内容正文:
2025届高三化学复习题-物质结构与性质
1.(2025·浙江·模拟预测)氮及其化合物在生产生活中有重要用途。
(1)同周期第一电离能比N大的元素有 (用元素符号表示);的大π键可表示为 。
(2)三硝基甲苯可用来制作炸药TNT,试从分子结构中分析其易爆炸的原因 。
(3)下列说法不正确的是___________。
A.分子的极性比的大
B.碱性:
C.的熔点为,硬度高,推测它为共价晶体
D.中存在配位键,提供空轨道的是B
(4)已知,的空间结构均为正四面体形,的结构式为(→表示共用电子对由N原子单方面提供),请画出的结构式(要求画出配位键) 。
(5)与N形成的某种化合物晶体的晶体结构如图所示,已知六棱柱底面边长为,高为,阿伏伽德罗常数为,则该晶体的密度为 。
2.(2024·黑龙江佳木斯·一模)烟气脱硫可有效减少引起的大气污染,同时还可得到有用产品。新型脱硫方法选用离子液体(指在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,由阴、阳离子组成)作吸收剂,通过物理和化学吸收实现脱硫。研究发现:由C、H、O三种元素构成的有机物X和乙醇胺()作用生成一种乙醇铵盐(),属于离子液体,既可脱硫,也可吸收CO2。X可以淀粉为原料,通过水解和生物发酵法制备,其质谱、红外光谱、核磁共振氢谱如下图:
(1)X的实验式为 ,结构简式为 。
(2)在一定条件下,2分子X通过分子间脱水可生成一种六元环状化合物,写出该反应的化学方程式 。
(3)已知:
①R1-CH=CH-R2R1COOH+R2COOH
②
依据上述信息反应,以1-丁烯为原料(无机试剂任选),设计制备X的合成路线 。
(4)离子液体可作为锂离子电池的电解质,以下为2种离子液体的结构。
化合物Ⅰ中含N的五元杂环具有类似苯环的结构特征,1号N原子的杂化轨道类型为 ,1mol化合物Ⅰ中含有 mol σ键;化合物Ⅱ中阳离子的空间构型为 。
(5)已知乙醇胺结合质子的能力比弱,关于X的乙醇铵盐()下列说法正确的是___________
A.液态时的导电性:X
B.X和乙醇胺中均含有键、键和氢键
C.该离子液体阴阳离子体积很大,结构松散,作用力相对较弱
D.同温等物质的量浓度的HOCH2CH2NH3Cl溶液和NH4Cl溶液相比,前者的pH大
(6)最常见的离子液体主要由阴离子和如图的阳离子组成。为了使阳离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能,与N原子相连的不能被H原子替换,从氢键角度解释原因是: 。
3.(2024·山东泰安·模拟预测)新质生产力催生生物技术、新材料高质量发展。
(1)色胺酮来源于天然植物中药板蓝根,是板蓝根抗菌、抗病毒活性成分之一。以甲醇为溶剂,Co2+可与色胺酮分子配位结合,形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)。
①基态Co2+价电子排布式为 。
②色胺酮分子中,含氧官能团名称 ;所含元素第一电离能由大到小的顺序为 ;该分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子以及超共轭的平面大π键体系,则分子中N原子的杂化类型为 ;形成配位键的N原子是 (填“1”或“2”)。
③色胺酮钴配合物中钴的配位数为 ;X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过 作用与色胺酮钴配合物相结合。
(2)超高硬度生物材料Ti3Au合金是理想的人工髋关节和膝关节材料,其晶体有α-Ti3Au、β-Ti3Au两种结构,如下图所示。
①α-Ti3Au晶胞中,Ti原子周围与它最近且距离相等的Ti原子有 个。
②β-Ti3Au的晶胞边长为509pm,每个晶胞面上有两个Ti原子。β-Ti3Au晶体的密度是 g·cm-3(列出计算式,设阿伏加德罗常数的值为NA)。
③与β-Ti3Au晶体相比,α-Ti3Au晶体有更长的Ti-Au键键长。上述两种晶体中硬度较高的是 (填“α-Ti3Au”或“β-Ti3Au”)。
4.(2024·山东泰安·模拟预测)Na2PO3F作牙膏的添加剂可预防龋齿,通常以氟化钠(NaF)与三偏磷酸(Na3P3O9)在熔融条件下反应制得。
(1)基态F原子的价层电子排布式为 。
(2)基态O原子中,电子占据的最高能层的符号是 ,处于最高能级的电子的运动状态共有 个。
(3)两个H3PO4分子间可以通过脱水缩合生成焦磷酸:
三偏磷酸(H3P3O9)可由H3PO4分子间脱水生成,H3P3O9分子中3个P原子的化学环境相同,H3P3O9的结构式是 。
(4)Na2PO3F溶于水时与水反应,P-F键断裂,生成。
①PO3F2- 中磷元素的化合价为 。
②该反应会形成 (填“P-O”或“P-H”)键。
③反应后,溶液中粒子浓度的关系:2c(F-) c(Na+)(填“>”“<”或“=”)。
(5)二水合铁氰化铁Fe[Fe(CN)6]·2H2O可用于质子电池的正极材料,其晶胞形状为立方体,边长为anm,结构如图所示:
①距离Fe3+最近的Fe3+有 个。
②已知:Fe[Fe(CN)6]·2H2O的摩尔质量是Mg·mol-1,阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 g·cm-3。
5.(2024·山东日照·二模)过渡金属不但能够与非金属元素形成化合物,还能与其他金属元素形成金属互化物。回答下列问题:
(1)Mn在元素周期表中的位置 ,属于 区的元素,基态锰原子的价电子轨道表示式为 。
(2)二茂铁化学式为,由与两个构成(如图),熔点为172℃。
①二茂铁熔点低于铁的原因为 。
②大键通常用符号表示(m代表参与形大键的原子数,n代表大键的电子数),则中的大键表示为 。
③与两个离子形成配位键后,使的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构。则与两个离子形成配位键的数目为 。
(3)锰和镓形成的金属互化物立方晶胞如图所示。
①若将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点,则距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为
(填标号)。
A.面心B.体心C.顶点D.棱心
②晶胞中,相邻Mn原子构成的正四面体空隙完全由镍原子填充,可用于制备碳基金属催化剂。1号Mn原子坐标参数为,则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为 ;晶胞参数为a nm,则填充镍后的晶胞的密度 (用含、a的代数式表示)。
6.(2024·陕西铜川·模拟预测)硼化合物及其材料在化工、医疗、材料等领域都起着举足轻重的作用。氨硼烷在催化剂作用下水解生成氢气的离子反应为。回答下列问题:
(1)分子中,与N原子相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,则H、B、N三种元素的电负性大小顺序是 。基态N原于的价层电子排布图为 。B原于核外有 种不同运动状态的电子。分子中键角 (填“>”“<”或“=”)分子中键角。的熔点比高的原因是 。
(2)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,如图所示是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上,则硼化镁的化学式为 。
(3)在硼酸盐中、阴离于有链状、环状等多利结构形式。如图所示是一种链状结构的多硼酸根,则该多硼酸根离子符号为 。
(4)砷化硼的晶胞结构如图所示。硼原子的配位数为 ,该结构中有一个配位键,提供空轨道的原子是 。若其晶胞参数为bpm,则该晶体的密度为 (列出表达式,设为阿伏加德罗常数的值)。
7.(2024·山东德州·三模)卤族元素的化合物在科研和生产中有着重要的作用。请回答下列问题:
(1)基态碘原子价电子排布式为 。碘单质在中的溶解度比在水中的大,解释原因 。
(2)主要用于药物合成,通常用反应生成PI3,PI3再水解制备,PI3的空间结构是 ,PI3水解生成的化学方程式是 。
(3)在极高压强下,氯化钠可以和氯气化合生成。立方系晶胞,结构如图所示,其中两个氯原子的坐标为、,晶体的化学式为 ;与距离最近的且相等的有 个;在晶体中键长为,晶胞棱长为 (保留2位有效数字)。
8.(2024·宁夏银川·模拟预测)锌在生产生活中应用广泛,同时,锌也是人体必需的微量元素之一,起着极其重要的作用。
(1)配位化合物X由配体L2-(如图)和具有正四面体结构的[Zn4O]6+构成。
①基态Zn2+的价电子排布式为 。
②L2-所含元素中,第一电离能从小到大的顺序为 ;每个L2-中采取sp2杂化的C原子数目为 个。
③X晶体内部空腔可吸附小分子,要增强X与H2O的吸附作用,可在L2-上引入 。(假设X晶胞形状不变)。
A.-Cl B.-OH C.-NH2 D.-CH3
④X晶体具有面心立方结构,其晶胞由8个结构相似的组成单元(如图)构成。
已知晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA,L2-与[Zn4O]6+的相对分子质量分别为M1和M2,则X的晶体密度为 g•cm-3(列出化简的计算式)。
(2)复兴号高铁车体材质用到Zn、Co等元素,已知r(Co2+) =65 pm,r(Zn2+) =74 pm,推测ZnCO3比CoCO3的分解温度 (填“高”或“低”),解释原因: 。
(3)H3PO3和H3AsO3的形式一样,但酸性强弱相差很大。已知H3PO3为中强酸,H3AsO3为弱酸,试推断H3PO3和H3AsO3的分子结构 。
9.(2024·陕西铜川·模拟预测)镍是一种性能优良的金属,在许多领域应用广泛。Ni-NTA-Nangold可用于检测或定位6x组氨酸(His)或Poly-His标记的重组蛋白,Ni(Ⅱ)-NTA的结构简式如图1所示。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子核外电子空间运动状态有 种,其价层电子的轨道表示式为 。
(2)Ni(Ⅱ)-NTA的配体之一为。
①Ni(Ⅱ)-NTA中与配位的原子形成的空间构型为 形。
②中第二周期元素的第一电离能()从大到小的顺序为 (用元素符号表示),其中N原子的杂化方式为 。
(3)Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同,但相应单质的熔点Ni明显高于Ca,其原因是 。
(4)某笼形包合物的晶胞结构如图2所示,其中位于面心。
①该笼形包合物溶于酸能形成一种弱酸HCN,1个HCN分子中含有π键的数目为 。
②该包合物中氨与苯分子数目之比为 ,极易溶于水,而微溶于水,其原因是 。
③若此晶胞体积为,阿伏加德罗常数的值为,该晶体密度为 。
10.(2024·四川成都·模拟预测)配合物在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制、自组装超分子等方面有广泛的应用。回答下列问题:
(1)《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”,茜草中的茜素与矾土中的、生成的红色配合物X是最早的媒染染料。
基态的核外电子的运动状态有 种,配合物X中的配体有 ,茜素的水溶性较好的主要原因是 。
(2)Ni与CO形成的配合物为无色液体,易溶于、等有机溶剂。为 (填“极性”或“非极性”)分子,分子中键与键的个数之比为 。
(3)向溶液中滴加铁氰化钾溶液后,经提纯、结晶可得到一种蓝色晶体。实验表明,、、通过配位键构成了晶体的骨架,其局部结构如图1,记为Ⅰ型立方结构。将Ⅰ型立方结构平移、旋转、并置,可得到晶体的复晶胞(如图2,记为Ⅱ型立方结构,下层左后的小立方体g未标出)。
①通过 实验,可确定该晶体结构。
②的配位数为 。
③若位于Ⅱ型立方结构的棱心和体心,则位于Ⅱ型立方结构的 ;一个Ⅱ型立方结构中含 个;若该蓝色晶体的密度为,Ⅱ型立方结构的边长为anm,则阿伏加德罗常数的值可表示为 。
11.(2024·陕西榆林·模拟预测)国产大飞机C919的制造使用了较多含硼材料(如硼纤维、氮化硼等),多项技术打破了外国垄断。
(1)立方氮化硼硬度大,熔点为,其晶体类型为 。
(2)耐高温材料立方制备流程中用到、和触媒剂。
①、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为 。
②中原子的 轨道与原子的 轨道形成键;形成过程中,基态原子价电子层上的电子先激发,再杂化,激发后原子的价电子轨道表示式为 。
③在四氯化碳中的溶解度远大于,原因是 。
(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,原子构成正八面体,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,中心为硼化钙的化学式为 。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。已知原子的分数坐标为,正八面体中键的键长为r,晶胞参数为a,则点原子的分数坐标为 。
12.(2024·天津滨海新·三模)金属有机骨架化合物因高孔隙率等优良特性成为吸附材料的研究热点。采用不同金属中心离子,可合成不同的吸附材料。回答下列问题:
(1)金属硝酸盐是合成的常见试剂。硝酸根离子的空间构型为 ;
(2)功能化可吸附并将其催化转化为甲醇,甲醇易溶于水的原因是 ;
(3)(制备所需催化剂的原料)的结构是, 与键的数目比是 ;
(4)基态原子的电子排布式为,则位于元素周期表第 周期第 族,处于 区。 的价层电子对互斥模型如图所示,该离子是平面正方形结构,键角是90°,则中心原子采用的杂化类型可能是 (填“”“ ”或“ ”)。
某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如图。
(5)已知:。下列说法正确的是___________。
A.是一种超分子,图示吸附过程属于氮的固定
B.温度升高时不利于被固定
C.多孔材料“固定” ,降低反应的活化能,促进平衡正向移动
D.该材料也可用于“固定”其他小分子,如、等
(6)图示中转化为的反应,化学方程式为 。
13.(2024·北京通州·一模)水系质子电池是一种安全环保的电池技术,它采用水系电解质(通常为硫酸),通过氢离子的移动来进行充放电。
(1)对苯醌()可作为水系质子电池的负极材料。
①依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有 。
②下列说法正确的是 。
a.对苯醌所有原子共平面
b.硫酸根中硫原子的杂化方式是
c.对苯醌中元素的电负性由大到小的顺序:
③负极材料需结合质子储能后才能实现放电,对苯醌的储能发生如图转化。
邻苯醌()也可作为负极材料,邻苯醌储能后放电发生的电极反应式是 。
④对苯醌储能过程中在电解液中发生部分溶解导致负极材料损耗,从结构角度分析其原因是 。
(2)二水合铁氰化铁可用于质子电池的正极材料,其晶胞形状为立方体,边长为anm,结构如图。
①距离最近的有 个。
②已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为 。
14.(2024·内蒙古呼和浩特·二模)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集诱导发光(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分子的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)基态硒原子的价电子排布式为 。
(2)比较沸点 (填“>”或“<”),并解释原因 。
(3)关于Ⅰ~Ⅳ物质,下列说法正确的有
A.Ⅰ中Se原子为杂化,碳原子不都是杂化
B.Ⅱ是由极性键和非极性键组成的弱极性分子
C.Ⅲ含有的所有元素中,O的电负性最大
D.Ⅳ中含有2个手性碳原子
(4)分子Ⅲ的价电子中,有 mol孤电子对。
(5)适量的硒酸钠可减轻重金属铊引起的中毒,的立体构型为 。结合无机含氧酸的酸性变化规律,比较酸性: (填“>”或“<”)。
(6)由铁、钾、硒形成的一种超导材料,其晶胞结构如图1所示。
①该晶胞在xy平面投影如图2所示,在晶体中,每个Fe周围紧邻的Se有 个。
②该晶胞参数、,该晶体密度 。(用表示阿伏加德罗常数,写出计算表达式即可)
15.(2024·宁夏吴忠·二模)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。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)中心原子为,中心原子为O,二者均为V形结构,但中存在大键()。中原子的轨道杂化方式为 ;键角 键角(填“>”“<”或“=”)。
(3)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 。
(4)水催化氧化是“分子人工光合作用”的关键步骤。水的晶体有普通冰和重冰等不同类型。普通冰的晶胞结构与水分子间的氢键如图甲、乙所示。晶胞参数;标注为1、2、3的氧原子在Z轴的分数坐标分别为:。晶胞中氢键的长度为 (列出数学表达式,不必计算出结果)。
(5)是重要的稀土抛光材料,图甲为理想的的立方晶胞模型,但是几乎不存在完美的晶型,实际晶体中常存在缺陷(如图乙)。
已知:缺陷晶型中X处原子的分数坐标为(0,0,0),Y处原子的分数坐标为(),则氧空位处原子的分数坐标为 ,该缺陷晶型的化学式可表示为 。设阿伏加德罗常数的值为,理想晶型的密度为,则原子与O原子的最近距离为 (列出表达式)。
16.(2024·天津宁河·三模)我国科学家制备了一种太阳电池,其结构示意图如下。
(1)铝元素属于 区(填“s”“d”“ds”或“p”)。
(2)分子中60个碳原子都是等价的,均以近似 杂化的方式形成3个不共平面的键,余下的1个p轨道电子互相重叠形成闭壳层电子结构,电子云分布在分子笼的内外层表面上。循环伏安测试表明:在溶液中可以逐步可逆地接受6个电子形成负离子,却很难失去电子变为阳离子。
(3)①中基态的电子排布式为 。
②中存在配位键的原因是 。
(4)某溶剂中,可以和形成分子间电荷转移复合物,反应方程式可表示为:,不同温度下生成电荷转移复合物的平衡常数如下表。
温度
生成的K
1.2329
0.9674
0.4923
反应: 0(填“>”或。“<”),中是电子 (填“给体”或“受体”)。
(5)晶体结构属于氯化钠型,其晶胞结构如图所示。
①的熔点和沸点比的高,请解释原因 。
②晶体的密度约为晶胞的体积约为 (列出计算式即可)。
17.(2024·北京朝阳·一模)硼及其化合物在科研、工业等方面有许多用途。
(1)基态B原子价层电子排布式是 。
(2)六方氮化硼晶体也被称为“白石墨”,具有和石墨晶体相似的层状结构,如图所示。
①比较B和N的电负性大小,并从原子结构角度说明理由: 。
②分析六方氮化硼晶体层间是否存在化学键并说明依据: 。
(3)氮化硼量子点(粒径大小为2~10nm)可用于检测金属离子,如Fe2+或Fe3+的检测原理如下图。
①图2所示的微粒中Fe与O之间存在的相互作用力类型为 。
②n= (填数字)。
(4)NaBH4是一种重要的储氢材料,其晶胞结构由Ⅰ、Ⅱ两部分组成,如图所示。
①I不是晶胞,从结构角度说明原因: 。
②已知阿伏加德罗常数为NA,该晶体的密度为 g·cm-3。(1nm=10-7cm)
18.(2024·陕西商洛·三模)氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷()、锑()、铋()和镆()六种,它们的单质及其化合物在工农业生产中有着重要的用途。回答下列问题:
(1)基态原子核外电子排布式为 ,基态原子核外有 个未成对电子。
(2)与同周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)氮气分子内存在氮氮三键,性质稳定,试从分子结构的角度解释P、的单质化学性质比活泼的原因是 。
(4)离子中P的杂化类型为 ,分子的空间构型均为 ,其键角依次减小的原因是 。
(5)氮和铜形成的一种二元化合物具有良好的电学和光学性能,其晶胞结构如图所示,则N的配位数为 ,该晶体密度为 (列出计算式,代表阿伏加德罗常数的值)。
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) 、
(2)三硝基甲苯的分子结构中包含三个高能的硝基,硝基在受到冲击或者摩擦时会迅速发生分解
(3)AB
(4)
(5)
【详解】(1)根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族大于第ⅢA族,第VA族大于第ⅥA族,则同周期第一电离能比N大的元素有F、Ne;是“V”形结构,的大π键中参与原子数为3,氮原子剩余电子数,O原子剩余电子数6-1=5,根据“单出1,偶除2”,则大π键可表示为;故答案为:、;。
(2)三硝基甲苯可用来制作炸药TNT,试从分子结构中分析其易爆炸的原因三硝基甲苯的分子结构中包含三个高能的硝基,硝基在受到冲击或者摩擦时会迅速发生分解;故答案为:三硝基甲苯的分子结构中包含三个高能的硝基,硝基在受到冲击或者摩擦时会迅速发生分解。
(3)A. 氮的电负性比P的电负性大,N与Cl的电负性差值小于P与Cl的电负性差值,因此分子的极性比的大,故A错误;
B. 氮的碱性是氮孤对电子起作用,电负性O>N>H>C,为氨基取代,为羟基取代,为甲基取代,甲基是供电子基团,而吸引电子能力是羟基>氨基,则碱性:,故B错误;C. 根据晶体熔点分析,一般共价晶体熔点高,的熔点为,硬度高,推测它为共价晶体,故C正确;D. 中存在配位键,氮原子有1对孤对电子,B原子最外层电子数全部用完,因此提供空轨道的是B,故D正确;综上所述,答案为:AB。
(4)
根据P4为正四面体结构分析N4,结合的结构式为,则得到的结构式是N4中每个氮原子形成配位键,则的结构式;故答案为:。
(5)与N形成的某种化合物晶体的晶体结构如图所示,晶胞中N个数为2,Fe个数为,已知六棱柱底面边长为,高为,阿伏伽德罗常数为,则该晶体的密度为;故答案为:。
2.(1) CH2O
(2)2
(3)CH3CH2CH=CH2
(4) sp2 23 四面体
(5)AC
(6)氮原子上连H原子形成分子间氢键,该离子不易以单体形式存在
【分析】
根据质谱图可知,有机物X的相对分子质量为90;根据红外光谱图可知,X中含有羟基、羧基和碳氢单键;X可以以淀粉为原料,通过水解和生物发酵法制备,且核磁共振氢谱中含有4种氢原子,则淀粉水解生成葡萄糖,经生物发酵后生成乳酸()符合结构要求,因此物质X为乳酸。
【详解】(1)
根据分析,X的结构简式为,最简式为CH2O。
(2)
中含有羟基和羧基,可以酯化反应生成六元环酯,化学方程式为2 。
(3)
根据已知信息,CH3CH2CH=CH2与氯气在加热条件下取代生成;根据已知信息,中碳碳双键氧化,生成;最后在碱性条件下水解生成。
(4)化合物Ⅰ中含N的五元杂环具有类似苯环的结构特征,因此1号N原子为杂化;1mol化合物Ⅰ中含11mol碳氢键,2mol碳碳键,5mol碳氮单键,1mol碳氮双键,4mol碳铝键,因此1mol化合物Ⅰ中含有23molσ键;化合物Ⅱ的阳离子中N原子的价层电子对数为4,采用杂化,因此空间构型为四面体。
(5)A.属于离子液体,液态时能电离出可以自由移动的离子,具有良好的导电性,乳酸属于共价化合物,因此液态时的导电性:X,A正确;
B.乙醇胺的结构为,只含有单键,因此不含键,B错误;
C.该离子液体的阴阳离子体积比较大,因此结构松散,导致阴阳离子之间的作用力较小,C正确;
D.由于乙醇胺结合质子的能力比弱,则水解能力强于铵根,因此同温等物质的量浓度的HOCH2CH2NH3Cl溶液和NH4Cl溶液,前者酸性强,对应的pH小,D错误;
答案选AC。
(6)N原子相连的被H原子替换形成氮氢单键,则阳离子可形成分子间氢键,不易以单体形式存在,溶解性能变差。
3.(1) 3d7 酰胺基、羰基 N>O>H>C sp2 1 4 氢键
(2) 8 β-Ti 3 Au
【详解】(1)①钴为第27号元素,失去最外层2个电子形成Co2+,其价电子排布式3d7。
②结合色胺酮分子结构可知,含氧官能团为酰胺基、羰基;
色胺酮中包含元素:N、O、H、C,同周期主族元素第一电离能随原子序数增大而增大,N元素的2p电子排布为半充满结构,电离能高于同周期相邻C、O元素,故第一电离能为:N>O>H>C;
色胺酮分子结构上具有较好配位的氮原子和氧原子形成超共轭的平面大π键体系,结合苯环中碳原子的杂化类型可知,N原子的杂化类型为sp2;配位原子为1号原子。
③结合色胺酮钴配合物的结构可知,中心原子Co与分别两个N原子、两个O原子形成配位键,则钴的配位数为4;
色胺酮钴配合物中O及N原子均有孤对电子,CH3OH分子中羟基上的氢原子,可通过氢键与色胺酮钴配合物相结合。
(2)①结合α-Ti3Au晶胞结构可知,Ti原子位于晶胞的面心,则Ti原子周围与它最近且距离相等的Ti原子有8个;
②β-Ti3Au的晶胞边长为509pm,每个晶胞面上有两个Ti原子,则晶胞中Ti原子数为,根据化学式β-Ti3Au可知Au原子数为,密度为;
③α-Ti3Au晶体有更长的Ti-Au键键长,键长越长,键能越小,硬度更低,因此硬度较高的是β-Ti 3 Au。
4.(1)2s22p5
(2) L 4
(3)
(4) +5 P-O <
(5) 6
【详解】(1)F是9号元素,根据核外电子排布规律可知F原子的价层电子排布式为2s22p5;
(2)O的原子序数为8,则基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4,电子占据的最高能层2p的符号是L,处于最高能级的电子有4个,每个电子运动状态不同,则共有4种;
(3)
三偏磷酸(H3P3O9)可由H3PO4分子间脱水生成,H3P3O9分子中3个P原子的化学环境相同,则脱水后形成环状,是对称的结构,H3P3O9的结构式是;
(4)①O为-2价,F为-1价,由化合价代数和为零可知,PO3F2-中磷元素的化合价是+5价;
②Na2PO3F溶于水时与水反应,P-F键断裂,生成,结合H3PO4的结构简式可知,Na2PO3F的结构为,则Na2PO3F和水反应生成,形成P-O键;
③Na2PO3F和水反应后,F-会发生水解,则溶液中粒子浓度的关系:2c(F-)< c(Na+)。
(5)①距离顶点的Fe3+最近的Fe3+位于相邻的棱心,共6个,故答案为:6;
②Fe位于顶点、面心、棱心和体心,个数为8×+6×+12×+1=8,则晶胞中相当于含有4个“Fe[Fe(CN)6]·2H2O”,晶胞质量为g,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,晶体密度 g·cm-3。
5.(1) 第四周期ⅦB d
(2) 二茂铁属于分子晶体,铁属于金属晶体,铁晶体中金属键强度大于二茂铁晶体中分子间作用力 6
(3) A
【详解】(1)
锰元素是第25号元素,位于周期表的第四周期ⅦB,属于d区元素,基态锰原子的价电子轨道表示式为;
(2)①二茂铁熔点低于铁的原因为:二茂铁属于分子晶体,铁属于金属晶体,铁晶体中金属键强度大于二茂铁晶体中分子间作用力;
②在C5H5-中的每个碳原子上都有一个未参与σ键的电子,这些电子占据与环的平面垂直的p轨道上,5个碳原子的5个p轨道肩并肩,外加得到一个电子重叠形成大π键,其大π键可表示为;
③的价电子排布式是3d6,与两个离子形成配位键后,使的3d、4s、4p能级中共具有18电子的稳定结构,则3d、4s、4p能级均填满电子,所以提供了12个电子,即6对电子对,所以配位键的数目为6个;
(3)①当将晶胞中体心的Ga原子作为晶胞的一个顶点时,整个晶胞中原子的坐标均移动1/2个单位,距该Ga原子最近的Ga原子在新晶胞中位置为面的中心,即面心的位置;
②1号Mn原子坐标参数为,则原点为左下靠后的Mn原子,则填充在1、2、3、4号Mn构成的四面体空隙中心的镍原子的坐标参数为;填充镍后的晶胞中Ni的个数为:8个,Mn的个数为:8×1/8+6×1/2=4个,Ga的个数为:12×1/4+1=4个,晶胞的密度=。
6.(1) 5 < 是离子晶体,而是分子晶体
(2)
(3)
(4) 4 硼
【详解】(1)
与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),电负性N>H,与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)电负性H>B,电负性由大到小的顺序是N>H>B;基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,排布图为;氮是7号元素,原子核外没有运动状态相同的电子,故N原子有7种运动状态不同的电子;分子中N的价层电子对数目为3+=4,含有1个孤电子对,故为三角锥形分子,键角大致109, 分子中B的价层电子对数目为3+=3,不含有孤电子对,故为平面三角形分子,键角大致120,故分子中键角<分子中键角;的熔点比高的原因是是离子晶体,而是分子晶体;
(2)该晶体微观结构的透视图中,每个Mg原子周围有6个B原子,每个B原子为3个Mg原子共用,每一个Mg原子占有的B原子为×6=2,Mg、硼原子个数比为1:2,故硼化镁的化学式为MgB2;
(3)1个B原子连接3个O原子,其中2个氧原子分别为2个B原子共有,则每个B原子实际结合O原子数目为1+2×=2,代一个单位负电荷,故多硼酸根化学式为:BO;
(4)根据晶体结构,每个B原子周围相邻最近的As有4个,即硼原子的配位数为4,该结构中有一个配位键,提供空轨道的原子是硼;一个晶胞中含有4个As,含有4个B,故晶胞的质量为,晶胞的体积为,故晶体的密度为==。
7.(1) 碘单质、均为非极性分子,水为极性分子,所以根据相似相溶原理,碘单质在 中的溶解度比在水中的溶解度大
(2) 三角锥形
(3) 12 0.67
【详解】(1)I元素位于第五周期第VIIA族,基态碘原子价电子排布式为。碘单质在中的溶解度比在水中的大,是因为碘单质、均为非极性分子,水为极性分子,所以根据相似相溶原理,碘单质在 中的溶解度比在水中的溶解度大。
(2)主要用于药物合成,通常用反应生成PI3,PI3再水解制备,
PI3的中心原子P的价层电子对数为,有一对孤电子对,故其空间结构是三角锥形,PI3水解生成,化合价不变,则化学方程式是。
(3)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的钠原子个数为,位于面上和体心的氯原子个数为,则晶体的化学式为NaCl7;晶胞中位于顶点的钠原子与位于面上的氯原子距离最近,则与钠原子距离最近的且相等的氯原子有12个;由两个氯原子的坐标为、可知,晶胞棱长为。
8.(1) 3d10 O>H>C 8 BC
(2) 高 相比Zn2+,半径更小的Co2+与碳酸根中的氧离子作用力更强,更利于碳酸根分解为CO2
(3)、
【详解】(1)①锌元素的原子序数为30,基态锌离子的电子排布式为[Ar]3d10,则基态Zn2+的价电子排布式为3d10;
②L2-所含元素C、H、O中,第一电离能同周期从左到右依次增强,第ⅡA第ⅤA族高于相邻元素,同族由上到下减小,从小到大的顺序为:O>H>C;由结构简式可知,配体中苯环碳原子和双键碳原子杂化方式为sp2杂化,共有8个;
③若在L2-上引入能与水分子形成氢键的羟基和氨基,有利于增强X与水分子的吸附作用,若在L2-上引入不能与水分子形成氢键的氯原子、甲基,不能增强X与水分子的吸附作用,故选BC;
④由X晶胞的组成单元结构可知,单元结构中位于顶点的[Zn4O]6+的个数为8×=1,位于棱上的L2-的个数为12×=3,设晶体的密度为dg/cm3,由X晶体具有面心立方结构,其晶胞由8个结构相似的组成单元构成可得:=(a×10—7) 3d,解得d= g•cm-3;
(2)相比Zn2+,半径更小的Co2+与碳酸根中的氧离子作用力更强,更利于碳酸根分解为CO2,ZnCO3比CoCO3的分解温度高;
(3)
H3PO3为中强酸,H3PO3分子中含1个非羟基氧原子,P原子最外层有5个电子,H3PO3的分子结构;H3AsO3为弱酸,H3AsO3分子中不含非羟基氧原子,As原子最外层有5个电子,根据价键规则,H3AsO3的分子结构。
9.(1) 15
(2) 八面体 N>O>C
(3)与同周期,的原子半径比较小且价电子数多,形成的金属键比较强,熔、沸点比较高
(4) 2 1:1 分子可与分子形成氢键,不可以与分子形成氢键
【详解】(1)
Ni是28号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,核外电子共占据15个原子轨道,故基态Ni原子核外电子空间运动状态有15种,其价层电子的轨道表示式为。
(2)①由Ni(Ⅱ)-NTA的结构简式可知,有6个原子与 Ni2+配位,根据价层电子对互斥理论,原子形成的空间构型为八面体;
②中第二周期元素为C、N、O,第一电离能()从大到小的顺序为N>O>C,其中N原子的价层电子对数为4,杂化方式为。
(3)与同周期,的原子半径比较小且价电子数多,形成的金属键比较强,故熔、沸点比较高。
(4)①HCN的结构式为,单键为σ键、三键中有1个σ键和2个π键,σ键和π键个数之比为1:1。
②根据均摊原则,该包合物中氨分子数为、苯分子数为,所以该包合物中氨与苯分子数目之比为1:1,极易溶于水,而微溶于水,其原因是分子可与分子形成氢键,不可以与分子形成氢键。
③该晶胞中含有Ni2+、CN-、NH3、C6H6个数依次为、、2、2,则晶体的化学式为,则晶体密度为。
10.(1) 18 、、 分子中含有羟基、羰基能和水分子形成氢键
(2) 非极性 1:1
(3) X射线衍射 6 顶点和面心 4
【详解】(1)
钙元素的原子序数为20,基态钙离子的核外电子数为18,由泡利不相容原理可知,基态钙离子的核外电子的运动状态有18种;由配合物X的结构式可知,配合物中中心离子为铝离子,配体为、水分子和氢氧根离子;由茜素的结构简式可知,茜素分子中含有亲水性的羟基、羰基,能和水分子形成氢键,所以茜素的水溶性较好,故答案为:18;、、;分子中含有羟基、羰基能和水分子形成氢键。
(2)由配合物四羰基合镍为无色液体,易溶于四氯化碳、二硫化碳等有机溶剂可知,四羰基合镍为非极性分子;一氧化碳分子与氮气分子的原子个数都为2且价电子数都为14,互为等电子体,等电子体具有相同的空间结构,则一氧化碳分子中含有碳氧三键,四爱基合镍分子中配位键为键,三键中含有1个键和2个键,则分子中键与键的个数之比为,故答案为:非极性;1:1。
(3)①通过X射线衍射实验,可确定晶体结构。
②铁离子处于顶点,上下左右前后均有,所以配位数为6。
③由8个Ⅰ型立方结构平移、旋转、并置,可得到Ⅱ型立方结构,若亚铁离子位于Ⅱ型立方结构的棱心和体心,则铁离子位于Ⅱ型立方结构的顶点和面心;由晶胞结构可知,1个Ⅰ型立方结构中氰酸根离子的个数为,则一个Ⅱ型立方结构中的数目为24,由化学式可知,一个Ⅱ型立方结构中含4个钾离子;由晶胞的质量公式可得,则阿伏加德罗常数的值。
故答案为:X射线衍射;6;顶点和面心;4;。
11.(1)原子晶体或共价晶体
(2) 杂化 3p 和四氯化碳均为非极性分子,而氨气属于极性分子,相似相溶
(3)CF
(4)
【详解】(1)结合熔点可知立方氮化硼符合共价晶体特征;
(2)①金属的电负性较小,另外,同周期元素电负性从左向右在增大,故Ca、B、N三种元素电负性从大到小的顺序为:N>B>Ca;
②BCl3中B原子的价层电子对数为3,其杂化方式为sp2,故BCl3中B原子的sp2杂化轨道与Cl原子的3p轨道形成σ键;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,故激发时B原子的价电子排布图为:;
③极性相似的物质溶解度较大,BCl3和四氯化碳为非极性分子,氨气为极性分子,故原因是:BCl3和四氯化碳均为非极性分子,而氨气属于极性分子,相似相溶;
(3)根据结构可知,该物质由阴阳离子结合而成,含离子键,阳离子中C-N、C-H等属于键,不饱和双键结构中含键;B与N原子之间存在配位键。不含金属键和氢键;
(4)由晶胞结构可知位于顶点,有,Ca位于体心,个数为1,则硼化钙的化学式为;由结构可知,A点到相邻顶点的距离为pm,则A点的z坐标为,A点坐标为。
12.(1)平面三角形
(2)甲醇可以与水分子形成分子间氢键,两者都是极性分子,相似相溶
(3)11:1
(4) 六 Ⅷ d dsp2
(5)B
(6)2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
【详解】(1)硝酸根离子的价层电子数为,没有孤电子对,硝酸根离子的空间构型为平面三角形;
(2)甲醇易溶于水的原因是:甲醇可以与水分子形成分子间氢键,两者都是极性分子,相似相溶;
(3)单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,则σ与π键的数目比是11:1;
(4)根据基态Pt原子的电子排布式可知,Pt位于元素周期表第六周期第Ⅷ族,处于d区,键角是90°,是平面正方形结构,则中心原子采用的杂化类型可能是dsp2;
(5)A.氮的固定指将游离态的氮转化为化合态的氮,A错误;
B.从2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,B正确;
C.多孔材料“固定” N2O4,没有作为催化剂使用,所以不存在降低2NO2(g)⇌N2O4(g)反应的活化能,C错误;
D.某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,所以该MOFs材料不可用于“固定”其他小分子,如NO、H2等,D错误;
故选B。
(6)根据图示内容可知,转化为HNO3的反应的化学方程式为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3。
13.(1) 键、键 ac 储能过程中产生的对苯酚是极性分子,溶于电解液造成损耗
(2) 6
【详解】(1)①对苯醌中含有C-C、C=O、C=C等共价键,单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,故依据电子云重叠方式分析对苯醌中存在的共价键类型有σ键、π键,故答案为:σ键、π键;
②a.对苯醌中所有C原子都为sp2杂化,所有原子可共平面,故a正确;
b.硫酸根中硫原子价层电子对数为4+=4,为sp3杂化,故b错误;
c.非金属性:O>C>H,非金属性越强其电负性越大,电负性:O>C>H,故c正确;故答案为:ac;
③由题意知,对苯醌结合质子储能后生成对苯二酚,则邻苯醌结合质子储能后生成邻苯二酚,邻苯二酚失电子生成邻苯醌和质子,电极反应式为:;
④对苯醌结合质子储能后生成对苯二酚,对苯二酚中含有2个亲水基团羟基,可溶于水,可进入电解质溶液,造成负极损耗,故答案为:储能过程中产生的对苯酚是极性分子,溶于电解液造成损耗;
(2)①距离顶点的Fe3+最近的Fe3+位于相邻的棱心,共6个,故答案为:6;
②Fe位于顶点、面心、棱心和体心,个数为8×+6×+12×+1=8,则晶胞中相当于含有4个“Fe[Fe(CN)6]•2H2O”,晶胞质量为g,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,晶体密度ρ=,故答案为:。
14.(1)
(2) > 二者均为分子晶体,相对分子质量更大,分子间作用力更大,沸点更高
(3)BC
(4)6
(5) 正四面体 <
(6) 4
【详解】(1)Se元素为第四周期元素第VIA族元素,因此基态硒原子价电子排布式为4s24p4;
(2)H2Se和H2S两者都是分子晶体,由于分子间都不能形成氢键,比较沸点直接看他们的相对分子量大小,故沸点:H2Se>H2S,因为二者均为分子晶体,H2Se相对分子质量更大,分子间作用力更大,沸点更高;
(3)A.I中有苯环,苯环中C原子一定是sp2杂化,故A错误;
B.Ⅱ中碳碳之间为非极性键,碳氢之间为极性键,物质类别属于烃类,难溶于水,极性较小,故B正确;
C.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,因此Ⅲ含有的元素中,O电负性最大,故C正确;
D.Ⅳ中无饱和碳原子,手性碳原子一定是饱和碳原子,故Ⅳ中无手性碳原子,故D错误;
故选:BC;
(4)分子Ⅲ中,每个N原子上有1对孤电子对,每个O原子上有2对孤电子对,故共有6对孤电子对,即1mol分子Ⅲ的价电子中,有6mol孤电子对;
(5)中心原子Se原子层电子对数为4,为sp3杂化,离子的立体构型为正四面体形,同种元素对应的无机含氧酸,元素价态越高,非羟基氧越多,酸性越强,可以类比硫酸酸性强于亚硫酸,酸性:H2SeO3<H2SeO4;
(6)由晶胞的平面投影图可知,钾原子位于晶胞顶点和体心,个数为,铁原子位于面心,个数为,硒原子位于棱上和体心,个数为,所以超导材料最简化学式是“KFe2Se2”,位于面心上的铁原子与其最近且等距的硒原子共4个(两个棱上,两个晶胞体内),所以Fe的配位数是“4”;根据密度计算公式,代入题目所给数据,可得晶体密度计算式。
15.(1) A CD
(2) >
(3)为离子晶体,而为分子晶体
(4)
(5) () 或
【分析】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;为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能大,故熔沸点高,为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小;氢键键长为通过氢键的两个氧原子的核间距,晶胞Z轴方向距离最近两个O原子的距离为氢键的长度。
【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,处于激发态的原子为CD,
故答案为:A;CD;
(2)由ClO2中存在可以推断,其中Cl原子只能提供1对电子,有一个O原子提供1个电子,另一个O原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的 轨道中形成大π键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,Cl与另一个O形成的是普通的共价键(σ键,这个O只提供了一个电子参与形成大π键),Cl的价层电子对数3,则Cl原子的轨道杂化方式为sp2;Cl2O中心原子为O,其价层电子对数为2+=4,因此,Cl2O的杂化方式为sp3,根据价层电子对互斥理论可知,sp3时,价电子对的几何构型为正四面体,sp2时,价电子对的几何构型平面正三角形,sp2杂化的键角一定大于sp3的,因此,虽然ClO2和Cl2O均为V形结构,但O-Cl-O键角大于Cl-O-Cl键角,
故答案为:sp2;>;
(3)为离子晶体,熔化需要破坏离子键,离子键键能大,离子晶体熔沸点高;为分子晶体,熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,分子晶体熔沸点小,
故答案为:为离子晶体,而为分子晶体;
(4)氢键键长为通过氢键的两个氧原子的核间距,晶胞Z轴方向距离最近两个O原子的距离为氢键的长度(O-H…O的长度)为,
故答案为:;
(5)根据理想的CeO2的立方晶胞模型可知,O原子位于4个Ce原子组成的正四面体空隙中,CeO2的缺陷型晶型中,氧空位处的原子位于晶胞体对角线的处,所以其分数坐标是(,,)。该缺陷晶型中Ce原子个数为,O原子个数为7,故化学式是;每个晶胞中含有4个CeO2,设晶胞边长为apm,,晶胞边长pm,晶胞体对角线长为,再计算Ce原子核O原子的最近距离,其距离为晶胞体对角线长的,即 或,
故答案为:(,,);; 或。
16.(1)p
(2)sp2
(3) 3d10 N原子能给出孤电子对,Zn2+有能接受孤电子对的空轨道。
(4) < 给体
(5) LiF和NaCl的阴、阳离子的带电荷分别相同,但Li+半径小于Na+半径、F-半径小于Cl-半径,所以LiF的晶格能大于NaCl的晶格能
【详解】(1)铝原子的价电子排布式为3s23p1,则铝元素属于p区。
(2)C60分子中60个碳原子都是等价的,且每个C原子形成3个σ键、最外层不存在孤电子对,则均以近似sp2杂化的方式形成3个不共平面的σ键。
(3)①基态Zn的价电子排布式为3d104s2,则基态Zn2+的价层电子排布式是3d10。
②中N原子的具有孤电子对,Zn2+具有空轨道,所以存在配位键的原因是:N原子能给出孤电子对,Zn2+有能接受孤电子对的空轨道。
(4)从表中数据可以看出,升高温度,K值减小,所以正反应为放热反应,所以△H<0;题中信息C60在溶液中可以逐步可逆地接受6个电子形成负离子,却很难失去电子变为阳离子,则ZnPc-C60中C60是电子受体,ZnPc是电子给体。
(5)①LiF和NaCl的阴、阳离子的带电荷分别相同,但Li+半径小于Na+半径、F-半径小于Cl-半径,所以LiF的晶格能大于NaCl的晶格能,所以LiF的熔点和沸点高于NaCl。
②结合晶胞结构,锂离子的数目是,氟离子的数目为,晶胞密度,所以晶胞体积为cm3。
17.(1)2s22p1
(2) 电负性:B<N ;B和N电子层数相同,核电核数B<N,原子半径B>N,原子核对键合电子的吸引作用B<N 层内B原子与N原子的核间距为145pm,层间距离为333pm,说明层间没有化学键相连
(3) 配位键 3
(4) I中8个顶角不完全相同,三套各两个平行面不完全相同
【详解】(1)B的原子序数是5所以基态B原子价层电子排布式2s22p1。
(2)①B和N都位于第二周期,根据电负性规律可以判断出电负性:B<N。从原子结构角度进行解释:B和N电子层数相同,核电核数B<N,原子半径B>N,原子核对键合电子的吸引作用B<N。
②根据六方氮化硼晶体结构可以看出,层内B原子与N原子的核间距为145pm,层间距离为333pm,说明层间没有化学键相连。
(3)①铁离子有空轨道,氧原子有孤电子对,结合图2结构可以看出微粒中Fe与O之间存在的相互作用力类型为配位键。
②与Fe成键的四个O中,有三个O各带一个负电荷,根据电荷守恒,铁为+3价,所以n=3。
(4)①由图中结构可以看出Ⅰ中8个顶角不完全相同,三套各两个平行面不完全相同,无法通过平移后无隙并置得到晶体,所以不是晶胞。
②由晶胞结构可以得到,Na+个数为:,个数为:,所以晶体密度为: g·cm-3。
18.(1) 3
(2)
(3)磷、砷原子半径较大,原子间形成的键较长,轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠,难以形成键,所以不能形成稳定的三键,化学性质较活泼
(4) 三角锥形 N、P、电负性依次减小、原子半径逐渐增大,氢化物中成键电子云越来越偏向H,同时键长增大导致成键电子对之间斥力减小,导致键角逐渐减小
(5) 6
【详解】(1)同主族元素,最外层电子数目相同,则VA族元素的价电子排布式为ns2np3,基态原子核外都有3个不成对电子,则镆原子核外有3个不成对电子;原子序数为33的砷元素位于元素周期表第四周期VA族,基态原子核外电子排布式为,故答案为:;3;
(2)同周期元素,从左到右,第一电离能依次增大,但As原子的4p轨道达到半充满稳定状态,第一电离能大于其右边相邻元素,则As与同周期元素Ga、Ge、Se的第一电离能由大到小的顺序为:As>Se>Ge>Ga;
(3)与氮原子相比,磷、砷原子半径较大,原子间形成的σ键较长,p—p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠,难以形成π键,所以不能形成稳定的三键,化学性质较活泼,故答案为:磷、砷原子半径较大,原子间形成的σ键较长,p—p轨道肩并肩重叠程度较小或几乎不能重叠,难以形成π键,所以不能形成稳定的三键,化学性质较活泼;
(4)磷酸根离子中磷元素的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,原子的杂化方式为sp3杂化;NH3、PH3、AsH3的中心原子的价层电子对数都为4、孤对电子对数都为1,分子的空间构型都为三角锥形,N、P、As电负性依次减小、原子半径逐渐增大,氢化物中成键电子云越来越偏向H,同时键长增大导致成键电子对之间斥力减小,导致键角逐渐减小,所以氢化物的键角依次减小,故答案为:sp3;三角锥形;N、P、As电负性依次减小、原子半径逐渐增大,氢化物中成键电子云越来越偏向H,同时键长增大导致成键电子对之间斥力减小,导致键角逐渐减小;
(5)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的氮原子与位于棱上的铜原子距离最近,则氮原子的配位数为6;晶胞中氮原子个数为:8×=1,铜原子个数为:12×=3,则晶胞的化学式为Cu3N,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(10—10 a)3d,解得d=g⋅cm-3,故答案为:g⋅cm-3。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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