内容正文:
集训二 非选择题精准练
精准练(一) 物质结构与性质的规范解答
[对应题型集训P227]
1.按要求回答下列问题。
(1)已知元素周期表中74号元素钨与铬同族,钨在元素周期表中的位置是________________。
(2)基态O原子的价电子排布式为________,NO的空间结构为________。
(3)中碳原子的杂化方式有________种。
(4)基态Co原子的价电子排布式为________。
(5)基态铬在周期表中位置为________________;钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。
(6)螯合物是含有多个配位原子的配体与同一个中心原子(或离子)配位成环。已知蛋氨酸(分子式:C5H11NO2S;结构简式为),蛋氨酸合锌是结构中存在五元环的中性配合物,锌的配位数为4,则蛋氨酸合锌的结构简式为______________________________,形成配位键时提供空轨道的是________(填化学式)。
(7)基态Mn原子核外电子的未成对电子数和成对电子数之比为________;锰的第三电离能________(填“>”“<”或“=”)铁的第三电离能,原因是____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)第六周期第ⅥB族
(2)2s22p4 平面三角形
(3)3 (4)3d74s2
(5)第四周期第ⅥB族 发射光谱
(6) Zn2+
(7)1∶4 > Fe、Mn失去2个电子后的价电子排布分别是3d6、3d5,3d5为半充满稳定结构,失去电子所需能量较大
2.按要求回答下列问题。
(1)Pb位于第六周期,与碳元素同主族,其价层电子排布式为________。
(2)Zn2+的价层电子排布式为________,1 mol [Ga(OH)4]-中含有σ键的物质的量为________。
(3)基态N原子价层电子的轨道表示式为______,[Ag(NH3)2]+中Ag+与NH3间形成的化学键为________。
(4)已知基态Ce原子价层电子排布式为4f15d16s2,它有________个未成对电子,它的最高正化合价为________。
(5)基态N原子核外电子的运动状态有______种;N、O、F第一电离能由大到小的顺序为________。氟化硝酰(NO2F)可用作火箭推进剂中的氧化剂,NO2F中心原子的杂化方式为________。气态N2O5的分子结构为,而固态N2O5则由一种直线形的阳离子X与一种平面正三角形的阴离子Y构成,X的化学式为________,Y的离域π键可表达为________。
(6)人体内氧气的输送主要由红细胞内的血红蛋白负责,而红细胞以及血浆中还有少量的血蓝蛋白也能和氧气反应。用配体L、Cu离子和氧气能合成类似血蓝蛋白的模型配合物[Cu2L2O2]2+,该结构呈现出强烈的O—O键断裂趋势,成键形态X与断键形态Y达成快速平衡。(iPr为异丙基)
X中Cu的化合价为________,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。1 mol Y离子中通过螯合作用形成的配位键有________ mol。
(7)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ中环上N原子的杂化方式为__________________________________________ ______________________________。
②化合物Ⅱ中Ga的配位数为______,x=______。
解析 (7)①化合物Ⅰ中环为吡啶环,与苯环类似,为平面结构,则N原子的杂化方式为sp2。
②由题图可知,化合物Ⅱ中Ga与6个原子配位,则配位数为6,4个—COOH各失去1个H后显-1价,Ga为+3价,故化合物Ⅱ整体带1个单位的负电荷,故x=1。
答案 (1)6s26p2
(2)3d10 8 mol
(3) 配位键
(4)2 +4
(5)7 F>N>O sp2 NO Π
(6)+2 6
(7)①sp2 ②6 1
3.按要求回答下列问题。
(1)氧化铈(CeO2)是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,Ce4+和Ce3+之间可进行可逆的电荷转移。假设CeO2晶胞棱长为a pm。
CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为________pm(用含a参数表示),每个CeO2-x晶胞中Ce4+个数为________(用含x参数表示)。
(2)BeO晶体是制备氟硼铍酸钾晶体的原料,其晶胞结构如图所示。若该晶体的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=________nm(用含d、NA的代数式表示)。
(3)铁酸铋具有铁电性和反铁磁性,其晶胞结构如图所示,晶胞参数为a pm。
①基态O原子的核外电子排布式为________。
②该晶体的密度=________g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)亚铁氰化钾通常可以检验三价铁离子的存在,生成普鲁士蓝,俗称铁蓝,工业上作为染料和颜料。下图表示普鲁士蓝的晶胞结构,该晶胞结构中铁原子位于立方体的每个顶角,氰根位于立方体的每一个边上,一半铁原子是铁(二价),另一半铁原子是铁(三价)。每隔一个立方体在立方体中心含有一个K+(K+未标记出)。
请写出普鲁士蓝的化学式:________,晶胞中二价铁离子的配位数为________。
解析 (1)Ce4+占据顶点和面心位置,为面心立方堆积,O2-填充在四面体空隙处,CeO2晶胞中Ce4+与最近O2-的核间距为晶胞对角线长度的,即a;假设CeO2-x中Ce4+和Ce3+的个数分别为m和n,则m+n=1,由化合价代数和为0可得4m+3n=4-2x,解得m=1-2x,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的Ce4+或Ce3+的个数为8×+6×=4,所以每个晶胞中Ce4+的个数为4-8x。
(2)设晶胞参数为a nm,用NA表示阿伏加德罗常数的值,该晶胞中,O2-个数为8×+6×=4,Be2+原子数为4,则BeO晶体的密度为d=⇒a==×107 g·cm-3。
(3)①O原子为8号元素,基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4;②由晶胞结构可知,该晶胞含有1个Bi、1个Fe、3个O,故该晶胞的密度为ρ==。
(4)每隔一个立方体在立方体中心含有一个K+,可以理解为平均每两个立方体中含有一个K+,所以一个晶胞中K+的个数为0.5,根据均摊法,该立方体中Fex+的个数为8×=1,CN-的个数为12×=3,所以晶体化学式是KFe2(CN)6或KFe[Fe(CN)6];晶胞中一半铁原子是铁(二价),另一半铁原子是铁(三价),以顶点的Fe2+为研究对象,与之最近的6个CN-分别位于上下、前后、左右,则二价铁离子的配位数为6。
答案 (1)a 4-8x (2)×107
(3)①1s22s22p4 ②
(4)KFe2(CN)6或KFe[Fe(CN)6] 6
4.镍钛记忆合金可用于制造飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如图所示,其中Ti原子采用面心立方最密堆积方式,该合金中与Ti原子距离最近且相等的Ni原子个数为____________;若该合金的密度为ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞中两个钛原子间的最近距离是________________pm(用含ρ和NA的计算式表示,不必化简)。
解析 由题干镍钛合金的晶胞结构图可知,其中Ti原子采用面心立方最密堆积方式,该合金中与Ti原子距离最近且相等的Ni原子个数为6即中心Ti的上、下、左、右、前、后共6个Ni;已知一个晶胞中含有Ti的个数为:8×+6×=4,Ni的个数为:12×+1=4,若该合金的密度为ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,设晶胞参数为a pm,则有:(a×10-10)3cm3×ρ g·cm-3= g,解得a=×1010 pm,由题干晶胞可知,晶胞中两个钛原子间的最近距离是面对角线的一半,即为×1010 pm。
答案 6 ×1010
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