填“①”或“②”)为Cu2+,该晶体的密度 g/cm3 (用含a和c的式子表示,设阿伏伽德罗常数为NA)。
2.(2023·海南海口·模拟预测)近日,中国科学院上海有机化学研究所游书力研究员团队将铜催化的不对称共轭加成反应与铱(Ir)催化的不对称烯丙基取代反应相结合,成功构建了含多个连续手性中心的酮类化合物,其原理如图所示(Ac代表基,R'、R''、R均为烃基)。
回答下列问题:
(1)甲分子中含有的化学键类型是 (填字母)。
A.离子键 B.σ键 C.非极性键
(2)合成丙时需要锌、铜作催化剂。第二电离能与第一电离能之差较小的是 (填“Zn”或“Cu”),判断理由是 。
(3)若R、R'、R''都是饱和烃基,在甲、丙中,存在顺反异构体的是 (填代号)。
(4)在含铱催化剂作用下,甲烷选择性氧化可合成多种高附加值的产品,原理如图所示。
①在图中涉及的物质中,除了氢气外,属于非极性分子的是 (填化学式)。
②Ir晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm,为阿伏加德罗常数的值。
铱晶胞中,面心上Ir原子连接起来构成 (填字母)。
a.正四面体 b.正方形 c.正八面体 d.正六面体
该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。
3.(2023·海南海口·模拟预测)我国的超级钢研究已居于世界领先地位,这种超级钢由不同比例的铁、锰、铬、钴、铝、钒等金属元素合成,其强度很大,在应用时能够实现钢板的轻薄化。回答问题:
(1)基态Fe原子中,电子占据的最高能层符号为 。
(2)Mn在元素周期表中的位置为 ;可与反应生成配合物,其组成为,向1 mol该配合物中加入足量溶液,能产生2 mol AgCl沉淀,若加入足量NaOH溶液、加热、无刺激性气味的气体产生,则1 mol该配合物中含有σ键的数目是 ;其中的VSEPR模型的名称是 。
(3)研究表明,当化合物的阳离子有未成对电子时,该化合物具有磁性。下列物质可用作录音带磁粉的是_______。
A. B. C. D.ZnO
(4)氮化铬(CrN)在超级电容器领域有良好应用前景,其晶体结构类型与氯化钠相同。
①氮化铬的熔点比氯化钠高的主要原因是 。
②晶胞中的配位数为 。
(5)LiFeAs可组成一种新型材料,其立方晶胞结构如图1所示。若晶胞参数为a nm, A、B处的两个As原子之间距离为 nm,请在下方图2上沿z轴方向投影图中画出铁原子的位置,用“·”表示 。
4.(2023·陕西榆林·模拟预测)我国科学家研究发现AgCrS2 (AMX2家族成员之一,A为一价金属,M为三价金属,X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题:
(1)基态铬原子的价电子排布式为 ;基态硫原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2)同周期元素Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示),O、S为同主族元素, H2O的沸点比H2S高的原因是 。
(3)硫元素能形成多种微粒如H2S、SO2、SO3、、等。SO2的立体构型为 ,的中心原子的杂化类型是 。
(4)CrO5中Cr元素化合价为+6价,常温下呈蓝色,则其结构式可能为 (填标号)。
A
B
C
(5)某含铬化合物立方晶胞如图所示。该晶体的化学式为 ;与Cr最近的氧原子的个数为 ;Ca和Cr的最近距离为a nm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为 (填含a、NA的表达式)g·cm-3。
5.(2023·福建南平·三模)8-羟基喹啉衍生物镍(II)配合物是一类具有潜在金属基抗癌活性的药物,某团队采用下列合成方法如图所示:
(1)基态Ni原子的价电子轨道表示式为 。
(2)1molA配体与Ni(Ⅱ)形成的配位键有 mol。
(3)B中碳原子的轨道杂化方式有 。
(4)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和二氯甲烷(39.8℃)之间,其原因是 。
(5)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相,其立方晶胞结构如图所示,晶胞边长为。该晶体的化学式为 ,两种八面体中心的最近距离为 pm。
6.(2023·山东聊城·三模)三硼酸锂晶体()是一种非线性光学材料,该晶体由、、三种元素组成,可由与在一定条件下合成。
(1)水杨醛缩邻氨基苯酚又被称为“锰试剂”,可与形成黄色的配合物,水杨醛缩邻氨基苯酚的结构为 。
①“锰试剂”分子中,电负性最大的元素是 (填元素符号)。
②锰元素的某种配合物具有反磁性,该配合物中键和键的个数比为 。
(2)遇水分解生成和,并放出大量热。
①分子的形成过程中,基态原子价电子层上的电子先进行激发,再进行杂化,激发后原子的价电子轨道表示式为 (填字母)。
A. B.
C. D.
②晶体为片层结构(如图所示),试从氢键角度分析硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大的主要原因: 。
(3)晶体的晶胞结构及沿y、z轴的投影图如图1所示(原子略去);晶体结构中存在基团互相联结,这些基团沿某一方向形成螺旋结构,每个螺旋结构又通过硼氧桥键互相联结,构成整个晶体,分布在基团骨架间隙中,如图2所示。
①每个基团中,原子的配位数是否相同? (填“相同”或“不同”);晶体中 。
②已知该晶体的晶胞参数分别为、、,,密度为,则阿伏加德罗常数 (用含、、、的代数式表示)。
7.(2023·福建泉州·模拟预测)白钨矿(CaWO4)常伴生有方解石(CaCO3)、茧石(CaF2)和氟磷灰石[Ca10(PO4)6F2],具有良好的发光性,可用于生产苂光材料。
(1)已知元素W的原子序数为74,与元素Cr位于周期表的同一族,W在周期表中的位置为 。
(2)元素C、O、F的第一电离能由小到大的顺序为 ,从原子结构角度解释 。
(3)CO与PO的中心原子杂化方式分别为 。
(4)CaWO4的晶胞结构如图1所示,隐去氧离子后的晶胞前视图如图2所示。
(1)晶胞中氧原子的数目为 。
(2)1号Ca2+的分数坐标为 。
8.(2023·北京朝阳·二模)锂离子电池是目前广泛应用的二次电池。由于锂资源储量有限,科学家将目光转向钾离子电池。
(1)用作钾离子电池的电解液溶剂,可由与有机物X经加成反应得到。
①中碳原子杂化方式为 。
②X的结构简式为 。
(2)由于离子半径: (填“>”或“<”),在充、放电过程中,的嵌入、脱出会破坏锂离子电池正极材料的结构,应研发新的正极材料。
(3)可用作钾离子电池的正极材料,其晶胞结构如下图所示。
①距离最近的有 个。
②第三电离能:,结合原子结构解释原因: 。
③放电后转化为,充电时物质的变化如下: 。充电时生成A的电极反应式: (请标注A中和的化合价)。
9.(2023·江西·二模)I.回答下列问题:
(1)Pt的电子排布式为[Xe]4f145d96s1,则Pt在元素周期表中的位置是 。
(2)基态As原子的价电子排布图为 ,基态Ga原子核外有 个未成对电子。
(3)科学家合成了一种含硼阴离子[,其结构如图所示。其中硼原子的杂化方式为 ,该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
(4)四方晶系的CuFeS2晶胞结构如图所示:
①CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为 ,晶胞中S原子的杂化方式为 。
②晶胞中Cu和Fe的投影位置如图所示,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g·cm-3。
10.(2023·新疆阿勒泰·二模)氮元素形成的化合物种类众多,用途广泛。根据信息回答下列问题。
(1)NH3BH3(氨硼烷)因具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350°C),而成为颇具潜力的化学储氢材料之一 ,它可通过环硼氮烷、CH4与H2O进行合成。
①基态氮原子的电子排布图为 。
②上述涉及的元素H、B 、C、N、O中电负性最大的是 (填元素符号)。
(2)BF3、NH3和PH3分子中键角由大到小的顺序为 。
(3)若配离子[Co(CN) x](x-3)-的中心离子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则x= 。
(4)咪唑、噻唑、吡啶是含N 和S的有机杂环类化合物,结构如图所示:
①上述三种物质中,沸点最高的是 (填化学名称)。
②吡啶中氮原子的杂化轨道的空间构型为 。
③已知咪唑中存在类似苯的大π键,则在咪唑分子的两个氮原子中,更容易与Cu2+形成配位键的是 (填“①”或“②” )号氮原子。
(5)氮化镓是新型半导体材料,其晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替,顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。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。如图为沿y轴投影的氮化镓晶胞中所有原子的分布图。若原子1的原子分数坐标为(,,),则原子3的原子分数坐标为 。
(6)某铁氮化合物晶体的晶胞结构如图所示。
①若以氮原子为晶胞顶点,则铁原子在晶胞中的位置为 。
②若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
11.(2023·陕西汉中·二模)锌在工业中有重要作用,也是人体必须的微量元素。人体内碳酸酐酶可以使CO2水合和脱水反应速率分别加快13000和25000倍。碳酸酐酶的部分结构如图所示:
回答下列问题:
(1)Zn基态原子核外电子排布式 。
(2)碳酸酐酶的部分结构中与Zn2+配位的原子是 (填元素符号) ;该物质中碳原子的轨道杂化类型是 ;与H2O互为等电子体的一 种微粒为 (填化学式)。
(3)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成,第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是 。
(4)Zn(NO3)2 中除了含有离子键以外还含有_______。
A.氢键 B.σ键 C.π键 D.非极性共价键
(5)立方硫化锌晶胞如图所示,该晶体中Zn2+的配位数为 ; 设晶胞中S离子与其最近的Zn离子的距离为d nm,其密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数NA为 (用含d、ρ的式子表示)。
12.(2023·陕西·模拟预测)铁在史前就为人们所用。在人类文明发展过程中,铁所起的作用是其他任何元素都不能比拟的。请回答下列问题:
(1)基态铁原子中,价电子电子云的伸展方向有 种。
(2)五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体,反应过程中断裂和形成的化学键有 ( 填序号);
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键 E.金属键 F.范德华力
Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是 。
(3)绿矾(FeSO4·7H2O)结构如图。
①H2O分别与Fe2+、 的相互作用分别为 、 。
②比较中的键角∠O−S−O H2O中的键角∠H−O−H。 (填“<” “>”或“=”)
(4)铁的化合物种类众多,其中FeF3的熔点高于1000°C,而FeBr3的熔点只有200°C,原因是 。
(5)铁的一种配位化合物(普鲁士蓝)中铁氰骨架结构如图(a)所所示,骨架为正六面体,K+位于骨架的正六面体的空穴中,以平衡铁氰骨架的负电荷,则该钾盐的化学式为 。
(6)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂(LiFePO4) 的晶胞结构如上图(b)所示。其中Li+分别位于顶角、棱心、面心,O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm,则磷酸铁锂晶体的摩尔体积Vm= cm3·mol−1 (已知阿伏加德罗常数为NA,晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。
13.(2023·上海长宁·二模)1962年首个稀有气体化合物XePtF6问世,目前已知的稀有气体化合物中,含氙(54Xe)的最多,氪(36Kr)次之,氩(18Ar)化合物极少。[BrOF2][AsF6]•xKrF2是[BrOF2]+、[AsF6]-与KrF2分子形成的加合物,回答下列问题:
(1)As元素原子序数为33,在周期表中的位置是 。As原子的价电子排布式为 。与磷酸相比,最高价氧化物的水化物酸性强弱的顺序是: 。
(2)Ar、Kr、Xe原子半径大小顺序为 。Ar、Kr、Xe原子的活泼性依序增强,原因是 。
(3)晶体熔点:KrF2 XeF2(填“>”“<”或“=”),判断依据是 。
(4)试猜想:[BrOF2][AsF6]•xKrF2晶体中的化学键类型有 。
14.(2023·贵州毕节·一模)硼及其化合物在医疗、航空航天、超导磁体、储能材料、微波通信和动力装置上具有广泛的应用价值。
(1)固体储氢材料NH3BH3中,N原子的核外电子排布式为 ,B原子的杂化轨道类型为 ,N和B的第一电离能大小:N B(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)氨羧基硼烷能抑制肿瘤和降低血清胆固醇,其结构与甘氨酸(NH2CH2COOH)类似,氨羧基硼烷的结构简式为 。
(3)化学式为B2H6、B5H9、B6H10的硼氢化合物具有巢形结构,该硼氢化合物的通式可表示为 。
(4)硼中子俘获疗法(BNCT)是一种针对脑、头、颈部肿瘤的一种新型放射疗法,该法涉及利用低能中子照射硼化合物,将13B标记的硼化合物注射到患者体内,用中子照射10B发生核裂变产生氦核(α粒子)和7Li核,裂变过程反应式为 。
(5)物质的硬度和晶格焓密度(晶格焓除以物质的摩尔体积)之间的关系如图所示(碳的点代表金刚石)。氮化硼能用作高温动力装置磨料的原因是 。
(6)立方氮化硼是一种用于航空航天的热绝缘体纳米材料,晶胞结构如图,晶胞参数为anm。晶体的密度ρ= g·cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
15.(2023·山东·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 。
(2)Cu2+能与NH3形成具有对称空间结构的[Cu(NH3)4]2+。
①[Cu(NH3)4]2+的H—N—H键角 (填“>”、“=”或“<”)NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代,能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12:
[Cu(NH3)4]2+的空间构型是 ;在水中的溶解度:(m) (n)(填“>”、“=”或“<”)。
③NF3与NH3具有相同的空间构型,但NF3不易与Cu2+形成配离子,理由是 。
(3)一种钇钡铜氧晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱长夹角均为90°。晶体中Y元素的化合价为+3价,Cu元素以+2和+3两种价态存在。基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为 ;设NA为阿伏加德罗常数的值,钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1,则该晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式);晶体中Cu3+与Cu2+个数比为 。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。如原子分数坐标A为(0,0,0),B为(,,),C为(,,m),则D的原子分数坐标为 。
16.(2023·河南濮阳·一模)铬是重要的金属元素之一,其化合物有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态铬原子的未成对电子数是 。
(2)CrO2Cl2是重要的氯化剂。制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7 +3CCl4=2KCl +2CrO2Cl2 +3COCl2↑。
①COCl2中C、O和Cl元素的电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
②CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2分子的空间构型是 (填“平面四边形”或“四面体形”)。
(3)三价铬丙二酸配合物[ Cr( C3H2O4)( H2O)4][Cr( C3H2O4)2(H2O)2]·4H2O在有机合成方面具有优良的催化性能,其中阴离子的结构如下:
①阴离子中碳原子的杂化轨道类型是 。
②在丙二酸根与Cr3+配位时,配位原子为1号氧而不是2号氧的原因是 。
(4)Cr-N系列涂层具有良好的耐磨和腐蚀性,在抗微动磨损上表现尤佳。某氮化铬的晶胞结构与氯化钠的相同。已知N原子在晶胞中的位置如图所示:
①下列为晶胞中Cr原子沿x轴方向的投影的是 ( 填字母)。
a. b. c. d.
②若晶胞中最近的Cr原子和N原子相切,原子半径分别为r(Cr) nm和r(N) nm;晶胞中N原子的坐标是A(0,0,0)、B( ,,0) ,则距A和B最近的Cr原子的坐标是 ,该原子到C原子的距离是 nm[用含r(Cr)、r(N)的代数式表示]。
17.(2023·四川成都·二模)生产、生活和科技发展离不开化学。请回答下列问题:
(1)血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质,由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物,其结构如图所示。
①基态Fe原子的价电子排布图为 ,Fe2+核外电子有 种空间运动状态。
②血红素中各非金属元素的电负性由小到大的顺序为 。
③Fe2+与邻二氮菲( )等多齿配体在水溶液中可以形成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子,该配合物的颜色常用于Fe2+浓度的测定。实验表明,邻二氮菲检测Fe2+的适宜pH范围是2-9,主要原因: ;若OH-浓度高,OH-又会与Fe2+作用,同邻二氮菲形成竞争。
④卟琳是含有平面共轭大环结构的有机分子材料,具有独特的电子结构和光物理性质,卟琳分子结构如图,N原子的杂化轨道类型相同,采取 杂化。
(2)立方砷化硼(BAs)在理论上具有比硅更好的导热性,以及更高的双极性迁移率,有潜力成为比硅更优良的半导体材料。
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位置,称作原子的分数坐标,立方砷化硼晶胞结构如图所示。As位于元素周期表的 区,找出距离As(0.25,0.25,0.25)最近的As (用分数坐标表示)。
②已知晶体密度为ag·cm-3,As半径为bpm,假设As、B原子相切,则B原子的半径为 pm(列出计算式)。
18.(2022·福建福州·模拟预测)我国科学家制备的催化剂能实现氨硼烷(H3NBH3)高效制备氢气的目的,制氢原理:,请回答下列问题:
(1)基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为 。
(2)已知几种元素的电负性如下表所示。
元素
H
B
C
N
O
电负性
2.1
2.0
2.5
3.0
3.5
①上述制氢反应中,有 种元素的原子采取sp3杂化。
②NH3中键角∠HNH (填“大于”、“小于”或“等于”)H3NBH3中键角∠HNH。
③B、C、N、O的电负性依次增大,其主要原因是 。
(3)某有机硼化合物的结构简式如下图所示,组成该有机物的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(4)化硼是一种新型无机非金属材料,晶胞结构如下图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。a点磷原子的坐标为(0,0,0),b点磷原子的坐标为(1,1,0),则c点硼原子的坐标为 。
(5)四氢铝钠(NaAlH4)是有机合成中重要的还原剂,晶胞结构如下图所示。
①的配位数为 。
②已知NA为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为 (用含a、NA的代数式表示)g∙cm-3 。
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) ds 2
(2)4
(3) sp2、sp3 3
(4) > 根据VSEPR理论,NO为直线型结构,键角为180°,NO为V型结构
(5) Cu3Se2 ①
【详解】(1)铜是29元素,在元素周期表中的位置是第四周期ⅠB族,元素周期表的分区中,铜属于ds区,价电子排布式为3d104s1,最外层有1个电子;与铜处于同一周期且最外层电子数为1的元素有K、Cr,共有2种。
(2)与Ni同周期的稀有气体的原子序数为36,Ni原子的电子数为28,所以镍与CO形成的羰基配合物Ni(CO)x中,x=。
(3)该配合物分子中双键N原子形成3个σ键,无孤电子对,N原子的杂化类型为sp2,单键N原子形成3个σ键,有1个孤电子对,N原子的杂化类型为sp3;根据图示,该配合物分子中氧原子、氮原子与Cu形成配位键,1mol 该有机配体与Cu( II )形成的配位键为3mol。
(4)中N原子价电子对数为2,无孤电子对,键角为180°,空间构型为直线型;中N原子价电子对数为3,有1个孤电子对,键角小于120°空间构型为V型,键角>。
(5)根据均摊原则,Cu原子数为、Se原子数为4,该铜硒化合物的化学式为Cu3Se2;Cu 元素以Cu+和Cu2+存在,Se的化合价为-2,根据化合价代数和等于0,Cu+数为2、Cu2+数为1,,①为Cu2+;该晶体的密度g/cm3。
2.(1)BC
(2) Cu 气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,所以Cu的第二电离能比Zn大,气态Zn的价电子排布式为[Ar]3d104s2,为稳定结构,能量较低,所以Cu的第一电离能小于Zn,则第二电离能与第一电离能之差较小的是Cu
(3)甲、乙
(4) CH4、O2 c
【详解】(1)由结构式可知,甲分子中含有碳碳双键和碳氢键,化学键类型是σ键和非极性键,故选BC。
(2)气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,所以Cu的第二电离能比Zn大,气态Zn的价电子排布式为[Ar]3d104s2,为稳定结构,能量较低,所以Cu的第一电离能小于Zn,则第二电离能与第一电离能之差较小的是Cu。
(3)碳碳双键两端碳原子上都连接不同的集团的有机物存在顺反异构,若R、R'、R''都是饱和烃基,在甲、丙中,存在顺反异构体的是甲、乙。
(4)①非极性分子的结构对称,正负电荷中心重合,在图中涉及的物质中,除了氢气外,属于非极性分子的是CH4、O2;
②由晶胞结构可知,铱晶胞中,面心上Ir原子连接起来构成正八面体,故选c;该晶胞种Ir原子个数为=4,该晶体的密度为。
3.(1)N
(2) 第四周期第ⅦB族 四面体形
(3)AB
(4) CrN、NaCl都是离子晶体,CrN中阴阳离子所带电荷数较多,离子键强度较大 6
(5)
【详解】(1)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,因此基态Fe原子中电子占据的最高能层符号为N;
(2)Mn是25号元素,位于元素周期表中的第四周期第ⅦB族;该配合物中加入足量溶液,能产生AgCl沉淀,说明Cl为外界,若加入足量NaOH溶液、加热、无刺激性气味的气体产生,说明NH3在内界,该配合物的结构式为,故1 mol该配合物中含有σ键的数目为;NH3的价电子对数为,应该为sp3杂化,故的VSEPR模型的名称为四面体形;
(3)Fe2O3中Fe3+的核外电子排布式为,有未成对电子,具有磁性;MnO2中Mn4+的核外电子排布式为,有未成对电子,具有磁性;V2O5中V5+的核外电子排布式为,没有未成对电子,没有磁性;ZnO中Zn2+的核外电子排布式为,没有未成对电子,没有磁性,故选AB;
(4)氮化铬晶体结构类型与氯化钠相似,所以为离子晶体,由于铬离子和氮离子所带电荷数大于氯离子和钠离子,所以氮化铬的晶格能较大,熔点比氯化钠高;由于与氯化钠晶体结构相似,因此晶胞中的配位数为6;
(5)A、B处的两个As原子投影到底面,相当于位于底面对角线上的四分之一处和四分之三处,因此二者之间的距离为nm;铁原子位于晶胞中的顶点、体心以及8条棱的中点位置,因此将铁原子沿z轴方向投影后的图如图所示:。
4.(1) 3d54s1 9
(2) P> S>Si H2O分子之间能形成分子间氢键,而H2S分子不能,故H2O的沸点比H2S高
(3) V形 sp3
(4)B
(5) CaCrO3 6 或
【详解】(1)铬为24号元素,基态铬原子的价电子排布式为3d54s1;把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数;基态S原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4,故基态硫原子核外电子的空间运动状态有9种;
(2)同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈变大的趋势,P的3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期元素Si、P、S的第一电离能由大到小的顺序为P> S>Si;O、S为同主族元素, H2O的沸点比H2S高的原因是H2O分子之间能形成分子间氢键,而H2S分子不能,故H2O的沸点比H2S高;
(3)SO2的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp2杂化,立体构型为V形,的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化;
(4)CrO5中Cr元素化合价为+6价,则氧的总的化合价为-6价,故会存在2个过氧根,其结构式可能为 ,故选B;
(5)根据“均摊法”,晶胞中含个Ca、个O、1个Cr,则该晶体的化学式为CaCrO3;Cr位于6个氧构成的八面体中,故与Cr最近的氧原子的个数为6;Ca和Cr的最近距离为a nm,也为体对角线的二分之一,设晶胞边长为bnm,则,,晶体密度为。
5.(1)
(2)3
(3)、
(4)甲醇中存在氢键而二氯甲烷中不存在氢键,等物质的量的甲醇氢键少于水中存在的氢键
(5) 或
【详解】(1)镍为28号元素,基态Ni原子的价电子轨道表示式为 ;
(2)由图可知,1分子A配体与Ni(Ⅱ)形成的配位键有3个,则1molA配体与Ni(Ⅱ)形成的配位键有3mol;
(3)B中甲基碳为sp3杂化,六元环中碳为sp2杂化,故碳原子的轨道杂化方式有、;
(4)氢键可以影响物质的熔沸点,甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和二氯甲烷(39.8℃)之间,其原因是甲醇中存在氢键而二氯甲烷中不存在氢键,等物质的量的甲醇氢键少于水中存在的氢键;
(5)根据“均摊法”,晶胞中含个 八面体,个 八面体,则一个晶胞中含有4+3×6=22个Ni、2个Pt,故化学式为或;两种八面体中心的最近距离为面对角线的二分之一,为pm。
6.(1) 1:1
(2) B 热水中有利于硼酸分子间氢键断裂,导致硼酸分子与形成分子间氢键,溶解度增大
(3) 不同
【详解】(1)①同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,氢元素的电负性比C、N、O都小,所以“锰试剂”分子中,电负性最大的元素是O。
②该配合物中有Mn3+和CN-间的配位键,属于σ 键,CN-中C和N间是共价三键,三键中有1个σ 键,2个π键,所以钙配合物中σ 键和π键的个数比为1:1。
(2)①B的价电子排布式为2s22p1,BCl3分子中B的价层电子对数为3+(3-3×1)=3,B采取sp2杂化,所以激发后 B 原子的价电子轨道表示式为 ,故选B。
②热水中有利于硼酸分子间氢键断裂,导致硼酸分子与 H2O 形成分子间氢键,溶解度增大,所以硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大。
(3)①由图2可知,B3O7基团中,形成3个共价键的B为sp2杂化,形成4个共价键的B为sp3杂化(其中一个为配位键),所以每个 B3O7基团中, B 原子的配位数不同;由图2可知,1个B3O7基团中有3个B,5个O,则LBO 晶体中N(B):N(O)=3:5 。
②根据晶胞参数可知该晶胞的体积为abc×10-30cm3,晶体密度为ρg⋅cm−3,则晶胞质量为abcρ×10-30g,由图1可知,一个晶胞中有4个Li,12个B,晶体中N(B):N(O)=3:5 ,则晶体的化学式为LiB3O5,LiB3O5的摩尔质量为120g/mol,一个晶胞中含4个LiB3O5,则阿伏加德罗常数 NA= 。
7.(1)第六周期VIB族
(2) C<O<F 元素C、O、F电子层数相同,核电荷数依次增大,最外层电子数增加,原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,第一电离能逐渐增大
(3)sp2、sp3
(4) 16 (0,,)
【详解】(1)Rn为86号元素为第六周期0族元素,则74号元素为第六周期ⅥB族,答案为第六周期ⅥB族;
(2)C、O、F同周期从左往右电子层数不变而核电荷数逐渐增加,原子半径减小,原子越来越难失电子,即第一电离能逐渐增大,C<O<F。答案为C<O<F;
元素C、O、F电子层数相同,核电荷数依次增大,最外层电子数增加,原子半径逐渐减小,失电子能力逐渐减弱,第一电离能逐渐增大;
(3)中心C价层电子数为3+=3对,采取sp2杂化。中心P价层电子对为4对,采取sp3。答案为sp2、sp3;
(4)Ca2+位于6个面和4个棱上则占有。由化学式看钙离子和O2-的个数之比为1:4,则O2-为16个。1号位于正后方的面,其坐标为(0,,)。答案为16;(0,,)。
8.(1) sp2、sp3
(2)>
(3) 6 Mn2+的价电子排布式为3d5,为比较稳定的半充满结构,Fe2+的价电子排布式为3d6,更易失去一个电子变成相对稳定的半充满结构,所以Mn第三电离能大于Fe的
【详解】(1)①根据图中的结构,碳原子杂化方式为sp2、sp3;
②CO2与X加成得到图中结构, ,X为 ;
故答案为:sp2、sp3; ;
(2)K+电子层数大于Li+,故离子半径: K+大于Li+;
故答案为:>;
(3)①距离Mn3+最近的Fe3+有6个(以体心Mn3+为对象,6个面心的Fe3+距离最近);
②Mn2+的价电子排布式为3d5,为比较稳定的半充满结构,Fe2+的价电子排布式为3d6,更易失去一个电子变成相对稳定的半充满结构,所以Mn第三电离能大于Fe的;
③Mn[Fe(CN)6] 放电后转化为K2Mn[Fe(CN)6],Mn[Fe(CN)6] 中Mn和Fe的化合价均为+3价,则A为KMn[Fe(CN)6],充电时生成A的电极反应式,;
故答案为:>;第三电离能I3,Mn失去的时电子半满的3d5的一个电子,而Fe失去的是3d6的一个电子,所以Mn第三电离能大于Fe;。
9.(1)第六周期VIII族
(2) 1
(3) sp2、sp3 4
(4) Fe<Cu<S sp3
【详解】(1)由铂原子的电子排布式可知,铂元素位于元素周期表第六周期VIII族,故答案为:第六周期VIII族;
(2)砷元素的原子序数为33,价电子排布式为4s24p3,价电子排布图为;镓元素的原子序数为31,价电子排布式为4s24p,1,则镓原子核外有1个不成对电子,故答案为:;1;
(3)由阴离子的结构可知,形成4个单键的硼原子的杂化方式为sp3杂化、形成三个单键的硼原子的杂化方式为sp2杂化;阴离子是左右对称的结构,离子中共有4种不同化学环境的氧原子,故答案为:sp2、sp3;4;
(4)①非金属元素的电负性大于金属元素,金属元素的金属性越强,电负性越小,则CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为Fe<Cu<S;由晶胞结构可知,晶胞中硫原子与2个铁原子和2个铜原子形成四面体结构,则硫原子的杂化方式为sp3杂化,故答案为:Fe<Cu<S;sp3;
②由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点、面心和体内的铁原子个数为8×+4×+1=4,位于棱上和面上的铜原子个数为4×+6×=4,位于体内的硫原子个数为8,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=2a3×10—30d,解得d=,故答案为:。
10.(1) O
(2)BF3>NH3>PH3
(3)6
(4) 咪唑 平面三角形 ①
(5)(,,)
(6) 棱心和体心
【详解】(1)基态N原子的电子排布式为1s22s2p3,结合泡利原理、洪特规则,基态氮原子的电子排布图为;同周期自左而右电负性增大、同主族自上而下电负性减小,且上述涉及的元素H、B、C、N、O中氧元素的非金属性最强,故氧的电负性最大,故答案为:;O;
(2)BF3的中心原子价层电子对数为:,即为中心原子为sp2杂化,分子为平面三角形,键角为120°;NH3和PH3的中心原子为同主族元素,其价层电子对数为:,中心原子为sp3杂化,含有1对孤对电子,分子为三角锥形,但由于N原子的电负性大于P原子,N原子对键合原子的吸引能力大于P原子的,所以导致键合电子离N原子的距离越近,电子对之间的斥力越大,共价键的键角越大,所以键角NH3>PH3,故答案为:BF3>NH3>PH3;
(3)配离子[Co(CN) x](x-3)-的中心离子Co3+的价电子数为6,配体CN-提供的电子数为2,中心离子价电子数与配体提供的电子数之和为18,则有6+2x=18,解得x=6;故答案为:6。
(4)①咪唑结构中含有亚胺基-NH-,相邻分子间能够形成分子间氢键,因此咪唑的沸点是三种物质中最高的;
②吡啶的结构与苯相似,环上的C原子和N原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成σ键,氮原子的杂化轨道的空间构型为平面三角形;
③咪唑中②号N原子形成3个σ键,由于存在大π键,说明两个氮原子都是sp2杂化,则②号氮原子没有孤电子对,而①号氮原子形成两个σ键,所以有孤电子对,可以形成配位键,所以更容易与Cu2+形成配位键的是①号氮原子;
故答案为:咪唑;平面三角形;①。
(5)根据题中要求,得出氮化镓的晶胞图为则原子3的坐标为(,,);故答案为:(,,)。
(6)①根据图示可知:若以氮原子为晶胞顶点,则原来在面的铁原子为晶胞的棱心,原来在顶点的铁原子在体心。
②根据图示可知:该晶胞中铁原子的个数为8×+6×=4,氮原子个数为1,则该化合物的化学式为Fe4N,若晶胞中距离最近的两个铁原子距离为apm,则根据相对位置可知:晶胞边长为pm,则晶胞密度ρ=;故答案为:棱心和体心;。
11.(1)[Ar]3dl04s2
(2) O、N sp3、 sp2 H2S、NH
(3) 大于 Zn价电子排布3d104s2为全满稳定结构,较难失电子
(4)BC
(5) 4
【详解】(1)锌元素的原子序数为30,基态原子的核外电子排布式为[Ar]3dl04s2,故答案为:[Ar]3dl04s2;
(2)由碳酸酐酶的部分结构可知,中心离子锌离子与具有孤对电子的氮原子和氧原子形成配位键;该物质中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,双键碳原子的杂化方式为sp2杂化;H2S、NH与水分子的原子个数都为3、价电子数都为8,互为等电子体,故答案为:N、O;sp3、 sp2;H2S、NH;
(3)基态锌原子的价电子排布式为全满稳定结构的3dl04s2,较难失电子,而基态铜原子的价电子排布式为3dl04s1,易失电子形成稳定的全充满结构3dl0,所以锌元素的第一电离能大于铜元素,故答案为:大于;Zn价电子排布3d104s2为全满稳定结构,较难失电子;
(4)硝酸根离子是含有非羟基氧的含氧酸根离子,则硝酸锌是含有离子键、σ键和π键的离子化合物,故选BC;
(5)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的硫离子与位于体对角线的锌离子的距离最近,则硫离子的配位数为4,由硫化锌的化学式可知,锌离子的配位数也为4,晶胞中位于体内的锌离子个数为4,则晶胞中硫化锌的个数为4,设晶胞的参数为anm,由晶胞中位于顶点的硫离子与位于体对角线处的离子的距离为d nm,则a=,由晶胞的质量公式可得:=(×10—7)3ρ,解得NA=,故答案为:。
12.(1)6
(2) DE O>C>Fe
(3) 配位键 分子间氢键 >
(4)FeF3是离子晶体,FeBr3是分子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体,故FeF3的熔点高于1000°C,而FeBr3的熔点只有200°C
(5)KFe[Fe(CN)6] 或KFe2(CN)6
(6)
【详解】(1)基态铁原子中,价电子排布式为3d64s2,则价电子电子云的伸展方向有6种;故答案为:6。
(2)五羰基合铁[Fe(CO)5]分解制铁晶体即Fe(CO)5Fe+5CO,反应过程中断裂了配位键,形成了金属键,而CO中共价键未发生断裂;根据同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,Fe(CO)5中各元素电负性的大小顺序是O>C>Fe;故答案为:DE;O>C>Fe。
(3)①根据图中信息H2O与Fe2+的相互作用力为配位键,H2O与的相互作用力为分子间氢键;故答案为:配位键;分子间氢键。
②立体构型为正四面体形,H2O立体构型为“V”形,则中的键角∠O−S−O>H2O中的键角∠H−O−H;故答案为:>。
(4)铁的化合物种类众多,其中FeF3的熔点高于1000°C,而FeBr3的熔点只有200°C,原因是FeF3是离子晶体,FeBr3是分子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体,故FeF3的熔点高于1000°C,而FeBr3的熔点只有200°C;故答案为:FeF3是离子晶体,FeBr3是分子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体,故FeF3的熔点高于1000°C,而FeBr3的熔点只有200°C。
(5)根据图中信息该晶胞中铁离子有,亚铁离子有,CN-有,Fe与CN-个数比为2:6,根据化合价代数和为0,则该钾盐的化学式为KFe2(CN)6;故答案为:KFe[Fe(CN)6] 或KFe2(CN)6。
(6)根据图中信息得到晶胞中Li+个数为,则该晶胞中有4个LiFePO4,磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为anm、bnm,则磷酸铁锂晶体的摩尔体积;故答案为:。
13.(1) 第四周期第VA族 4s24p3 H3PO4>H3AsO4
(2) r(Ar)<r(Kr)<r( Xe) 同族元素,从上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱,失电子能力逐渐增强
(3) < 二者为同构型的分子晶体,XeF2相对分子质量大,范德华力大,熔点高
(4)离子键、共价键
【详解】(1)As为33号元素,其电子排布为[Ar]3d104s24p3,它为第四周期第VA族。其价电子为最外层电子为4s24p3。同主族元素,至上而下非金属性减弱,最高价氧化物的水化物酸性降低即H3PO4>H3AsO4。答案为第四周期第VA族;4s24p3;H3PO4>H3AsO4;
(2)同族至上而下电子层增多半径增大即Ar<Kr<Xe,随着半径的增大原子失电子越来越溶液金属性增大,所有活泼性为Ar<Kr<Xe。答案为Ar<Kr<Xe;同族元素,从上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引逐渐减弱,失电子能力逐渐增强;
(3)两者均为分子晶体,随着摩尔质量增大,范德华力增大,熔沸点增大即KrF2<XeF2。答案为<;二者为同构型的分子晶体,XeF2相对分子质量大,范德华力大,熔点高;
(4)该物质存在[BrOF2]+、[AsF6]-,所有该物质中存在离子键其他非金属之间为共价键。答案为离子键和共价键。
14.(1) 1s22s22p3 sp3 大于
(2)NH3BH2COOH
(3)BnHn+4(n≥2)
(4)
(5)晶格焓密度越大,氮化硼磨损硬度越大
(6)
【详解】(1)固体储氢材料NH3BH3中,已知N是7号元素,故N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,NH3BH3中B与周围的3个H原子形成3个σ键,与N原子形成一个配位键,无孤电子对,即B原子周围的价层电子对数为4,则B原子的杂化轨道类型为sp3,根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常可知,N和B的第一电离能大小:N大于B,故答案为:1s22s22p3;sp3;大于;
(2)氨羧基硼烷能抑制肿瘤和降低血清胆固醇,其结构与甘氨酸(NH2CH2COOH)类似,氨羧基硼烷即NH3BH3中B上的一个H被-COOH取代,故该化合物的结构简式为NH3BH2COOH,故答案为:NH3BH2COOH;
(3)由化学式为B2H6、B5H9、B6H10的硼氢化合物具有巢形结构可以得出,该硼氢化合物的通式可表示为BnHn+4(n≥2),故答案为:BnHn+4(n≥2);
(4)由题干信息可知,用中子照射10B发生核裂变产生氦核(α粒子)和7Li核,裂变过程反应式为,故答案为:;
(5)由题干图示信息可知,晶格焓密度越大,磨损硬度越大,而氮化硼的晶体焓密度较大,故氮化硼磨损硬度较大,能用作高温动力装置磨料,故答案为:氮化硼的晶体焓密度较大,故氮化硼磨损硬度较大,能用作高温动力装置磨料;
(6)由晶胞结构,晶胞中B原子数目=8×+6×=4、N原子数目=4,晶胞的质量=,晶胞的体积为(a×10-7)3cm3,则晶体密度==g•cm-3,故答案为:。
15.(1)第四周期IB族
(2) > 平面正方形 > F的电负性比N大,N-F键成键电子偏向于F,导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强,难以形成配位键。
(3) 1∶2 (,,1-m)
【详解】(1)铜是29号元素,在元素周期表中的位置是第四周期IB族;
(2)①[Cu(NH3)4]2+中N原子无孤电子对,所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角>NH3的H—N—H键角。
②若[Cu(NH3)4]2+中两个NH3分别被C1-取代,能得到(m)、(n)两种不同结构的Cu(NH3)2C12,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形;根据“相似相溶”,在水中的溶解度 (m)> (n)。
③F的电负性比N大,N-F键成键电子偏向于F,导致NF3中N原子核对其孤电子对吸引能力增强,难以形成配位键,所以NF3不易与Cu2+形成配离子。
(3)基态Cu原子失去4s上的1个电子和3d上的2个电子得到Cu3+,基态Cu3+的价层电子的轨道表示式为;设NA为阿伏加德罗常数的值,钇钡铜氧的摩尔质量为Mg·mol-1,根据均摊原则,晶胞中Cu原子数为 、Ba原子数为2、Y原子数为1、O原子数为,晶胞的体积为,则该晶体的密度为;晶体的化学式为Cu3Ba2YO7,根据化合价代数和等于0,Cu3+与Cu2+个数比为1:2。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,称为原子的分数坐标。如原子分数坐标A为(0,0,0),B为(,,),C为(,,m),则D的原子分数坐标为(,,1-m)。
16.(1)6
(2) O>Cl>C 平面四边形
(3) sp3、sp2 1号氧比2号氧的价层孤电子对数多,且带负电,更易提供孤电子对(合理即可)
(4) b (,0,0)或(0, ,0) 3[r(Cr) +r(N)]
【详解】(1)基态铬的价电子排布式为3d54s1,d能级有5个原子轨道,s能级有1个原子轨道,根据洪特规则,基态铬原子的未成对电子数为6;故答案为6;
(2)①C、O、Cl三种元素的电负性由大到小的顺序是O>Cl>C;故答案为O>Cl>C;
②CrO2Cl2能与CCl4、CS2等互溶,CCl4、CS2属于非极性分子,根据“相似相溶”推出CrO2Cl2为非极性分子,若CrO2Cl2空间构型为四面体形,则CrO2Cl2为极性分子,不符合上述推断,因此CrO2Cl2为平面四边形;故答案为平面四边形;
(3)①根据阴离子结构式可知,阴离子中有两种碳原子,一种为饱和碳原子,其杂化类型为sp3杂化,另一种为羰基上的碳原子,其杂化类型为sp2杂化;故答案为sp3、sp2;
②丙二酸根离子中,1号氧的孤电子对数为3,2号氧的孤电子对数为2,1号氧易提供孤电子对;故答案为1号氧比2号氧的价层孤电子对数多,且带负电,更易提供孤电子对(合理即可);
(4)氮化铬的晶胞结构与NaCl的相同,根据N原子在晶胞中的位置,推出Cr在晶胞的位置为体心和棱上,沿x轴方向的投影为,故选项b符合题意;故答案为b;
根据①分析,Cr在体心和棱的中心,距A、B最近的Cr有两个,如图所示:,其坐标为分别为(,0,0)、(0,,0);C点到这两个点距离相同,令晶胞的参数等于2x,因为Cr与N相切,因此有x=r(Cr)+r(N),则面对角线距离为2x,因此C点到这两点距离是=3x,即这段距离为3[r(Cr)+r(N)];故答案为(,0,0)或(0,,0);3[r(Cr)+r(N)]。
17.(1) 14 H<C<N<O 当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N会优先与H+形成配位键(与类似),导致与金属离子的配位能力减弱 sp2
(2) p (0.75,0.25,0.75)、(0.75、0.75、0.25)、(0.25、0.75、0.75)
【详解】(1)①铁元素的原子序数为26,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则价电子排布图为 ,基态亚铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,离子中轨道数为14,则离子核外电子有14种空间运动状态,故答案为: ;14;
②由血红素结构可知,血红素中各非金属元素为氢、碳、氮、氧,元素的非金属性越强,电负性越大,则元素的电负性由小到大的顺序为H<C<N<O,故答案为:H<C<N<O;
③由题意可知,氢离子能与邻二氮菲中的氮原子形成配位键,若氢离子浓度高,会与亚铁离子形成竞争,若氢氧根离子浓度高,氢氧根离子又会与亚铁离子作用,同邻二氮菲形成竞争所以邻二氮菲检测亚铁离子的适宜pH范围是2—9,故答案为:当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N会优先与H+形成配位键(与类似),导致与金属离子的配位能力减弱;
④由题意可知,卟琳分子中氮原子的杂化轨道类型相同,由结构可知,分子中还有杂化方式为sp2杂化的双键氮原子,所以分子中氮原子的杂化方式为sp2杂化,故答案为:sp2;
(2)①砷元素的原子序数为33,价电子排布式为4s24p3,位于元素周期表的p区;由晶胞结构可知,晶胞中砷原子位于与左下角顶点硼原子和右上角顶点硼原子形成的体对角线处,砷原子的坐标为As(0.25,0.25,0.25),距离该原子最近的砷原子位于体对角线的处,原子的坐标分别为(0.75,0.25,0.75)、(0.75、0.75、0.25)、(0.25、0.75、0.75),故答案为:p;(0.75,0.25,0.75)、(0.75、0.75、0.25)、(0.25、0.75、0.75);
②由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的硼原子个数为8×+6×=4,位于体内的砷原子个数为4,设晶胞的参数为xpm,由晶胞的质量公式可得:=10—30x3a,解得x=,硼原子与砷原子的最近距离为体对角线,则由砷原子半径为bpm,晶胞中砷原子和硼原子相切可知,硼原子的半径为()pm,故答案为:。
18.(1)6∶7
(2) 4 小于 原子半径依次减小,得电子能力依次增强
(3)N>O>C>B
(4)(,,)
(5) 8
【详解】(1)铝元素的原子序数为13,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,则原子中球形的s能级与哑铃形的p能级上电子数之比为6∶7,故答案为:6∶7;
(2)①由方程式可知,制氢反应的化合物中硼、碳、氮、氧四种原子的价层电子对数都为4,杂化方式均为sp3杂化,故答案为:4;
②氨分子中氮原子含有1对孤对电子,中氨分子的孤对电子与硼原子形成配位键,孤电子对对成键电子对的排斥力大,所以氨分子中键角∠HNH小于中键角∠HNH,故答案为:小于;
③同周期元素,从左到右原子半径依次减小,得电子能力依次增强,元素的非金属性依次增强,元素的电负性依次增大,则硼、碳、氮、氧四种元素的电负性依次增大,故答案为:原子半径依次减小,得电子能力依次增强;
④由电负性的大小可知,氢元素的电负性大于硼元素,则在氨硼烷中,H—B键中共用电子对偏向氢原子,氢原子带部分负电荷,故答案为:负;
(3)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,第一电离能大于相邻元素,则硼、碳、氮、氧四种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>B,故答案为:42;N>O>C>B;
(4)由位于顶点a点磷原子的坐标为(0,0,0)、顶点b点磷原子的坐标为(1,1,0)可知,晶胞的边长为1,则位于体对角线处的c点硼原子的坐标为(,,),故答案为:(,,);
(5)①由晶胞结构可知,位于体心的四氢合铝酸根离子与位于棱上和面心的钠离子距离最近,则四氢合铝酸根离子的配位数为8,故答案为:8;
②由晶胞结构可知,位于体心、顶点和面上的四氢合铝酸根离子的个数为1+8×+4×=4,位于棱上、面上的钠离子个数为4×+6×=4,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(a×10—7)2×2a×10—7×d,解得d=,故答案为:。
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