
(1)從分子結構和分子間作用力角度寫出極易溶于水的原因 。
(2)實際生產中采用鐵的氧化物、,使用前用和的混合氣體將它們還原為具有活性的金屬鐵。鐵的兩種晶胞(所示圖形為正方體)結構示意如下:
①圖2晶胞所含鐵原子個數(shù)為 。
②圖1晶胞的棱長為,則其密度 (寫出化簡的表達式)。
(3)我國科學家開發(fā)出雙中心催化劑,在合成中顯示出高催化活性。第一電離能:,從原子結構角度解釋原因 。
(4)、(氨硼烷)儲氫量高,是具有廣泛應用前景的儲氫材料。
①畫出B原子的軌道表示式
②H、B、N中,原子半徑最大的是 。
③其他含氮配合物,如的配離子是 、配合物的配體是 ,配位數(shù)是 。
2.(2024高三上·上海浦東新·階段練習)銅及其化合物在生產生活中有著廣泛的應用?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)銅原子的價層電子排布式為 ,核外電子占據的最高能層符號是 ,其在元素周期表中的位置為 。
(2)下列現(xiàn)代分析手段中,可用于檢驗水中痕量銅元素的是 (填標號)。
A.原子光譜 B.質譜 C.紅外光譜
(3)石青的化學式為Cu2(CO3)(OH)2,其中CO的空間構型為 。
(4)已知NH3分子中H-N-H的鍵角為107.3°,則配合物[Cu(NH3)4]SO4中H-N-H的鍵角 107.3°(填“大于”、“小于”、“等于”)。
(5)CuCl2可與某有機多齒配體形成具有較強熒光性能的配合物,其結構簡式如圖所示。該配合物分子中N原子的雜化類型為 ,1ml該有機配體與Cu(Ⅱ)形成的配位鍵為 ml。
(6)某 M 原子的外圍電子排布式為 3s23p5,銅與 M 形成化合物的晶胞如圖所示。
①已知銅和 M 的電負性分別為1.9和3.0,則銅與 M 形成的該種化合物屬 (填“離子”或“共價”)化合物,其化學式為 。
②銅和M形成的晶體中每個 M 原子周圍最近等距的銅原子數(shù)目為 。
③已知該晶體的晶胞參數(shù)(即立方體晶胞的棱長)為 a pm,則該晶體的密度是 g/cm3。
3.(24-25高三上·山東淄博·階段練習)硫代硫酸鹽是一類具有應用前景的浸金試劑。硫代硫酸根可看作是中的一個O原子被S原子取代的產物。回答下列問題:
(1)基態(tài)S原子核外電子排布式為 ;的空間結構為 。
(2)比較H2S和H2O的鍵角:H2S H2O(填“>”,“”、“”“O>C
B.第一電離能:C<N<O
C.此配合物中與鐵原子配位時,提供孤電子對的是N原子
D.、、堿性依次減弱
(3)圖示結構中鍵角1、2、3由大到小的順序是 (填序號)。
(4)氮化鐵晶體可應用于磁記錄材料領域,其晶胞結構如圖所示,對于a位置的鐵原子,與其最近的且距離相等的N原子有 個,計算該晶胞的密度為 。(,用含r的代數(shù)式表示)
16.(2024高三下·河南·階段練習)我國科學家研究出的以Al2O3為襯底的二硫化鉬MS2二維半導體芯片獲得了突破,其中Al2O3襯底可由Al(CH3)3和H2O高溫反應獲得。回答下列問題:
(1)M原子序數(shù)為42,是與鉻同族的第五周期元素,則M的價電子軌道表示式為 。Al和Mg的部分電離能數(shù)據如下表:
則其中表示Al元素電離能數(shù)據的是 (填“X”或“Y”)。
(2)基態(tài)S原子核外電子運動狀態(tài)有 種。Al(CH3)3的沸點稍高于H2O,原因是 。
(3)鍵角:NH3 (填“>”“<”或“=”)H2O。
(4)MS2的晶胞結構如圖所示,晶胞中每個M原子周圍最近的M原子個數(shù)為 ,若a、b的坐標參數(shù)分別為(,,0)、(,,),則c的坐標參數(shù)為 。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體密度為ρg/cm3,M、S的原子半徑分別為r1 cm、r2 cm,則該晶體的空間利用率為 (用含r1、r2、ρ、NA的計算式表示,不必化簡)。
17.(2024高三下·浙江臺州·階段練習)硼、氮、鉀和硒(Se與O同一族的第4周期元素)在化工行業(yè)中有重要用途,請回答下列問題。
(1)X是一種抗癌新藥,其結構如下:
①基態(tài)硒元素的價電子排布圖為 。
②關于化合物X,下列說法正確的是 。
A.碳、硒元素的雜化方式均為sp3
B.元素電負性大小O>N>Se>H
C.能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式:1s22s22p23p1
D.該新藥中有8種不同化學環(huán)境的碳
(2)K元素的焰色為紫色,請解釋原因
(3)某化合物晶體晶胞結構如圖所示,該立方晶胞邊長為apm。該晶體中與K+最近且距離相等的Ca2+有 個,晶體的密度為 g?cm-3 (列出計算式,用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。(1pm=10-12m)
18.(2024高三下·北京·競賽)氫能是一種優(yōu)秀的新型清潔能源,儲氫材料的發(fā)展對氫氣的高效存儲超到至關重要的作用,也是氫氣能否被廣泛利用的關鍵。
(1)氫氣沸點低,加壓也難以液化的原因是: 。
(2)型分子是一類無機小分子儲氫材料,其中A可為、K,M可為B、。
①研究發(fā)現(xiàn),該類分子中離子半徑越大、M元素電負性越強,分子越穩(wěn)定,則該類分子中最穩(wěn)定的一種的化學式為 。
②可以通過熱分解放氫,其反應如下:
則的可逆儲氫容量(儲存的氫氣所占的質量分數(shù))為 %(保留一位小數(shù))。
③可以通過水解反應放氫,反應的化學方程式為
將水解產物通過一定方法轉化為硼砂,再用重新還原為,即可實現(xiàn)儲氫。硼砂中陰離子的結構如圖,以下有關說法正確的是 。
A.硼砂中與結晶水分子的個數(shù)比為 B.硼砂陰離子是一個平面結構
C.硼砂中B與O的雜化方式都相同 D.硼砂中存在離子鍵、共價鍵、氫鍵等相互作用
(3)合金是近年倍受關注的新型儲氫合金,氫氣在合金表面分解為氫原子,并進入金屬原子形成的空隙中。合金的一種儲氫過程如下:
晶胞屬于立方晶系,位于體心,它的點陣型式為 ;若晶體中的半徑為的半徑為,則晶體的密度為 (保留3位有效數(shù)字)
②在的晶胞中氫原產嵌入由和共同組成的 空隙中(填“四面體”或“八面體”)。
③完全轉變?yōu)榭梢晕諛藴薁顩r下 。
④已知合金形成金屬氫化物的過程為放熱反應,從平衡角度分析提高儲氫率的措施有 。
A.提高溫度 B.降低溫度 C.提高分壓 D.將合金粉碎成更小顆粒
化合物
TiF4
TiCl4
TiBr4
TiI4
熔點/℃
377
-24.12
38.3
155
元素
X
Y
電離能/(kJ/ml)
I1
738
578
I2
1451
1817
參考答案:
1.(1)H2O分子與NH3分子間存在氫鍵,且H2O 、NH3均為極性分子,符合“相似相溶原理”
(2) 4
(3)H、Li、Na位于同一主族,價電子數(shù)相同,自上而下,原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的引力減小
(4) B [Cu(CN)4]2- NH3 4
【詳解】(1)NH3極易溶于水的原因為:H2O分子與NH3分子間存在氫鍵,且H2O 、NH3均為極性分子,符合“相似相溶原理”;
(2)①圖2晶胞含有Fe原子數(shù)目為;
②圖1晶胞含有Fe原子數(shù)目為,晶胞質量為:,棱長為apm,晶胞體積V=(a×10?10cm)3,則晶體密度為:;
(3)H、Li、Na位于同一主族,價電子數(shù)相同,自上而下,原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的引力逐漸減弱,失電子能力增強,故第一電離能:I1(H)>I1(Li)>I1(Na);
(4)
①B原子電子排布式為:1s22s22p1,則軌道表示式為:;
②H、B、N中,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,則H原子半徑最小;B、N屬于同周期元素,原子半徑從左向右依次減小,則原子半徑:B﹥N,則半徑:B﹥N﹥H;
③K2[Cu(CN)4]的配離子是[Cu(CN)4]2-;配合物[Cd(NH3)4](OH)2的配位體是NH3;配位數(shù)是4。
2.(1) N 第四周期IB族
(2)A
(3)平面三角形
(4)大于
(5) 、 3
(6) 共價 CuCl 4
【詳解】(1)Cu的原子序數(shù)為29,其價層電子排布式:,核外電子占據的最高能層為第四能層,對應符號為N,該元素位于元素周期表的第四周期IB族;
(2)現(xiàn)代分析手段中,利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,質譜用來測定相對分子質量,紅外光譜用來確定化學鍵、官能團等,所以可用于檢驗水中痕量銅元素的是原子光譜,故選A;
(3)中心原子C的價層電子對數(shù):,無孤電子對,則空間構型為平面三角形;
(4)的中心原子N含1對孤電子對,配合物[Cu(NH3)4]SO4中配體中N的孤電子對已經用于形成配位鍵,氮原子沒有孤電子對,因為孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力,導致鍵角變小,所以配合物[Cu(NH3)4]SO4中H-N-H的鍵角大于107.3°;
(5)
該配合物分子()中1號位置N原子的價層電子對數(shù)為3+1=4,為sp3雜化,2號位置的N原子的價層電子對數(shù)為3,為sp2雜化,則該配合物分子中N原子的雜化類型為sp2、sp3,由該配合物的結構簡式可知,1個該有機配體可與Cu(Ⅱ)形成3個配位鍵,分別為2個O-Cu鍵,1個N-Cu鍵,所以1ml該有機配體與Cu(Ⅱ)形成的配位鍵為3ml;
(6)①銅和 M 的電負性分別為1.9和3.0,兩者電負性差值(1.1)小于1.7,屬于共價化合物;M原子的外圍電子排布式為 3s23p5,則M為Cl元素,根據均攤法計算:Cl位于晶胞中頂點和面心,其個數(shù):,Cu位于晶胞內部,其個數(shù)為4,所以該化合物的化學式為:CuCl;
②取晶胞中上面面心M,在該晶胞中與其最近等距的銅原子有2個,由于M被2個晶胞所共用,所以整個晶體中,與其最近等距的銅原子有4個;
③該晶體的晶胞參數(shù)(即立方體晶胞的棱長)為apm,則該晶體的密度是:。
3.(1) 1s22s22p63s23p4 四面體形
(2) < 二者中心原子均為 sp3 雜化,且都有 2 對孤電子對,電負性:O>S ,對成鍵電子對吸引能力更強,鍵角更大
(3)和
(4) 4 ×1032
(5) 端基 端基 S 原子含有孤電子對,可以做配位原子
【詳解】(1)S是16號元素,核外電子數(shù)為16,基態(tài)S原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,的中心原子S的價層電子對數(shù)為4,無孤電子對,空間構型為四面體形,硫代硫酸根可看作是中的一個O原子被S原子取代的產物,的空間結構為為四面體形;
(2)H2S的中心S原子價層電子對數(shù)為,H2O中心O原子價層電子對數(shù)為,二者中心原子均為 sp3 雜化,且都有 2 對孤電子對,電負性:O>S ,對成鍵電子對吸引能力更強,鍵角更大,所以鍵角:H2S< H2O;
(3)過程ii中斷裂的只有硫硫鍵,根據反應機理可知,整個過程中最終轉化為,S最終轉化為Ag2S。若過程ⅰ所用試劑是和,過程ⅱ含硫產物是和;
(4)由晶胞結構可知,1個晶胞中含有個,含有4個,晶胞質量為,晶胞形狀為正交晶體,邊長分別為apm、bpm、cpm,晶胞體積為abc×10-30cm3,該晶體的密度
×1032;
(5)具有孤電子對的原子就可以給中心原子提供電子配位。中的中心原子S的價層電子對數(shù)為4,無孤電子對,不能做配位原子;端基S原子含有孤電子對,能做配位原子。
4.(1)Cu+的價電子為3d10,為全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,Cu2+的價電子為3d9,較不穩(wěn)定
(2) 三角錐形 (或等)
(3) H2O O的電負性強于N,NH3更容易提供孤電子對,NH3的配位能力更強
(4) Fe<Cu<S sp3 (,1,) 4
(5) 12
(6) 否 若是sp3雜化,[Cu(NH3)4]2+的空間結構為正四面體形,將配離子[Cu(NH3)4]2+中的2個NH3換為CN-,則只有1種結構
【詳解】(1)基態(tài)Cu+比Cu2+穩(wěn)定的原因是Cu+的價電子為3d10,為全充滿狀態(tài),穩(wěn)定,Cu2+的價電子為3d9,較不穩(wěn)定;
(2)的中心原子價層電子對數(shù)為,有一個孤電子對,其空間構型為三角錐形,根據等電子原理價電子S=P-=Cl+,因此與互為等電子體的離子是 (或等);
(3)圖為某陽離子的結構,其配體分別為上下水分子,四周為氨氣分子,由于氧的電負性較大,N電負性比O小,氨氣與銅離子形成配位鍵比水與銅離子形成配位鍵穩(wěn)定,因此加熱時該離子先失去的配位體是H2O,原因是O的電負性強于N元素,NH3更容易提供孤電子對,NH3的配位能力強;
(4)①根據同周期從左到右電負性逐漸增大,同主族從上到下電負性逐漸減小,因此CuFeS2中各元素電負性數(shù)值從小到大的順序為Fe<Cu<S,從圖中可以看出S周圍都連了四個價鍵,因此晶胞中S原子的雜化方式為sp3;
②晶胞中Cu和Fe的投影位置如圖2所示,銅原子位于面上和棱上,有,鐵原子位于頂點和面上有,硫原子位于晶胞內,有8個,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為;
③根據原子的分數(shù)坐標,如圖1中原子1的坐標為(,,),則原子2的坐標為(,1,),根據圖中頂點Fe與硫的關系得到晶體中距離Fe最近的S有4個;
(5)離銅原子距離最近且相等的原子為銅原子的配位原子,根據圖甲可知銅原子配位數(shù)是12;根據圖乙可知,晶胞的面對角線長為127.8pm×4,則晶胞棱長為cm,每個晶胞含有銅原子數(shù)為,1個晶胞的體積為
cm3,質量為g,所以密度為 ;
(6)Cu2+處于[Cu(NH3)4]2+的中心,若將配離子[Cu(NH3)4]2+中的2個NH3換為CN-,則有2種結構,說明[Cu(NH3)4]2+應為平面正方形,產生順反異構體,由此判斷 Cu2+不為 sp3雜化,理由:若是sp3雜化,[Cu(NH3)4]2+的空間構型為正四面體形,將配離子[Cu(NH3)4]2+中的2個NH3換為CN-,則只有1種結構。
5.(1) 3d104s24p4 8 > SeO3的空間構型為平面三角形,SeO的空間構型為三角錐形
(2) 11∶3 O>C>H>Fe sp2
(3) Fe4N
【詳解】(1)①硒元素的原子序數(shù)為34,基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p4,故答案為:[Ar]3d104s24p4;
②由結構簡式可知,乙烷硒啉的分子結構對稱,分子中含有8種化學環(huán)境不同的碳原子;③三氧化硒分子中硒原子的價層電子對數(shù)為3,孤對電子對數(shù)為0,分子的空間構型為平面三角形,鍵角為120°,亞硒酸根離子中硒原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為1,離子的空間構型為三角錐形,鍵角小于120°;
(2)①由球棍模型可知,富馬酸的結構式為HOOCCH=CHCOOH,分子中的單鍵為σ鍵,雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵,則分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目比為11∶3;
②金屬元素的電負性小于非金屬元素,則鐵元素的電負性最小,非金屬元素的非金屬性越強,電負性越大,氫碳氧的非金屬性依次增強,則電負性依次增大,所以富馬酸亞鐵中四種元素的電負性由大到小的順序為O>C>H>Fe;
③富馬酸亞鐵中C的雜化方式為sp2;
(3)①晶胞中Fe原子位于頂點和面心位置, Fe原子數(shù)為,N原子位于體心,數(shù)目1個,所以氮化鐵的化學式Fe4N;
②晶胞中Fe原子數(shù)為,N原子數(shù)目為1,氮化鐵的化學式Fe4N,則晶胞質量,若晶胞邊長為apm,則晶胞密度g/cm3。
6.(1)
(2) 啞鈴 1 大
(3)或
(4) 、 K、Cr、Cu
【詳解】(1)基態(tài)鉻原子(24Cr)為24號元素原子,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);按照電子排布式,鎳元素(28Ni)在周期表中位于d區(qū)。
(2)基態(tài)砷原子(33As)為33號元素,電子占據最高能級的為4p軌道,電子云輪廓圖為啞鈴形?;鶓B(tài)鎵原子(31Ga)的價電子排布為4s24p1,核外有1個未成對電子。同周期從左到右,金屬性減弱,非金屬性變強,元素的電負性變強;砷的電負性比鎵大。
(3)
基態(tài)磷原子的價層電子的軌道表示式為,能級的3個原子軌道上的電子自旋平行,故基態(tài)磷原子的價層電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為或;
(4)在第四周期元素中,原子的4p軌道半充滿的原子外圍電子排布式為:,為As元素;原子的3d軌道半充滿的原子外圍電子排布式為:、,為Cr、Mn;原子的4s軌道半充滿的原子外圍電子排布式為:、、,為K、Cr、Cu的元素。
7.(1)14
(2)啞鈴形
(3)0>N>H
(4)c
(5) < 氮原于均為sp3雜化,NH3分子中的N原子有孤電子對,[C(NH3)6]2+中的N原子無孤電子對,孤電子對有較大斥力
【詳解】(1)C 是27號元素,其基態(tài)原子的價電子排布式為3d74s2,則基態(tài)C2+的核外電子排布式為,核外電子有14種空間運動狀態(tài);
(2)氯離子基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,其最高能級為3p,電子云輪廓圖的形狀是啞鈴形;
(3)同周期主族元素從左到右,元素的電負性逐漸增大,則電負性:O>N,三種元素中H的電負性最小,于是有電負性:O>N>H;
(4)2s22p2屬于基態(tài)的N+,由于基態(tài)N的第二電離能高于其第一電離能,故其再失去一個電子所需能量較高;2s22p3屬于基態(tài)N原子,其失去一個電子變?yōu)榛鶓B(tài)N+,其失去一個電子所需能量低于基態(tài)N+;2s22p23s1屬于激發(fā)態(tài)N原子,其失去一個電子所需能量低于基態(tài)N原子;綜上所述,電離最外層一個電子所需能量最小的是2s22p23s1,故選c。
(5)
①中心N原子孤電子對數(shù)=,有3個鍵,則中心N原子價層電子對數(shù)=3+1=4,采取sp3雜化,空間構型為三角錐形,且N原子形成了1個配位鍵,則答案為:;
②由①分析知,由于NH3中心N原子有一對孤電子對,排斥力較大,則H-N-H鍵角小于109°28′,約為107°,[C(NH3)6]2+形成配位鍵,氨分子中不再有孤電子對,H—N—H鍵角變大,故答案為<;
③該晶胞中,[C(NH3)6]2+位于頂點和面心的個數(shù)為,位于晶胞內部Cl-個數(shù)為8,故晶胞的密度為 g/cm3。
8.(1)AC
(2) 、 氫鍵
(3)、、的原子半徑比的小,同時價電子數(shù)目多,金屬鍵強,因此熔點高
(4)
【詳解】(1)室溫時為淺黃色液體,沸點,說明是分子晶體,F(xiàn)e與CO通過配位鍵結合,C和O通過極性共價鍵結合,中含有極性共價鍵、配位鍵,不含離子鍵、金屬鍵,選AC;
(2)N原子2p能級為半充滿狀態(tài),結構穩(wěn)定,第一電離能大于同周期相鄰元素,H、C、N、O第一電離能由大到小的順序為,N原子有1個孤電子對,單鍵氮原子有3個σ鍵,雙鍵氮原子有2個σ鍵,色氨酮分子中N原子的雜化類型為、;分子中含有O-H鍵,色胺酮鈷配合物含有O、N原子,能形成分子間氫鍵,是通過氫鍵作用與色胺酮鈷配合物相結合;
(3)、、與都位于第四周期且最外層電子數(shù)相同,但相應單質的熔點,、、明顯高于,其原因是、、的原子半徑比Ca的小,同時價電子數(shù)目多,金屬鍵強,因此熔點高;
(4)①已知A、B點的原子坐標分別為(0,0,0)和(1,,),則C點的原子坐標為;
②根據均攤原則,晶胞中S2-數(shù)為 、Zn2+數(shù)為4,立方的晶胞參數(shù),則其晶體密度為。
9.(1)第六周期第IB族
(2)ABCD
(3) 氧化性、酸性 銀和氯離子不能生成配合物而是形成氯化銀沉淀 1.5
(4) 碳原子的電負性小于氮原子電負性,碳原子對孤對電子的束縛力較弱,更易提供孤對電子對 增加劇毒HCN的揮發(fā)
【詳解】(1)由金的價電子排布式,可知金在周期表中的位置為第六周期第IB族。
(2)金屬鍵是金屬陽離子和自由電子之間的強烈相互作用;有金屬光澤的原因是金屬鍵中對應的自由電子對可見光吸收后再放出,表現(xiàn)為反射率高;金屬鍵越強金屬的熔點越高;有很好的延展性是由于金屬受到外力作用時,晶體中的各原子層發(fā)生相對滑動,但不會改變原來的排列方式,金屬陽離子與自由電子之間的金屬鍵沒有被破壞;有良好的導電性是由于在外加電場作用下,金屬晶體中的電子氣定向移動而形成電流,故選ABCD。
(3)硝酸中氮元素化合價為+5價,反應后生成一氧化氮中的氮元素化合價為+2價,氮元素化合價降低,發(fā)生還原反應,故硝酸作氧化劑且提供酸性環(huán)境,濃硝酸具有強氧化性,將銀氧化為銀離子使得銀溶解度高,王水能溶解金,是因為硝酸的強氧化性和鹽酸中氯離子的配位性,讓金溶解生成氯金酸H[AuCl4],王水溶解的效果不好,可能是銀和氯離子不能生成配合物而是形成氯化銀沉淀,結合方程式可得,被完全還原時,被完全還原時,消耗的物質的量1.5ml。
(4)堿性環(huán)境且金元素化合價升高則氧元素化合價降低,結合得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒得離子方程式為;
由氰根電子式可知[:CN:]-,C、N均可提供孤對電子對,但碳原子的電負性小于氮原子電負性,碳原子對孤對電子的束縛力較弱,碳原子更容易給中心原子提供孤對電子對形成配位鍵。
由已知可知HCN易揮發(fā),低pH最大問題是增加劇毒HCN的揮發(fā)。
10.(1)3
(2)C
(3)
(4)六方相氮化硼中氮的電負性大,電子很大程度上被定域在氮原子周圍,不能自由移動,不可以導電
【詳解】(1)同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,IIA族、VA族為全充滿或半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于同周期相鄰元素,因而在B與N之間還有Be、C、O三種元素,答案為3;
(2)形成時,基態(tài)B原子價層電子先進行激發(fā),再進行雜化,B采取雜化,說明基態(tài)B原子2s能級中的1個電子激發(fā)到2p能級上,故激發(fā)時B原子的價層電子軌道表示式可能為C;
(3)在BH3·NH3中B原子形成3個B-H鍵,B還形成1個配位鍵,B原子雜化軌道數(shù)目為4,B原子雜化方式為sp3雜化;
(4)石墨同層中存在大π鍵,電子可以在大π鍵中自由移動,所以能導電,六相氮化硼結構與石墨相似,但由于氮的電負性較強,限制了電子的自由移動,π電子很大程度上被定域在氮原子周圍,同時氮化硼中硼原子最外層的三個電子都形成了共價鍵,沒有多余的電子參與大π鍵,沒有自由移動的電子,所以六方相氮化硼不導電。
11.(1)
(2) H、C、S、Cl O
(3) 能形成分子間氫鍵(合理即可) BCD
(4) 平面三角形 、 37
(5)二者都是共價晶體,但B-B鍵鍵長比Si-Si短的多,共價鍵更強,熔點更高
【詳解】(1)基態(tài)Fe原子的電子排布式為,失去4s上的2個電子形成,所以的外圍電子排布式為;
(2)同周期主族元素從左到右元素的電負性增大,非金屬性越強電負性越強,所以H、Cl、C、S的電負性由小到大的順序是H、C、S、Cl;同周期主族元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大而增大,但VA族元素的第一電離能大于其相鄰元素的第一電離能,所以第一電離能最小的元素是氧;
(3)水分子間存在氫鍵,而乙硼烷無法形成氫鍵,所以常溫下為液體,乙硼烷為氣體;乙硼烷分子內存在硼氫鍵,為極性共價鍵和鍵,B-B鍵為非極性共價鍵,不存在離子鍵、配位鍵和π鍵,故選BCD;
(4)分子中B與三個原子相連,為雜化,故為平面三角形結構;碳有飽和碳和雙鍵碳,故為、雜化,單鍵都是鍵,雙鍵中有一個鍵,故1ml分子中含有的鍵數(shù)目為37ml;
(5)由已知條件可知,二者都是共價晶體,B原子半徑小于Si,B-B鍵鍵長比Si-Si短的多,B-B鍵共價鍵更強,熔點更高。
12.(1) N>H>B ad
(2) 2 4
(3) HBF4 BF3分子中含有存在大π鍵,而NF3分子中不含有存在大π鍵
(4) 強于 NH3分子中N原子提供孤對電子的能力強于Cl
【詳解】(1)①元素的非金屬性越強,電負性越大,由題意可知,元素的非金屬強弱順序為N>H>B,則電負性大小順序為N>H>B,故答案為:N>H>B;
②a.由分子式可知,三氯硅烷分子中氫元素為-1價、三氯甲烷分子中氫元素為+1價,由題給信息可知,三氯硅烷與三氯甲烷能形成雙氫鍵,故正確;
b.由分子式可知,由分子式可知,聯(lián)氨和過氧化氫分子中氫元素的化合價都為+1價,由題給信息可知,聯(lián)氨和過氧化氫不能形成雙氫鍵,故錯誤;
c.C2H6和C3H6分子中氫元素的化合價都為+1價,由題給信息可知,聯(lián)氨和過氧化氫不能形成雙氫鍵,故錯誤;
d.B2H6分子中氫元素為—1價、HCN分子中氫元素為+1價,由題給信息可知,三氯硅烷與三氯甲烷能形成雙氫鍵,故正確;
故選ad;
(2)
由圖可知,分子中編號為1的硼原子的價層電子對數(shù)為3,原子的雜化方式為sp2雜化、編號為2的硼原子的價層電子對數(shù)為4,原子的雜化方式為sp3雜化,則分子中硼原子的雜化方式共有2種;由圖可知,分子中含有如圖數(shù)字編號所示的4種不同化學環(huán)境的氧原子:,故答案為:2;4;
(3)①由一元無氧酸甲中硼原子的雜化方式為sp3雜化可知,三氟化硼發(fā)生水解反應生成硼酸和HBF4,則甲為HBF4,故答案為:HBF4;
②由題給信息可知,三氟化硼分子中B-F鍵的鍵能大于三氟化氮分子中N-F鍵鍵能的原因是BF3分子中含有存在大π鍵,而NF3分子中不含有存在大π鍵,故答案為:BF3分子中含有存在大π鍵,而NF3分子中不含有存在大π鍵;
(4)
①由二聚體Al2Cl6分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結構可知,二聚體分子中存在極性鍵和配位鍵,結構式為,故答案為:;
②由方程式可知,氨分子中氮原子的供電子能力強于氯原子,所以氨分子與鋁離子形成配位鍵的能力強于氯原子,故答案為:強于;NH3分子中N原子提供孤對電子的能力強于Cl。
13.(1) 3d64s2 E
(2)4
(3) Cu(或Cu2+) 16NA
(4) 8 Fe4N
(5)a
【詳解】(1)鐵為26號元素,基態(tài)Fe原子價電子排布式為3d64s2;Cu為29號元素,在元素周期表中的第四周期第IB族,處于ds區(qū),故答案為:3d64s2;E;
(2)FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子(FeCl3)2形式存在,鐵周圍有4個鐵原子,則Fe的配位數(shù)為4,故答案為:4;
(3)Cu2+、NH3可以形成配合物[Cu(NH3)4]2+,其中銅離子為中心,氨分子為配體,則[Cu(NH3)4]2+中提供空軌道的是Cu2+,1ml該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為(4+3×4)NA=16NA,故答案為:Cu2+;16NA;
(4)與a位置的Fe距離最近且相等的N原子位于體心,共有8個,該氮化鐵晶體中鐵原子位于頂點和面心,均攤法可知,共,氮原子位于體心,有1個,該晶體的化學式為Fe4N,故答案為:8;Fe4N;
(5)金屬銅采取面心立方最密堆積方式,其晶胞結構如圖甲所示,晶胞邊長為apm,面對角線上的三個銅原子相切,銅原子的半徑r=apm,故答案為:a。
14.(1) 2 sp3 NH(CH2CH3)2分子中乙基是推電子基團,使得N上電子云密度更大,更容易結合H+
(2)Fe3CuN
(3) 3d84s2 TiF4為離子晶體,熔點最高;TiCl4、TiBr4、TiI4 都是分子晶體,組成和結構相似,其相對分子質量依次增大,分子間作用力逐漸增大,因而三者的熔點依次升高
(4) 2:3 大
【詳解】(1)①根據圖示可知在1個該錳化合物中有2個通過螯合作用形成的配位鍵,故在1 ml該錳化合物中通過螯合作用形成的配位鍵有2 ml;
②在NH(CH2CH3)2中N原子的價層電子對數(shù)是3+=4,因此N的雜化方式為sp3雜化;
③酸堿電子理論認為:凡能接受電子對的物質(分子、離子等)都稱為酸,凡能給出電子對的物質(分子、離子等)都稱為堿。NH(CH2CH3)2的堿性強于NH3的原因是由于NH(CH2CH3)2分子中乙基是推電子基團,使得N上電子云密度更大,更容易結合H+,因此NH(CH2CH3)2的堿性比NH3更強;
(2)物質含有的能量越低,物質的穩(wěn)定性就越強。根據圖示可知Cu替代b位置Fe型的能量比Cu替代a位置Fe型的能量更高,故Cu替代a位置Fe型的物質穩(wěn)定性更強。該構型的物質鑒別中含有Cu原子數(shù)目是8×=1,含有的Fe原子數(shù)目是6×=3,含有的N原子數(shù)目是1,故該穩(wěn)定性物質化學式為Fe3CuN;
(3)①Ti是22號元素,根據構造原理可知基態(tài)Ti原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2,價電子排布式是3d24s2,其中未成對電子數(shù)是2個。在第四周期中與Ti同周期的過渡元素中,基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的價層電子排布式為3d84s2;
②在鈦的四鹵化物中,TiF4為離子晶體,離子之間以離子鍵結合形成離子晶體,離子鍵是一種強烈的相互作用,斷裂消耗很高能量,因此TiF4的熔點最高;而TiCl4、TiBr4、TiI4 都是由分子通過微弱的分子間作用力結合形成的分子晶體,它們的組成和結構相似,其相對分子質量依次增大,分子間作用力逐漸增大,物質的熔沸點就越高,因而三者的熔點依次升高;
(4)①在[Zn(CN)4]2-的中心Zn2+與4個配位體CN-以4個配位鍵結合,配位鍵屬于σ鍵;在每個配位體CN-中C、N原子以共價三鍵結合,其中1個是σ鍵,2個是π鍵,故在1個[Zn(CN)4]2-中含有4+4=8個σ鍵,4×2=8個π鍵;在[Zn(H2O)4]2+中,中心Zn2+與4個配位體H2O以4個配位鍵結合,配位鍵屬于σ鍵;在每個配位體H2O中H、O原子以共價單鍵結合,因此1 ml[Zn(H2O)4]2+中含有4+4×2=12個共價鍵,因此1個[Zn(CN)4]2-中的π鍵與1個[Zn(H2O)4]2+中的σ鍵個數(shù)比是8:12=2:3,根據N=n·NA,因此1 ml [Zn(CN)4]2-中含有的π鍵數(shù)與1 ml [Zn(H2O)4]2+中含有的σ鍵數(shù)之比為2:3;
②[Zn(H2O)4]2+中氧原子的價層電子對數(shù)為3+1=4,含有1對孤對電子;HOCH2CN中氧原子的價層電子對數(shù)為2+2=4,含有2對孤對電子,孤對電子之間的斥力大于孤對與成鍵電子之間的斥力大于成鍵電子之間的斥力,則配合物中H-O-H鍵角比HOCH2CN中H-O-C大。
15.(1)
(2)CD
(3)3>1>2
(4) 8
【詳解】(1)鐵為26號元素,基態(tài)Fe原子的價層電子排布式是;
(2)A.元素非金屬性越強,電負性越大,則電負性:O>N> C,故A錯誤;
B.同周期從左到右,第一電離能呈增大趨勢,N的2p能級為半滿結構,其第一電離能大于同周期與之相鄰的元素,故第一電離能:C<O<N,故B錯誤;
C.配體中,只有N原子能提供孤對電子與鐵原子形成配位鍵,故C正確;
D.與相比,甲基為推電子基團,甲基的存在增加了氮原子上的電子云密度,從而增強了其接受質子的能力,即堿性>;與相比,Cl的電負性較大,為吸電子基團,氯原子的存在減小了氮原子上的電子云密度,從而減弱了其接受質子的能力,即堿性>,故D正確;
故選CD。
(3)水分子中心原子O為sp3雜化,1處水分子中孤對電子用于形成配位鍵,2中水分子孤對電子形成氫鍵,孤對電子的斥力大于成鍵電子對,則鍵角1>2,3處硫酸根離子中心原子S為sp3雜化,無孤對電子,其鍵角比1和2都大,故鍵角:3>1>2;
(4)a位置的鐵原子位于頂點,其最近的且距離相等的N原子位于體心,頂點的鐵原子被8個晶胞共用,則a位置的鐵原子與其最近的且距離相等的N原子有8個;根據均攤法,晶胞中含有Fe原子個數(shù)為,含有N原子數(shù)為1,則晶胞質量為g,晶胞體積為,則晶胞密度為。
16.(1) Y
(2) 16 二者都屬于分子晶體,分子之間以分子間作用力結合。物質的分子間作用力越大,克服分子間作用力使物質氣化需要消耗的能量就越高,物質的沸點就越高。分子間作用力:Al(CH3)3>H2O,故沸點:Al(CH3)3>H2O
(3)>
(4) 12 (,,) ×100%
【詳解】(1)
24號Cr元素原子的價電子排布為3d54s1,M原子序數(shù)為42,是與鉻同族的第五周期元素,由于同族元素的價電子數(shù)目相同,則M的價電子排布為4d55s1,原子核外電子總是盡可能成單排列,而且自旋方向相同,這種排布使原子能量最低,處于穩(wěn)定狀態(tài),則基態(tài)M原子的價電子的軌道表示式為;
Mg、Al是同一周期元素,Mg價電子排布式是3s2;是3s軌道的全充滿的穩(wěn)定狀態(tài),失去一個電子較難,故其第一電離能較大;Al價電子排布式是3s23p1當其失去一個電子變?yōu)锳l+時變?yōu)?s2的3s軌道的全充滿的穩(wěn)定狀態(tài),故Al的第一電離能較小因此根據上述表格中X、Y兩種元素的電離能大小,可知X為Mg元素,Y為Al元素;
(2)基態(tài)S原子核外有16個電子,由于在任何原子核外不存在運動狀態(tài)完全相同的電子,因此基態(tài)S原子核外電子運動狀態(tài)有16種;
Al(CH3)3和H2O二者在固態(tài)時都屬于分子晶體,物質分子的相對分子質量越大,分子間作用力就越大,克服分子間作用力使物質氣化消耗的能量就越高,物質的沸點就越高。與分子間作用力:Al(CH3)3>H2O,所以沸點:Al(CH3)3>H2O;
(3)在NH3分子中的中心N原子價層電子對數(shù)是:3+=4,有1對孤電子對,所以NH3分子為三角錐形;在H2O分子中的中心O原子價層電子對數(shù)是:2+=4,有2對孤電子對,所以H2O分子為V形,因此鍵角:NH3>H2O;
(4)在MS2的晶胞中,黑球個數(shù)是8×+6×=4,白球個數(shù)是8,因此該晶胞中含有4個MS2。黑球與白球個數(shù)比是4:8=1:2,故黑球表示M原子,白球表示S原子。以上底面一個頂點M原子為研究對象,在一個晶胞中有3個M原子與該M原子距離相等且最近,分別位于通過該頂點的三個面心上,通過該頂點可以形成8個晶胞,每個面被相鄰兩個晶胞所共有,因此晶胞中每個M原子周圍最近的M原子個數(shù)為=12個;
根據a、b兩點的坐標參數(shù)可知,c點原子的坐標參數(shù)為(,,);
每個晶胞中含有4個MS2,其質量為m=,晶胞體積為V=cm3,晶胞中含有的4個MS2的總體積為V(原子)=(4×+8×)cm3,故該晶胞的空間利用率為:×100%。
17.(1) BD
(2)激發(fā)態(tài)的K的電子由高能級向低能級躍遷,以光(波長在紫光范圍內)的形式釋放能量
(3) 8 或
【詳解】(1)
①硒為34號元素,基態(tài)硒元素的價電子排布式為4s24p4,價電子排布圖為。
②A.化合物X中,碳原子的價層電子對數(shù)分別為3和4,分別發(fā)生sp2、sp3雜化,硒原子的價層電子對數(shù)為4,雜化方式為sp3,A不正確;
B.從元素在周期表中的相對位置,可判斷出元素的非金屬性O>N>Se>H,則元素電負性大小O>N>Se>H,B正確;
C.3p軌道的能量高于2p、3s,則能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式不是1s22s22p23p1,C不正確;
D.將右側含苯環(huán)、N、Se、O原子的原子團旋轉180°,可看出分子左右對稱,則該新藥中有8種不同化學環(huán)境的碳,D正確;
故選BD。
(2)在酒精燈外焰提供能量后,K原子的最外層電子激發(fā)進入高能級,然后再由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),將能量以紫光形式釋放出來,則K元素的焰色為紫色的原因:激發(fā)態(tài)的K的電子由高能級向低能級躍遷,以光(波長在紫光范圍內)的形式釋放能量。
(3)從圖中可以看出,該晶體中,K+位于頂點,Ca2+位于體心,則與K+最近且距離相等的Ca2+有8個;晶胞中,含K+的數(shù)目為=1,含Ca2+的數(shù)目為1,含B原子的數(shù)目為=6,含C原子的數(shù)目為=6,則晶體的密度為= 或 g?cm-3 。
【點睛】計算晶胞中所含微粒數(shù)目時,可采用均攤法。
18.(1)
(2)
(3)
【解析】略
這是一份2025屆高三化學二輪復習--物質結構與性質 講義與練習,共32頁。試卷主要包含了,每個苯環(huán)只有一半屬于該晶胞,Se及其化合物有著廣泛應用價值等內容,歡迎下載使用。
這是一份2025屆高三化學二輪復習---物質結構與性質 講義與練習,共36頁。試卷主要包含了鋰電池的電解液是目前研究的熱點,鋁及其化合物是生活中常用的材料,氮是構建化合物的重要元素,六方氮化硼是一種重要的功能陶瓷等內容,歡迎下載使用。
這是一份2024屆高三化學二輪復習——物質結構與性質 練習,共24頁。試卷主要包含了單選題,綜合題等內容,歡迎下載使用。
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