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主观题突破练(二) 物质结构与性质融合题热点题空
(总分:87分 建议用时:40分钟)
一、原子核外电子排布、电离能与电负性(每空1分)
1.激发态氟原子的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p2 d.1s22s22p33p2
2.基态Ni原子的价层电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
3.基态S原子的价层电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
4.V的价层电子排布图为 。
5.基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为 。
6.基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。
7.K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是 ,各元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
8.CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是 。
二、成键方式、杂化类型与空间结构(每空1分)
9.NH4H2PO4中,电负性最大的元素是 ;P的杂化方式为 ,P的杂化轨道与O的2p轨道形成 键。
10.[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的一种配合物,IMI的结构为,则1 mol IMI中含有 个σ键;Cl的空间结构为 。
11.Pb为第ⅣA族元素,常见的化合价为+2和+4,其单质和化合物都有着广泛的用途。已知Pb2+可以和EDTA[乙二胺四乙酸
(HOOCCH2)2NCH2—CH2N(CH2COOH)2]形成无色的1∶1的稳定络合物。请回答下列问题:
(1)在EDTA中,碳原子的杂化方式有 、 ,组成EDTA的四种元素中第一电离能最大的是 。
(2)Pb(NO3)2中阴离子的空间结构是 ,写出1个与该阴离子空间结构相同的分子的化学式: 。
三、大π键与配合物(每空2分,有标注的除外)
12.丁二酮肟常用于检验Ni2+。在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。请回答下列问题:
(1)上述物质所含非金属元素电负性由大到小的顺序为 (1分)。
(2)氢氧原子间存在 (1分)作用。
(3)Ni2+的配位数为 (1分)。
(4)已知:Ni2+和N位于同一平面。可采用配合物的杂化轨道理论进行解释:Ni2+原有d电子可违反洪特规则进行重排,再利用外层空轨道杂化后接受N原子提供的孤电子对。则推测Ni2+采用的杂化轨道类型为 (填字母)。
A.sp2 B.sp3 C.dsp2 D.d2sp
13.分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则平面分子中的大π键应表示为 。
四、结构决定性质——原因类解释题(每空2分,有标注的除外)
14.原子结构与性质原因解释
(1)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I的变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填字母),判断的根据是 ;第三电离能的变化图是 (填字母)。
(2)FeO和Fe2O3中较稳定的是 (1分),从原子结构角度分析,其理由是 。
(3)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能,Zn—N中离子键成分的百分数小于Zn—O,原因是 。
(4)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键,原因是 。
15.分子结构与性质原因解释
(1)比较键角大小:气态SeO3分子 (填“>”“<”或“=”,1分)Se,原因是 。
(2)[PtCl4(NH3)2]中H—N—H之间的夹角 (填“>”“<”或“=”,1分)NH3分子中H—N—H之间的夹角,原因是 。
(3)在水中的溶解度,吡啶()远大于苯,主要原因是① , ② 。
(4)乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是 ;
其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”,1分),原因是 。
(5)已知AlCl3可形成共价分子,AlF3为离子晶体,从电负性的角度解释其原因: 。
(6)硫酸的结构式为,比较酸性:CH3SO3H (填“大于”“小于”或“等于”,1分)CCl3SO3H,并说明原因: 。
16.晶体结构与性质原因解释
(1)Na2O、MgO的熔点分别为1132 ℃、2852 ℃,解释它们之间熔点差异的原因: 。
(2)Al2O3、N2、CO的沸点从高到低的顺序为 (1分),原因是 。
(3)Ti的四卤化物熔点如表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因是 。
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔点/℃
377
-24.12
38.3
155
五、晶胞结构分析及相关计算(每空2分)
17.砷化硼的晶胞结构如图所示。与砷原子紧邻的硼原子有 个,与每个硼原子紧邻的硼原子有 个,若其晶胞棱长为b pm,则该晶体的密度为 (列出表达式,设NA为阿伏加德罗常数的值)g·cm-3。
18.二元铜镍固溶体称为普通白铜,其晶胞结构如图。
已知立方晶胞棱长为a cm,阿伏加德罗常数为NA mol-1。
(1)该晶体类型为 ,Cu与Cu之间的最近距离为 pm。
(2)该晶体密度为 (用含NA、a的式子表示)g·cm-3。
19.钴氧化物和Al2O3按照适量的比例高温煅烧可得到钴蓝,钴蓝可用于青花瓷的颜料。钴蓝晶体结构由图1中Ⅰ型和Ⅱ型两种小立方体平移所得。图2是钴蓝的晶胞,已知钴原子位于晶胞的顶角和面心。
(1)钴蓝晶胞中Co、Al、O原子个数比为 。
(2)Co原子间最短的距离为 pm。
(3)图2所示字母中,Ⅰ型小立方体分别是a、 (填字母)。
参考答案
1.ad d
2.3d84s2 第四周期第Ⅷ族
3.1∶2或2∶1
4.
5.4∶5
6.N 球形
7.Fe(铁) N>C>Fe>K
8.O>Ti>Ca
9.O sp3 σ
解析 元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性H<P<N<O,故在N、H、P、O四种元素中电负性最大的是O。P中P的价层电子对数为4+=4,P采取sp3杂化方式,其杂化轨道与配位原子只能形成σ键。
10.12NA或7.224×1024 正四面体形
11.(1)sp2 sp3 N
(2)平面三角形 SO3(或SeO3等其他合理答案)
12.(1)O>N>C>H
(2)共价键、氢键
(3)4
(4)C
13.
14.(1)a 同一周期元素第一电离能的总体趋势是增大的,但由于N的2p能级为半充满状态,较稳定,因此N的第一电离能比C、O两种元素大 b
(2)Fe2O3 Fe2O3中的+3价Fe的3d为半充满状态,较稳定
(3)电负性O>N,O对电子的吸引能力更强,Zn和O更易形成离子键
(4)砷原子半径较大,原子间形成的σ键较长,导致p-p轨道相距较远,“肩并肩”重叠程度较小或几乎不能重叠
15.(1)> SeO3的空间结构为平面三角形,Se的空间结构为三角锥形
(2)> [PtCl4(NH3)2]形成过程中,NH3中N原子的孤电子对与Pt形成配位键,N→Pt配位键相比于孤电子对,对其他成键电子对的排斥作用减小,H—N—H的键角增大
(3)①吡啶和H2O均为极性分子,相似相溶,而苯为非极性分子 ②吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
(4)乙二胺的2个N提供孤电子对给金属离子形成配位键 C 铜离子半径大于镁离子,且含有的空轨道多于镁离子
(5)F的电负性大于Cl,Al与F的电负性之差较大,形成离子键,而Al和Cl的电负性之差较小,形成共价键
(6)小于 Cl的电负性大于H的电负性,Cl—C的极性大于H—C的极性,使Cl3C—的极性大于H3C—的极性,导致CCl3SO3H中羟基的极性更大,更易电离出氢离子
16.(1)二者都是离子晶体,r(Na+)大于r(M),且Na+所带电荷少于M所带电荷,电荷越多、半径越小,离子键越强,熔点越高
(2)Al2O3>CO>N2 Al2O3是离子晶体,沸点最高;CO与N2都是分子晶体,两者相对分子质量相同,且都是双原子分子,但是CO是极性分子,N2是非极性分子,故CO分子间作用力大,沸点较高
(3)TiF4为离子晶体,熔点高,其他三种均为分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增大而增大,熔点逐渐升高
17.4 12
解析 由均摊法计算,该晶胞中砷原子个数为4,硼原子个数为8×+6×=4,与每个硼原子紧邻的硼原子有12个(以面心B原子为例,同层4个,上层和下层各4个,共12个);晶胞质量为 g,晶胞体积为(b×10-10)3 cm3,晶体密度为 g·cm-3。
18.(1)金属晶体 a×1010
(2)
解析 (1)该物质为合金,晶体类型为金属晶体,Cu与Cu之间的最近距离为面对角线的二分之一,即a cm=a×1010 pm。
(2)根据均摊法,晶胞中含8×=1个Ni、6×=3个Cu,则晶体密度为 g·cm-3= g·cm-3。
19.(1)1∶2∶4
(2)a
(3)c、f
解析 (1)Ⅰ型立体结构中Co位于顶点和体心,原子数是4×+1=;O位于晶胞内,原子数是4;Ⅱ型小立方体中Co位于顶点,原子数是4×=;O位于晶胞内,原子数是4;Al位于晶胞内,原子数是4;该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成,所以1个晶胞含有Co原子数是8、Al原子数是16、O原子数是32,则钴蓝晶胞中Co、Al、O原子个数比为8∶16∶32=1∶2∶4。(2)由图可知,Co原子间最短的距离为小立方体体对角线的一半,则该距离为a pm。
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