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2025届高三化学复习--物质结构与性质
1.(23-24高三下·福建福州·期中)目前新能源汽车电池主要是磷酸铁锂()和三元锂电池(正极含有、、三种元素)。回答下列问题:
(1)中P和O的电负性由大到小顺序 (填元素符号)。
(2)检验的方法:加入丁二酮肟试剂立即生成鲜红色的二丁二酮肟合镍(Ⅱ)螯合物。反应方程式如下:
2(丁二酮肟)(二丁二酮肟合镍(Ⅱ))
观察丁二酮肟与丁二酮()的结构,熔点较高的是 ,并说明理由 。
(3)原子核外电子有两种相反的自旋状态,分别用和表示,称为电子的自旋磁量子数。基态原子的价电子自旋磁量子数的代数和为 。
2.(23-24高三下·福建福州·期中)根据要求回答下列问题:
(1)在第二周期主族元素:第一电离能介于B和N之间的元素有 种。
(2)已知电离能:,,I2(Ti)≤I2(K),其原因为 。
(3)橙红色晶体羰基钴的熔点为52℃,可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。配体中键与键数目之比是 。
(4)中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为 ,1个分子中含有 个键。
(5)等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与互为等电子体的分子有 。(举一个例子)
(6)蓝色的无水在吸水后会变成粉红色的水合物,该水合物受热后又变成无水,所以无水常用作吸湿剂和空气湿度指示剂。现有无水,吸水后变成 ,试回答下列问题:
①水合物中x= 。
②若该水合物为配合物,其中的配位数为6,经测定得出该配合物内界和外界含有的个数之比为,则该配合物的化学式可表示为 。
3.(23-24高三下·福建莆田·期中)白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色,有金属光泽,故名白铜。公元4世纪时东晋常璩的《华阳国志南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)文明中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)的核外电子排布式为 ,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。
①中阴离子的立体构型是 。
②在中与之间形成的化学键,提供空轨道成键的微粒是 ,中心原子的配位数为 。
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为或排布时,无颜色;为排布时,有颜色,如显蓝色。据此判断, 颜色(填“无”或“有”)。
(4)已知CO与互为等电子体,且CO分子中各原子均满足8电子稳定结构,Ni能与CO形成正四面体形的配合物中含有 配位键。
(5)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:,,的原因是 。
(6)NiO的晶体结构如图所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为 。
(7)Cu与H可形成一种红色晶体,其晶胞结构如图所示。
则该化合物的化学式为 。一个晶胞的质量为 g(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
4.(23-24高三下·山东济宁·期末)硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料等高新材料领域。
(1)BF3、BCl3、BBr3的沸点由高到低的顺序为 ;BF3为 (填“极性”或“非极性”)分子,BF3与NH3形成化合物NH3⋅BF3,NH3分子中 (填“>”“=”或“<”)NH3·BF3分子中。分子中的大π键可用符号表示,则BF3分子中的大π键应表示为 。
(2)的成键情况如图1所示,B原子的杂化方式为 。与NH3在180℃下反应,可得到被称为“无机苯”的硼氮六环()无色液体,其结构和苯极其相似,具有大π键(),如图2所示,无机苯的二氯代物有 种。
(3)晶体硼的基本结构单元如图3所示,每个结构单元含有12个B原子,每个面均是由B原子围成的正三角形,每个结构单元含有 个面,每个结构单元中含有 个B—B键。
5.(23-24高三下·广东·阶段练习)Ⅰ.在①;②苯;③;④聚乙烯。四种物质中:
(1)能使溴的溶液褪色的是 (请填物质的序号,下同。)
(2)所有原于在同一平面的是 。
(3)能发生加成反应但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是 。
Ⅱ.过渡金属铬、铅、镍、铁及其化合物在工业上有重要用途,回答下列问题:
(4)氮化铬()在超级电容器领域具有良好的应用前景,可由与尿素[]反应先得到配合物,然后在通有和混合气体的反应炉内热分解制得。
①尿素中C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②中存在的化学键有 (填标号),的配位数为 。
A.极性共价键 B.非极性共价键 C.氢键 D.配位键 E.金属键 F.离子键
(5)四卤化硅的沸点和二卤化铅的熔点如图所示。
的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。
6.(23-24高三下·福建漳州·阶段练习)氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题:
(1)基态N原子的外围电子排布式为 ,第一电离能: (填“大于”或“小于”)。
(2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物,、、的沸点由高到低的顺序为 (填化学式)。
(3)写出一种与互为等电子体的分子 ,的空间结构为 。
(4)是一种全氮阳离子形成的高能物质,其结构如图所示,其中N原子的杂化轨道类型为 。
(5)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个,其中提供孤电子对的原子为 (写元素符号)。
(6)能与形成具有对称空间结构的。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 ;在水中的溶解度:(m) (n)(填“>”“=”或“<”)。
7.(23-24高三下·四川广安·阶段练习)钛及其化合物具有优异的物理、化学性能,相关的研究备受关注。回答下列问题:
(1)二氧化钛是良好的光催化剂,可催化转化多种有毒物质,如:可将水中的转化为;将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO2等。
①键角: (填“大于”、“小于”、“等于”), 原因是 。
②亚甲基蓝中S原子的杂化类型为 。
③甲基橙的阴离子含 个σ键。
④常温下,1 L水中大约可溶解CO2、HCHO的体积分别为1 L、480 L,其主要原因是 。
(2)具有双钙钛矿型结构的晶体通过掺杂改性可用作固体电解质材料。双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示:
①晶体中与La距离最近的Ba的数目为 。 ②该晶胞的化学式为
8.(23-24高三下·天津南开·期末)过渡金属元素铬()是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)能形成多种配位化合物。中,提供弧电子对形成配位键的原子是 ,中心离子的配位数是 。
(2)中中的杂化轨道类型是 ,的键角小于,原因是 。
(3)在金属材料中添加颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。具有体心四方结构,如下图所示,处于顶角位置的是 原子。若表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度是 (用含、和的代数式表示)。
9.(23-24高三下·广东中山·期末)金属Cu及其合金(M),是一种可以高效催化还原为多碳产物(、)的金属催化剂,其反应过程如图所示:
通过合成不同比例的合金,可以增强Cu基催化剂的稳定性和选择性。请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布图为 ;在题干物质所含元素中,电负性最大的是 (填元素名称)。
(2)两种产物中∠HCC键角 中∠HCC键角(填“大于”“小于”或“等于”),两种键角不同的主要原因是 。
(3)向溶液中逐滴加入氨水先得到蓝色沉淀,后变成深蓝色溶液,写出反应过程的离子方程式 ,由此推知稳定性: (填“>”“<”或“=”)。
(4)金和铜位于同族,金单质的熔点是1064℃,铜单质的熔点是1083℃,请说明铜的熔点高于金的原因是 。
(5)铜的晶胞结构如下图所示。一种金铜合金晶胞可以看成是铜晶胞顶点上的铜被金取代而成,是重要的储氢材料。若该晶体的晶胞棱长为apm,则该合金密度为 g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏加德罗常数的值为)。氢原子可以进入到铜原子和金原子构成的四面体的空隙中,该材料储满氢后的化学式为 。
10.(23-24高三下·辽宁锦州·期末)金属铂(Pt)及其化合物在催化剂和电镀等领域有着重要的应用。回答下列问题:
(1)是铂的重要配位化合物,它有甲、乙两种同分异构体,其中甲为极性分子,乙为非极性分子。甲、乙水解产物的化学式均为,但只有甲的水解产物能与草酸反应生成。
①依据文中信息: ,可推断的分子不是四面体结构。
②在中的溶解度:甲 乙(填“>”、“<”或“=”)。
③发生水解反应的化学方程式为 。
④和中铂的配体数不同,但配位数均为4,原因是 。
⑤画出乙的水解产物的空间结构 。
(2)金属铂晶胞如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。
①每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有 个。
②金属铂的密度为,则晶胞参数为 pm。
11.(23-24高三下·北京顺义·期末)物质结构与性质之间有密切的关系。
(1)①苯;②;③;④四种有机溶剂中,碳原子采取杂化的分子有(填序号) ,分子的空间结构是 。
(2)常温下为深红色液体,其结构为:(平面结构),易溶于、,据此可判断是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)已知邻羟基苯甲醛()与对羟基苯甲醛()相差较大,比较两者沸点的高低并解释原因 。
(4)氨硼烷()是一种具有潜力的储氢材料,常温下以固体形式稳定存在,极易溶于水,其分子结构如下图所示:
已知电负性:H 2.1 B 2.0 N 3.0
①标出中氢元素的化合价 ,根据原子的价层电子排布特点分析氨硼烷中B和N之间成键的过程 。
②氨硼烷极易溶于水的原因是 。
③氨硼烷受热析氢的过程如下图所示:
CDB的结构简式为 ,反应过程中每产生1mol 时转移电子的物质的量为 mol。
12.(23-24高三下·山东济南·期末)铜及其化合物在机械制造、国防建设等领域中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)近日,中国科学院上海有机化学研究所用(bpy)和在溶剂DMF中成功制备了如图所示的含Cu配合物和副产物(bpy)CuCl(bpy为2,联吡啶)。配合物中Cu的化合价为 ,写出制备反应的化学方程式 。
比较联苯()和2,2′-联吡啶的水溶性,前者 后者(填“>”或“<”),原因是 。
(2)一种钇钡铜氧晶体属四方晶系,晶胞如图所示。晶体中Y元素的化合价为价,Cu元素以和两种价态存在,基态的价电子轨道表示式为 ,晶体中与的个数比为 ,Y的配位数为 。设为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为 (列出计算式)。
13.(23-24高三下·吉林·期末)EDTA()是一种重要的络合剂,易与Mg2+、Fe2+、Fe3+等离子形成稳定的配合物。
回答下列问题:
(1)Fe位于元素周期表中 区,基态Fe3+的价电子排布图为 。
(2)EDTA中碳原子的杂化方式为 ,每个EDTA分子中所含 σ 键的数目为 。
(3)EDTA分子中键角:∠HCH ∠CNC(填“>”“=”或“<”),原因为 。
(4)EDTA中能形成离子液体,离子液体作为一种“绿色溶剂”,有着巨大的开发应用价值。1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐就是一种重要的离子液体,其结构为:,解释该物质常温为液体的原因 。
(5)FeS2的立方晶胞结构如图所示。晶胞参数为a pm,设NA为阿伏加德罗常数的值。
则该晶体的密度为 。
14.(23-24高三下·陕西渭南·期末)含镓(Ga)化合物在半导体材料、医药行业等领域发挥重要作用。
(1)基态Ga原子的核外电子排布式是 。
(2)F、K、Ga电负性从大到小的顺序是 。
(3)GaX3的熔、沸点如下表所示。
镓的卤化物
GaCl3
GaBr3
GaI3
熔点/℃
77.75
122.3
211.5
沸点/℃
201.2
279
346
①100℃时,GaCl3、GaBr3和CaI3呈液态的是 (填化学式)。
②GaF3的熔点约1000℃,远高于GaCl3的熔点,原因是 。
(4)某种镓配合物能有效地应用于肿瘤的检测和靶向治疗,其结构如下图。该物质的晶体类型为 ,中心镓离子的配位数为 。
(5)钙与镓同周期,CaF2晶胞结构如图1,则距Ca2+最近且等距的F-有 个。
(6)Ga和N构成的化合物的一种晶胞结构如图2,与金刚石的晶体结构高度相似。已知晶体密度为ρg/cm3。
①该化合物的化学式为 。
②晶胞的边长为 pm(用含ρ、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
15.(23-24高三下·四川凉山·期中)Ⅰ.某立方晶系的锑钾(Sb﹣K)合金可作为钾离子电池的电极材料,图a为该合金的晶胞结构图,图b表示晶胞的一部分。
(1)该晶胞中Sb和K原子数之比为 。
(2)与K原子距离最近且相等的Sb原子数为 。
(3)Sb和Sb之间的最短距离为 pm。
Ⅱ.Fe3+可与SCN-、F等配体形成配位数为6的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知Fe(NO3)3与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3++6SCN﹣⇌[Fe(SCN)6]3﹣
(4)向溶液Ⅰ中加入NaF溶液后,溶液颜色由红色变为无色。若该反应是可逆反应,其离子方程式为 。
Ⅲ.LiBH4是一种潜在的高能储氢材料,已知其由Li+和(H为﹣1价)构成,LiBH4释放氢气的原理为2LiBH4=2LiH+2B+3H2↑。
(5)LiBH4中不存在的作用力有 (填标号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键 F.范德华力
(6)图c为LiBH4在某压强下的晶胞示意图。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,称作原子分数坐标。A离子的坐标为(0,0,0),则B离子的坐标为 。
②晶胞在x轴方向的投影图为 (填标号)。
16.(23-24高三下·广东佛山·期中)一定条件下,以天然气为起始原料可合成乙烯、乙醇、乙酸及三氟乙酸等重要化学物质,如下图所示。回答下列问题:
(1)图中属于非极性分子的是 (填名称,下同),属于烃的衍生物的是 。关于甲烷、乙烯、乙醇和乙酸的结构说法正确的是 (填编号)。
A.甲烷的VSEPR模型为平面三角形
B.乙烯中,C-H键的形成过程可用图a表示
C.图b中,乙醇在Cu催化下与反应断②和③键
D.乙酸分子中,所有碳原子和氧原子共平面
(2)可用检验司机是否酒驾。
①24号元素Cr在周期表中的位置是 ,基态Cr价电子排布式为 。
②欲测定乙醇的结构,现有以下分析方法:
a.X射线衍射实验 b.核磁共振氢谱 c.质谱 d.红外光谱
根据以下分析结果,判断采用的分析方法,并将以上编号填入空格中:
I.直接测得分子中有C-O键和C-H键: 。
Ⅱ.测定相对分子质量为46: 。
Ⅲ.测分子的键长和键角: 。
(3)常温下,乙酸的电离常数,三氟乙酸的电离常数,三氟乙酸的酸性远大于乙酸的原因是 。
(4)比较沸点:乙醇 (填“大于”“小于”或“等于”)二甲醚,原因是 。
17.(23-24高三下·广东佛山·期中)橄榄石矿物中提取出来的化合物广泛用于锂离子电池,其可用、、和为原料制备。
(1)基态锰Mn原子的价电子轨道表示式为 ,其第一电离能与基态铬原子相比,较高的是 (填元素符号)。
(2)的熔点比、高,原因是 。N、P、As是同主族元素,、、三种物质沸点从高到低的排列顺序为 。
(3)中电负性从大到下顺序为 (填元素符号)。
(4)的结构如下图所示,下列说法正确的是_______。
A.中心原子采用杂化 B.空间构型和相同
C.键和键的比值为 D.磷氧键的键能均相等
(5)高纯可作为锂电池正极材料的活性物质,提高锂离子电池放电容量。高纯晶胞结构如下图,晶胞棱边夹角均为,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
原子
x
y
z
Cu
0
0
0
Fe
0
0
0.5
S
0.25
0.25
0.125
①晶胞中有 个S,与单个Cu键合的S有 个。
②已知晶胞密度为,则晶胞参数 pm(列出计算式)。
18.(23-24高三下·四川自贡·阶段练习)钛的化合物种类繁多。回答下列问题:
(1)的熔点(-25℃)远低于的熔点(377℃),原因是 。
(2)常温下呈固态。
①区分是晶体或非晶体最可靠的科学方法是 。
②水溶液可制备配合物,其中心原子(或离子)是 (用化学符号表示)。
(3)TiN晶胞结构如图所示。
①如果Ti位于晶胞的棱心和体心,则N位于晶胞的 。
②Ti原子周围距离最近且等距的N原子有 个。
③已知A、B原子的坐标参数分别为,则C处Ti原子的坐标为 。
④若TiN立方晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为,则TiN的密度是 (列出计算式)。
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)O>P
(2) 丁二酮肟 丁二酮肟存在分子间氢键
(3)或
【详解】(1)同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐增强,电负性O大于N,同一主族元素从上到下,电负性逐渐减弱,电负性N大于P,则LiFePO4中P和O的电负性由大到小的顺序是:O>P;
(2)由于丁二酮肟可以形成分子间氢键,丁二酮分子间不存在氢键,故丁二酮肟的沸点比丁二酮高,
(3)锰原子的价电子排布式为3d54s2,3d能级上有半满的原子轨道,五个轨道中电子都未成对且自旋方向相同,4s能级上两个电子自旋方向相反,所以价电子自旋磁量子数的代数和为:或。
2.(1)3
(2)K+失去的是全充满的3p6电子,所需能量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去
(3) O>C>Co 1∶2
(4) N≡C−C≡N 4
(5)SO2或O3
(6) 6 [CoCl(H2O)5]Cl⋅H2O
【详解】(1)在第二周期主族元素,第一电离能呈增大的趋势,但是Be核外电子2s2轨道全满相对稳定,而B原子2s22p1,故第一电能小于Be,O原子的价层电子2s22p4,N原子的价层电子2s22p3,N的2p轨道有3个电子,处于半满状态,故第一电离能大于O,B和N之间的有3种元素;
(2)K失去一个电子后,原子轨道处于全满状态, Ti价层电子为3d24s2,失去电子后价电子为3d24s1,K+失去的是全充满的3p6电子,所需能量较高,Ti+失去的是4s1电子,相对较易失去, 故I2(Ti)≤I2(K);
(3)钴是金属元素,与碳和氧相比电负性较小,同周期主族元素,核电荷数越大,电负性越大,故氧的电负性大于碳的电负性,O>C>Co;CO中有1个σ键与2个π键,数目之比是为1∶2;
(4)(CN)2中键与键之间的夹角为180°,则分子为直线型,并有对称性,分子两侧都有C和N原子,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,则结构为N≡C−C≡N;每个三键都有2个π键,则1个分子中有4个π键;
(5)与互为等电子体的分子有3原子数,各原子最外层电子数之和为18,则等电子体有SO2或O3;
(6)CoCl2的摩尔质量为130g/mol,65g无水CoCl2的物质的量为0.5mol,吸收水的质量为119g-65g=54g,则水的物质的量为3mol,n(CoCl2):n(H2O)=1:6,则x=6;其中Co2+的配位数为6,经测定得出该配合物内界和外界含有Cl−的个数之比为1∶1,则该配合物的化学式可表示为[CoCl(H2O)5]Cl⋅H2O。
3.(1) 2
(2) 正四面体形 6
(3)有
(4)8
(5) 金属 失去的是电子,而失去的是全充满的电子,再失去第二个电子更难,所以元素铜的第二电离能高于镍
(6)(1,,)
(7) CuH
【详解】(1)Ni元素为23号,Ni2+中有21个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;3d能级有5个轨道,每个轨道最多容纳2个电子,故3d能级上的未成对的电子数为2;
(2)[Ni(NH3)6]SO4中阴离子为,其价层电子对数为4+=4+0=4,立体构型是正四面体形;Ni2+与4个NH3之间形成了配位键,故提供空轨道成键的微粒是Ni2+;中心原子的配位数为4;
(3)Mn2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,3d能级5个电子,故
[Mn(H2O)6]2+有颜色;
(4)CO分子中有1个σ键,1个π键,1个配位键,Ni2+与CO之间存在4个配位键,故1molNi(CO)4中有8mol配位键;
(5)单质铜及镍均为金属单质,均为由金属键形成的晶体;Ni+失去的是4s1电子,而Cu+失去的是全充满的3d10电子,再失去第二个电子更难,所以元素铜的第二电离能高于镍;
(6)由NiO的晶胞结构图所示,则C离子坐标参数为(1,,);
(7)由晶胞结构图所示,Cu有12个位于顶点,2个位于上下两个面的面心及3个位于体内,个数为个,H有6个位于棱上,4个位于体内,个数为个,故Cu和H原子个数比为1:1,化学式为CuH;一个晶胞的质量为g。
4.(1) BBr3>BCl3>BF3 非极性 <
(2) 4
(3) 20 30
【详解】(1)结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,溶沸点越高,则沸点由高到低的顺序为BBr3>BCl3>BF3;BF3价层电子对数:,杂化,且无孤电子对,空间型为正三角型,对称结构,是非极性分子;NH3是杂化,有一对孤电子对,NH3⋅BF3中,以NH3为配体的配合物,N提供孤电子对,B提供空轨道,则NH3·BF3分子中比,NH3分子中大,故NH3分子中<NH3·BF3分子中;BF3分子中B提供空轨道,每个F提供一对电子,形成4原子6电子的大π键,表示为;
(2)
据分子结构,B的价层电子对数为4对,因此B原子均采取sp3杂化;无机苯的二氯代物有4种,分别为:、、、;
(3))晶体硼每个三角形的顶点被5个三角形所共有,所以,此顶点完全属于一个三角形的只占到1/5,每个三角形中有3个点,则晶体B中有20个这样的三角形;每个三角形中含有3条B-B键,每条键被两个三角形公用,则含有B-B数目为20×3×1/2=30;
5.(1)①
(2)①②
(3)②
(4) N>O>C AD 6
(5)均为分子晶体,范德华力随相对分子质量增大而增大
【详解】(1)①只有乙烯中含有碳碳双键,能使溴的溶液褪色,答案为①;
(2)①和②苯是平面形分子,所用原子共面;甲烷是正四面体结构,聚乙烯是高分子,原子不一定共面;答案为①②;
(3)苯能发生加成反应,但是不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲烷和聚乙烯都不能发生加成反应,故答案为②;
(4)①同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,N元素原子的2p能级有3个电子,为半满稳定状态,能量降低,失去电子需要的能量较高,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能N>O>C;
②属于内界离子,含有的化学键有极性共价键和配位键,答案为AD;的配位数为6;
(5)SiX4属于分子晶体,不含分子间氢键,范德华力越大,熔、沸点越高,范德华力随着相对分子质量的增大而增大,所以熔、沸点依次增高。
6.(1) 1s22s22p3 >
(2)NH3>AsH3>PH3
(3) CO2(CS2) 直线形
(4)sp、sp2
(5) 6 N、O
(6) 平面正方形 >
【详解】(1)N为7号元素,基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,同一周期主族元素的第一电离能从左向右呈增大趋势,第ⅤA族最外层电子为半充满结构,比相邻元素大,第一电离能:大于。故答案为:1s22s22p3;大于;
(2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物,能形成分子间氢键使熔沸点较高,PH3和AsH3不能形成分子间氢键,相对分子质量PH3<AsH3,、、的沸点由高到低的顺序为NH3>AsH3>PH3。故答案为:NH3>AsH3>PH3;
(3)共有3个原子,其价电子总数为3×5+1=16,与其互为等电子体的有CO2(CS2)等,价层电子对数为,其空间构型为直线形,故答案为:CO2(CS2);直线形;
(4)
如图右下角形成N≡N的N原子和左侧形成N=N的N原子的价层电子对数为2,为sp杂化,最上方的N原子的价层电子对数为3,为sp2杂化,其中N原子的杂化轨道类型为sp、sp2。故答案为:sp、sp2;
(5)一种与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个,其中提供孤对电子的原子为N、O。故答案为:6;N、O;
(6)若中两个分别被取代,能得到两种不同结构的,说明其结构不是四面体而是平面正方形结构;图中(m)为极性分子,(n)为非极性分子,水为极性分子,根据“相似相溶”规律,在水中溶解度(m)> (n),故答案为:平面正方形;>。
7.(1) 小于 中N上有孤对电子,使成键电子对受到排斥,从而使键角比键角的120°略小 sp2 30 ⑤HCHO 能与H2O形成氢键而CO2不能,氢键可以增大HCHO的溶解度;HCHO和 H2O为极性分子,CO2为非极性分子,根据相似相溶原理,HCHO更易溶于水
(2) 6 BaLaCo2O6
【详解】(1)①键角小于;
②和的中心N的VSEPR数均是3,中的三个键是相邻的,N上没有孤对电子,因此其键角理论上应为120°,但中N上有孤对电子,使成键电子对受到排斥,而使键角比的120°略小,故键角小于;
③亚甲基蓝中S原子形成2个σ键,1个键,带一个单位正电荷,所以还含有一对孤电子,价层电子数为3,为sp2杂化;
④由图中所给结构,甲基橙的阴离子含30个σ键;
⑤HCHO 能与H2O形成氢键而CO2不能,氢键可以增大HCHO的溶解度;HCHO和 H2O为极性分子,CO2为非极性分子,根据相似相溶原理,HCHO更易溶于水;
(2)根据晶体结构可知:在该晶体中,在La原子的上、下、前、后、左、右六个方向各有一个Ba原子距离相等且最近,故与La距离最近的Ba的数目为6;
在该结构单元中Ba:;含有La:;含有Co:1;含有O:,Ba∶La∶Co∶O==1∶1∶2∶6,因此该晶体的化学式为BaLaCo2O6。
8.(1) 6
(2) 中孤电子对数为2,中 的孤电子对数为1,中孤对电子对成键电子对的排斥作用更大,键角更小
(3)
【详解】(1)中为中心离子,为配体,则原子都存在并提供孤电子对,故中心离子的配位数为;
(2)中的价层电子对数为,则的杂化轨道类型;中孤电子对数为,中的孤电子对数为,故中孤对电子对成键电子对的排斥作用更大,键角更小。
(3)由图可知,黑球位为顶角和体内的数目分别为,白球位于棱和体内的数目分别为,则黑球:白球=,故晶体中黑球与白球分别代表与,处于顶角位置的是;,一个晶胞中含有2个铝原子、4个铬原子,则该晶体的密度为。
9.(1) 氧元素
(2) 大于 中C原子采用sp2杂化,中C原子采用sp3杂化
(3) Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2,Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O <
(4)铜和金都是金属晶体,铜的半径小于金,金属键强于金
(5) H8AuCu3
【详解】(1)
铜为29号元素,基态Cu原子的价层电子排布图为;一般金属元素的电负性弱于非金属元素,同周期主族元素从左到右,元素的电负性增强,即电负性O强于C,H的电负性小于C,所以在题干物质所含元素中,电负性最大的是氧元素;
(2)中C原子采用sp2杂化,中C原子采用sp3杂化,两种产物中∠HCC键角大于中∠HCC键角。
(3)向CuSO4的水溶液中逐滴加入氨水,离子方程式为:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2,至过量,观察到沉淀溶解、溶液由最初的蓝色变为深蓝色,即生成[Cu(NH3)4]2+,反应的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,蓝色转化为深蓝色,由此推知稳定性<。
(4)金和铜位于同族,且都属于金属晶体,铜的半径小于金,金属键强于金,所以金单质的熔点高于铜单质的熔点。
(5)一种金铜合金晶胞可以看成是铜晶胞顶点上的铜被金取代而成,则晶胞中Au原子数为1,铜原子数为3。若该晶体的晶胞棱长为apm,则该合金密度为g/cm3。面心堆积晶胞的四面体空隙有8个,氢原子可以进入到铜原子和金原子构成的四面体的空隙中,该材料储满氢后的化学式为H8AuCu3。
10.(1) 有两种同分异构体 < 每个中有2个原子与铂配位
(2) 12 或
【详解】(1)①由存在同分异构体,可知不是四面体结构,故答案为:有两种同分异构体;
②甲为极性分子,乙是非极性分子,四氯化碳是非极性溶剂。根据“相似相溶”规律,非极性分子易溶于非极性溶剂,乙在四氯化碳中的溶解度较大,故答案为:<;
③发生水解反应生成物化学式均为和氯化氢,其化学方程式为,故答案为:;
④和中铂的配体数不同,但配位数均为4,由于每个有2个氧原子与铂配位,故答案为:每个中有2个原子与铂配位;
⑤乙的水解产物不能与草酸反应生成,则乙中两个羟基的位置较远,草酸的两个羧基无法与Pt2+形成配位键,则其结构为,故答案为:;
(2)①以顶点的Pt为对象,其距离最近的Pt位于与之相邻的三个面的面心,顶点的Pt被8个晶胞共用,面心的Pt被两个晶胞共用,则铂原子周围与它最近且等距离的铂原子个,故答案为:12;
②根据均摊法每个晶胞中含有铂原子,晶胞质量,则晶胞体积为,则晶胞的参数为或,故答案为:或。
11.(1) ① 正四面体
(2)非极性
(3)对羟基苯甲醛高或者是后者或者写对羟基苯甲醛的结构 对羟基苯甲醛形成分子间氢键,熔沸点升高,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,使熔沸点降低
(4) N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,N和B之间形成配位键 是极性分子且易和水形成氢键 1
【详解】(1)①苯;②;③;④四种有机溶剂中,①苯分子为平面结构,碳原子采取杂化;②中碳原子均为单键碳,采用sp3杂化;③中碳原子为单键碳,采用sp3杂化;④中C原子价电子对数为2,碳原子采用sp杂化,碳原子采取杂化的分子有①;中C原子采用sp3杂化,无孤电子对,分子的空间结构是正四面体。
(2)
常温下为深红色液体,其结构为:(平面结构),易溶于、,根据“相似相溶”,可判断是非极性分子。
(3)对羟基苯甲醛形成分子间氢键,熔沸点升高,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,使熔沸点降低,所以对羟基苯甲醛沸点高。
(4)
①根据元素的电负性,中氢元素的化合价为;N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,N和B之间形成配位键。
②是极性分子且易和水形成氢键,所以氨硼烷极易溶于水。
由反应Ⅲ逆推,CDB的结构简式为,反应过程中氢元素化合价由+1降低为0、氢元素化合价由-1升高为0,每产生1mol 时转移电子的物质的量为1mol。
12.(1) +1价 2CuCF3+ClCH2CN++CuCl < 2,2′-联吡啶和水分子均为极性分子,而联苯为非极性分子,符合“相似相溶”原理
(2) 1:2 8
【详解】(1)
由题干信息可知,所用(bpy)和在溶剂DMF中成功制备了如图所示的含Cu配合物和副产物(bpy)CuCl(bpy为2,联吡啶),制备反应的化学方程式为:2CuCF3+ClCH2CN++CuCl,反应中没有元素的化合价发生改变,故可知配合物中Cu的化合价为+1价,由于2,2′-联吡啶是分子结构不高度对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,而联苯分子结构高度对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子,水为极性分子,故比较联苯()和2,2′-联吡啶的水溶性,前者<后者,原因是2,2′-联吡啶和水分子均为极性分子,而联苯为非极性分子,符合“相似相溶”原理,故答案为:+1价;2CuCF3+ClCH2CN++CuCl;<;2,2′-联吡啶和水分子均为极性分子,而联苯为非极性分子,符合“相似相溶”原理;
(2)一种钇钡铜氧晶体属四方晶系,晶胞如图所示。晶体中Y元素的化合价为价,Cu元素以和两种价态存在,
已知Cu为29号元素,其基态原子价电子排布式为:3d104s1,故基态的价电子轨道表示式为:,根据均摊法可知,一个晶胞中含有Cu离子的个数为:=3,Y3+的个数为:1,Ba2+的个数为:2,O2-的个数为:=7,根据化合价代数和为0可知,晶体中与的个数比为1:2,Y的配位数即离Y3+最近且距离相等的O2-个数,则为8,设为阿伏加德罗常数的值,则一个晶胞的质量为:g,一个晶胞的体积为:a2c×10-30cm3,则该晶体的密度为:==(列出计算式),故答案为:;1:2;8;。
13.(1) d
(2) sp2、sp3 35
(3) > 两中心原子均为sp3杂化,但N原子中存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力
(4)离子液体阴阳离子半径大(或体积大),导致阴阳离子之间的作用力较小,熔点较低,常温下为液态
(5)
【详解】(1)①Fe位于元素周期表中d区,故答案为:d;
②Fe3+为铁原子失去3个电子后形成的离子,基态Fe3+的价电子排布式为3d5,价电子排布图为:,故答案为:;
(2)①EDTA中羧基碳原子为sp2杂化、饱和碳原子为sp3杂化,故答案为:sp2、sp3;
②单键均为键,双键中含有1个σ 键和1个π键,所以每分子EDTA中所含σ 键的数目为35,故答案为:35;
(3)①EDTA分子中饱和碳原子与氮原子两中心原子均为sp3杂化,但N原子中存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,所以键角∠HCH>∠CNC,故答案为:>;
②由①可知,两中心原子均为sp3杂化,但N原子中存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,故答案为:两中心原子均为sp3杂化,但N原子中存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力;
(4)离子液体阴阳离子半径大(或体积大),导致阴阳离子之间的作用力较小,熔点较低,故常温下为液态,故答案为:离子液体阴阳离子半径大(或体积大),导致阴阳离子之间的作用力较小,熔点较低,常温下为液态;
(5)通过均摊法计算,一个晶胞中含Fe2+数:,含数:,该晶体的质量为:,体积为:a3×10-30cm-3,密度为:,故答案为:。
14.(1)[Ar]3d104s24p1
(2)F、Ga、K
(3) GaCl3 属于离子晶体,GaCl3为分子晶体,离子晶体熔点高于分子晶体
(4) 离子晶体 4
(5)8
(6) GaN
【详解】(1)镓在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族,Ga原子的电子排布为:[Ar]3d104s24p1;
(2)F的电负性最强,K、Ga同周期主族元素,从左至右电负性增强,F、K、Ga电负性从大到小的顺序是F、Ga、K;
(3)①根据表中熔沸点信息,可知呈液态的是GaCl3;
②的熔点约1000℃,远高于GaCl3的熔点说明:属于离子晶体,GaCl3为分子晶体,离子晶体熔点高于分子晶体;
(4)根据结构,该物质由阴、阳离子组成,是离子晶体;中心镓离子的配位数为4;
(5)由面心的Ca2+可知距Ca2+最近且等距的F-有8个;
(6)①根据图示可知,1个晶胞中含有4个Ga原子和4个N原子,该化合物的化学式GaN;
②设晶胞边长为a cm,晶胞质量g,晶胞体积为a3 cm3,GaN的密度为,得a=pm。
15.(1)1:3
(2)6
(3)
(4)6F-+[Fe(SCN)6]3-⇌6SCN-+[FeF6]3-
(5)CEF
(6) (1,1,1) A
【详解】(1)由晶胞结构图可知,K位于棱心、体心和面上,个数为12×+1+8=12、,Sb位于顶点和面心原子个数=8×+6×=4,Sb:K=4:12=1:3;
(2)距体心的K原子距离最近且相等的Sb原子位于面心,共6个;
(3)Sb和Sb之间的最短距离为面对角线的一半,即为pm;
(4)向溶液Ⅰ中加入NaF溶液后,溶液颜色由红色变为无色,证明[Fe(SCN)6]3﹣转化为[FeF6]3﹣,离子方程式为:6F﹣+[Fe((CN)6]3﹣⇌6SCN﹣+[FeF6]3﹣;
(5)LiBH4是由Li+和组成的离子化合物,则其中Li+与之间的离子键,中还存在B—H极性共价键,B与H还存在配位键,故其中不存在的作用力有金属键、氢键、范德华力,故答案为:CEF;
(6)①B原子位于晶胞右上后方的顶点,根据坐标系和A原子坐标可知,B原子坐标为(1,1,1);
②将晶胞x轴方向的投影,则顶点的原子位于正方形的顶点,沿x轴的面心原子位于正方形中心,棱心、其他面心的原子位于正方形四边的中心,阴离子位于正方形内,投影图为,故答案为:A。
16.(1) 甲烷、乙烯 乙醇、乙酸、三氟乙酸 BD
(2) 第四周期第VIB族 3d54s1 d c a
(3)-CH3是推电子基团,-CF3是吸电子基团,吸电子基团使羧基上羟基的极性增强,CF3COOH酸性增强
(4) 大于 乙醇分子间存在氢键
【详解】(1)非极性分子正负电荷中心重合,属于非极性分子的是甲烷和乙烯;甲烷和乙烯是烃,乙酸、乙醇和三氟乙酸都是烃的衍生物;
A.甲烷的VSEPR模型为四面体形,A错误;
B.乙烯中,碳原子采取sp2杂化,为平面三角形结构,H原子s轨道电子为球形,C-H键的形成过程可用图a表示,B正确;
C.图b中,乙醇在Cu催化下与反应生成乙醛,断①和③键,C错误;
D.乙酸分子中,存在,碳原子采取sp2杂化,为平面三角形结构,所有碳原子和氧原子共平面,D正确;
答案是BD;
(2)①24号元素Cr在周期表中的位置是:第四周期第VIB族,基态Cr价电子排布式为:3d54s1;
②I.直接测得分子中有C-O键和C-H键用红外光谱来测定;
Ⅱ.测定相对分子质量用质谱仪测定质荷比最大值即是相对分子质量;
Ⅲ.测分子的键长和键角用X射线衍射实验测定;
(3)氟乙酸的酸性远大于乙酸的原因是:-CH3是推电子基团,-CF3是吸电子基团,吸电子基团使羧基上羟基的极性增强,CF3COOH酸性增强;
(4)乙醇和二甲醚二者分子量相同,都是分子晶体,乙醇分子间能形成氢键,分子间作用力大,沸点高,二甲醚分子间没有氢键,沸点低。
17.(1) Mn
(2) 是离子晶体,熔化破坏离子键,和是分子晶体,熔化破坏分子间作用力,离子键键能比分子间作用力大的多 >>
(3)O>N>P>H
(4)AC
(5) 8 4 ×1010
【详解】(1)
Mn是25号元素,价电子排布式为3d54s2,价电子轨道表示式为;Cr是24号元素,价电子排布式为3d54s1,失去4s1上的电子后形成3d5半充满稳定结构,因此容易失去一个电子,其第一电离能低,所以与基态铬原子相比,第一电离能较高的是Mn;
(2)是离子晶体,熔化时破坏离子键,和是分子晶体,熔化破坏分子间作用力,离子键键能比分子间作用力大的多,所以Li2CO3的熔点比和高;、、都是结构相似的分子晶体,NH3分子间存在氢键,熔沸点最高,PH3和AsH3分子间不能形成氢键,AsH3相对分子质量大,分子间作用力大于PH3,熔沸点AsH3大于PH3,三种物质沸点从高到低的排列顺序为>>;
(3)电负性与非金属性一致,非金属性越强,电负性越大,中非金属性由强到弱的顺序为O>N>P>H,则电负性从大到下顺序为:O>N>P>H;
(4)A.中心原子是P原子,价层电子对为4+对,中心原子采取sp3杂化,A正确;
B.价层电子对为4,空间构型为四面体形,价层电子对为,空间构型为平面三角形,故二者空间构型不相同,B错误;
C.由磷酸根的结构图可知,键和键的比值为,C正确;
D.由结构图可知,中含3个磷氧单键和1个磷氧双键,二者键能不相同,D错误;
答案选AC;
(5)由原子坐标可知,Cu原子位于顶角有8个,面心有4个,体心1个,共有8×个,Fe原子位于面上有6个,棱心有4个,共有6×,S原子全部在体内,共8个。晶胞中有8个S原子,与单个铜键合的S原子有4个;根据密度公式:g/cm3,解得晶胞参数a=×1010pm。
18.(1)TiF4是离子晶体,TiCl4是分子晶体,熔化时,TiF4破坏的是离子键,TiCl4破坏的是分子间作用力
(2) X-射线衍射 Cl和O
(3) 顶点和面心 6
【详解】(1)TiF4和TiCl4都含有Ti元素,但二者的熔沸点却相差很大,说明两种晶体的晶型不同,TiF4是离子晶体,达到熔沸点破坏的是离子键,TiCl4是分子晶体,达到熔沸点破坏的是分子间作用力,而离子键的作用力远远大于分子间作用力,故TiCl4的熔点远低于TiF4;
(2)①区分晶体或非晶体最可靠的科学方法是X-射线衍射;②中Ti3+为中心离子,Cl-、H2O为配体,配位原子为Cl、O,提供孤电子对的原子是氯原子和氧原子;
(3)①由晶胞图可知,Ti位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,N位于棱心和体心,个数为12×+1=4,如果Ti位于晶胞的棱心和体心,则N位于晶胞的顶点和面心,故答案为:顶点和面心;
②离Ti原子距离最近且等距的N原子的个数是6个;
③由晶胞图可知,C点原子位于右侧面的面心,A、B原子的坐标参数分别为(0,0,0)、(1,1,1),则C处Ti原子的坐标为;
④晶胞质量为,晶胞体积为(a×10-10)3cm3,晶体密度。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
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