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2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題10物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題-1.(2024·山東卷)錳氧化物具有較大應(yīng)用價值,回答下列問題:(1)在元素周期表中位于第周期族;同周期中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)比多的元素是(填元素符號)。(2)如某種氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如圖所示,該氧化物化學(xué)式為。當(dāng)晶體有O原子脫出時,出現(xiàn)O空位,的化合價(填“升高”“降低”或“不變”),O空位的產(chǎn)生使晶體具有半導(dǎo)體性質(zhì)。下列氧化物晶體難以通過該方式獲有半導(dǎo)體性質(zhì)的是(填標(biāo)號)。A.
B.
C.
D.(3)(見圖)是晶型轉(zhuǎn)變的誘導(dǎo)劑。的空間構(gòu)型為;中咪唑環(huán)存在大鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為。(4)可作轉(zhuǎn)化為的催化劑(見下圖)。的熔點(diǎn)遠(yuǎn)大于,除相對分子質(zhì)量存在差異外,另一重要原因是?!敬鸢浮浚?)四ⅦBCr(2)MnO2降低A(3)正四面體形sp2(4)FDCA形成的分子間氫鍵更多【解析】(1)Mn的原子序數(shù)為25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基態(tài)Mn的電子排布式為:,未成對電子數(shù)有5個,同周期中,基態(tài)原子未成對電子數(shù)比Mn多的元素是Cr,基態(tài)Cr的電子排布式為,有6個未成對電子;(2)由均攤法得,晶胞中Mn的數(shù)目為,O的數(shù)目為,即該氧化物的化學(xué)式為MnO2;晶體有O原子脫出時,出現(xiàn)O空位,即x減小,的化合價為+2x,即Mn的化合價降低;CaO中Ca的化合價為+2價、V2O5中V的化合價為+5價、Fe2O3中Fe的化合價為+3、CuO中Cu的化合價為+2,其中CaO中Ca的化合價下降只能為0,其余可下降得到比0大的價態(tài),說明CaO不能通過這種方式獲得半導(dǎo)體性質(zhì);(3)中B形成4個σ鍵(其中有1個配位鍵),為sp3雜化,空間構(gòu)型為正四面體形;咪唑環(huán)存在大鍵,N原子形成3個σ鍵,雜化方式為sp2;(4)由HMF和FDCA的結(jié)構(gòu)可知,HMF和FDCA均能形成分子間氫鍵,但FDCA形成的分子間氫鍵更多,使得FDCA的熔點(diǎn)遠(yuǎn)大于HMF。2.(2023·山東卷)鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?;卮鹣铝袉栴}:(1)時,與冰反應(yīng)生成利。常溫常壓下,為無色氣休,固態(tài)的晶體類型為_____,水解反應(yīng)的產(chǎn)物為_____(填化學(xué)式)。(2)中心原子為,中心原子為,二者均為形結(jié)構(gòu),但中存在大鍵。中原子的軌道雜化方式_____;為鍵角_____鍵角(填“>”“<”或“=”)。比較與中鍵的鍵長并說明原因_____。(3)一定條件下,和反應(yīng)生成和化合物。已知屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)),其中化合價為。上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。若阿伏加德羅常數(shù)的值為,化合物的密度_____(用含的代數(shù)式表示)?!敬鸢浮浚?)分子晶體HF、和(2)>分子中鍵的鍵長小于中鍵的鍵長,其原因是:分子中既存在σ鍵,又存在大鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中鍵的鍵長較小,而只存在普通的σ鍵。(3)【解析】(1)常溫常壓下,為無色氣體,則的沸點(diǎn)較低,因此,固態(tài)HOF的晶體類型為分子晶體。分子中F顯-1價,其水解時結(jié)合電離的生成HF,則結(jié)合電離的,兩者反應(yīng)生成,不穩(wěn)定,其分解生成,因此,水解反應(yīng)的產(chǎn)物為HF、和。(2)中心原子為,中心原子為,二者均為V形結(jié)構(gòu),但中存在大鍵()。由中存在可以推斷,其中原子只能提供1對電子,有一個原子提供1個電子,另一個原子提供1對電子,這5個電子處于互相平行的軌道中形成大鍵,提供孤電子對與其中一個形成配位鍵,與另一個形成的是普通的共價鍵(σ鍵,這個只提供了一個電子參與形成大鍵),的價層電子對數(shù)為3,則原子的軌道雜化方式為;中心原子為,根據(jù)價層電子對的計算公式可知,因此,的雜化方式為;根據(jù)價層電子對互斥理論可知,時,價電子對的幾何構(gòu)型為正四面體,時,價電子對的幾何構(gòu)型平面正三角形,雜化的鍵角一定大于的,因此,雖然和均為形結(jié)構(gòu),但鍵角大于鍵角,孤電子對對成鍵電子對的排斥作用也改變不了這個結(jié)論。分子中鍵的鍵長小于中鍵的鍵長,其原因是:分子中既存在σ鍵,又存在大鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中鍵的鍵長較小,而只存在普通的σ鍵。(3)一定條件下,、和反應(yīng)生成和化合物X。已知X屬于四方晶系,其中Cu化合價為+2。由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,該晶胞中含有黑球的個數(shù)為、白球的個數(shù)為、灰色球的個數(shù)為,則X中含有3種元素,其個數(shù)比為1:2:4,由于其中Cu化合價為+2、的化合價為-1、K的化合價為+1,根據(jù)化合價代數(shù)和為0,可以推斷X為,上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為。若阿伏加德羅富數(shù)的值為,晶胞的質(zhì)量為,晶胞的體積為,化合物X的密度。3.(2022·山東卷)研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義?;瘜W(xué)式為的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出),每個苯環(huán)只有一半屬于該晶胞。晶胞參數(shù)為?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)原子的價電子排布式為_______,在元素周期表中位置為_______。(2)晶胞中N原子均參與形成配位鍵,與的配位數(shù)之比為_______;_______;晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是_______。(3)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的大鍵、則吡啶中N原子的價層孤電子對占據(jù)_______(填標(biāo)號)。A.2s軌道 B.2p軌道 C.sp雜化軌道 D.sp2雜化軌道(4)在水中的溶解度,吡啶遠(yuǎn)大于苯,主要原因是①_______,②_______。(5)、、的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),其中堿性最弱的是_______。【答案】(1)
3d84s2
第4周期第VIII族(2)
2:3
2:1:1
Zn2+(3)D(4)吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵
吡啶和H2O均為極性分子相似相溶,而苯為非極性分子(5)【解析】(1)已知Ni是28號元素,故基態(tài)Ni原子的價電子排布式為:3d84s2,在周期表中第四橫行第10縱列即位于第4周期第VIII族,故答案為:3d84s2;第4周期第VIII族;(2)由題干晶胞示意圖可知,一個晶胞中含有Ni2+個數(shù)為:=1,Zn2+個數(shù)為:=1,含有CN-為:=4,NH3個數(shù)為:=2,苯環(huán)個數(shù)為:=2,則該晶胞的化學(xué)式為:,且晶胞中每個N原子均參與形成配位鍵,Ni2+周圍形成的配位鍵數(shù)目為:4,Zn2+周圍形成的配位鍵數(shù)目為:6,則與的配位數(shù)之比,4:6=2:3;4:2:2=2:1:1;由以上分析可知,Ni2+的配位數(shù)為4,則Ni2+采用sp3雜化,而Zn2+的配位數(shù)為6,Zn2+采用sp3d2雜化,即晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是Zn2+,故答案為:2:3;2:1:1;Zn2+;(3)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的大π鍵,則說明吡啶中N原子也是采用sp2雜化,雜化軌道只用于形成σ鍵和存在孤電子對,則吡啶中N原子的價層孤電子對占據(jù)sp2雜化軌道,故答案為:D;(4)已知苯分子為非極性分子,H2O分子為極性分子,且吡啶中N原子上含有孤電子對能與H2O分子形成分子間氫鍵,從而導(dǎo)致在水中的溶解度,吡啶遠(yuǎn)大于苯,故答案為:吡啶能與H2O分子形成分子間氫鍵;吡啶和H2O均為極性分子相似相溶,而苯為非極性分子;(5)已知-CH3為推電子基團(tuán),-Cl是吸電子基團(tuán),則導(dǎo)致N原子電子云密度大小順序?yàn)椋海荆?,結(jié)合題干信息可知,其中堿性最弱的為:,故答案為:。4.(2021·山東卷)非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有__種。(2)O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_;OF2分子的空間構(gòu)型為__;OF2的熔、沸點(diǎn)__(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是___。(3)Xe是第五周期的稀有氣體元素,與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價層電子對數(shù)為___,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是___(填標(biāo)號)。A.spB.sp2C.sp3D.sp3d(4)XeF2晶體屬四方晶系,晶胞參數(shù)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,該晶胞中有__個XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,)。已知Xe—F鍵長為rpm,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為___;晶胞中A、B間距離d=___pm。【答案】(1)9(2)F>O>Cl角(V)形低于OF2和Cl2O都是分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,Cl2O的相對分子質(zhì)量大,Cl2O的熔、沸點(diǎn)高(3)5D(4)2(0,0,)pm【解析】(1)基態(tài)F原子共有9個核外電子,則每個電子都有對應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài),所以核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有9種;(2)電負(fù)性一定程度上相當(dāng)于得電子能力,半徑越小,得電子能力越強(qiáng),電負(fù)性越大,半徑由小到大的順序?yàn)镕、O、Cl,所以電負(fù)性大小順序?yàn)镕>O>Cl;根據(jù)VSEPR理論有,去掉2對孤對電子,知OF2分子的空間構(gòu)型是角形;OF2和Cl2O都是分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,Cl2O的相對分子質(zhì)量大,Cl2O的熔、沸點(diǎn)高;(3)XeF2易升華,所以是分子晶體,其中心原子的價層電子對數(shù)為,其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d;(4)圖中大球的個數(shù)為,小球的個數(shù)為,根據(jù)XeF2的原子個數(shù)比知大球是Xe原子,小球是F原子,該晶胞中有2個XeF2分子;由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心,且每個坐標(biāo)系的單位長度都記為1,B點(diǎn)在棱的處,其坐標(biāo)為(0,0,);圖中y是底面對角線的一半,,,所以pm。5.(2020·山東卷)CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料,回答下列問題:(1)Sn為ⅣA族元素,單質(zhì)Sn與干燥Cl2反應(yīng)生成SnCl4。常溫常壓下SnCl4為無色液體,SnCl4空間構(gòu)型為,其固體的晶體類型為。(2)NH3、PH3、AsH3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式,下同),還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?,鍵角由大到小的順序?yàn)?。?)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示,1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有mol,該螯合物中N的雜化方式有種。(4)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞棱邊夾角均為90°,晶胞中部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如下表所示。坐標(biāo)原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一個晶胞中有個Sn,找出距離Cd(0,0,0)最近的Sn(用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示)。CdSnAs2晶體中與單個Sn鍵合的As有個。【答案】正四面體形;分子晶體NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3614(,0,)、(,,0)4〖祥解〗(1)利用價層電子對數(shù)確定SnCl4的分子構(gòu)型;由于常溫下SnCl4為液體,故SnCl4為分子晶體;(2)結(jié)構(gòu)相似的分子,相對分子質(zhì)量越大物質(zhì)的熔沸點(diǎn)越高,另外分子間能形成氫鍵的物質(zhì),熔沸點(diǎn)則較高,鍵角的大小取決于中心原子的雜化類型、孤電子對數(shù)、成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力大??;(3)由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式可知,螯合作用配位成環(huán),故1個該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6個,Cd—NO2那個不算;該螯合物中N原子的雜化方式為sp2雜化;(4)結(jié)合部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo),結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)圖,確定各原子在晶胞中位置,找出相應(yīng)原子。【解析】(1)Sn為第ⅣA族元素,由于常溫下SnCl4為液體,故SnCl4為分子晶體;SnCl4分子中中心原子的孤電子對數(shù)==0,鍵電子對數(shù)為4,價層電子對數(shù)為4,故SnCl4分子的空間構(gòu)型為正四面體形;(2)NH3、PH3、AsH3的結(jié)構(gòu)相似,結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,范德華力越強(qiáng),物質(zhì)的沸點(diǎn)越高,但是NH3分子間能形成氫鍵,故這三種物質(zhì)的沸點(diǎn)NH3>AsH3>PH3;N、P、As這三種元素位于元素周期表中第ⅤA族,原子序數(shù)依次增大,同一主族從上到下,隨著核電荷數(shù)的增加,原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱,氫化物的還原性逐漸增強(qiáng),故這三種物質(zhì)的還原性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锳sH3>PH3>NH3;NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3雜化,都有1對孤電子對,中心原子的電負(fù)性越小,成鍵電子對之間的斥力越小,成鍵電子對之間的斥力越小,鍵角越小,所以這三種物質(zhì)鍵角由大到小的順序?yàn)镹H3>PH3>AsH3;(3)由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式和分析,根據(jù)題意“含有多個配位原子的配體與同一中心離子或原子通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物”,故該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6mol,Cd—NO2那個不算;該螯合物中N原子的雜化方式都是sp2雜化,故該物質(zhì)中N的雜化方式有1種;(4)由部分Cd原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),可知8個Cd在晶胞的頂點(diǎn),4個Cd在晶胞的面心,1個在晶胞的體心;部分Sn原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,),4個Sn在晶胞的棱上,6個Sn在晶胞的面心;部分As原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,),8個As在晶胞的體心;所以1個晶胞中Sn的個數(shù)為;距離Cd(0,0,0)最近的Sn是(,0,)、(,,0);由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,CdSnAs2晶體中與單個Sn結(jié)合的As有4個?!尽狐c(diǎn)石成金』】本題考查軌道雜化類型的判斷,分子構(gòu)型,物質(zhì)熔沸點(diǎn)大小比較,鍵角大小的比較,配位數(shù)的計算,晶胞的計算等知識,立足課本進(jìn)行適當(dāng)拓展,但整體難度不大。難點(diǎn)仍然是晶胞的有關(guān)判斷與計算,晶胞中原子的數(shù)目往往采用均攤法:①位于晶胞頂點(diǎn)的原子為8個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1/8;②位于晶胞面心的原子為2個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1/2;③位于晶胞棱心的原子為4個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1/4;④位于晶胞體心的原子為1個晶胞共用,對一個晶胞的貢獻(xiàn)為1。1.(2024·山東日照校際聯(lián)考一模)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué),有助于洞悉物質(zhì)內(nèi)部奧秘。回答下列問題:(1)下圖分別是2種不同形式元素周期表的局部區(qū)域。①根據(jù)圖1預(yù)測,1~18號元素中位置最低的元素的基態(tài)原子核外電子排布式為。②根據(jù)圖2信息,與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為。③元素周期表中,Li-Mg、Be-Al、B-Si處于對角線位置,其單質(zhì)與化合物的性質(zhì)相似。下列說法正確的是(填標(biāo)號)。A.受熱不易分解
B.單質(zhì)鋰不能與反應(yīng)C.BeO熔點(diǎn)高
D.晶體硼為共價晶體(2)分子中大π鍵可表示為,氮原子的雜化方式為,p軌道提供2個電子形成大π鍵的N原子是(填“1”或“2”)號N原子。(3)①在堿性條件下加入雙縮脲[HN(CONH2)2]生成紫色物質(zhì),其結(jié)構(gòu)如圖所示。0.2mol該離子含有配位鍵的數(shù)目為。②已知具有對稱的空間構(gòu)型,中的兩個被取代,能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,則的空間構(gòu)型為。(4)鉀元素與氧元素形成的某些化合物可以作為宇宙飛船的供氧劑。其中一種化合物的晶胞在XY平面、XZ平面、YZ平面上的投影如圖所示,鉀元素和氧元素形成的化合物的化學(xué)式為,其晶胞參數(shù)為apm,為阿伏加德羅常數(shù)的值,該晶胞的密度ρ=(用含a、的代數(shù)式表示)。【答案】(1)1s22s22p63s1CD(2)sp22(3)1.6平面四邊形(4)KO2【解析】(1)①根據(jù)圖1預(yù)測,1~18號元素中位置最低的元素是鈉,鈉的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s1;②根據(jù)圖2信息,與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為;③元素周期表中,Li-Mg、Be-Al、B-Si處于對角線位置,其單質(zhì)與化合物的性質(zhì)相似。A.性質(zhì)與碳酸鎂相似,受熱發(fā)生分解,A錯誤;B.單質(zhì)鋰與單質(zhì)鎂相似,能與反應(yīng)生成氮化鋰,B錯誤;C.氧化鋁熔點(diǎn)很高,可推知BeO熔點(diǎn)高,C正確;D.晶體硼與晶體硅相似,均為共價晶體,D正確;故選CD;(2)分子中大π鍵可表示為,1號氮原子形成2個σ鍵,有1個孤電子對,提供1個電子參與形成大π鍵,1號氮原子的雜化方式為sp2,2號氮原子形成3個σ鍵,有提供2個電子參與形成大π鍵,2號氮原子的雜化方式為sp2;p軌道提供2個電子形成大π鍵的N原子是2號N原子;(3)①中含有8個配位鍵,則0.2mol該離子含有配位鍵的數(shù)目為1.6;②已知具有對稱的空間構(gòu)型,中的兩個被取代,能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,則的空間構(gòu)型為平面四邊形,兩個處于同一條邊或者對角線位置;(4)根據(jù)晶胞的三視圖可以知道,K原子在晶胞的頂點(diǎn)和體心,一個晶胞含有K原子,O原子有兩個在晶胞內(nèi),八個在棱上,一個晶胞中含有的O原子,晶胞內(nèi)K原子與O原子個數(shù)比為1﹕2,所以鉀元素和氧元素形成的化合物的化學(xué)式為KO2;一個晶胞中含有2個K原子和4個O原子,晶胞參數(shù)為apm,,晶體密度為。2(2024·山東濰坊昌樂二中一模)W、X、Y、Z、M是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,其元素性質(zhì)或結(jié)構(gòu)如下:元素元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)W電子只有一種自旋取向X核外只有一個未成對電子,且電子有三種空間運(yùn)動狀態(tài)Ys軌道電子數(shù)比p軌道多一個,且第一電離能大于同周期相鄰元素Z電負(fù)性是短周期中最小的M+3價基態(tài)離子最高能級處于半滿狀態(tài)回答下列問題:(1)寫出X元素的名稱。(2)寫出M元素+2價離子的價電子軌道表示式。(3)基態(tài)Z元素原子核外電子占據(jù)的最高能層包含的原子軌道數(shù)為。(4)W、X、Z可形成強(qiáng)還原性物質(zhì),W、X、Z三種元素電負(fù)性由大到小的順序是(用元素符號表示)。(5)大π鍵可用符號表示,m為參與形成大π鍵的原子數(shù)目,n為平行p軌道里的電子數(shù),如苯分子的大鍵寫作,石墨中的大π鍵寫作(見下圖a),被稱為“無機(jī)苯”,結(jié)構(gòu)與苯類似,寫出的大π鍵,某化合物XY的結(jié)構(gòu)(見下圖b)中也存在的大π鍵,但石墨是電的良導(dǎo)體,XY卻具有優(yōu)異的電絕緣性,從電負(fù)性角度分析化合物XY不導(dǎo)電的可能原因?!敬鸢浮浚?)硼(2)(3)9(4)H>B>Na(5)電負(fù)性B<N,N對電子吸引能力強(qiáng),層內(nèi)無自由移動的電子〖祥解〗W電子只有一種自旋取向可知W只有一個電子,則W為H;X核外有3種空間運(yùn)動狀態(tài),且只有一個未成對電子,其核外電子排布式為:,W為B;Y:s軌道電子數(shù)比p軌道多一個,且第一電離能大于同周期相鄰元素,Y為N;Z電負(fù)性是短周期中最小的,Z為Na;M的+3價基態(tài)離子最高能級處于半滿狀態(tài),M為Fe;據(jù)此解答?!窘馕觥浚?)由以上分析可知W為B,名稱為硼,故答案為:硼;(2)M為Fe,其二價離子價電子軌道表示式,故答案為:;(3)鈉的最高能層為3,該能層存在s、p、d三種軌道,分別有1、3、5個,總共9個軌道,故答案為:9;(4)Na為活潑金屬電負(fù)性最小,在該化合物中H為-1價,B為+3價,電負(fù)性H>B,則三種元素的電負(fù)性:H>B>Na,故答案為:H>B>Na;(5)被稱為“無機(jī)苯”,結(jié)構(gòu)與苯類似,3個N提供3對孤電子對,3個B提供三個空軌道,形成的大π鍵為;BN中N的電負(fù)性大于B,N對電子吸引能力強(qiáng),電子被N原子牢牢吸引,導(dǎo)致層內(nèi)電子不能自由移動,因此不具有導(dǎo)電性,故答案為:;電負(fù)性B<N,N對電子吸引能力強(qiáng),層內(nèi)無自由移動的電子。3.(2024·山東濰坊昌樂二中一模)N、P、As均為氮族元素,這些元素與人們的生活息息相關(guān)。回答下列問題:(1)下列狀態(tài)的N原子或離子在躍遷時,用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜的是(填序號,下同),未成對電子最多的是。a.ls22s22p3b.1s22s2c.1s22s12p4d.1s22s12p3(2)Si、P與S是同周期中相鄰的元素,Si、P、S的電負(fù)性由大到小的順序是,第一電離能由大到小的順序是。(3)吡啶為含N有機(jī)物。這類物質(zhì)是合成醫(yī)藥農(nóng)藥的重要原料。下列吡啶類化合物A與Zn(CH3CH2)2(即ZnEt2)反應(yīng)生成有機(jī)化合物B,B具有優(yōu)異的催化性能。吡啶類化合物A中N原子的雜化類型是,化合物A易溶于水,原因是,含Zn有機(jī)物B的分子結(jié)構(gòu)中含(填序號)。A.離子鍵B.配位鍵C.π鍵D.σ鍵E.氫鍵【答案】(1)cd(2)S>P>SiP>S>Si(3)sp2化合物A與水分子間存在氫鍵BCD【解析】(1)發(fā)射光譜是電子從高能量的能級躍遷到低能量的能級,以光的形式釋放能量,a.是基態(tài)N原子電子排布式,能量最低,有3個未成對電子;b.是基態(tài)N3+的電子排布式,能量最低,無未成對電子;c.2s上的1個電子躍遷到2p上,該電子排布式是激發(fā)態(tài)的N原子,躍遷到基態(tài),可捕捉到發(fā)射光譜,有3個未成對電子;d.2s上失去1個電子,有4個未成對電子;綜上所述,用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜的是c;未成對電子最多的是d;答案為c;d;(2)同周期從左向右電負(fù)性逐漸增大,即電負(fù)性強(qiáng)弱順序是S>P>Si;根據(jù)第一電離能規(guī)律:同周期元素從左到右第一電離能有增大的趨勢,但ⅤA中p軌道處于半充滿狀態(tài),第一電離能大于ⅥA,第一電離能由大到小順序是P>S>Si,故答案為S>P>Si;P>S>Si;(3)從化合物A結(jié)構(gòu)示意圖知,分子內(nèi)N形成碳氮雙鍵(吡啶中六元環(huán)為平面結(jié)構(gòu)),N的雜化類型為sp2,化合物A中含有N原子和羥基,能與水分子形成分子間氫鍵,增加A在水中的溶解度;根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式,含Zn有機(jī)物B含有單鍵、雙鍵、N→Zn、O→Zn配位鍵,含有配位鍵、π、σ鍵,選項(xiàng)BCD符合題意;答案為sp2;化合物A與水分子間存在氫鍵;BCD。4.(2024·山東德州一模)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)在科研中有重要的用途。回答下列問題:Ⅰ.一種比率光聲探針M與Cu2+配位,可用于小鼠腦內(nèi)銅(Ⅱ)的高時空分辨率動態(tài)成像,反應(yīng)如下所示:(1)H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋琈中鍵角F-B-F中鍵角F-B-F(填“>”、“<”或“=”);基態(tài)的價電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為。(2)均為平面結(jié)構(gòu)的吡咯()和吡啶()是合成該探針的原料,吡咯和吡啶在鹽酸中溶解度較大的為,原因是。Ⅱ.鉿(Hf)的鹵化物八面體離子是構(gòu)建鹵化物鈣鈦礦的基本發(fā)光單元,其構(gòu)建的某晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。(3)該晶胞中的配位數(shù)為,陰離子形成的八面體空隙有個。(4)該晶體的密度為,阿伏加德羅常數(shù)的值為,則Hf-Hf最近距離為nm。【答案】(1)F>N>C>H<5∶4(2)吡啶吡咯是一個五元雜環(huán)化合物,其中氮原子與兩個碳原子相連,形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu),在吡咯中,氮原子的孤對電子參與了環(huán)的芳香性,這使得氮原子上的電子云密度降低,從而減弱了其堿性,更難與鹽酸反應(yīng),即降低其溶解性(3)48(4)【解析】(1)根據(jù)同一主族從上往下元素電負(fù)性依次減小,同一周期從左往右元素的電負(fù)性依次增大可知,H、C、N、F四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>N>C>H,由題干圖示信息可知,M中B周圍形成了4個共價鍵,即B采用sp3雜化,而BF3中B采用sp2雜化,故M中鍵角F-B-F<中鍵角F-B-F,已知Cu是29號元素,故基態(tài)Cu2+的價電子排布式為:3d9,故其中兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為5∶4,故答案為:F>N>C>H;<;5∶4;(2)吡咯與吡啶相比,吡咯是一個五元雜環(huán)化合物,其中氮原子與兩個碳原子相連,形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu),在吡咯中,氮原子的孤對電子參與了環(huán)的芳香性,這使得氮原子上的電子云密度降低,從而減弱了其堿性,即吡啶更容易與鹽酸電離出的H+結(jié)合,即吡咯再鹽酸中的溶解性比吡啶的更大,故答案為:吡啶;吡咯是一個五元雜環(huán)化合物,其中氮原子與兩個碳原子相連,形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu),在吡咯中,氮原子的孤對電子參與了環(huán)的芳香性,這使得氮原子上的電子云密度降低,從而減弱了其堿性,更難與鹽酸反應(yīng),即降低其溶解性;(3)由題干晶胞圖示信息可知,該晶胞中K+位于體內(nèi),陰離子位于8個頂點(diǎn)和6個面心上,故每個K+位于頂點(diǎn)和面心陰離子形成的正四面體的體心上,故K+的配位數(shù)為4,陰離子形成的八面體空隙有8個,故答案為:4;8;(4)由題干晶胞示意圖可知,一個晶胞中含有8個K+,含有[HfBr6]2-的個數(shù)為:=4個,阿伏加德羅常數(shù)的值為,則一個晶胞的質(zhì)量為:,設(shè)晶胞參數(shù)為:anm,則一個晶胞的體積為:V=(a×10-7cm)3,該晶體的密度為,則有:=,解得a=×107,則Hf-Hf最近距離為面對角線的一半,即等于=nm,故答案為:。5.(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)是一種甲基化試劑,能發(fā)生水解反應(yīng);的水解產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。(2)是共價化合物,可以形成二聚體和多聚體,二聚體中的雜化方式為,二聚體的結(jié)構(gòu)式為。(3)分子的電子對空間構(gòu)型為三角雙錐,排布方式有兩種,結(jié)構(gòu)如圖。根據(jù)價層電子對互斥理論中:“孤電子對一成鍵電子對”分布在互成的方向上時斥力最大,判斷應(yīng)采用結(jié)構(gòu)(填“a”或“b”)。(4)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),比較它與的穩(wěn)定性并說明理由。(5)在超高壓下,金屬鈉和氦可形成化合物。結(jié)構(gòu)中的鈉離子按簡單立方排布,形成立方體空隙如圖,電子對和氦原子交替分布填充在立方體的中心。若將氦原子放在晶胞頂點(diǎn),則電子對在該晶胞中的所有分?jǐn)?shù)坐標(biāo)除了、,還有;若晶體的密度為,阿伏加德羅常數(shù)的值為,晶胞的邊長(用含的代數(shù)式表示)。【答案】(1)CF3H、HIO(2)(3)a(4)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(5)、【解析】(1)F>I≈C,所以在CF3I中,受3個F原子吸引電子能力強(qiáng)的影響,I與C之間的共用電子對偏向于C,I顯+1價,則CF3I發(fā)生水解時,生成CF3H和HIO,故答案為:CF3H、HIO。(2)Be的雜化方式為sp2,因此BeCl2的二聚體中Be原子有3個成鍵軌道,且Be原子最外層無孤對電子,則二聚體的結(jié)構(gòu)式為,故答案為:。(3)根據(jù)題干可知“孤電子對一成鍵電子對”分布在互成的方向上時斥力最大,a中孤電子對與成鍵電子對分布在同一平面,排斥力較小,更穩(wěn)定,所以SF4應(yīng)采用結(jié)構(gòu)a,故答案為:a。(4)加入過量的氨水后變?yōu)樯钏{(lán)色,原因是生成了,比更穩(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,故答案為:;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。(5)由于將He取在晶胞頂點(diǎn),位于頂點(diǎn)電子對在晶胞中的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為、,觀察結(jié)構(gòu)不難得出除此之外還有,那么位于體心電子對在晶胞中的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為;每個小立方體中有8×=1個鈉離子,電子對(2e-)和氦原子交替分布填充在立方體的中心,所以該晶體的晶胞應(yīng)是由8個小立方體形成的大立方體,其中有一半小立方體中有He原子,一半有電子對,所以晶胞中有8個鈉離子、4個He原子,則晶胞的質(zhì)量為g=g,已知晶體的密度為,阿伏加德羅常數(shù)的值為,晶胞邊長為apm,所以體積為a3pm3=a3×10-30cm3,則密度為,可得a=,故答案為:、;。6.(2024·山東濟(jì)南一模)含氮物質(zhì)在工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛。將單質(zhì)鋇(Ba)、錸(Re)以一定比例混合,于特制容器中加熱,依次通入N2、O2可制得某黑色晶體,該晶體晶胞如圖所示,含有多個由Ba(+2)、Re(+4)、O(-2)和N(-3)組成的八面體與平面三角形,括號中為其化合價。回答下列問題:(1)基態(tài)Ba原子的簡化電子排布式為,N、O、Ba簡單氫化物的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式)。(2)NO中N原子的雜化方式為,下列離子或分子與互為等電子體的是(填標(biāo)號)。a.
b.
c.SO3d.(3)苯胺()中N原子與苯環(huán)形成p-π共軛,、、的堿性隨N原子電子云密度的增大而增強(qiáng),其中堿性最弱的是。(4)該晶體中含有的八面體和平面三角形的個數(shù)比為,晶體的化學(xué)式為。(5)晶胞參數(shù)為apm、apm、cpm,,,該晶體的密度為g·cm-1(寫出表達(dá)式)?!敬鸢浮浚?)[Xe]6s2BaH2>H2O>NH3(2)sp2ac(3)(4)1∶2Ba6O(ReN3)2(5)【解析】(1)鋇元素的原子序數(shù)為56,基態(tài)原子的簡化電子排布式為[Xe]6s2;氫化鋇是沸點(diǎn)較高的離子晶體,氨分子和水分子是沸點(diǎn)低的分子晶體,水分子間形成氫鍵的數(shù)目多于氨分子,分子間作用力大于氨分子,沸點(diǎn)高于氨分子,所以簡單氫化物的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)锽aH2>H2O>NH3,故答案為:[Xe]6s2;BaH2>H2O>NH3;(2)硝酸根離子中氮原子的價層電子對數(shù)為3、孤電子對數(shù)為0,氮原子的雜化方式為雜化sp2,碳酸根離子和三氧化硫分子與硝酸根離子的原子個數(shù)都為4、價電子數(shù)都為24,互為等電子體,故答案為:sp2;ac;(3)分子中甲基為推電子基團(tuán),會使氨基中氮原子電子云密度大于,堿性強(qiáng)于;分子中氮原子不能與與苯環(huán)形成p-π共軛,氨基中氮原子電子云密度大于,堿性強(qiáng)于,所以堿性最弱的為,故答案為:;(4)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于棱上和體內(nèi)的八面體個數(shù)為4×+2=3,位于棱上和體內(nèi)的平面三角形的個數(shù)為8×+4=6,則晶體中含有的八面體和平面三角形的個數(shù)比為1∶2;由化合價代數(shù)和為0可知,八面體為Ba6O10+、平面三角形為ReN,則晶體的化學(xué)式為Ba6O(ReN3)2,故答案為:1∶2;Ba6O(ReN3)2;(5)設(shè)晶體的密度為dg/cm3,由晶胞的質(zhì)量公式可得:=asin60o×a×c×10-30×d,解得d==,故答案為:。7.(2024·山東濟(jì)寧一模)氮族元素在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)Co(NH3)配離子結(jié)構(gòu)如圖所示,Co3+位于正八面體的中心,則1個Co(NH3)配離子中共價鍵的個數(shù)為,Co(NH3)3Cl3的空間結(jié)構(gòu)有種。(2)氮族元素雜芴化合物(E=N、P、As、Sb、Bi)結(jié)構(gòu)如圖所示。As原子的價電子排布式為,C-N-C鍵角之和為360°,C-As-C鍵角之和為284.9°,原因?yàn)椤#?)尿素分子結(jié)構(gòu)如圖所示,H、C、N、O的電負(fù)性由大到小順序?yàn)椋珻、N原子雜化方式分別為(4)尿素分子是無色或白色針狀晶體,該晶體屬于四方晶系,晶胞參數(shù)anm、bnm、cnm(a=b≠c),α=β=γ=90°,晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,若用代表尿素分子如圖2,該晶體的密度為g?cm-3?!敬鸢浮浚?)242(2)4s24p3氮的孤對電子與芴環(huán)的重疊更好,形成大π鍵,為平面形;而As的軌道重合差,難以形成大π鍵(或氮原子半徑較小,N-C鍵長較短易于形成大π鍵為平面形)(3)O>N>C>Hsp2、sp2(4)【解析】(1)1個氨分子中存在3個氮?dú)涔矁r鍵,氮與鈷形成6個配位共價鍵,則1個Co(NH3)配離子中共價鍵的個數(shù)為24;Co(NH3)為正八面體,Co3+位于正八面體的中心,Co(NH3)3Cl3為3個氯取代Co(NH3)其中的3個氨分子,由于6個氨分子位置完全相同,則Co(NH3)3Cl3空間結(jié)構(gòu)也就是看中6個點(diǎn)上的3個點(diǎn)有幾種情況,若3個點(diǎn)中兩點(diǎn)連線不經(jīng)過體心為1種、經(jīng)過體心為1種,故共2種;(2)As為33號元素,與氮同主族、為第四周期,則As原子的價電子排布式為4s24p3,氮的孤對電子與芴環(huán)的重疊更好,形成大π鍵,為平面形,而As的軌道重合差,難以形成大π鍵(或氮原子半徑較小,N-C鍵長較短易于形成大π鍵為平面形),導(dǎo)致C-N-C鍵角之和為360°而C-As-C鍵角之和為284.9°小于360°;(3)同周期從左到右,金屬性減弱,非金屬性變強(qiáng),元素的電負(fù)性變強(qiáng);同主族由上而下,金屬性增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱,元素電負(fù)性減弱;H、C、N、O的電負(fù)性由大到小順序?yàn)镺>N>C>H;尿素是平面結(jié)構(gòu)的分子,所有的8個原子共平面,尿素分子中存在離域大π鍵,類似于CO2分子,尿素分子中的碳原子和氮原子均采用sp2雜化方式成鍵;(4)據(jù)“均攤法”,晶胞中含個CO(NH2)2,則晶體密度為8.(2024·山東濟(jì)寧二模)鹵族元素的化合物在科研和生產(chǎn)中有著重要的作用。請回答下列問題:(1)(鍵角為180o)的中心Ⅰ原子價層電子對數(shù)為;(填“是”或“否”)具有極性;基態(tài)碘原子價電子排布式為。(2)物質(zhì)磁性大小以磁矩表示,與未成對電子數(shù)之間的關(guān)系為:(n為未成對電子數(shù))。配合物中配離子的B.M(B.M磁矩單位),的雜化類型為。a.
b.
c.配合物中配離子的B.M,則配離子的空間構(gòu)型為。(3)在極高壓強(qiáng)下,氯化鈉可以和氯氣化合生成。是立方系晶胞,結(jié)構(gòu)如圖所示,其中兩個氯原子的坐標(biāo)為、,晶體的化學(xué)式為;與Na距離最近的且相等的Cl有個;在晶體中鍵長為0.20nm,晶胞棱長為nm(保留2位有效數(shù)字)?!敬鸢浮浚?)5否(2)b正四面體(3)120.67【解析】(1)碘三離子中中心碘原子的價層電子對數(shù)為=5,由題意可知,離子的鍵角為180o,則離子的空間構(gòu)型為結(jié)構(gòu)對稱的直線形,所以離子不具有極性;碘元素的原子序數(shù)為53,基態(tài)原子的價電子排布式為5s25p5,故答案為:5;否;5s25p5;(2)鎳元素的原子序數(shù)為28,基態(tài)鎳離子的價電子排布式為3d8,軌道表示式為,離子中有2個不成對電子;由配合物中配離子的=0B.M可知,配離子中鎳離子的未成對電子數(shù)為0,則配離子中中心離子鎳離子有1個d軌道參與雜化,雜化方式為dsp2雜化,故選b;由配合物中配離子的B.M可知,配離子中鎳離子的未成對電子數(shù)為2,則配離子中鎳離子的d軌道未參與雜化,雜化方式為sp3雜化,所以配離子的空間構(gòu)型為正四面體形,故答案為:b;正四面體形;(3)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點(diǎn)的鈉原子個數(shù)為8×=1,位于面上和體心的氯原子個數(shù)為12×+1=7,則晶體的化學(xué)式為NaCl7;晶胞中位于頂點(diǎn)的鈉原子與位于面上的氯原子距離最近,則與鈉原子距離最近的且相等的氯原子有12個;由兩個氯原子的坐標(biāo)為、可知,晶胞棱長為0.20nm×≈0.67,故答案為:NaCl7;12;0.67。9.(2024·山東聊城二模)金屬及其化合物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等多個領(lǐng)域?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)原子的價層電子的電子排布圖為,中三種元素的第一電離能由大到小的順序是(填元素符號)。是強(qiáng)還原劑,中含有鍵與鍵的數(shù)目之比為。(2)獨(dú)立的分子中,鍵角為,如圖是離子的部分結(jié)構(gòu)以及其中鍵角。請解釋離子中鍵角變?yōu)榈脑蚴?。?)甘氨酸銅有順式和反式兩種同分異構(gòu)體,結(jié)構(gòu)如圖。①甘氨酸銅中銅原子的雜化類型為(填序號)。a.spb.sp2c.sp3d.dsp2②已知順式甘氨酸銅能溶于水,反式甘氨酸銅難溶于水,原因可能是。(4)晶體中,的重復(fù)排列方式如圖所示,該排列方式中存在著由如1、3、6、7的O圍成的正四面體空隙和如3、6、7、8、9、12的圍成的正八面體空隙。中有一半的填充在正四面體空隙中,另一半和填充在正八面體空隙中,則晶體中有的正八面體空隙填充陽離子。晶胞的八分之一是圖示結(jié)構(gòu)單元,晶體密度為,阿伏加德羅常數(shù)為,則該晶胞參數(shù)a=pm。(寫出表達(dá)式)【答案】(1)N>O>Co1∶1(2)氨分子與Zn2+形成配合物后,孤對電子與Zn2+成鍵,原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用,排斥作用減弱,所以H-N-H鍵角變大(3)D順式甘氨酸銅分子極性大,反式甘氨酸銅分子極性較小(4)50%【解析】(1)Co是27號元素,基態(tài)Co原子的價層電子排布式是3d74s2,所以Co原子的價電子排布圖為;金屬元素的第一電離能小于非金屬元素,同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢,氮原子的2p軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),元素的第一電離能大于相鄰元素,則第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>Co;六氰合鈷離子中配位鍵屬于σ鍵,氰酸根離子中的碳氮三鍵中含有1個σ鍵和2個π鍵,離子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為(6+6)∶6×2=1∶1,故答案為:;N>O>Co;1∶1。(2)NH3中N原子上有孤電子對,氨分子與Zn2+形成配合物后,孤對電子與Zn2+成鍵,原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用,排斥作用減弱,所以H-N-H鍵角變大,故答案為:氨分子與Zn2+形成配合物后,孤對電子與Zn2+成鍵,原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用,排斥作用減弱,所以H-N-H鍵角變大。(3)①氨酸銅有順式和反式兩種同分異構(gòu)體,則甘氨酸銅中Cu、與銅形成σ鍵的2個O、2個N處于同一平面,則銅原子的雜化類型為雜化(若為雜化,則該5個原子構(gòu)成四面體),故答案為:D;②由結(jié)構(gòu)簡式可知,順式甘氨酸銅是極性分子,反式甘氨酸銅是非極性分子,根據(jù)相似相溶原理可知順式甘氨酸銅易溶于極性溶劑水,故答案為:順式甘氨酸銅分子極性大,反式甘氨酸銅分子極性較小。(4)Fe3O4中有一半的Fe3+填充到正四面體空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充到正八面體空隙中,則有50%的正八面體空隙沒有填充陽離子,由Fe3O4晶體的結(jié)構(gòu)示意圖可知,O2-位于該結(jié)構(gòu)單元的8個頂點(diǎn)和6個面心,圖示結(jié)構(gòu)中O2-離子數(shù)目為8×+6×=4,則含有Fe3+和Fe2+的總數(shù)為3,晶胞中有8個圖示結(jié)構(gòu)單元,不妨取1mol這樣的晶胞,則1mol晶胞的質(zhì)量為m=8×(3×56+4×16)g=8×232g,1mol晶胞即有6.02×1023個晶胞,1個晶胞的體積為V=(a×10-10)3cm3,所以晶體密度為=5.18g/cm3,所以該晶胞參數(shù)a=×1010pm,故答案為:。10.(2024·山東臨沂二模)金屬鈹在原子能、航空航天、火箭制造等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。(1)下列狀態(tài)的鈹中,電離最外層一個電子所需能量最小的是___________(填標(biāo)號)。A. B. C. D.(2)能以單體、多聚體等形式存在。單體的模型名稱為;多聚體為鏈狀結(jié)構(gòu),所有原子均滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu),中心原子的雜化方式是;晶體的熔點(diǎn)(填“高于”或“低于”)晶體,其原因是。(3)碳酸鈹與醋酸反應(yīng)生成了一種配合物分子(結(jié)構(gòu)如圖1),每個位于4個形成的四面體中,與形成的化學(xué)鍵可全部看成配位鍵。①乙酸分子易形成二聚體,原因是。②中含有配位鍵。(4)非線性光學(xué)材料氟代硼鈹酸鉀具有重大戰(zhàn)略價值。已知其屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示(氧原子未畫出,晶胞參數(shù))。一定條件下,和發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成氟代硼鈹酸鉀,并放出氣體。氟代硼鈹酸鉀的化學(xué)式為;晶體的密度為為阿伏加德羅常數(shù)的值)。【答案】(1)C(2)直線形sp3低于是分子晶體,熔點(diǎn)大小取決于范德華力,是離子晶體,熔點(diǎn)取決于離子鍵,范德華力很弱,比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級,因此晶體的熔點(diǎn)低于晶體(3)兩個乙酸分子間可形成如圖所示的氫鍵:;16(4)【解析】(1)A.為Be+,電離的最外層的一個電子是Be的第二電離能;B.為基態(tài)Be原子,電離的最外層的一個電子是Be的第一電離能;C.為激發(fā)態(tài)Be原子;D.為激發(fā)態(tài)的Be+;綜上:電離的最外層的一個電子能量由大到小排序?yàn)椋篈>D>B>C故選C;(2)單體中的Be形成2個σ鍵,無孤電子對,屬于sp雜化,模型名稱為直線形;多聚體為鏈狀結(jié)構(gòu),所有原子均滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu),說明Be連了4個Cl,其中2個為配位鍵,共形成4個σ鍵,屬于sp3雜化;晶體的熔點(diǎn)低于晶體,因?yàn)槭欠肿泳w,熔點(diǎn)大小取決于范德華力,是離子晶體,熔點(diǎn)取決于離子鍵,范德華力很弱,比化學(xué)鍵的鍵能小1~2個數(shù)量級,因此晶體的熔點(diǎn)低于晶體。(3)①乙酸分子間由于氫鍵易形成如圖所示的二聚體:;②每個Be位于4個O形成的四面體中,O與Be形成的化學(xué)鍵可全部看成配位鍵,即中含有16mol配位鍵;(4)根據(jù)均攤法K數(shù)目為,Be數(shù)目為,F(xiàn)數(shù)目為,B數(shù)目為,和發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成氟代硼鈹酸鉀,并放出氣體,即反應(yīng)過程中各元素化合價不變,即:1×2+2×4+3×2+(-2)m+(-1)×4=0,解得m=6,即x:y:z:m:n=1:2:1:3:2,.氟代硼鈹酸鉀的化學(xué)式為:;晶體密度為:。11.(2024·山東威海二模)金屬鎳及其化合物在工業(yè)、科研等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Ni2?的價層電子軌道表示式為,與Ni同周期且基態(tài)原子未成對電子數(shù)相同的有(填元素符號)。(2)是一種重要的配合物,其中“piaH”是吡啶—2—甲酰胺的縮寫,結(jié)構(gòu)如圖,為雙螯配體。該配合物中的配位數(shù)為,在配合物中,兩個“piaH”與分別螯合形成兩個五元環(huán),則五元環(huán)中提供孤電子對的原子可能的組合是(用“α”“β”“γ”表示)。(3)NiO晶體為NaCl型結(jié)構(gòu),將它在氧氣中加熱,部分被氧化為,成為。已知的摩爾質(zhì)量為69.1g?mol,則標(biāo)明Ni價態(tài)的化學(xué)式為(示例:),晶體中鎳離子的占有率為。(4)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。NiAs晶體結(jié)構(gòu)如圖甲所示,其晶胞俯視圖如圖乙所示。A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為,則B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為,A、B兩點(diǎn)間距離為pm?!敬鸢浮浚?)Ti、Ge、Se(2)6α和γ或者α和β(3)90%(4)(,,)【解析】(1)Ni元素原子序數(shù)為28,基態(tài)Ni原子價層電子排布為3d84s2,軌道表示式為,有2個未成對電子,同周期也有2個未成對電子的元素有鈦(Ti):3d24s2、鍺(Ge):4s24p2、硒(Se):4s24p4,與Ni同周期且基態(tài)原子未成對電子數(shù)相同的有Ti、Ge、Se;(2)兩個水分子中的O與Ni形成2個配位鍵,1個piaH與Ni形成2個配位鍵,故該配合物中Ni2+的配位數(shù)為6,“piaH”與Ni2+螯合形成五元環(huán),包括配位原子和Ni2+共有5個原子,故五元環(huán)中提供孤電子對的原子可能是α和γ,由于酰胺基和吡啶之間的碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn),故五元環(huán)中提供孤電子對的原子也可能是α和β,則五元環(huán)中提供孤電子對的原子可能的組合是α和γ或者α和β;(3)根據(jù)NixO的摩爾質(zhì)量為69.1g?mol?1,59x+16=69.1,解得x=0.9,Ni0.9O化學(xué)式可以改寫為Ni9O10,設(shè)其中+2價Ni為a,則標(biāo)明Ni價態(tài)的化學(xué)式為,由化合價代數(shù)和為0,2a+3(9-a)=20,解得a=7,故標(biāo)明Ni價態(tài)的化學(xué)式為,NiO晶體為NaCl型結(jié)構(gòu),Ni與O個數(shù)比為1:1,根據(jù)化學(xué)式Ni0.9O可知,晶體中鎳離子的占有率為90%;(4)A、B在底面的投影分別在底面菱形分成的兩個正三角形中心,A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,),根據(jù)對稱性,A到下底面距離和B到上底面距離相等,故B點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,),底面菱形邊長為apm,較長對角線長為apm,AB水平方向距離為apm,AB豎直距離為晶胞高度一半,為pm,根據(jù)勾股定理,A、B兩點(diǎn)間距離為pm。12.(2024·山東濰坊二模)元素周期表已成為化學(xué)家的得力工具,如在過渡元素中尋找優(yōu)良的催化劑,在堿金屬元素中開發(fā)高能電池。結(jié)合日常生活中的常見應(yīng)用,請回答以下問題:Ⅰ.和均可以催化降解甲醛、苯等有害物質(zhì),具有去除效率高,且無二次污染等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于家居裝潢等領(lǐng)域,其中一種催化機(jī)理如圖所示。(1)基態(tài)Ti和Mn原子中未成對電子數(shù)之比為。(2)和·CHO中碳原子的雜化形式分別為、。(3)HCHO的空間構(gòu)型為。(4)金屬鈦和錳可導(dǎo)電、導(dǎo)熱,有金屬光澤和延展性,這些性質(zhì)都可以用理論解釋。已知金屬錳有多種晶型,y型錳的面心立方晶胞俯視圖符合下列(填編號)。Ⅱ.2019年諾貝爾化學(xué)獎授予三位化學(xué)家,以表彰其對研究開發(fā)鋰離子電池作出的卓越貢獻(xiàn)。、聚乙二醇、、和LiCl等可作鋰離子聚合物電池的材料。(5)Fe的基態(tài)原子的價電子排布式為。(6)乙二醇()的相對分子質(zhì)量與丙醇()相近,但沸點(diǎn)高出100℃,原因是。(7)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。屬正交晶系(長方體形)。晶胞參數(shù)為0.72nm、1.0nm、0.56nm。如圖為沿x軸投影的晶胞中所有Li原子的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。已知,的摩爾質(zhì)量為M,為阿伏加德羅常數(shù)的值。該晶胞中Cl原子的數(shù)目為,晶體的密度為(列出計算表達(dá)式)?!敬鸢浮浚?)2∶5(2)sp(3)平面三角形(4)c(5)(6)乙二醇分子中羥基比丙醇的多,分子間的氫鍵比丙醇多,分子間作用力較大(7)4〖祥解〗晶胞中Li原子數(shù)目為:1+4×+4×=4,根據(jù)化學(xué)式LiCl?3H2O可知,該晶胞中Cl原子的數(shù)目為4,據(jù)此回答?!窘馕觥浚?)基態(tài)Ti的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,未成對電子數(shù)為2,Mn的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,未成對電子數(shù)為5,所以基態(tài)Ti和Mn原子中未成對電子數(shù)之比為2:5;(2)CO2為直線形,雜化類型為sp,·CHO中碳原子形成3個σ鍵,沒有孤電子對,雜化軌道數(shù)目為3,碳原子采取sp2雜化;(3)HCHO中碳原子含有3個σ鍵,碳原子采取sp2雜化,不含孤電子對,所以其空間構(gòu)型是平面三角形;(4)面心立方晶胞中原子位于頂點(diǎn)和面心,俯視時上下底面的面心原子位于俯視圖正方形中心,頂點(diǎn)原子位于正方形頂點(diǎn),其它側(cè)面的原子位于正方形四邊中點(diǎn),故俯視圖為c;(5)鐵是26號元素,其原子核外有26個電子,F(xiàn)e原子的3d、4s電子為其價電子,其價電子排布為3d64s2;(6)乙二醇分子中羥基比丙醇分子中的羥基多,分子間的氫鍵比丙醇的多,分子間的作用力較大,故其沸點(diǎn)較高;(7)①根據(jù)分析可知,該晶胞中Cl原子的數(shù)目為4;②則晶胞的質(zhì)量m=g,晶胞體積V=0.72×1.0×0.56×10-21cm3,晶體密度=g·cm-3。13.鎳及其化合物應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Ni原子的簡化電子排布式為。已知第四電離能:,從原子結(jié)構(gòu)的角度分析原因是。(2)鎳能形成多種配合物。中配位原子是。中鍵角(填“>”、“<”或“=”)中鍵角。中的空間結(jié)構(gòu)為,該配離子中的大π鍵為(用表示,n為原子數(shù),m為電子數(shù))。硫氰酸(HSCN)的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(H―N=C=S)的沸點(diǎn),原因是。(3)某鑭鎳氧化物的晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:晶胞中1個周圍距離相等且最近的形成的空間結(jié)構(gòu)為,離子A、B間距離d=pm,若阿伏加德羅常數(shù)的值為,該晶體的密度(用含的代數(shù)式表示)?!敬鸢浮浚?)Ni失去的是上的一個電子,而Fe失去的是半充滿狀態(tài)上的一個電子(2)C>直線形異硫氰酸能形成分子間氫鍵,而硫氰酸分子間沒有氫鍵(3)正八面體形【解析】(1)Ni的原子序數(shù)為28,簡化電子排布式為:;Ni失去3個電子后價電子變?yōu)?,故再失去的是上的一個電子,F(xiàn)e失去3個電子后是,再失去的是上的一個電子,而是半滿結(jié)構(gòu),較穩(wěn)定,故;(2)中配位原子是C;中鍵角>中鍵角,因?yàn)镹原子上的孤電子對參與形成配位鍵,相當(dāng)于沒有孤電子對,而獨(dú)立的氨分子中N原子上一個孤電子對,孤電子對對成鍵電子對的排斥力更大,故中鍵角更小;中心原子為S,其價電子對為
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