學(xué)生用書P209
1.(6分)(2024·山東聊城一模)元素周期表中,第四周期元素的單質(zhì)及其化合物在化工生產(chǎn)和研究中有重要的應(yīng)用。
(1)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,該化合物中Ti3+的配位數(shù)為 ,在該化合物中不含 (填字母)。
A.σ鍵 B.π鍵 C.配位鍵 D.離子鍵 E.極性鍵 F.非極性鍵
(2)在ZnO催化作用下,呋喃()可與氨反應(yīng),轉(zhuǎn)化為吡咯(),吡咯分子中所有原子共平面,已知大π鍵可以用Πmn表示,其中m表示參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表大π鍵中的電子數(shù),則吡咯中大π鍵可以表示為 。呋喃的熔、沸點(diǎn) (填“高于”或“低于”)吡咯,原因是 。
(3)[C(DMSO)6](ClO4)2是一種紫色晶體,其中DMSO為二甲基亞砜,化學(xué)式為SO(CH3)2。SO(CH3)2中鍵角C—S—O (填“大于”“小于”或“等于”)CH3COCH3中鍵角C—C—O。
答案:(1)6 BF (2)Π56 低于 吡咯易形成分子間氫鍵 (3)小于
解析:(1)Ti能形成化合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,該化合物中Ti3+的配位數(shù)為6,該化合物中O—H中存在σ鍵(也是極性共價(jià)鍵),Ti3+與配體之間存在配位鍵,內(nèi)界與外界的氯離子間存在離子鍵,則不存在π鍵和非極性共價(jià)鍵,B和F符合題意。
(2)吡咯分子為平面形結(jié)構(gòu),分子中各原子在同一平面內(nèi)可知,N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可判斷N原子的雜化方式為sp2雜化,C原子也為sp2雜化,則吡咯中大π鍵是1個(gè)N原子和5個(gè)C原子提供6個(gè)電子形成的,可表示為Π56。影響題中物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的主要因素為分子間作用力,氫鍵大于分子間作用力,吡咯易形成分子間氫鍵,沸點(diǎn)較高,則呋喃的沸點(diǎn)低于吡咯。
(3)SO(CH3)2中S原子為sp3雜化,且有1個(gè)孤電子對(duì),而CH3COCH3中羰基C原子為sp2雜化,沒有孤電子對(duì),故SO(CH3)2中鍵角C—S—O小于CH3COCH3中鍵角C—C—O。
2.(6分)(2024·山東臨沂一模)Cu2+與H2O、NH3、Cl-均可形成配位數(shù)為4的配離子:
[Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+、[CuCl4]2-。其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:
CuCl2·2H2O溶液Ⅰ(黃綠色)溶液Ⅱ(綠色)溶液Ⅲ(深藍(lán)色)
(1)[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的鍵角 (填“>”“ (2)藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-存在轉(zhuǎn)化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-共存使溶液顯黃綠色 加水稀釋使[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O平衡逆向移動(dòng),藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液顯藍(lán)色 (3)溶液呈現(xiàn)深藍(lán)色
解析:(1)[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的O中只含有一個(gè)孤電子對(duì),而水分子中含有兩個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)間的排斥力大于成鍵電子對(duì)與孤電子對(duì)間的排斥力,故[Cu(H2O)4]2+中H—O—H的鍵角大于H2O中H—O—H的鍵角。(2)藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-存在轉(zhuǎn)化:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O,藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+和黃色的[CuCl4]2-共存使溶液顯黃綠色。加水稀釋使平衡逆向移動(dòng),藍(lán)色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液顯藍(lán)色。(3)向溶液Ⅱ中緩慢通入NH3至過量,發(fā)生反應(yīng)[CuCl4]2-+4NH3[Cu(NH3)4]2++4Cl-,使溶液呈現(xiàn)深藍(lán)色。
13.(8分)(2024·山東菏澤一模)短周期元素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的化合物,回答下列問題:
(1)CH3I是一種甲基化試劑,能發(fā)生水解反應(yīng)CH3I+H2OCH3OH+HI;CF3I的水解產(chǎn)物為 (填化學(xué)式)。
(2)BeCl2是共價(jià)化合物,可以形成二聚體和多聚體(BeCl2)n,二聚體中Be的雜化方式為sp2,二聚體的結(jié)構(gòu)式為 。
(3)SF4分子的電子對(duì)空間結(jié)構(gòu)為三角雙錐,排布方式有兩種,結(jié)構(gòu)如圖。根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型中:“孤電子對(duì)—成鍵電子對(duì)”分布在互成90°的方向上時(shí)斥力最大,判斷SF4應(yīng)采用結(jié)構(gòu) (填“a”或“b”)。
(4)[Cu(H2O)4]2+在水溶液中顯藍(lán)色,加入過量的氨水后變?yōu)樯钏{(lán)色,原因是生成了 (填化學(xué)式),比較該粒子與[Cu(H2O)4]2+的穩(wěn)定性并說明理由 。
答案:(1)CF3H、HIO (2) (3)a (4)[Cu(NH3)4]2+ 因?yàn)镹的電負(fù)性小于O的電負(fù)性,NH3的配位能力大于H2O,所以穩(wěn)定性[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+
解析:(1)電負(fù)性F>I≈C,所以在CF3I中,受3個(gè)F原子吸引電子能力強(qiáng)的影響,I與C之間的共用電子對(duì)偏向于C,I顯+1價(jià),則CF3I發(fā)生水解時(shí),生成CF3H和HIO。
(2)Be的雜化方式為sp2,因此BeCl2的二聚體中Be原子有3個(gè)成鍵軌道,且Be原子最外層無孤電子對(duì),則二聚體的結(jié)構(gòu)式為。
(3)根據(jù)題干可知“孤電子對(duì)—成鍵電子對(duì)”分布在互成90°的方向上時(shí)斥力最大,a中孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)分布在同一平面,排斥力較小,更穩(wěn)定,所以SF4應(yīng)采用結(jié)構(gòu)a。
(4)含向[Cu(H2O)4]2+的溶液中加入過量的氨水后變?yōu)樯钏{(lán)色,原因是生成了[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+比[Cu(H2O)4]2+更穩(wěn)定,因?yàn)镹的電負(fù)性小于O的電負(fù)性,NH3的配位能力大于H2O,所以穩(wěn)定性:[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+。
4.(9分)(2024·浙江溫州二模)鎵的化合物種類繁多,應(yīng)用廣泛。
(1)鎵位于元素周期表的 區(qū)。
(2)下列鎵原子核形成的微粒中,電離最外層1個(gè)電子所需能量最大的是 (填字母)。
A.[Ar]3d104s24p1B.[Ar]3d104s14p2
C.[Ar]3d94s14p3D.[Ar]3d104s2
(3)①GaAs是一種重要的半導(dǎo)體材料,其熔點(diǎn)為1 238 ℃,可由如下反應(yīng)制備:(CH3)3Ga+AsH33CH4+GaAs(電負(fù)性:Ga 1.6 As 2.0 H 2.1 C 2.5)。下列說法正確的是 。
A.原子半徑:GaH>Ga,(CH3)3Ga中C—Ga鍵的共用電子對(duì)更偏向于C原子,對(duì)—CH3中C—H鍵的排斥力變大,使(CH3)3Ga中鍵角∠HCH變小 (4)AgGaS2 C
解析:(1)已知Ga是31號(hào)元素,根據(jù)構(gòu)造理論可知,基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1,則鎵位于元素周期表的p區(qū)。
(2)A.[Ar]3d104s24p1為基態(tài)Ga,B.[Ar]3d104s14p2為激發(fā)態(tài)Ga,C.[Ar]3d94s14p3為激發(fā)態(tài)Ga,D.[Ar]3d104s2為基態(tài)Ga+,則Ga+失去電子更困難,電離最外層1個(gè)電子所需能量最大的是D。
(3)①Ga與As是同一周期元素,從左往右原子半徑依次減小,故原子半徑:Ga>As,A錯(cuò)誤;根據(jù)信息可知Ga比As的電負(fù)性小0.4,二者之間靠共價(jià)鍵結(jié)合,又GaAs是一種重要的半導(dǎo)體材料,其熔點(diǎn)為1 238 ℃,則GaAs為共價(jià)晶體,根據(jù)信息可知H比As的電負(fù)性大0.1,二者之間靠共價(jià)鍵結(jié)合,AsH3與NH3結(jié)構(gòu)相似,則AsH3為分子晶體,B正確;由于NH3存在分子間氫鍵,使氨沸點(diǎn)升高,而AsH3、CH4不存在氫鍵,AsH3分子的相對(duì)分子質(zhì)量較大,分子間作用力較大,沸點(diǎn)較高,則沸點(diǎn):CH4GaAs,D正確。
②比較鍵角∠HCH:CH4中的—CH3>(CH3)3Ga中的—CH3,理由為:電負(fù)性C>H>Ga,(CH3)3Ga中C—Ga鍵的共用電子對(duì)更偏向于C原子,對(duì)—CH3中C—H鍵的排斥力變大,使(CH3)3Ga中鍵角∠HCH變小。
(4)晶胞中Ag位于體心、頂點(diǎn)和面心,個(gè)數(shù)為1+8×18+4×12=4,Ga位于棱上、面心,個(gè)數(shù)為4×14+6×12=4,8個(gè)S位于晶胞內(nèi)部,三者數(shù)目比為1∶1∶2,則該晶體的化學(xué)式為AgGaS2。沿著z軸的投影,Ag投影為正方形的頂點(diǎn)和四條邊的中點(diǎn),S投影為面對(duì)角線離頂點(diǎn)四分之一處,Ga投影為正方形的頂點(diǎn)、四條邊的中點(diǎn)和正方形中心,則如圖所示晶胞沿著z軸的投影圖為C。
5.(7分)(2024·浙江溫州一模)硼的氫化物叫硼烷(BnHm)。如B2H6(乙硼烷-6)、B4H10(丁硼烷-10)等。
(1)下列說法不正確的是 。
A.B原子由1s22s12px21s22s12px12py1需吸收能量
B.B2H6的結(jié)構(gòu)式:
C.同周期相鄰元素的電負(fù)性大小:Be”“

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