2025届高三化学一轮复习---物质结构与性质
2024-09-18
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内容正文:
2025届高三化学复习---物质结构与性质
1.(23-24高三下·四川成都·阶段练习)钼(Mo)是一种战略金属元素,钼单质及其化合物广泛用于炼钢、电子工业、石油化工、航天和机械工业等领域。回答下列问题:
(1)基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr],Mo元素属于周期表中的 区元素,其最高能层电子的电子云轮廓形状为 。
(2)某含钼化合物是一种石油工业中的优良催化剂,其分子的结构简式如图所示。
①组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
②该分子中采用杂化的非金属元素的原子个数为 。
(3)Mo原子和CO形成的配合物在电磁领域、隐身材料领域有重要应用,从电负性角度分析该配合物配体中提供孤电子对的原子为 (填元素符号)。
(4)与Mo同周期的Rb为37号元素,金属Rb的熔点为38.89℃,金属Mo的熔点为2620℃,金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为 。
(5)磷和钼形成的某种化合物的结构可由该立方结构单元如图所示,已知结构中Mo位于顶点和面心,而P原子位于棱边中点和体心。
①P原子的配位数为 。
②A的坐标为,则B(P原子)的坐标为 。
③若该立方结构中距离最近的Mo原子之间的距离为a nm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的密度为 。(列出计算式)
2.(23-24高三下·浙江·阶段练习)下列插图具有简洁而又内涵丰富的特点,请回答以下问题:
(1)第三周期的某主族元素,其第一电离能至第五电离能数据如图所示,则该元素对应的原子的电子有 种不同空间运动状态。
(2)如图所示,每条折线表示周期表中的某一族元素氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氧化物,其中a点代表的是 。判断依据是 。
(3)在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。则该晶体的类型属于 晶体。
(4)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
(5)下图(a)是的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离 pm,Mg原子之间最短距离 pm。设阿伏加德罗常数的值为,则的密度是 (列出计算表达式)。
3.(23-24高三下·北京·阶段练习)族元素等在诸多领域发挥着重要作用。
I.黑磷与石墨的结构类似,其中一个单层的结构如下图所示。
(1)基态磷原子的价电子排布式为 。
(2)根据图中信息,回答下列问题:
①黑磷晶体中存在的作用力为 。
②黑磷单层中原子与键的个数比为 。
(3)下列说法正确的有 (填字母)。
a.黑磷中采取杂化
b.黑磷单层中键的键能不完全相同
c.黑磷与石墨都属于混合型晶体
II.砷化镓是最重要的第二代半导体,被广泛应用于光电子和通信等领域。
(4)与族元素能形成结构相似的化合物,它们在熔融态下均不导电,熔点如下表所示。分析的熔点依次降低的原因为 。
物质
GaN
熔点/℃
1700
1480
1238
(5)的晶胞结构如图甲所示,将掺杂到晶体中得到新型材料如图乙所示。
①图甲中,的相对质量为,晶体密度为,阿伏伽德罗常数为,则晶胞边长 。(列出计算式。
②图乙中,掺杂之后的原子个数比 。
4.(23-24高三下·宁夏石嘴山·阶段练习)按要求回答问题
(1)前36号元素中未成对电子数最多的元素的价电子排布式: 。
(2)冰的密度小于水的原因: 。
(3)第三周期元素第一电离能大于P的元素。(写元素符号): 。
(4)F和Xe在一定条件下可生成如图晶体结构,则该晶体化学式为: 。
(5)AlF3熔点高于AlCl3的原因: 。
(6)含0.5mol的[CO(NH3)4Cl2]Cl的溶液中滴加足量硝酸银,生成沉淀的物质的量为: 。
(7)铜晶胞结构如图,已知参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则铜的密度为: 。
5.(23-24高三下·广东深圳·期中)铜及其化合物在生活、生产中用途广泛。请回答下列问题:
(1)基态铜原子的价层电子的轨道表示式(电子排布图)为 ,基态铜原子核外电子的空间运动状态(原子轨道)有 种。
(2)钡和铜的硅酸盐()可以用于人工合成“中国蓝”、“中国紫颜料,其结构中存在,该离子中原子采取的杂化类型为 ;
(3)利用和制备的悬浊液检验醛基时,生成砖红色的,其晶胞结构如图所示。
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。该晶胞原子分数坐标a为,b为,则d原子分数坐标为 。
(4)对于(X为卤素)而言,铜与X形成的化学键极性越强,对应的的溶解度越大。据此可知,的溶解度比的溶解度 (填“更大”或“更小”);
已知的晶胞中的重复排列方式如左下图所示,该排列方式中存在着两种类型由围成的空隙,如1、5、6、7的围成正四面体空隙,5、6、7、8、9、14的围成正八面体空隙。
的晶胞中,的位置如右上图所示,填充于构成的部分四面体空隙中。则有填充的构成的四面体空隙数目为 ,构成的八面体空隙的数目为 。
6.(2024·浙江宁波·模拟预测)氮、铁及其化合物在生产生活中有重要应用。
(1)某化合物的晶胞如图,其化学式为 ,其阴离子存在 种不同取向。
(2)下列说法正确的是_______。
A.第二电离能:N>O>C B.基态的简化电子排布式[Ar]
C.离子半径: D.键角:
已知:3个及以上原子若处于共平面,如有彼此平行的p轨道,则可“肩并肩”重叠形成大π键
(3)南开大学某课题组合成无机二茂铁的配离子,其中环状配体以π电子参与配位,结构如图,1个该配离子中与形成配位键的电子共有 个。
(4)胍为平面形分子,所有原子共平面,结构如图所示。胍属于 分子(填“极性”或“非极性”),①号N的碱性 ②号N的碱性(填“>”、“<”或“=”),请说明理由 。
7.(23-24高三下·北京·期中)金属K和C60能够发生反应产生一系列金属球碳盐KxC60,部分金属球碳盐具有超导性,是球碳族化合物的研究热点之一。
(1)金属K中含有的化学键是 键。
(2)C60晶体中分子密堆积,其晶胞结构如图所示。C60晶体属于 晶体,每个C60分子周围等距离且紧邻的C60有 个。
(3)某种KxC60的晶胞结构如图所示。位于立方体晶胞的顶点和面心,K+位于晶胞的体心和棱心,另外晶胞内还有8个K+。
① KxC60中x= 。
② KxC60的熔点高于C60,原因是 。
8.(23-24高三下·江苏南京·开学考试)X、Y、Z、W、E、F、G是原子序数小于36的七种元素,且原子序数依次增大。X元素基态原子的价电子排布式为;Z元素为最活泼的非金属元素;W元素原子核外有三个电子层,其最外层电子数是核外电子总数的1/6;E元素基态正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的内层全充满,N层只有一个电子;G是周期表中第33号元素。
(1)E元素基态原子的电子排布式为 。基态的电子排布式为 。
(2)Z、W形成的简单离子半径较小的是 (填离子符号)。
(3)比较X、Y的第一电离能大小并说明理由: 。
(4)F元素位于元素周期表的 区。
(5)G元素在周期表中的位置是 ,其可能具有的性质是 (填字母)。
A.其单质具有较强的导电性 B.其最高价氧化物对应水化物的化学式为
C.其原子半径大于锗 D.其第一电离能小于硒
(6)元素X基态原子能量最高的电子所处原子轨道的形状为 形,若氢原子与这些电子所处的轨道采用“头碰头”的方式成键,则所得分子中的键角理论上为 。
9.(23-24高三下·黑龙江伊春·期中)铝的化合物在化工、医药、材料等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)分子中心原子的杂化方式为 ,其空间结构为 。
(2)属于 (填“极性”或“非极性”)分子,其熔点低于,原因是 。
(3)(共价化合物,高熔、沸点)是良好的耐热冲击材料,其晶胞结构如图所示。
①晶胞中含有 个Al,其配位数为 。
②熔融晶体,需要破坏的作用力是 。
③若晶体的密度为,其晶胞参数为 nm(设表示阿伏加德罗常数的值)。
10.(23-24高三下·吉林白山·期中)铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第VⅢ族的元素,在化学上称为铁系元素,其合金和化合物在生产生活中应用广泛。
(1)基态Ni原子的价层电子排布图为 。
(2)的检验试剂常用硫氰化钾(KSCN),K、S、C、N四种元素中电负性最大的是 ,氮有 种不同空间运动状态的电子。
(3)在水溶液中以的形式存在。向含的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的,试分析更稳定的原因是 。
(4)硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。
①的空间构型为 。
②含有的化学键类型包括 (填字母)。
A.极性共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.非极性共价键
(5)一种Al-Fe合金的立方晶胞如图所示,其沿x轴、y轴、z轴的投影完全相同。若此合金中Al、Fe原子核中心之间最近的距离为a pm,则此合金的密度 (设阿伏加德罗常数的值为,列出计算式即可)。
11.(23-24高三下·浙江·期中)第ⅤA族元素又称氮族元素,回答下列问题。
(1)根据价层电子对互斥模型,的VSEPR模型名称为 ,空间结构为 .
(2)下列说法不正确的是______.
A.激发态氮原子跃迁到基态时,可用光谱仪摄取原子的吸收光谱
B.第二周期中第一电离能介于与之间的元素有3种
C.氮族元素单质的晶体类型都相同
D.是正四面体形分子,键角为
(3)氮、磞和氢可以形成平面六元环结构的硼氮苯,分子式为,其结构式为 .
(4)某含砷化合物晶胞如图所示,As原子位于紧邻原子构成的正三棱柱的体心。阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的化学式为 ,密度为 (写出计算式即可)
12.(23-24高三下·福建福州·期中)A、B、M是生活中最常见的前四周期金属元素,A元素的单质既可与强酸反应也可与强碱反应,B位于周期表的第八纵行,其+3价离子比+2价离子在水溶液中稳定,M原子的价电子排布为。回答下列问题:
(1)的价电子排布式为 。
(2)为黄色粘稠状液体,60℃在空气中可自燃,其结构和部分键长如图所示。更接近于 (填晶体类型)。下列说法错误的是 (填标号)。
A.中B的化合价为0
B.配体与B原子所形成的配位键的键能相同
C.B在周期表中位于VIII族,属于d区元素
D.制备应在隔绝空气的条件下进行
(3)中存在的键有 mol。具有对称的空间结构,其中2个分别被取代能得到两种不同结构的,则中由4个围成的图形是 。
(4)金属A与M可形成多种组成不同的合金,其中一种合金的晶胞如图甲所示(),图乙为晶胞在z轴方向的投影。
①已知晶胞中a点原子的分数坐标为,则b点原子的分数坐标为 。
②该晶体的密度为 (用含NA的计算式回答)。
(5)能与、形成配位数为6的配合物,且相应两种配体的物质的量之比为2:1,1mol该配合物溶于水,加入足量的硝酸银溶液可得430.5g白色沉淀,则该配合物的化学式为 。
13.(23-24高三下·山东·阶段练习)催化剂的研究一直是一个重要的领域。根据所学知识,回答下列问题:
I.铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂,通常还含有、、、、等氧化物中的几种。
(1)基态氧原子中,核外电子有 种空间运动状态,能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用“”表示,与之相反的用“”表示,即称为电子的自旋磁量子数。对于基态的铁原子,其价层电子自旋磁量子数的代数和为 。
Ⅱ.我国科研人员研制出了(M为、等金属)等催化剂,使得合成氨工业的温度、压强分别降到了、,这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
(3)在元素周期表中位于 区。
(4)第三电离能: (填“”或“”),原因是 。
Ⅲ.、、、是常见的无机非贵金属光催化剂等。
(5)铜元素的焰色试验呈绿色,下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长,则其中绿色对应的辐射波长为 (填标号)。
A. B. C.
14.(23-24高三下·江苏南通·期中)图表法是常用的科学研究方法,下表列出了短周期元素的部分性质(“电负性”即元素对应原子吸引电子能力的标度):
元素编号
A
B
C
D
E
F
电负性
3.0
2.5
X
0.9
1.5
1.0
原子半径(单位nm)
0.099
0.102
0.110
0.186
0.143
0.152
主要化合价
-1,+7
-2,+6
-3,+5
+1
+3
+1
已知:Be的原子半径为0.089nm
请回答下列问题:
(1)写出B元素简单离子结构示意图 。
(2)X的值应为___________(填字母)。
A.3.6 B.3.1 C.2.1 D.1.4
(3)分析表中数据,简述同周期元素(除惰性气体)电负性大小与原子半径的关系 。
(4)A、B、C三种元素形成的简单氢化物中,稳定性由强到弱的顺序是: (用化学式表示)。
(5)A、E最高价氧化物对应水化物相互反应的化学方程式: 。
(6)D、E最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式: 。
(7)A、B、D、E对应的单原子简单离子的半径由小到大的顺序为 (填离子符号)。
(8)用电子式表示B与D形成原子个数比1:2的化合物的形成过程: 。
15.(23-24高三下·四川南充·阶段练习)学习结构化学,有助于洞悉物质内部奥秘。回答下列问题:
(1)基态锰原子的价层电子排布图(轨道表示式)为 。
(2)与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素,可能位于周期表中的 区。
(3)鉴定 Ni2+的特征反应如下所示,已知生成物II中N与Ni2+共平面:
① I中σ键与π键的个数比为 ;
② II中Ni2+的杂化方式正确的是 。
A.sp3 B.d2sp C. d2sp2 D.d2sp3
(4)已知:r(Fe2+)为 61pm,r(Co2+)为 65pm。在隔绝空气条件下分别加热 FeCO3和 CoCO3,实验测得 FeCO3的分解温度低于 CoCO3,原因是 。
(5)Fe的第三电离能I3 (填“>”或“<”)Mn的第三电离能I3,二茂铁()分子式为Fe(C5H5)2,是具有导电性的有机配合物,其配体C5H5-中的大π键表示为 。(用π的形式表示)
(6)在超高压下,金属钠和氦可形成化合物。结构中的钠离子按简单立方排布,形成立方体空隙如图,电子对和氦原子交替分布填充在立方体的中心。若将氦原子放在晶胞顶点,则电子对在该晶胞中的所有分数坐标除了、,还有 、 ;若晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞的边长 (忽略电子对的质量,用含ρ,NA的代数式表示)。
16.(23-24高三下·北京·期中)铁元素是一种常见的过渡金属,铁及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。根据要求回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式是 。
(2)补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表,检验是否被氧化为的方法之一是:取待测液,加入KSCN溶液,观察是否有红色的生成。
①中的杂化轨道类型为 (填字母)。
A. B. C. D.
②解释配体和的键角大小 。
(3)某兴趣小组用酸性溶液滴定,通过测定的含量来计算某补铁剂中(乳酸亚铁)的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因可能是 。
(4)补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表;第二代口服补铁剂以乳酸亚铁、富马酸亚铁等为代表,富马酸()和马来酸()为顺反异构体。
①富马酸分子中的键和键个数比为 。
②富马酸熔点为300℃,马来酸熔点为140℃,解释熔点差异的原因 。
(5)金属元素铁能形成多种配合物,[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和。
①的空间结构是 。
②尿素中各元素的电负性由大到小的顺序是 。
③向溶液中滴加溶液后,经提纯、结晶后可得到蓝色晶体。可溶性氰化物(如KCN)有剧毒,但该蓝色晶体却无毒,请从结构角度解释其无毒的原因 。
17.(2024·北京·三模)硼及其化合物在科研、工业等方面用途广泛。
(1)基态B原子价层电子排布式是 。
(2)硼原子与氮原子结合可以形成多种晶体。其中六方氮化硼与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,耐磨性高。它们的晶体结构如图1所示。下列关于这两种晶体的说法正确的是 (填序号)。
a.六方氮化硼晶体层间不存在化学键
b.六方氮化硼结构与石墨相似却不导电
c.两种晶体中的B和N之间的作用力均为共价键
d.立方氮化硼含有σ键和π键,属于共价晶体,所以硬度大
(3)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2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,该晶体的密度为 。()
(4)氨硼烷()可由制备,方法如下:
已知:ⅰ.元素的电负性:H-2.1、B-2.0;ⅱ.卤化物水解,需先与水分子配位。
①不能水解,但能水解。原因是 。
②在水中的溶解性:THF()>环戊烷,原因是 。
此法生成的会继续与THF·BH3反应生成副产物。过程如下:
③第2步反应 能量(填“吸收”或“放出”)。
④可用和DMA(二甲胺)代替THF()进行氨硼烷的制备,、DMA和THF分别与B原子的结合能力由大到小的顺序为 。
18.(2024·北京海淀·三模)氟化镁钾()是一种具有优良光学性能的材料,其晶胞结构如下。以该晶胞结构为基础,将相似离子取代或部分取代,可合成多种新型材料。
(1)晶体中,每个位于 个距离最近的F—构成的 空隙中,填选项字母 。
a.3三角形 b.4正四面体 c.6正八面体 d.8立方体
(2)半径与接近,将部分由取代,可以带来电荷不平衡性和反应活性,从而合成新型催化剂材料。
①基态价电子的轨道表示式为 。
②某实验室合成新型催化剂材料(是平衡电荷引入的填隙阴离子,不破坏原有晶胞结构),已知晶胞棱长为a,若要合成厚度为301、面积为1的催化剂材料,理论上需要掺杂的约为 。(,,设阿伏加德罗常数约为)
(3)我国科研工作者以晶体结构为框架,依据“体积匹配原则”合成了具有独特电学性能的晶体。其框架中的由取代,位置嵌入有机阳离子,位置沿棱方向嵌入直线型。已知与的结构简式如下:
①中心N原子的杂化方式为 。
②的转动不会影响晶体骨架,这是因为除离子键外,该晶体中微粒间还存在着其他相互作用,如邻近的与之间还存在着 ,上述相互作用不会随的转动改变。
(4)与镁离子半径接近的锂离子在可充电电池中应用广泛,如、等可作为聚乙二醇锂离子电池的电极材料。电池放电时,沿聚乙二醇分子中的碳氧链向正极迁移的过程如图所示(图中阴离子未画出)。
①从原子结构的角度解释锂离子半径与镁离子半径接近的原因 。
②从化学键角度看,迁移过程发生 (填“物理”或“化学”)变化。
③相同条件下,电极材料中的迁移速率比中的快,原因是 。
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) d 球形
(2) O>N>C>H 14
(3)C
(4)同周期Mo原子半径更小,含有的价电子更多,形成的金属键更强
(5) 6
【详解】(1)基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr],位于周期表中的d区;其最高能层电子的电子云轮廓形状为球形;
(2)①同周期元素从左至右电负性逐渐增大,则组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H;
②苯环上的碳原子的价层电子对数为3,采取sp2杂化,共12个,形成碳氮双键的氮原子有一对孤电子对和2个σ键,价层电子对数也为3,故氮原子也采取sp2杂化,故该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为14;
(3)由于C的电负性小于O的电负性,故C对孤电子对的吸引能力更弱,更容易提供孤电子对与Mo形成配位键,则该配合物中提供孤电子对的原子为C;
(4)同周期Mo原子半径更小,含有的价电子更多,形成的金属键更强,使得金属Mn的熔点远高于金属Rb;
(5)①由图可知,以体心的P原子为中心,其周围距离最近且相等的共有6个面心Mo原子,故P原子的配位数为6;
②由图可知,A的坐标为,则B(P原子)的坐标为;
③若该立方结构中距离最近的Mo原子之间的距离为a nm,即面对角线为2a,边长为nm,由均摊法得,1个晶胞中P的数目为,Mo的数目为,则该晶体的密度为。
2.(1)6
(2) 在ⅣA~ⅦA中的氢化物里,只有ⅣA族元素氢化物沸点不存在反常现象,且a为第三周期氢化物,故a为
(3)共价
(4)
(5)
【详解】(1)该主族元素第一、二电离能较小,而第三电离能剧增,说明容易失去2个电子,最外层有2个电子,又处于第三周期,则为Mg元素,电子的空间运动状态跟电子占据的轨道数相等,Mg原子核外有6种轨道,则有6种空间运动状态不同的电子,故答案为:6;
(2)IVA~VIIA 族元素氢化物中,NH3、H2O、HF的分子之间存在氢键,它们的沸点与同主族其它元素氢化物相比“反常”高,图中a处没有反常,说明为IVA族元素氢化物,a点代表第三周期的氢化物SiH4;
(3)C、O原子之间通过共价键形成空间立体网状结构,故该晶体属于共价晶体;
(4)
甲基为推电子基,-Cl为吸电子基,当吡啶中N的间位C上的H被甲基取代时,N的电子云密度增大,当被-Cl代替后N的电子云密度减小,又根据吡啶及其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,所以碱性最弱的为;
(5)根据晶胞结构可知Cu原子之间最短距离为面对角线的,由于边长是apm,则面对角线是,则,Mg原子之间最短距离为体对角线的,体对角线是,则,由均摊法可知晶胞中含Mg原子的个数为,则Cu原子个数为16,晶胞质量为,晶胞体积为,则晶胞密度为。
3.(1)
(2) 分子间相互作用力和共价键 2:3
(3)bc
(4)均为共价晶体,N、P、As原子半径逐渐增大,键长逐渐增长,键能逐渐减小,熔点依次降低
(5) 5:27:32
【详解】(1)P原子序数15,基态磷原子的价电子排布式:;
(2)①黑磷与石墨的结构类似,说明黑磷晶体层与层间存在分子间相互作用力,层内原子与原子间存在共价键;
②黑磷单层中,每个P原子形成3个键,每个键由2个P原子所共有,则原子与键的个数比为2:3;
(3)a.黑磷中形成3个键,存在1对孤电子对,采取杂化,a错误;
b.黑磷单层中键键长不完全相同,则键能不完全相同,b正确;
c.黑磷与石墨都属于混合型晶体,c正确;
答案选bc;
(4)均为共价晶体,N、P、As原子半径逐渐增大,键长逐渐增长,键能逐渐减小,熔点依次降低;
(5)①根据均摊法计算原子个数,Ga个数为,As位于晶胞内部,有4个,的相对质量为,晶体密度为,根据晶胞密度计算公式:,算得边长;
②掺杂之后,As原子个数不变,将1个顶点Ga和1个面心Ga替换成Mn,Mn原子个数:,Ga原子个数:,则。
4.(1)
(2)冰中每个水分子与4个相邻水分子间形成氢键,形成疏松的晶体结构,存在许多空隙,体积膨胀,密度减小
(3)Cl和Ar
(4)
(5)AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子键强度大于分子间相互作用力
(6)0.5
(7)
【详解】(1)前36号元素中未成对电子数最多的元素的价电子排布式:,对应24号元素为Cr;
(2)冰中每个水分子与4个相邻水分子间形成氢键,形成疏松的晶体结构,存在许多空隙,体积膨胀,密度减小;
(3)P核外电子排布处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于相邻族元素,则第三周期元素第一电离能大于P的元素有Cl和Ar;
(4)根据晶胞结构,Xe位于顶点和体心,个数为,F位于棱上及晶胞内,个数为,化学式:;
(5)AlF3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,离子键强度大于分子间相互作用力,所以AlF3熔点高于AlCl3;
(6)0.5mol配合物[CO(NH3)4Cl2]Cl可电离出0.5mol氯离子,与足量硝酸银,生成沉淀的物质的量为0.5mol;
(7)Cu位于顶点和面心,个数为,晶胞密度:。
5.(1) 15
(2)sp3
(3)
(4) 更大 4 4
【详解】(1)
铜的价电子为3d104s1,价层电子的轨道表示式(电子排布图)为:;铜的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则基态铜原子核外电子的空间运动状态(原子轨道)有15种;故答案为:;15。
(2)中原子的价层电子对数为,采取的杂化类型为sp3,故答案为:sp3。
(3)生成的晶胞结构如图所示,O离子处于晶胞的体心和顶点,Cu离子位于体心,含有4个,该晶胞原子坐标参数a为(0,0,0),b为,则由相等位置关系可知,d原子的坐标参数为,故答案为:。
(4)Cl的非金属性比I大,铜与Cl形成的化学键极性更强,对应的CuCl的溶解度较大;
根据均摊法,晶胞中含个,结合化学式可知,晶胞中构成的8个四面体空隙中有4个填充了,因此填充的构成的四面体空隙数目为4;晶胞内构成1个八面体,每条棱上2个及相邻面心的可以构成1个八面体的四分之一,则共构成,故由构成的八面体空隙的数目为4;
故答案为:大;4;4。
6.(1) 2
(2)BCD
(3)12
(4) 极性 > ①号N有σ和π键二对共用电子偏向N,导致N原子带更多的负电荷,更易结合H+
【详解】(1)Fe原子位于顶点和面心,一个晶胞中含有Fe的个数为,S原子位于棱心和体心,且每个位置有2个S原子,则一个晶胞中含有S的个数为,则其化学式为,则其阴离子为,由晶胞结构图可知,其阴离子存在2种不同取向。
(2)A.N失去一个电子后的价电子排布式为2s22p2,O失去一个电子后的价电子排布式为2s22p3,此时O+的2p能级处于半充满状态,较稳定,难失去电子,故第二电离能:O>N>C,错误;
B.基态的简化电子排布式[Ar],则基态的简化电子排布式[Ar],正确;
C.的核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,则离子半径:,正确;
D.的中心原子的杂化方式均为sp3,且均有一对孤电子对,O的电负性比N的大,则在中成键电子对更偏向中心原子O,则成键电子对的距离更小,排斥力更大,故键角更大 ,正确;
故选BCD。
(3)环状配体以π电子参与配位,则应为平面结构的离子,P采取sp2杂化,价层电子对数为3,2个键电子对,1对孤电子对,则每个P原子参与形成 键的有1个电子,外界提供2个电子,则的大键为,则1个该配离子中与形成配位键的电子共有个。
(4)胍虽然具有一定的对称性,但是只有一条对称轴,不是完全对称,从整个分子看,电荷的分布不均匀,正负电荷中心不重合,故为极性分子;①号N有σ和π键二对共用电子偏向N,导致N原子带更多的负电荷,更易结合H+,使碱性增强,则①号N的碱性>②号N的碱性。
7.(1)金属
(2) 分子 12
(3) 3 KxC60是离子晶体,C60是分子晶体,微粒间的作用力离子键强于分子间作用力
【详解】(1)K中含有的化学键是金属键;
(2)C60晶体组成微粒为60个碳原子组成的C60分子,属于分子晶体;.顶点的C60分子周围与它距离最近等距离的C60分子位于面心,其个数为3×8/2=12;
(3)①位于顶点,K+位于棱心,周围有3个K+,则KxC60中x=3;
②KxC60的熔点高于C60,原因是KxC60是离子晶体,C60是分子晶体,微粒间的作用力离子键强于分子间作用力。
8.(1) 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d10
(2)Mg2+
(3)N>O,同一周期主族元素的第一电离能随着原子序数增大而呈现增大的趋势,N元素的价层电子排布式为2s22p3,为半充满状态较稳定,因此N元素第一电离能大于O元素。
(4)ds
(5) 第四周期第ⅤA族 B
(6) 哑铃 90°
【分析】X、Y、Z、W、E、F、G是原子序数小于36的七种元素,且原子序数依次增大,其中X元素的价电子排布式为nsnnpn+1,则n=2,故X为N元素;Z元素为最活泼的非金属元素,则Z为F元素;Y的原子序数介于氮、氟之间,故Y为O元素;W元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的,令最外层电子数为x,则,解得x=2,故W为Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态即3d5,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故E为Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,原子核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1,故F为Cu元素;G是周期表中第33号元素,则G为As元素,X、Y、Z、W、E、F、G分别是N、O、F、Mg、Fe、Cu、As元素。
【详解】(1)根据分析可知,E为Fe元素,基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2,F为Cu元素,基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2;1s22s22p63s23p63d10。
(2)Z、W分别是F、Mg元素,形成的简单离子均为2、8结构,电子层数相同,原子序数越小则离子半径越大,因此离子半径较小的是Mg2+,故答案为:Mg2+。
(3)X、Y分别为N、O,同一周期主族元素的第一电离能随着原子序数增大而呈现增大的趋势,但第IIA族、第VA族元素为全充满、半充满状态,较稳定,第一电离能大于其相邻元素, N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大,N元素的价层电子排布式为2s22p3,为半充满状态较稳定,所以第一电离能大小为:N>O,故答案为:N>O,同一周期主族元素的第一电离能随着原子序数增大而呈现增大的趋势,N元素的价层电子排布式为2s22p3,为半充满状态较稳定,因此N元素第一电离能大于O元素。
(4)F为Cu元素,位于元素周期表的ds区,故答案为:ds。
(5)G为As元素,在周期表中的位置是第四周期第ⅤA族;
A.G为As元素,位于金属元素与非金属元素的分界线处,其单质可作为半导体材料,但为非金属元素,因此其单质并无较强的导电性,A错误;
B.G为As元素,在周期表中的位置是第四周期第ⅤA族,因此最高价为+5价,可知最高价氧化物对应水化物的化学式为,B正确;
C.As元素与Ge元素同为第四周期元素,同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径Ge>As,C错误;
D.As原子4p轨道处于半充满的稳定状态,故其第一电离能大于同一周期相邻元素Se,D错误;
故答案选B;故答案为:第四周期第ⅤA族;B。
(6)X为N元素,基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3,最高能级为p,其电子云轮廓为哑铃形;若氢原子与这些电子所处的轨道采用“头碰头”的方式成键,H原子以s轨道,而O以p轨道,p轨道垂直于s轨道,则所得分子中的键角理论上为90°,故答案为:哑铃;90°。
9.(1) 平面三角形
(2) 非极性 的相对分子质量小于
(3) 4 4 共价键
【详解】(1)AlBr3分子的中心原子Al价层电子数为3,采取sp2的杂化方式,空间结构为平面三角形;
(2)AlBr3分子空间上为平面三角形,是非极性分子,AlBr3与AlI3均为同种类型的分子晶体,而分子晶体相对分子质量越小熔点越低,AlBr3的相对分子质量小于AlI3,故熔点低;
(3)①由晶胞结构可知,AlN晶胞中含有4个Al,每个Al周围距离最近的N有4个,故其配位数为4;②AlN是共价化合物,熔融AlN晶体,需要破坏的作用力是共价键;③AlN晶胞的质量为,晶胞的密度为,晶胞的体积为,其晶胞参数为。
10.(1)
(2) N 5
(3)N元素电负性比O元素电负性小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与形成的配位键更强
(4) 正四面体形 ABC
(5)
【详解】(1)
Ni是第28号元素,因此基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,基态Ni原子的价层电子排布图为。
(2)元素的非金属性越强,电负性越强,同周期自左向右电负性增大,同一主族元素从上到下哦电负性逐渐减小,故K、S、C、N四种元素中电负性最大的是N;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,则氮有5种不同空间运动状态的电子。
(3)比稳定的原因是: N元素的电负性比O元素小,N原子提供孤电子对的倾向更大,与Co2+形成配位键更强。
(4)①的中心原子S原子的价层电子对数为: ,无孤电子对,有4个成键电子对,则的空间构型为正四面体形。
②同种非金属元素的原子之间易形成非极性键;不同非金属元素的原子之间易形成极性键;含有空轨道和孤电子对的原子之间易形成配位键,[Ni(NH3)6]SO4含有的化学键类型包括[Ni(NH3)6]2+与之间的离子键,[Ni(NH3)6]2+内部的配位键和N-H极性键,内部的极性键,故不含金属键和非极性共价键,合理选项是ABC;
(5)由图示晶胞图中可知,Fe位于8个顶点、6个面心、体心和12条棱心上,故一个晶胞中含有Fe原子的个数为:个,Al均位于体内,且位于4条体对角线的处,故1个晶胞中含有4个Al,若此合金中最近Al、Fe原子核中心之间的距离为体对角线的,假设晶胞边长为:dpm,则有=apm,d=pm,故此合金的密度。
11.(1) 平面三角形 V形
(2)ACD
(3)
(4) NiAs
【详解】(1),孤对电子对,所以VSEPR为平面三角形,空间构型为V形;
故答案为:平面三角形;V形;
(2)A.激发态氮原子跃迁到基态时,可用光谱仪摄取原子的发射光谱,A错误;
B.第二周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,但的能级全充满,的能级半充满,较稳定,其第一电离能大于相邻元素,则第一电离能介于与之间的有共3种元素,B正确;
C.氮、磷、砷形成的单质是分子晶体,锑单质是金属晶体,C错误;
D.P4是正四面体形分子,4个磷原子位于正四面体的四个顶点,其键角为60°,D错误;
故答案为:ACD;
(3)
氮、硼和氢可以形成平面六元环结构的硼氮苯,分子式为,与(苯)互为等电子体,其结构与苯相似,和作为六元环的骨架,相互交错排列,且均采取杂化,结构式为;
故答案为:;
(4)该晶胞中,位于顶点和棱上的原子数为,位于晶胞内部的原子数为2,故化学式为NiAs,则该晶体的密度为;
故答案为:NiAs;。
12.(1)3d6
(2) 分子晶体 B
(3) 16 平面正方形
(4) (0,,)
(5)[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3
【分析】A、B、M是生活中最常见的前四周期金属元素,A元素的单质既可与强酸反应也可与强碱反应,则A是Al;B位于周期表的第八纵行,其+3价离子比+2价离子在水溶液中稳定,则B是Fe,M原子的价电子排布为nd10(n+1)s1,则M是Cu元素,然后根据物质结构及性质分析解答。
【详解】(1)B是Fe,的价电子排布式为3d6;
(2)为黄色粘稠状液体,说明熔点低,结合其结构,更接近于分子晶体;
A.中是Fe与CO分子,所以Fe的化合价为0,A正确;
B.根据配位化合物结构可知:配位体CO与中心Fe原子形成的配位键的键长不同,物质结构不对称,故所形成的配位键的键能不相同,B错误;
C.Fe是26号元素,位于元素周期表第四周期第VIII族,属于d区元素,C正确;
D.Fe(CO)5易自燃,为避免其发生自燃现象,制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行,D正确;
故合理选项是B;
(3)在配位体NH3中含有的N-H共价键是σ键,4个配位体与中心原子之间的配位键属于σ键,则在1个M(NH3)4]2+中存在的σ键个数是16个,故在1 mol M(NH3)4]2+中存在的σ键的物质的量为16mol;
[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构,其中2个NH3分别被Cl-取代能得到两种不同结构的M(NH3)2Cl2,则[Cu(NH3)4]2+中由4个NH3围成的图形是平面正方形结构;
(4)①已知晶胞中a点原子的分数坐标为(,0,),则根据各个原子的相对位置,可知b点原子的分数坐标为(0,,);
②由晶胞结构可知:晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的铝原子个数为8×+2×+4×+1=4;位于面上的铜原子个数为4×=2,则该晶体的化学式为Al2Cu(或CuAl2),设晶体的密度为d g/cm3,由晶胞的质量公式可得: (0.412×0.58×10-21)d=,解得晶体密度d=;
(5)1mol该配合物溶于水,加入足量的硝酸银溶液生成白色沉淀,该白色沉淀为AgCl,430.5g AgCl的物质的量为=3mol,说明该配合物中Cl-全部在外界,溶于水后全部电离,内界配体为H2O、NH3,且相应两种配体的物质的量之比为2:1,Cr3+的配位数为6,因此该配合物化学式为[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3,故答案为:[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3。
13.(1) 5 3
(2)+2或-2
(3)
(4) 的价层电子排布式为,易失去一个电子形成比较稳定的半充满状态,而的价层电子排布式为,处于较稳定的半充满状态,所以难失去,故第三电离能:
(5)A
【详解】(1)O原子序数为8,其核外电子排布为:,共占据5个原子轨道,即有5种空间运动状态;能量最高的电子为2p能级,其电子云在空间有3个伸展方向;
(2)铁的原子序数为26,其价层电子排布为:,若“↑”为,此时价层电子自旋磁量子数的代数和为;若“↑”为,此时价层电子自旋磁量子数的代数和为,所以基态铁原子的价层电子自旋磁量子数的代数和为+2或-2;
(3)Mn原子序数为25,核外电子排布:,位于元素周期表d区;
(4)的价层电子排布式为,易失去一个电子形成比较稳定的半充满状态,而的价层电子排布式为,处于较稳定的半充满状态,所以难失去,故第三电离能:;
(5)铜元素的焰色试验呈绿色,橙、黄、绿对应的波长逐渐减小,则绿色对应的辐射波长为577∼492nm,故选A。
14.(1)
(2)C
(3)同周期元素的原子半径越小,电负性越大
(4)HCl > H2S > PH3
(5)Al(OH)3 + 3HClO4 = Al(ClO4)3 + 3H2O
(6)Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-
(7)Al3+<Na+<Cl-<S2-
(8)
【分析】根据图表提供的信息,已知O、F无正价,最高正价=主族序数,则A为Cl,B为S,C为P, D为Na,E为Al,F为Li,据此回答。
【详解】(1)
B元素简单离子结构示意图,,答案:;
(2)根据同周期元素,从左到右,元素的电负性逐渐增大,P的电负性应该是大于1.5,小于2.5,则X的值应为2.1,选C,答案:C;
(3)根据表中数据,同周期元素的原子半径越小,电负性越大,答案:同周期元素的原子半径越小,电负性越大;
(4)同周期元素,从左到右,非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,所以稳定性由强到弱的顺序是HCl > H2S > PH3,答案:HCl > H2S > PH3;
(5)A的最高价氧化物对应水化物为HClO4,属于强酸,E的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,能溶于强酸、强碱,则两者相互反应的化学方程式为Al(OH)3 + 3HClO4 = Al(ClO4)3 + 3H2O,答案:Al(OH)3 + 3HClO4 = Al(ClO4)3 + 3H2O;
(6)E的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,能溶于强酸、强碱,D(Na)最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-,答案:Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-;
(7)A、B、D、E对应的单原子简单离子分别是:Cl-、S2-、Na+、Al3+,根据电子层数越多,半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,得半径由小到大的顺序为Al3+<Na+<Cl-<S2-,答案:Al3+<Na+<Cl-<S2-;
(8)
B与D形成原子个数比1:2的化合物的形成过程,即,答案:。
15.(1)
(2)s或ds
(3) 15:2 B
(4)r(Fe2+)小于 r(Co2+),FeO的阴、阳离子间的作用力大于CoO,FeCO3比CoCO3易分解
(5) <
(6)
【详解】(1)
锰原子的原子序号为25,基态锰原子的价层电子排布图(轨道表示式)为,答案:;
(2)与Cr同周期且基态原子最外层电子数相同的元素,铬是24 号元素,最外层为4s1,同周期最外层电子数相同的元素有K、Cu,所属周期表中的s、ds区,答案:s或ds;
(3)① I为键线式,其中单键均为σ键,与双键含有1个σ键和1个π键,个数比为15:2,②由图可知,生成物II中N与Ni2+共平面,所以II中Ni2+的杂化方式正确的是d2sp(空间构型平面四方形),答案:15:2、B;
(4)r(Fe2+)为61pm,r(Co2+)为65pm,在隔绝空气条件下分别加热 FeCO3和 CoCO3,实验测得 FeCO3的分解温度低于CoCO3,原因是r(Fe2+)小于 r(Co2+),使得FeO阴、阳离子间的作用力大于CoO,FeCO3比CoCO3易分解,答案:r(Fe2+)小于 r(Co2+),FeO阴、阳离子间的作用力大于CoO,FeCO3比CoCO3易分解;
(5)Fe的价电子式3d64s2,Mn的价电子式3d54s2,Mn的第三电离能即要破坏半充满状态,需要更多的能量,所以Fe的第三电离能I3<Mn的第三电离能I3,配体C5H5-中的大π键,共有5个碳,6个原子共用,所以表示为,答案:<、;
(6)由于将He取在晶胞顶点,位于顶点电子对在晶胞中的分数坐标为、,观察结构不难得出除此之外还有,那么位于体心电子对在晶胞中的分数坐标为;每个小立方体中有个钠离子,电子对和氦原子交替分布填充在立方体的中心,所以该晶体的晶胞应是由8个小立方体形成的大立方体,其中有一半小立方体中有He原子,一半有电子对,所以晶胞中有8个钠离子、4个He原子,则晶胞的质量为,已知晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞边长为apm,所以体积为a3pm3=a3×10-30cm3,则密度为,可得,故答案为:、、。
16.(1)1s22s22p63s23p63d6
(2) C SCN-中心原子采用sp杂化,分子立体构型为直线型,键角为180°;H2O中心原子采用sp3杂化,有两对孤对电子,分子立体构型为v型,键角小于180°
(3)乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,乳酸亚铁的质量分数也偏大
(4) 11∶3 富马酸可以形成分子间氢键,马来酸可以形成分子内氢键
(5) 平面三角形 O>N>C>H 普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合,剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来
【详解】(1)Fe2+应为Fe原子失去4s上的两个电子,核外电子排布式应为:1s22s22p63s23p63d6;
(2)①[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配位数为6,则杂化轨道数为6,故选C;②SCN-中的C没有孤电子对,σ键电子对为2,则其价层电子对为2,根据价层电子对互斥理论,则SCN-的空间构型为直线形,键角为180°,而水的空间构型为角形,则键角大小:SCN->H2O;原因为:SCN-中心原子采用sp杂化,分子立体构型为直线型,键角为180°;H2O中心原子采用sp3杂化,有两对孤对电子,分子立体构型为v型,键角小于180°;
(3)乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因可能是:乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,乳酸亚铁的质量分数也偏大。
(4)①单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,则富马酸分子中,σ键与π键的个数比为11∶3;②富马酸可以形成分子间氢键,马来酸可以形成分子内氢键,导致富马酸沸点远高于马来酸;
(5)①中的N原子的价层电子对数目为3,孤电子对数为0,离子的空间结构是平面三角形;
②元素的非金属性越强,电负性越大,尿素中H、C、N、O元素的电负性由大到小的顺序是O>N>C>H;
③普鲁士蓝无毒的原因为普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合,剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来。
17.(1)
(2)abc
(3) Ⅰ中8个顶点的原子不相同,上下两个面上的原子也不相同,无法进行无隙并置,因此不是晶胞
(4) 卤化物的水解需要与水配位,不能水解是因为中心碳原子没有空轨道,不能与水形成配位键,而有一个空轨道可以结合一个水分子提供的孤对电子形成配位键。 THF中的氧原子可以和水分子形成分子间氢键增大其在水溶液中的溶解性:同时由于THF和水分子都是极性分子,而环戊烷是非极性分子,根据相似相溶原理,THF更易溶于水。 吸收
【详解】(1)基态B原子价层电子为2s、2p能级上的电子,其价电子排布式为2s22p1;
(2)a.六方氮化硼结构与石墨相似,层间存在分子间作用力,不存在化学键,故a正确;
b.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,故b正确;
c.由结构可知,两种晶体中的B和N之间的作用力均为共价键,故c正确;
d.立方相氮化硼中没有π键,故d错误;
答案为abc;
(3)①晶胞是晶体中最小的重复结构单元,可以无隙并置,而结构I中8个顶点的原子不相同,上下两个面上的原子也不相同,无法进行无隙并置,因此不是晶胞;
②由图2可知,晶胞中含有Na+个数==4,即含有4个,晶胞的质量为,晶胞的体积为,晶体的密度为==;
(4)①卤化物的水解需要与水配位,不能水解是因为中心碳原子没有空轨道,不能与水形成配位键,而有一个空轨道可以结合一个水分子提供的孤对电子形成配位键,故不能水解,能水解;
②THF()中的氧原子可以和水分子形成分子间氢键增大其在水溶液中的溶解性:同时由于THF和水分子都是极性分子,而环戊烷是非极性分子,根据相似相溶原理,THF更易溶于水;
③由反应过程可知,第2步反应断开化学键,需要吸收能量;
④与NH3比较,由于H的电负性弱于C,中N上电子云密度小于NH3,故比NH3更容易与B结合,O原子的电负性强于N,故最难与B结合,故、DMA和THF分别与B原子的结合能力由大到小的顺序为。
18.(1)c
(2)
(3) sp 配位键
(4) 电子层数:,但核电荷数:,两离子的原子核对最外层电子的吸引力相近,故两者离子半径相近 化学 和均为离子化合物,结构相似,阴阳离子带电量均相同,离子半径大,阴阳离子间吸引力更弱,所以更易迁移
【详解】(1)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的镁离子与棱上的氟离子距离最近,则镁离子位于6个距离最近的氟离子构成的正八面体空隙中,故选c;
(2)
①铁元素的原子序数为26,基态铁离子的价电子排布式为3d5,轨道表示式为,故答案为:;
②由题意可知,晶胞的体积为(10—9a)3m3=10—27a3m3,催化剂材料的体积为0.3×10—3m×1m2=3×10—4 m3,则晶胞的物质的量约为=mol,理论上需要掺杂的铁离子物质的量为mol×0.2= mol,故答案为:;
(3)①由图可知,离子中中心氮原子的价层电子对数为2,杂化方式为sp杂化,故答案为:sp;
②锰离子中存在空轨道,能与具有孤对电子的离子形成配位键,故答案为:配位键;
(4)①锂离子的电子层数为2,小于电子层数为3的镁离子,但锂离子的核电荷数小于镁离子,所以两离子的原子核对最外层电子的吸引力相近,两者离子半径相近,故答案为:电子层数:,但核电荷数:,两离子的原子核对最外层电子的吸引力相近,故两者离子半径相近;
②由图可知,从锂离子迁移过程中有新物质生成,发生的变化为化学变化,故答案为:化学;
③和均为离子化合物,结构相似,阴阳离子带电量均相同,而离子半径大,阴阳离子间吸引力更弱,所以相同条件下更易迁移,故答案为:和均为离子化合物,结构相似,阴阳离子带电量均相同,离子半径大,阴阳离子间吸引力更弱,所以更易迁移。
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