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專題15物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(2023·湖南省雅禮中學(xué)高三第四次月考)下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是()A.氮原子所有價(jià)電子的電子云輪廓圖均為啞鈴形B.HCN的電子式:C.鍵線式為的有機(jī)物存在順反異構(gòu)D.基態(tài)氮原子價(jià)電子的軌道表示式:【答案】C【解析】A項(xiàng),基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式為2s22p3,其價(jià)電子云輪廓圖為球形和啞鈴形,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),HCN是共價(jià)化合物,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),中有碳碳雙鍵,且雙鍵兩邊基團(tuán)不一致,所以存在順反異構(gòu),C正確;D項(xiàng),基態(tài)氮原子的價(jià)電子不包括1s軌道的電子,且2p軌道的三個(gè)電子應(yīng)在不同軌道,且自旋方向相同,D錯(cuò)誤;故選C。2.(2023·江蘇省蘇州市高三期中調(diào)研)7N、15P、33As、51Sb是周期表中ⅤA族元素。下列說(shuō)法正確的是()A.電負(fù)性大小: B.氫化物沸點(diǎn)高低:AsH3>PH3>NH3C.酸性強(qiáng)弱:HNO3>H3PO4>H3AsO4 D.ⅤA族元素單質(zhì)的晶體類型相同【答案】C【解析】A項(xiàng),N、P、As為同主族元素,從上到下非金屬性依次減弱,則電負(fù)性大?。海珹不正確;B項(xiàng),由于NH3分子間能形成氫鍵,增大了分子間的作用力,使其沸點(diǎn)升高,所以氫化物沸點(diǎn)高低:NH3>AsH3>PH3,B不正確;C項(xiàng),N、P、As為同主族元素,從上到下非金屬性依次減弱,則最高價(jià)氧化物的水化物的酸性依次減弱,從而得出酸性強(qiáng)弱:HNO3>H3PO4>H3AsO4,C正確;D項(xiàng),ⅤA族元素單質(zhì)中,N、P、As的單質(zhì)晶體類型相同,都為分子晶體,但Sb為金屬,其晶體為金屬晶體,D不正確;故選C。3.某種原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1,有關(guān)該原子的下列說(shuō)法中正確的是()A.該原子核內(nèi)有13個(gè)中子B.該原子的簡(jiǎn)化電子排布式為[He]3s23p1C.該原子最外層有1個(gè)電子D.該原子第二能層上有8個(gè)電子【答案】D【解析】由電子排布式可以看出該原子核外共13個(gè)電子,故只能確定核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為13,中子數(shù)無(wú)法確定,A錯(cuò)誤;該原子的簡(jiǎn)化電子排布式為[Ne]3s23p1,B錯(cuò)誤;該原子的最外層電子排布式為3s23p1,故最外層有3個(gè)電子,C錯(cuò)誤。4.已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X與Y可形成化合物X2Y3,2元素可形成負(fù)一價(jià)離子。下列說(shuō)法正確的是()A.X元素基態(tài)原子的電子排布式為B.X元素是第4周期第VA族元素C.Y元素原子的軌道表示式為D.Z元素的單質(zhì)Z2在氧氣中不能燃燒【答案】B【解析】X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,推知原子序數(shù)為33號(hào),是As元素;Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子,推知原子序數(shù)為8,是O元素;已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42,推知Z的原子序數(shù)為1,是氫元素;X與Y形成的化合物X2Y3是As2O3。A項(xiàng),由分析知X為As,As元素基態(tài)原子的電子排布式為,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),As元素是第4周期第ⅤA族元素,故B正確;C項(xiàng),由分析知Y為氧元素,不是碳元素,而是碳元素原子的軌道表示式,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),由分析知Z為氫元素,H2能在O2中燃燒,故D錯(cuò)誤;故選B。5.下列各組表述中,兩個(gè)微粒一定不屬于同種元素原子的是()A.3p能級(jí)有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p2的原子B.M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)的原子和價(jià)電子排布為4s24p5的原子D.2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子和原子的價(jià)電子排布為2s22p5的原子【答案】B【解析】A項(xiàng),3p能級(jí)有一個(gè)空軌道,說(shuō)明3p上填2個(gè)電子,因填1個(gè)電子有2個(gè)空軌道,填3個(gè)電子或3個(gè)以上電子無(wú)空軌道,則3p上有2個(gè)電子,3s上肯定已填滿,價(jià)電子排布為3s23p2,因此A中兩微粒相同。M層全充滿而N層為4s2,M層上有d軌道,即:3s23p63d10,顯然是鋅元素,3d64s2是鐵元素,B選項(xiàng)符合題意。C中價(jià)電子排布為4s24p5,則3d上已排滿10個(gè)電子,核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5;最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)eq\f(1,5)的原子,可按下述方法討論:若最外層電子數(shù)為1,核外電子總數(shù)為5不可能,最外層電子數(shù)為2,核外電子總數(shù)為10不可能,同理,可討論,只有最外層電子數(shù)為7,核外電子總數(shù)為35時(shí)合理,其電子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5,二者是同種元素的原子。D中2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子,可以是2p1,也可以是2p5,因此二者不一定屬于同種元素的原子,D選項(xiàng)不符合題意。6.元素周期表共有18個(gè)縱行,從左到右排為1~18列,即堿金屬是第一列,稀有氣體是第18列。按這種規(guī)定,下面說(shuō)法正確的是()A.第9列元素中不完全是金屬元素B.第15列元素的原子最外層電子的排布式為ns2np3C.最外層電子數(shù)為ns2的元素都在第2列D.第10、11列為ds區(qū)的元素,形成化合物種類最多的元素在第14列【答案】B【解析】第9列元素為第Ⅷ族元素,全部屬于金屬元素,A項(xiàng)錯(cuò)誤;第15列為第ⅤA族元素,其最外層電子的排布式為ns2np3,B項(xiàng)正確;最外層電子數(shù)為ns2的元素除第ⅡA族(第2列)外,還有He以及部分過(guò)渡金屬元素,C項(xiàng)錯(cuò)誤;ds區(qū)元素是第11、12列元素,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是()A.第一電離能:④>③>②>①B.原子半徑:④>③>②>①C.電負(fù)性:④>③>②>①D.最高正化合價(jià):④>③=②>①【答案】A【解析】由電子排布式可知:①為S,②為P,③為N,④為F。第一電離能為④>③>②>①,A項(xiàng)正確;原子半徑應(yīng)是②最大,④最小,B項(xiàng)不正確;電負(fù)性應(yīng)是④最大,②最小,C項(xiàng)不正確;F無(wú)正價(jià),最高正價(jià)①>②=③,D項(xiàng)不正確。8.金屬晶體中金屬原子有三種常見的堆積方式:六方堆積、面心立方堆積和體心立方堆積。a、b、c分別代表這三種晶胞的結(jié)構(gòu),a、b、c三種晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)比為()A.3∶2∶1B.11∶8∶4C.9∶8∶4 D.21∶14∶9【答案】A【解析】a中:3+2×eq\f(1,2)+12×eq\f(1,6)=6,b中:8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=4,c中:8×eq\f(1,8)+1=2,所以三種晶胞內(nèi)金屬原子個(gè)數(shù)之比為3∶2∶1。9.下列模型分別表示C2H2、S8、SF6的結(jié)構(gòu),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.32gS8分子中含有0.125molσ鍵B.SF6是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C.1molC2H2分子中有3molσ鍵和2molπ鍵D.1molS8中含有8molS—S鍵【答案】A【解析】A項(xiàng),1molS8中有8molσ鍵,32gS8中含有σ鍵eq\f(32,32×8)mol×8=1mol,錯(cuò)誤;B項(xiàng),由SF6的球棍模型知,其是由S—F極性鍵構(gòu)成,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,屬于非極性分子,正確;C項(xiàng),單鍵為σ鍵,叁鍵中有2個(gè)π鍵,因此1mol乙炔中含有3molσ鍵和2molπ鍵,正確;D項(xiàng),根據(jù)選項(xiàng)A分析,正確。10.多核離子所帶電荷可以認(rèn)為是中心原子得到或失去電子導(dǎo)致,根據(jù)VSEPR模型,下列離子中所有原子都在同一平面的一組是()A.NOeq\o\al(-,2)和NHeq\o\al(-,2)B.H3O+和ClOeq\o\al(-,3)C.NOeq\o\al(-,3)和CHeq\o\al(-,3) D.POeq\o\al(3-,4)和SOeq\o\al(2-,4)【答案】A【解析】根據(jù)三點(diǎn)共面,A項(xiàng)正確;根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,B項(xiàng)H3O+中的氧原子上有一對(duì)孤電子對(duì),故H3O+為三角錐形;C項(xiàng)中CHeq\o\al(-,3)中C原子上有一對(duì)孤電子對(duì),CHeq\o\al(-,3)亦為三角錐形;D項(xiàng)中的POeq\o\al(3-,4)、SOeq\o\al(2-,4)均為正四面體形。11.下列關(guān)于雜化軌道的敘述中,不正確的是()A.分子中中心原子通過(guò)sp3雜化軌道成鍵時(shí),該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)B.雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)C.NH3和CH4兩個(gè)分子中中心原子N和C都是通過(guò)sp3雜化軌道成鍵D.雜化軌道理論與VSEPR模型分析分子的空間構(gòu)型結(jié)果常常相互矛盾【答案】D【解析】中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子可能是正四面體(如CH4)、三角錐(如NH3)或者V形(如H2O),A正確;π鍵是由未參與雜化的軌道“肩并肩”形成的,B正確;正四面體形的CH4和三角錐形的NH3中,中心原子N和C都是通過(guò)sp3雜化軌道成鍵,C正確;雜化軌道理論和VSEPR模型都是為了解釋分子的空間結(jié)構(gòu)而提出的理論,兩者不矛盾,可以先通過(guò)VSEPR模型判斷出分子的構(gòu)型,再判斷出中心原子的雜化類型,D錯(cuò)誤。12.下列過(guò)程與配合物的形成無(wú)關(guān)的是()A.除去Fe粉中的SiO2可用強(qiáng)堿溶液B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失【答案】A【解析】對(duì)于A項(xiàng),除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可與強(qiáng)堿反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì),與配合物的形成無(wú)關(guān);對(duì)于B項(xiàng),AgNO3與氨水反應(yīng)生成了AgOH沉淀,繼續(xù)反應(yīng)生成了配合物離子Ag(NH3)2]+;對(duì)于C項(xiàng),F(xiàn)e3+與KSCN反應(yīng)生成了配合物離子Fe(SCN)n]3-n;對(duì)于D項(xiàng),CuSO4與氨水反應(yīng)生成了配合物離子Cu(NH3)4]2+。13.(2022·天津市濱海新區(qū)塘沽第一中學(xué)高三期中)下列說(shuō)法正確的是()A.可以利用原子光光譜上的特征譜線來(lái)鑒定不同的元素B.元素周期表中金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過(guò)渡元素C.三氯乙酸的酸性大于三氟乙酸D.價(jià)電子排布為5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族,是p區(qū)元素【答案】A【解析】A項(xiàng),用光譜儀器攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜總稱原子光譜,不同元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜不同,所以可以利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素,A正確;B項(xiàng),元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素既具有一定的金屬性,又具有一定的非金屬性,而過(guò)渡元素包括副族與第Ⅷ族元素,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),F(xiàn)3C的極性大于Cl3C的極性,三氟乙酸(F3CCOOH)中COOH比三氯乙酸(Cl3CCOOH)中的COOH容易電離出氫離子,所以三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),價(jià)電子排布為5s25p4的元素,有5個(gè)電子層,最外層有6個(gè)電子,則該元素位于第五周期第ⅥA族,是p區(qū)元素,D錯(cuò)誤;故選A。14.(2022·浙江省諸暨中學(xué)高二實(shí)驗(yàn)班期中)下列關(guān)于價(jià)層電子對(duì)互斥模型(VSEPR模型)的敘述中不正確的是()A.VSEPR模型可用預(yù)測(cè)分子的立體構(gòu)型B.VSEPR模型不能用于預(yù)測(cè)以過(guò)渡金屬為中心原子的分子C.中心原子上的孤電子對(duì)也要占據(jù)中心原子周圍的空間并參與互相排斥D.分子中鍵角越大,價(jià)層電子對(duì)相互排斥力越大,分子越穩(wěn)定【答案】D【解析】A項(xiàng),VSEPR模型可用來(lái)預(yù)測(cè)分子的立體構(gòu)型,注意實(shí)際空間構(gòu)型要去掉孤電子對(duì),A正確;B項(xiàng),VSEPR模型可用于預(yù)測(cè)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu),不能用于預(yù)測(cè)以過(guò)渡金屬為中心原子的分子,B正確;C項(xiàng),中心原子上的孤對(duì)電子也要占據(jù)中心原子周圍的空間并參與互相排斥,且孤電子對(duì)間排斥力>孤電子對(duì)和成對(duì)電子對(duì)間的排斥力,C正確;D項(xiàng),分子的穩(wěn)定性與鍵角沒有關(guān)系,與化學(xué)鍵強(qiáng)弱有關(guān),D錯(cuò)誤;故選D。15.(2022·浙江省諸暨中學(xué)高二實(shí)驗(yàn)班期中)下列各項(xiàng)敘述中,正確的是()A.在同一電子層上運(yùn)動(dòng)的電子,其自旋方向肯定不同B.s原子軌道輪廓圖的形狀相同,電子層序數(shù)越大,半徑越大C.雜化軌道可用于形成σ鍵、π鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)D.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時(shí),原子釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)【答案】B【解析】A項(xiàng),同一電子層上有不同的軌道,不同軌道中的電子自旋方向可能相同,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),s能級(jí)原子軌道都是球形的,且能層序數(shù)越大,半徑也越大,B正確;C項(xiàng),雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤對(duì)電子,未參與雜化的軌道形成π鍵,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),1s22s22p63s2為基態(tài),1s22s22p63p2為激發(fā)態(tài),基態(tài)吸收能力轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài),D錯(cuò)誤;故選B。16.(2022·清華大學(xué)中學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)學(xué)術(shù)能力診斷性測(cè)試)下列化學(xué)術(shù)語(yǔ)正確的是()A.的電子式:B.AlCl3的結(jié)構(gòu)式:C.Cr原子的價(jià)電子排布圖:D.葡萄糖的實(shí)驗(yàn)式:CH2O【答案】D【解析】A項(xiàng),氫化鈉的電子式為,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),AlCl3的結(jié)構(gòu)式,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),Cr原子的價(jià)電子排布圖,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),葡萄糖的分子式C06H12O6,實(shí)驗(yàn)室為CH2O,D項(xiàng)正確;故選D。17.(2022·江蘇省揚(yáng)州市高三調(diào)研)NF3是一種優(yōu)良的蝕刻氣體。HF、F2均可用于制備NF3,F(xiàn)2制備NF3的反應(yīng)為4NH3+3F2NF3+3NH4F.Ka(HF)=6.3×10?4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10?5。下列說(shuō)法正確的是()A.中子數(shù)為10的氟原子:FB.HF的電子式:C.NF3的空間構(gòu)型為平面正三角形D.第一電離能:I1(F)>I1(N)>I1(O)【答案】D【解析】A項(xiàng),中子數(shù)為10的氟原子的質(zhì)量數(shù)為10+9=19,符號(hào)為F,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),HF為共價(jià)化合物,電子式為,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),NF3的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4,含一對(duì)孤電子對(duì),空間構(gòu)型為三角錐形,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),同周期自左至右第一電離能呈增大趨勢(shì),但N原子的2p能級(jí)軌道半滿,更穩(wěn)定,第一電離能大于相鄰元素,所以I1(F)>I1(N)>I1(O),D正確;故選D。18.(2022·上海市金山區(qū)質(zhì)量監(jiān)控一模)工業(yè)合成尿素的原理:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O,有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是()A.中子數(shù)為8的碳原子:8CB.NH3的電子式:C.氧原子的核外電子軌道表示式:D.CO(NH2)2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:【答案】D【解析】A項(xiàng),中子數(shù)為8的碳原子表示為14C或,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),NH3的N最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其電子式為,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),還差1s軌道的2個(gè)電子,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),CO(NH2)2是2個(gè)氨基與羰基碳相連,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,D正確;故選D。19.(2022·山東省濰坊市高三學(xué)科核心素養(yǎng)測(cè)評(píng))光氣(COCl2)是一種重要的有機(jī)中間體??捎梅磻?yīng)CHCl3+H2O2=COCl2↑+HCl+H2O制備光氣。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.CHCl3為極性分子B.電負(fù)性:O>Cl>CC.基態(tài)Cl原子的價(jià)電子軌道表示式:D.COCl2中碳原子的雜化類型為sp3雜化【答案】D【解析】A項(xiàng),CH4為非極性分子,3個(gè)H被Cl代替得到的CHCl3為極性分子,A正確;B項(xiàng),非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,故電負(fù)性:O>Cl>C,B正確;C項(xiàng),Cl元素為17號(hào)元素,原子核外有17個(gè)電子,所以核外電子排布式為:1s22s22p63s23p5,價(jià)電子軌道表示式:,C正確;D項(xiàng),COCl2中含有碳氧雙鍵,碳原子為sp2雜化,D錯(cuò)誤;故選D。20.(2022·江蘇省蘇州八校聯(lián)盟高三第二次適應(yīng)性考試)CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均為常見的燃料,關(guān)于這三者的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.CH3OH的電子式為B.N2H4空間結(jié)構(gòu)為平面形C.CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水D.CH3OH和(CH3)2NNH中C、O、N雜化方式均相同【答案】B【解析】A項(xiàng),甲醇可看成是甲烷中的一個(gè)氫原子被羥基取代得到的,CH3OH的電子式為,A正確;B項(xiàng),N2H4中N原子的雜化方式為sp3,不是平面形,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都能和水分子形成氫鍵,都易溶于水,C正確;D項(xiàng),CH3OH為四面體結(jié)構(gòu),OH結(jié)構(gòu)類似于水的結(jié)構(gòu),(CH3)2NNH2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,兩者分子中C、O、N雜化方式均為sp3,D正確;故選B。21.(2022·江蘇省如皋市高三期中調(diào)研)X、Y、Z、W為前四周期原子序數(shù)依次增大的四種元素,X、Y、Z的原子半徑和最外層電子數(shù)如圖所示。W的基態(tài)原子最外層只有1個(gè)電子且內(nèi)層電子全部充滿。下列說(shuō)法正確的是()A.第一電離能:X<YB.W的基態(tài)原子的電子排布式:1s22s22p63s23p64s1C.Z元素沒有正化合價(jià)D.X的簡(jiǎn)單氫化物分子間能形成氫鍵【答案】D【解析】W的基態(tài)原子最外層只有1個(gè)電子且內(nèi)層電子全部充滿W為Na,X最外層電子數(shù)為5,則為N元素、Y最外層電子數(shù)為6,則為O元素、Z最外層電子數(shù)為7,且原子半徑大于X,Z為Br。A項(xiàng),第一電離能是基態(tài)的氣態(tài)原子失去最外層的一個(gè)電子所需能量,N:1s22s22p3,O:1s22s22p2,N處于半充滿狀態(tài),第一電離能:X>Y,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),W為Na元素,基態(tài)原子的電子排布式:1s22s22p63s1,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),溴的化合價(jià)有:-1、0、+1、+3、+5、+7,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),X的簡(jiǎn)單氫化物分子為NH3,氨在液態(tài)條件下,分子間距離較近,可以形成氫鍵,D正確;故選D。22.(2022·遼寧省名校聯(lián)盟高三第四次聯(lián)合考試)我國(guó)的激光技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位,科學(xué)家用激光將置于鐵室中石墨靶上的碳原子炸松,與此同時(shí)再用射頻電火花噴射氮?dú)猓藭r(shí)碳、氮原子結(jié)合成氮碳化合物薄膜,氮化碳硬度超過(guò)金剛石晶體,成為首屈一指的超硬新材料,其中β一氮化碳的結(jié)構(gòu)如圖。下列有關(guān)氮化碳的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.氮化碳屬于共價(jià)晶體 B.氮化碳的化學(xué)式為C3N4C.碳、氮原子均采取sp3雜化 D.1mol氮化碳中含有4molN—C鍵【答案】D【解析】A項(xiàng),氮化碳為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),硬度超過(guò)金剛石晶體,則氮化碳晶體為共價(jià)晶體,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),每個(gè)C和4個(gè)N形成共價(jià)鍵,每個(gè)N與3個(gè)C相連,所以氮化碳的化學(xué)式為C3N4,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),C、N原子均采取sp3雜化,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),1mol氮化碳中含有12molN—C鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選D。23.(2022·山東省東明縣第一中學(xué)高三期中)聯(lián)氨(N2H4)可用于處理鍋爐水中的溶解氧,防止鍋爐被腐蝕,其中一種反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列敘述正確的是()A.N2H4分子中σ鍵與鍵的數(shù)目之比為5:1B.1molN2H4可處理水中2molO2C.[Cu(NH3)4]2+中存在離子鍵、配位鍵和極性共價(jià)鍵D.氨水中NH3與H2O間存在氫鍵【答案】D【解析】A項(xiàng),聯(lián)氨分子中含有4個(gè)NH鍵和1個(gè)NN鍵,結(jié)構(gòu)式為,只含有單鍵,即只含有σ鍵,不含有π鍵,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),1molN2H4失去電子生成氮?dú)?,轉(zhuǎn)移4mol電子,而1molO2得到4mol電子,根據(jù)得失電子守恒可知,1molN2H4可處理水中1molO2,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),[Cu(NH3)4]2+中銅離子與氨分子之間存在配位鍵,氨分子中N與H形成極性共價(jià)鍵,但是不存在離子鍵,故C錯(cuò)誤;
D項(xiàng),N、O元素電負(fù)性都較大,能和另一分子中的H原子形成氫鍵,所以NH3與H2O以氫鍵結(jié)合成NH3?H2O分子,故D正確;故選D。24.(2022·山東省學(xué)情高三質(zhì)量檢測(cè))葉酸拮抗劑是一種多靶向性抗癌藥物,常以苯和丁二酸酐為原料合成過(guò)程中,某一中間體(X)結(jié)構(gòu)如右圖所示:下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.基態(tài)N原子的核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種B.沸點(diǎn):高于C.X結(jié)構(gòu)中,C、N原子雜化方式種數(shù)相同D.X結(jié)構(gòu)中含有大鍵【答案】C【解析】A項(xiàng),N核外電子排布式為:1s22s22p3,核外電子占據(jù)5個(gè)軌道,因此有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),A正確;B項(xiàng),能形成分子間氫鍵,而不能形成分子間氫鍵,故沸點(diǎn):前者高于后者,B正確;C項(xiàng),該有機(jī)物中C原子均為sp2雜化,N原子有sp2、sp3兩種雜化,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),該有機(jī)物環(huán)上的4個(gè)碳原子和2個(gè)氮原子均為sp2雜化軌道相互重疊形成σ鍵,構(gòu)成平面六元環(huán),每個(gè)原子上有一個(gè)p軌道垂直于環(huán)平面,這些p軌道重疊形成大π鍵,D正確;故選C。1.(2023·福建省詔安縣橋東中學(xué)高三期中)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問(wèn)題:(1)元素y為26號(hào)元素,請(qǐng)寫出其基態(tài)原子的電子排布式:_______。(2)元素x的價(jià)電子排布圖為_______。(3)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光的原因:_______。(4)x、y兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:元素xy電離能/(kJ/mol)I1717759I215091561I332482957比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)x2+再失去一個(gè)電子比氣態(tài)y2+再失去一個(gè)電子難。對(duì)此,你的解釋是_______。(5)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序排列如圖所示,其中電負(fù)性最大的是_______(填序號(hào))。(6)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖所示,則該元素是_______(填元素符號(hào))?!敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)(3)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí),以光(子)的形式釋放能量(4)Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿結(jié)構(gòu),比較穩(wěn)定(5)2(6)Al【解析】根據(jù)元素在周期表中的位置知,a到p分別是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe元素。(1)Fe原子核外電子數(shù)為26,根據(jù)能量最低原理可知,其核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2);(2)元素x為Mn,原子序數(shù)為25,價(jià)電子排布圖為:;(3)鎂在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,在反應(yīng)過(guò)程中電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí),以光(子)的形式釋放能量;(4)由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí),3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多;而Fe2+到Fe3+時(shí),3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對(duì)要少;(5)第三周期8種元素,只有Si單質(zhì)為原子晶體,熔點(diǎn)最大,與圖中8對(duì)應(yīng);分子晶體的熔點(diǎn)低,有磷、硫、氯氣、氬氣幾種物質(zhì),但Cl的電負(fù)性最大,與圖中2對(duì)應(yīng);(6)根據(jù)表中所列的某主族元素的電離能可知,該元素原子最外層電子數(shù)為3,所以該元素為Al元素。2.(2023·廣東省名校聯(lián)盟高三大聯(lián)考)我國(guó)在商代或更早就掌握了冶煉銅的技術(shù)。以黃銅礦為原料冶煉銅涉及多個(gè)反應(yīng),其中一個(gè)反應(yīng)為8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。(1)基態(tài)Cu+的電子排布式為_______,從原子結(jié)構(gòu)角度上解釋,高溫下CuO能轉(zhuǎn)化為Cu2O的原因是_______。銅、鐵兩類原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相差_______種。(2)SO2、SO3、SO32、SO42四種含硫微粒中,中心原子為sp3雜化的是_______,屬于極性分子的是_______,空間構(gòu)型為平面三角形的微粒是_______。(3)FeO、Fe2O3的熔點(diǎn)是下列兩個(gè)值中的一個(gè):,,則兩種氧化物的品體類型都是_______,是_______的熔點(diǎn)。(4)CuFeS2晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。晶胞中的投影位置如圖2所示。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)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),例如圖1中原子1的坐標(biāo)分?jǐn)?shù)為,則原子2的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_______;該晶體的密度為ρg·cm3,則阿伏加德羅常數(shù)NA=_______mol-1(用含ρ、a的代數(shù)式表示)?!敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
Cu+的價(jià)電子排布式為全充滿的3d10,處于較穩(wěn)定狀態(tài),Cu2+的價(jià)電子排布式為3d9,較不穩(wěn)定
3(2)
SO32、SO42
SO2
SO3(3)離子晶體
FeO(4)
【解析】(1)Cu元素是29號(hào)元素,基態(tài)Cu+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10,從原子結(jié)構(gòu)角度上解釋,高溫下CuO能轉(zhuǎn)化為Cu2O的原因是:Cu+的價(jià)電子排布式為全充滿的3d10,處于較穩(wěn)定狀態(tài),Cu2+的價(jià)電子排布式為3d9,較不穩(wěn)定,故高溫下氧化銅可轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的氧化亞銅。原子核外一個(gè)電子均對(duì)應(yīng)一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),銅原子比鐵原子多3個(gè)電子,故銅原子多3種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)SO2中心原子孤電子對(duì)數(shù)=、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=2+1=3,故為sp2雜化、空間構(gòu)型為V形、則其正負(fù)電荷中心不重疊,為極性分子;SO3中心原子孤電子對(duì)數(shù)=、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+0=3,故為sp2雜化、空間構(gòu)型為平面正三角形、則其正負(fù)電荷中心重疊,為非極性分子;SO32離子中,中心原子S的孤電子對(duì)數(shù)=、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4,故為sp3雜化、空間構(gòu)型為三角錐形;SO42離子中,中心原子S原子的孤電子對(duì)為,價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+0=4,所以中心原子為
sp3
雜化,其空間構(gòu)型為正四面體;綜上,SO2、SO3、SO32、SO42四種含硫微粒中,中心原子為
sp3
雜化的是SO32、SO42,屬于極性分子的是SO2,空間構(gòu)型為平面三角形的微粒是SO3。(3)兩種物質(zhì)的熔點(diǎn)都比較高,因此兩種氧化物的晶體類型都是離子晶體。由于氧化鐵中Fe3+帶三個(gè)單位正電荷,而氧化亞鐵中Fe2+帶兩個(gè)單位正電荷,因此氧化鐵中離子鍵強(qiáng)與氧化亞鐵中的離子鍵,因此氧化亞鐵的熔點(diǎn)較低,則1360℃是FeO的熔點(diǎn)。(4)由圖1可知原子2位于最右側(cè)面上,沿x軸方向居中,沿z軸方向位于處,結(jié)合原子1的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可知,原子2的坐標(biāo)為分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為;由圖知,S原子位于晶胞內(nèi)部,共有8個(gè)硫原子,結(jié)合化學(xué)式可知一個(gè)晶胞內(nèi)含有4個(gè)Fe原子、4個(gè)Cu原子,1個(gè)晶胞質(zhì)量為,晶胞的體積為:2a3×1030cm3,該晶體的密度為,則=2a3×1030cm3×ρg·cm3,則阿伏加德羅常數(shù)(用含ρ、a的代數(shù)式表示)。3.(2022·湖南省三湘教育聯(lián)盟高三第二次大聯(lián)考)鎳是一種硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬,它能夠高度磨光和抗腐蝕,用鎳制造不銹鋼和各種合金鋼被廣泛地用于飛機(jī)、艦艇、雷達(dá)、導(dǎo)彈、陶瓷顏料、永磁材料、電子遙控等領(lǐng)域?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)Ni原子的價(jià)電子軌道表示式(電子排布圖)為___。(2)具有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的Schiff堿及其與過(guò)渡金屬形成的配合物結(jié)構(gòu)類似于生命體系的真實(shí)情況。有一種廣泛用于生命體系中金屬蛋白的模擬研究,其結(jié)構(gòu)如圖所示。該配合物中C原子的雜化方式為___;該配合物中除H之外的組成元素的第一電離能由小到大的順序是___。(3)二氧化硒主要用于電解錳行業(yè),其中一種制備方法為2NiSeO42NiSeO3+O2↑、NiSeO3NiO+SeO2。下列分子或離子的VSEPR模型為平面三角形的是___(填字母)。A.SeO42 B.SeO32 C.NiO D.SeO2(4)草酸鎳可用于制鎳粉和鎳的催化劑等,加熱分解的化學(xué)方程式為NiC2O4NiO+CO+CO2,屬于非極性分子的產(chǎn)物是___,等物質(zhì)的量的CO(C≡O(shè))與CO2分子中的π鍵比為___,與CO2互為等電子體(等電子體是指價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離子或原子團(tuán))的陰離子為___(任寫一種)。(5)氫能是一種重要的二次能源,其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)和豐富的資源引起人類廣泛的興趣,然而氫的儲(chǔ)存是目前氫能利用的一大難題,現(xiàn)有La、Ni合金是較為理想的儲(chǔ)氫材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①該儲(chǔ)氫材料的化學(xué)式為___。②已知晶胞參數(shù)邊長(zhǎng)為anm,高為bnm,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA一個(gè)晶胞內(nèi)可以儲(chǔ)存18個(gè)氫原子,儲(chǔ)氫后的晶胞密度為___g·cm3?!敬鸢浮?1)(2)sp2、sp3Ni<C<O<N(3)D(4)CO21:1CNO(5)LaNi5×1021【解析】(1)Ni是28號(hào)元素,基態(tài)Ni原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,價(jià)電子排布式是3d84s2,價(jià)電子軌道表示式(電子排布圖)為;(2)該配合物中雙鍵C原子的雜化方式為sp2、單鍵C原子的雜化方式為sp3;該配合物中含有Ni、C、H、O、N四種元素,非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大,N原子2p能級(jí)為半充滿狀態(tài),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,第一電離能大于同周期相鄰元素,除H之外的組成元素的第一電離能由小到大的順序是Ni<C<O<N。(3)A項(xiàng),SeO42中Se原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為,VSEPR模型為正四面體,故不選A;B項(xiàng),SeO32中Se原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為,VSEPR模型為正四面體,故不選B;C項(xiàng),NiO中O2價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,VSEPR模型為正四面體,故不選C;D項(xiàng),SeO2中Se原子價(jià)電子對(duì)數(shù)為,VSEPR模型為平面三角形,故選D;故選D。(4)CO2是直線型分子,結(jié)構(gòu)對(duì)稱,正負(fù)電荷的重心重合,CO2屬于非極性分子;雙鍵中有1個(gè)π鍵,叁鍵中有2個(gè)π鍵,等物質(zhì)的量的CO(C≡O(shè))與CO2分子中的π鍵比為1:1;CO2的價(jià)電子數(shù)是16,與CO2互為等電子體(等電子體是指價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)相同的分子、離子或原子團(tuán))的陰離子為CNO;(5)①根據(jù)均攤原則,晶胞中La原子數(shù)是、Ni原子數(shù)是,該儲(chǔ)氫材料的化學(xué)式為L(zhǎng)aNi5;②晶胞參數(shù)邊長(zhǎng)為anm,高為bnm,則晶胞體積為,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,一個(gè)晶胞內(nèi)可以儲(chǔ)存18個(gè)氫原子,儲(chǔ)氫后的晶胞密度為g·cm3。4.(2022·山東省高三備考監(jiān)測(cè)第二次聯(lián)合考試)氮元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中用途廣泛?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式為___________。(2)與N同周期的元素中第一電離能比N大的元素有____________種。(3)三硝基胺N(NO2)3(其結(jié)構(gòu)為)是一種新型的火箭燃料,因硝基吸電子能力強(qiáng),中心N原子上無(wú)孤電子對(duì),則中心N原子的雜化方式為___________,并且與三個(gè)硝基中的N構(gòu)成___________形。(4)(CN)2、(SCN)2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的相似,稱為擬鹵素。其分子內(nèi)各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則1mol(CN)2分子中含___________molπ鍵,SCN的空間構(gòu)型為___________形。(5)白磷在氯氣中燃燒可以得到PCl3和PCl5,研究發(fā)現(xiàn)固態(tài)PCl4和PBr5均為離子晶體,但其結(jié)構(gòu)分別為[PCl4]+[PCl6]和[PBr4]+Br,分析PCl5和PBr5結(jié)構(gòu)存在差異的原因:___________。(6)過(guò)渡金屬氮化物因其優(yōu)異的催化性能(加氫處理、光和電化學(xué)催化等)受到了廣泛關(guān)注。貴金屬鉬(Mo)的氮化物可作將N2還原為氨的反應(yīng)的催化劑。貴金屬鉬的氮化物的立方晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為anm,則該晶體的化學(xué)式為___________,晶體的密度為___________(列出計(jì)算式)g·cm3?!敬鸢浮?1)2s22p3(2)2(3)sp2(平面)三角(4)4直線(5)Br半徑較大,無(wú)法形成[PBr6](6)Mo2N【解析】(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式為2s22p3;(2)同周期元素原子從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),但第VA族元素原子的p軌道半充滿,相對(duì)穩(wěn)定,其第一電離能比第VA族元素原子的大,故與N元素同周期的元素中,第一電離能比N大的元素有F、Ne;(3)推知中心N原子為sp2雜化,三硝基胺的結(jié)構(gòu)圖為三角形;(4)(CN)2的結(jié)構(gòu)式為N≡CC≡N,1個(gè)(CN)2分子中含有1個(gè)碳碳單鍵、2個(gè)碳氮三鍵,所以分子中π鍵的個(gè)數(shù)為4.SCN的空間構(gòu)型為直線形;(5)Br半徑較大,而Cl半徑較小,所以P周圍可以容納6個(gè)Cl,而無(wú)法容納6個(gè)Br,無(wú)法形成[PBr6];(6)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,一個(gè)晶胞中有4個(gè)白球、2個(gè)黑球,故晶體化學(xué)式為Mo2N;晶胞的體積為a3nm3=(a×107)3cm3,1個(gè)晶胞的質(zhì)量為g,所以晶體的密度為g·cm3。5.(2022·安徽省高中示范校高三聯(lián)考)鎂、銅、硼及其化合物在醫(yī)藥、國(guó)防、材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)銅是重要的金屬材料銅屬于元素周期表中的___________區(qū)元素,與銅同周期且基態(tài)原子最外層未成對(duì)電子數(shù)與基態(tài)銅原子相同的元素有___________種。(2)鎂元素是人體必需的微量元素,其中起作用的是Mg2+。堿性條件下,檢驗(yàn)Mg2+是否存在的化合物被稱為“試鎂靈”,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,其組成元素中第一電離能由大到小的順序?yàn)開__________(用元素符號(hào)表示),分子中N原子的雜類型為___________。(3)氨硼烷(H3BNH3)是一種安全、高效的儲(chǔ)氫材料,可由反應(yīng)3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。①H3BNH3的結(jié)構(gòu)與乙烷相似,H3BNH3中存在配位鍵,提供孤電子對(duì)形成配位鍵的原子是___________(填元素符號(hào))。②CO2的空間構(gòu)型為___________,H2O的鍵角小于CH4的鍵角,原因?yàn)開__________。(4)一種由Mg2+、N3、F組成的化合物的立方晶胞如圖所示:①該化合物的化學(xué)式為___________,的配位數(shù)為___________。②填充在由陰離子構(gòu)成的八面體空隙中,則八面體空隙的填充率為___________%。③若距離最近的兩個(gè)Mg2+的核間距為apmNA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞密度為___________g·cm3?!敬鸢浮?1)ds4(2)N>O>H>Csp2(3)N直線H2O中的O原子和CH4中的C原子的雜化方式相同,但O原子上有2個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力比成鍵電子對(duì)之間的斥力大,導(dǎo)致水的鍵角變小(4)Mg3NF3675【解析】(1)Cu屬于ds區(qū)元素,與Cu同周期且基態(tài)原子最外層未成對(duì)電子數(shù)與Cu相同的元素有K、Cr、Ga、Br,共4種;(2)“試鎂靈”中由H、C、N、O\四種元素組成,第一電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>H>C;分子中氮氮雙鍵和硝基中的氮原子均為sp2雜化;(3)①H3BNH3的結(jié)構(gòu)與乙烷相似,結(jié)構(gòu)為H3B←NH3,B原子提供空軌道,N原子提供孤對(duì)電子;②CO2的空間構(gòu)型為直線;H2O中的O原子和CH4中的C原子的雜化方式相同,但O原子上有2個(gè)孤電子對(duì),孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)之間的斥力大于成鍵電子對(duì)之間的斥力,故水的鍵角小于甲烷的鍵角;(4)①根據(jù)均攤法可知,1個(gè)晶胞中含有3個(gè)Mg2+、1個(gè)N3和3個(gè)F,故該化合物的化學(xué)式為Mg3NF3;由晶胞結(jié)構(gòu)可知N3的配位數(shù)為6;②晶胞中由陰離子構(gòu)成的八面體空隙有4個(gè),3個(gè)Mg2+填充在八面體空隙中,八面體空隙的填充率為75%;③若距離最近的兩個(gè)Mg2+間距為apm,則晶胞邊長(zhǎng)為,晶胞密度為。6.(2022·廣東省“六校聯(lián)盟”高三第三次聯(lián)考)錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等過(guò)渡金屬元素化合物的應(yīng)用研究是前沿科學(xué)之一,回答下列問(wèn)題:(1)Mn的價(jià)電子排布式為___________。金屬錳可導(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。(2)已知金屬錳有多種晶型,γ型錳的面心立方晶胞俯視圖符合下列___________(填序號(hào)),每個(gè)Mn原子周圍緊鄰的原子數(shù)為___________。A.B.C.D.(3)[Co(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。DMSO中硫原子的雜化軌道類型為___________,SO(CH3)2中鍵角∠C—S—O___________CH3COCH3中鍵角∠C—C—O(填“大于”“小于”或“等于”),ClO的空間構(gòu)型是___________,元素S、Cl、O的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開__________。(4)鎳和苯基硼酸在催化劑作用下可以合成丙烯醇(CH2=CH—CH2OH),其相對(duì)分子質(zhì)量等于丙醛(CH3CH2CHO),但兩者沸點(diǎn)相差較大,原因是___________。(5)NiO的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示,其中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為(1,1,1),則C的離子坐標(biāo)參數(shù)為___________。一定溫度下,NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”,可以認(rèn)為O2作密置單層排列,Ni2+填充其中(如圖乙),已知O2的半徑為apm,設(shè)阿伏伽德羅常數(shù)值為NA,每平方米面積上具有該晶體的質(zhì)量為___________g(用含a、NA的代數(shù)式表示)?!敬鸢浮?1)3d54d2電子氣(2)C12(3)sp3小于正四面體O>Cl>S(4)丙烯醇分子之間能形成分子間氫鍵(5)(1,,)【解析】(1)錳元素的原子序數(shù)為24,基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d54d2;金屬晶體中原子之間存在金屬鍵,描述金屬鍵本質(zhì)的最簡(jiǎn)單理論是電子氣理論,電子氣理論可解釋金屬晶體的熔沸點(diǎn)的高低,也可以解釋金屬的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,有金屬光澤和延展性,則金屬錳可導(dǎo)電、導(dǎo)熱,有金屬光澤和延展性可用電子氣理論解釋;(2)γ型錳為面心立方晶胞,晶胞中錳原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,由圖可知,C為面心立方晶胞俯視圖,晶胞中頂點(diǎn)的錳與位于面心的錳原子緊鄰,則每個(gè)錳原子周圍緊鄰的原子數(shù)為12,;(3)二甲基亞砜中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1,則硫原子的雜化方式為sp3雜化,丙酮中羰基碳原子的雜化方式為sp2雜化,無(wú)孤電子對(duì),孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用大于成鍵電子對(duì)之間的排斥作用,則二甲基亞砜中鍵角∠C—S—O小于丙酮中鍵角∠C—C—O;高氯酸根離子中氯原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,則離子的空間構(gòu)型為正四面體形;元素的非金屬性越大,電負(fù)性越大,元素非金屬性的強(qiáng)弱順序?yàn)镺>Cl>S,則電負(fù)性的大小順序?yàn)镺>Cl>S;(4)相對(duì)分子質(zhì)量相等的丙烯醇和丙醛中,丙烯醇分子間之間能形成分子間氫鍵,分子間的分子間作用力大于丙醛,沸點(diǎn)高于丙醛;(5)由氧化鎳晶胞中離子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)、B為(1,1,1)可知,晶胞的邊長(zhǎng)為1,則位于右側(cè)面心離子坐標(biāo)參數(shù)C為(1,,);由圖乙可知,每個(gè)鎳離子被3個(gè)氧離子包圍,每個(gè)氧離子被3個(gè)鎳離子包圍,相對(duì)位置如圖所示:,相鄰的3個(gè)氧離子的中心形成邊長(zhǎng)為2apm的正三角形,每個(gè)三角形中含有1個(gè)鎳離子,三角形的面積為×2apm×2apm×sin60°=a2pm2,實(shí)際上鎳離子被如圖所示的兩個(gè)小三角形所包含:,兩個(gè)小三角形形成的平行四邊形的面積為2a2pm2,含有的氧離子個(gè)數(shù)為6×=1,則每平方米面積上具有該晶體的質(zhì)量為g=g。7.(2022·廣東省高考研究會(huì)高考測(cè)評(píng)研究院高三學(xué)習(xí)效率檢測(cè)調(diào)研)TiO2是環(huán)境友好材料,能光催化降解有機(jī)物。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:(1)基態(tài)Ti原子價(jià)電子中未成對(duì)電子有_______個(gè)。(2)二氧化鈦與COCl2、SOCl2(光/等氯化試劑反應(yīng)可用于制取四氯化鈦。①SOCl2的立體結(jié)構(gòu)為_______,SOCl2中σ鍵和π鍵的數(shù)日之比為_______。②COCl2是_______分子。(填“極性”或“非極性”)(3)香豆素是一種天然香料,能被TiO2光降解。①香豆素分子中C、О元素的第一電離能大小關(guān)系是_______,理由足_______。②分子中C原子的雜化類型是_______。③已知單雙鍵交替的共軛結(jié)構(gòu)可以形成大π鍵,大π鍵可用符號(hào)“π”表示,其中n代表參形成大π鍵的原子數(shù),m代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如香豆素中的大π鍵可表示為),則苯分子中的大π鍵應(yīng)該表示為_______。(4)研究表明,在TiO2通過(guò)氮摻雜反應(yīng)生成TiO2aNb,能使TiO2對(duì)可見光具有活性,反應(yīng)如圖所示。TiO2aNb晶體中a:b=_______【答案】(1)2(2)三角錐形3:1極性(3)O>CO原子半徑比C原子小,對(duì)最外層電子吸引力較大sp2π66(4)7:2【解析】(1)Ti原子價(jià)電子排布式為3d24s2,因此未成對(duì)電子數(shù)為2;(2)①根據(jù)雜化軌道理論,SOCl2以S為中心,根據(jù)VSEPR理論可求得價(jià)層電子對(duì)數(shù),而成鍵數(shù)為4,應(yīng)為sp3雜化,但是S有一對(duì)孤對(duì)電子,故SOCl2為三角錐形。S與O之間是雙鍵,S與Cl之間是單鍵,則σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為3:1;②COCl2是平面三角形分子,但不是正三角形,正電中心和負(fù)電中心不在同一位置,為極性分子。(3)①C和O相比,O原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)多,核電荷數(shù)大,半徑小,對(duì)核外電子的吸引力強(qiáng),不易失去電子,所以O(shè)第一電離能大于C的第一電離能。②分子中的C均成三個(gè)σ鍵且無(wú)孤對(duì)電子,則采用sp2雜化。③苯中6個(gè)碳原子均成三個(gè)σ鍵,6個(gè)碳原子均有1個(gè)孤電子,則形成6中心,6電子的大π鍵,可表示為π66。(4)圖示結(jié)構(gòu)含有4個(gè)TiO2,氮摻雜后,每個(gè)TiO2aNb中氧原子數(shù);氮原子數(shù)=;2a=,則a=,b=。a:b=7:2。8.(2022·湖北省重點(diǎn)校聯(lián)考高三試題)氮族元素N、P、As等元素在農(nóng)藥、化肥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)磷原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為___________。(2)基態(tài)As原子的核外電子排布式為___________。(3)氮元素的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物為NH3,其沸點(diǎn)比PH3的___________(填“高”或“低”),理由是___________。(4)氮元素的常見含氧酸根為NO3,其空間構(gòu)型為___________,其中N的雜化方式為___________。NO3和Co2+可形成配離子[Co(NO3)4]2+,該配離子中各元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)開__________(用元素符號(hào)表示),1mol該配離子中含有的鍵數(shù)目為___________NA。(5)AlP因殺蟲效率高、廉價(jià)易得而被廣泛應(yīng)用。已知AlP的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①A、B點(diǎn)的原子坐標(biāo)如圖所示,則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為___________。②磷化鋁的晶胞參數(shù)(1pm=1012m),其密度為___________g/cm3(列出計(jì)算式即可,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)?!敬鸢浮?1)M(2)1s22s22p63s23p63d104s24p3或者[Ar]3d104s24p3(3)高NH3分子間存在氫鍵(4)平面三角形sp2Co16(5)(,,)【解析】(1)已知磷是15號(hào)元素,基態(tài)磷原子的核外電子排布式為:1s22s22p63s23p3,故基態(tài)磷原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M;(2)已知As是33號(hào)元素,故基態(tài)As原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或者[Ar]3d104s24p3;(3)由于NH3中存在分子間氫鍵,而PH3分子間不存在氫鍵,故導(dǎo)致氮元素的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物為NH3的沸點(diǎn)比PH3的高;(4)氮元素的常見含氧酸根為NO3,NO3中心原子N原子周圍的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:3+(5+13×2)=3,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知其空間構(gòu)型為平面三角形,根據(jù)雜化軌道理論可知,N的雜化方式為sp2,NO3和Co可形成配離子,該配離子中各元素即N、O、Co,根據(jù)第一電離能同一周期從左往右呈增大趨勢(shì),IIA與IIIA、VA與VIA反常,金屬的第一電離能一般小于非金屬,故第一電離能由小到大的順序?yàn)镃o,已知單鍵、雙鍵、三鍵均只有一個(gè)σ鍵,故1個(gè)NO3含有3個(gè)NO3,另外4個(gè)NO3與Co2+之間形成4個(gè)配位鍵即4個(gè)σ鍵,1mol該配離子中含有的σ鍵數(shù)目為1mol×(4×3+4)×NAmol1=16NA;(5)①由晶胞圖結(jié)合A、B的坐標(biāo)可知,C點(diǎn)與晶胞頂點(diǎn)連線處于晶胞體對(duì)角線上,且二者距離等于晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)度的,故C點(diǎn)到左側(cè)面、前平面、下底面的距離分別為晶胞棱長(zhǎng)的、、,故C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為(,,);③晶胞中,Al原子數(shù)目為4,P原子數(shù)目為8×+6×=4,晶胞質(zhì)量=4×g,磷化鋁的晶胞參數(shù)a=546.35pm,其密度=4×g,÷(546.35×1010
cm)3=
。9.(2022·山東省濰坊市高三學(xué)科核心素養(yǎng)測(cè)評(píng))銅和鈷摻雜的含氮碳層材料是一種新型催化材料,具有氧還原催化性能?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)下列狀態(tài)的N原子或離子的核外電子在躍遷時(shí),用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜的是_____(填序號(hào))。A.1s22s22p3 B.1s22s2 C.1s22s12p4 D.1s22s22p6(2)已知氮的兩種化合物N2H4和NH2OH都能結(jié)合H+而具有弱堿性,二者的堿性強(qiáng)弱:N2H4_____NH2OH(填“強(qiáng)于”或“弱于”),理由是___。(3)疊氮酸根NN3的空間結(jié)構(gòu)是______,NONO2中含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為______。(4)Co的第四電離能比鐵的第四電離能______(填“大”或“小”),理由是____。(5)高導(dǎo)電紫銅常用硼化鈣提高導(dǎo)電率,其晶胞如圖所示,具有立方晶系的對(duì)稱性,B原子全部組成正八面體,各個(gè)頂點(diǎn)通過(guò)B—B鍵連接成三維骨架,則該硼化鈣的化學(xué)式是___________,B原子半徑為rnm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則硼化鈣的密度為___________g·cm3?!敬鸢浮?1)C(2)強(qiáng)于O原子電負(fù)性大,使得NH2OH分子中N原子周圍電子云密度降低,結(jié)合質(zhì)子能力減弱,堿性減弱(3)直線形3(4)小Co失去3個(gè)電子后價(jià)電子排布式為3d6,容易失去1個(gè)電子形成穩(wěn)定的半充滿3d5結(jié)構(gòu),F(xiàn)e失去3個(gè)電子后價(jià)電子排布式為3d5,3d軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),不易失去電子(5)CaB6×1021【解析】(1)電子從激發(fā)態(tài)到基態(tài)會(huì)釋放能量形成發(fā)射光譜,1s22s12p4是氮原子的激發(fā)態(tài),則核外電子在躍遷時(shí),用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜,故選c;(2)O原子電負(fù)性大,使得NH2OH分子中N原子周圍電子云密度降低,結(jié)合質(zhì)子能力減弱,堿性減弱;O原子電負(fù)性大,使得NH2OH分子中N原子周圍電子云密度降低,結(jié)合質(zhì)子能力減弱,堿性減弱;(3)疊氮酸根和二氧化碳的原子個(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為16,互為等電子體,等電子體具有相同的空間構(gòu)型,則疊氮酸根和二氧化碳的空間構(gòu)型都為直線形;亞硝酸根離子中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1;(4)鐵原子的價(jià)電子排布式為3d64s2,失去3個(gè)電子后所得離子的價(jià)電子排布式為3d5,3d軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu),不易失去電子,鈷原子的價(jià)電子排布式為3d74s2,失去3個(gè)電子后所得離子的價(jià)電子排布式為3d6,易失去1個(gè)電子形成穩(wěn)定的半充滿3d5結(jié)構(gòu),所以鈷的第四電離能比鐵的第四電離能?。?5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中含有1個(gè)鈣原子,硼原子全部組成正八面體,每個(gè)正八面體含有6個(gè)硼原子,則晶胞中硼原子的個(gè)數(shù)為8××6=6,硼化鈣的化學(xué)式為CaB6;由晶胞結(jié)構(gòu)可得如下八面體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):,圖中O為正八面體的中心,也是晶胞的頂點(diǎn),AOB為等腰三角形,硼原子的原子半徑為rnm,則AB為2rnm,OB為AB=rnm,晶胞的參數(shù)為2OB+2r=2(1+)rnm,由晶胞的質(zhì)量公式可得:[2(1+)r×10—7]3ρ=,解得ρ=×1021g/cm3。10.(2022·山東省濰坊市高三聯(lián)考)在工業(yè)上用磷化銅(Cu3P2)制造磷青銅,磷青銅是含少量鈧、錫、磷的銅合金,主要用作耐磨零件和彈性合金原件。(1)基態(tài)Sc原子的價(jià)電子排布式為_______;同周期中未成對(duì)電子數(shù)與Sc相同的元素有_______種。(2)磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為Sn_______P(填“>”“<”或“=”)。(3)NH3易與Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+配離子,在該配離子中HNH鍵角比NH3分子中HNH鍵角大的原因是_______。[Cu(NH3)4]2+中2個(gè)NH3被2個(gè)H2O取代,得到兩種結(jié)構(gòu)的配離子,則[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型是_______(填“正四面體”或“正四邊形”)。(4)某立方磷青銅晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置,圖中各原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo):A為(0,0,0),B為(1,1,0),C為(0,1,1),則D原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_______。②若晶體密度為ρg/cm3,最近的Cu原子核間距為_______pm(用含ρ、NA的代數(shù)式表示)?!敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d14s2或者[Ar]3d14s25(2)<(3)由于NH3分子中存在1對(duì)孤電子對(duì),形成絡(luò)離子后則不存在孤電子對(duì)轉(zhuǎn)化為成鍵電子對(duì),而孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用>成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用正四邊形(4)(0.5,1,0.5)××1010pm【解析】(1)已知鈧Sc是21號(hào)元素,故基態(tài)Sc原子的價(jià)電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2或者[Ar]3d14s2,其中只有1個(gè)未成對(duì)電子,同周期中未成對(duì)電子數(shù)與Sc相同的元素有價(jià)電子排布為4s1的K、為3d54s1的Cr、為3d104s1的Cu,為4s24p1的Ga、4s24p5的Br共5種;(2)根據(jù)同一周期從左往右元素的電負(fù)性依次增強(qiáng),同一主族從上往下元素的電負(fù)性依次減小,則有P>Si>Ge>Sn,故磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為Sn<P;(3)NH3易與Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+配離子,由于NH3分子中存在1對(duì)孤電子對(duì),形成絡(luò)離子后則不存在孤電子對(duì)轉(zhuǎn)化為成鍵電子對(duì),而孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用>成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用,故在該配離子中HNH鍵角比NH3分子中HNH鍵角大,如果[Cu(NH3)4]2+是正四面體結(jié)構(gòu),則[Cu(NH3)4]2+中2個(gè)NH3被2個(gè)H2O取代,只能得到一種結(jié)構(gòu)(類似于甲烷中的2個(gè)H被兩個(gè)Cl取代一樣),現(xiàn)在卻得到兩種結(jié)構(gòu)的配離子,則[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型是正四邊形;(4)①原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置,圖中各原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo):A為(0,0,0),B為(1,1,0),C為(0,1,1),由晶胞圖可知,D位于后面的面心上,則D原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0.5,0.5,0.5);②一個(gè)晶胞中含有Sn的數(shù)目為8×=1個(gè),含有Cu的數(shù)目為6×=3個(gè),含有P的數(shù)目為1個(gè),取1mol晶胞,則有NA個(gè)晶胞,質(zhì)量為m=(64×3+31+119)g,設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為apm,則根據(jù)密度為ρ==g/cm3,解得:a=×1010pm,晶胞中P占據(jù)體心,Cu占據(jù)面心,銅、磷原子最近距離為apm,有晶胞圖可知,銅與銅原子最近距離為a=××1010pm。11.(2022·湖南省五市十校教育教改共同體高三第二次大聯(lián)考)主族元素N、P、、、等的某些化合物對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大,回答下列問(wèn)題:(1)N、P、電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開__________,的第一電離能比的第一電離能大的原因?yàn)開__________。(2)阿散酸(如圖)是一種飼料添加劑,能溶于溶液中,常含有H3AsO3、等雜質(zhì),該結(jié)構(gòu)中的雜化方式為___________,AsO33的空間構(gòu)型為___________。(3)液氨可作制冷劑,汽化時(shí)吸收大量的熱的原因是___________。(4)CrCl3能與H2O、NH3形成配位數(shù)為6的配合物,且相應(yīng)兩種配體的物質(zhì)的量之比為2:1,該配合物溶于水,加入足量的硝酸銀溶液可得白色沉淀,則該配合物的化學(xué)式為___________。(5)βMnSe的結(jié)構(gòu)中Se為面心立方最密堆積,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①中的配位數(shù)為___________。②若該晶體的晶胞參數(shù)為apm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則βMnSe的密度___________(列出表達(dá)式)g·cm3?!敬鸢浮?1)N>P>AsAs的4p能級(jí)是半充滿狀態(tài),能量更低,更穩(wěn)定(2)sp3雜化三角錐形(3)NH3分子間存在氫鍵,汽化時(shí)克服分子間氫鍵,需要消耗大量的能量(4)[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3(5)4【解析】(1)N、P、As位于同一主族,同主族元素從上至下元素非金屬性逐漸減弱,因此電負(fù)性:N>P>As;As位于第四周期VA族,價(jià)電子排布式為4s24p3,Se位于第四周期VIA族,價(jià)電子排布式為4s24p4,As原子4p能級(jí)半充滿,相對(duì)較為穩(wěn)定,更難失去第一個(gè)電子;(2)阿散酸中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=,因此N原子的雜化方式為sp3;AsO33中As原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1,因此AsO33的空間構(gòu)型為三角錐形;(3)液態(tài)NH3分子之間存在氫鍵,液氨汽化過(guò)程中需要吸收大量能量使氫鍵發(fā)生斷裂,能夠使環(huán)境溫度降低;(4)1mol該配合物溶于水,加入足量的硝酸銀溶液生成白色沉淀,該白色沉淀為AgCl,430.5gAgCl的物質(zhì)的量為,說(shuō)明該配合物中Cl全部在外界,溶于水后全部電離,內(nèi)界配體為H2O、NH3,且相應(yīng)兩種配體的物質(zhì)的量之比為2:1,Cr3+的配位數(shù)為6,因此該配合物化學(xué)式為[Cr(H2O)4(NH3)2]Cl3;(5)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析,Mn位于四面體中心,周圍有4個(gè)Se,則Mn的配位數(shù)為4;②由圖可知,Mn原子在晶胞內(nèi)部,含有4個(gè);Se位于晶胞的頂點(diǎn)和面心,含有個(gè),晶胞質(zhì)量,晶胞體積,根據(jù)可知,密度為。12.(2022·遼寧省大連市八中高三期中)鋅及鋅的化合物應(yīng)用廣泛。例如,測(cè)定銅合金中的鉛、鋅時(shí)要利用鋅配離子的下列反應(yīng):[Zn(CN)4]2++4HCHO+4H2O=Zn2++4HOCH2CN+4OH回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Zn的價(jià)電子排布式為_____,基態(tài)C原子核外電子占據(jù)_______個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的原子軌道。(2)C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_____,HOCH2CN分子中含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為________。(3)HCHO分子中碳原子軌道的雜化類型是_______,福爾馬林是HCHO的水溶液,HCHO極易與水互溶的主要原因是______。(4)[Zn(CN)4]2+中Zn2+與CN之間的化學(xué)鍵稱為_____,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是______。(5)Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖所示:①填入組成的_______空隙中;A.四面體B.六面體C.八面體D.十二面體②已知晶體密度為,該晶胞的邊長(zhǎng)表達(dá)式為____pm(寫計(jì)算表達(dá)式)?!敬鸢浮?1)3d104s24(2)N>O>C3:1(3)sp2HCHO與水分子間存在氫鍵(4)配位鍵C(5)A【解析】(1)Zn位于周期表中第4周期第ⅡB族,則其基態(tài)核外電子排布式為:[Ar]3d104s2;C的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p2,則軌道表達(dá)式為,占據(jù)4個(gè)不同的原子軌道;(2)C、O、N元素都是第二周期非金屬元素,同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì),但N元素原子2p能級(jí)是半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能N>O>C;單鍵為σ鍵,三鍵中一根為σ鍵,兩根為π鍵,HOCH2CN分子中含有的σ鍵有6個(gè),含有π鍵數(shù)目為2,所以含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為3:1;(3)甲醛分子中含有碳氧雙鍵,1個(gè)甲醛分子中含有2個(gè)碳?xì)洇益I,1個(gè)碳氧σ鍵,共有3個(gè)σ鍵,則碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化,因甲醛中碳原子采取sp2雜化;福爾馬林是HCHO的水溶液,HCHO極易與水互溶是因?yàn)镠CHO與水分子間存在氫鍵;(4)含有空軌道和含有孤電子對(duì)的原子之間易形成配位鍵,Zn2+提供空軌道、CN中C原子提供孤電子對(duì)而形成配位鍵,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是C原子;(5)①ZnS和金剛石晶胞的相似性,S2形成的是正四面體結(jié)構(gòu),則Zn2+填在了S2形成的正四面體空隙中,故答案為A;②取1mol晶胞,則有NA個(gè)晶胞,設(shè)晶胞參數(shù)為acm,則一個(gè)晶胞的體積為V=a3cm3,對(duì)于立方晶胞,頂點(diǎn)粒子占,面心粒子占,內(nèi)部粒子為整個(gè)晶胞所有,則一個(gè)ZnS晶胞中,含有Zn的數(shù)目為8×+6×=4,含有S的數(shù)目為4,因此1molZnS的質(zhì)量為m=4×(65+32)g=388g,已知晶體的密度為dg/cm3,則有,解得:。13.(2022·山東省日照市高三校際聯(lián)考)“摻雜”和“包覆”是改善電極性能的重要手段。工業(yè)上以Li2CO3為原料制備鋰離子電池的正極材料NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)。回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)氧原子價(jià)電子軌道表示式為___;Mn屬于__區(qū)元素;基態(tài)Co原子核外電子有__種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)與Li2CO3的陰離子互為等電子體的分子有__(填化學(xué)式);Li2CO3陰離子的中心原子采取了__雜化方式,Li2CO3熱穩(wěn)定性__(填“>”或“<”)其同族其他元素的碳酸鹽。(3)“摻雜”能夠提高電極的電導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。MgF2是常用的摻雜劑,其熔點(diǎn)高于MgCl2熔點(diǎn)的原因?yàn)開__。(4)TiO2形成的表面包覆材料,能夠明顯提高NCM811的性能。已知:NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。TiO2的晶胞如圖所示(α=β=γ=90°)。TiO2晶體中O原子的配位數(shù)為__,TiO2晶胞的密度為__g?cm3(用含NA、a和b的式子表示)?!敬鸢浮?1)d27(2)BF3(或O4等)sp2<(3)F的半徑小,MgF2的晶格能高于MgCl2的晶格能(4)3【解析】(1)基態(tài)氧原子價(jià)電子為6,價(jià)電子排布式為2s22p4,價(jià)電子軌道表示式為;Mn為第四周期第ⅤIIB族元素,最后填充電子為d電子,屬于周期表中d區(qū)元素;Co是27號(hào)元素,基態(tài)Co核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d74s2,核外電子有27種運(yùn)動(dòng)狀態(tài);(2)CO32的電子數(shù)為6+8×3+2=32,與CO32互為等電子體的分子有BF3(或O4等);CO32中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+(4+23×2)=3,且不含孤電子對(duì),所以C原子采用sp2雜化;由于離子半徑中Li+在同一主族中最小,而離子半徑越小,越容易從CO32中奪取氧離子變?yōu)槠溲趸?,同時(shí)釋放二氧化碳,其穩(wěn)定性越弱,則Li2CO3熱穩(wěn)定性<其同族其他元素的碳酸鹽;(3)鎂為活潑金屬,氟為非金屬性最強(qiáng)的元素,MgF2、MgCl2都為離子晶體,F(xiàn)、Cl是同一主族元素,由于兩者所帶的電荷數(shù)目相等,F(xiàn)的半徑比Cl的小,MgF2的晶格能高于MgCl2的晶格能,斷裂消耗的能量較多,因此MgF2熔點(diǎn)較高;(4)由圖知,距離O原子最近的Ti原子有3個(gè),則TiO2晶體中O原子的配位數(shù)為3;利用均攤法,每個(gè)晶胞中含Ti原子數(shù)為,含O原子數(shù)為,則晶胞密度為g?cm3。14.(2022·湖南省190多所名校高三聯(lián)考)工業(yè)上合成氨,CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致鐵觸媒失去催化活性:Fe+5CO=Fe(CO)5。為了防止催化劑鐵觸媒中毒,要除去CO,發(fā)生的反應(yīng)為Cu(NH3)2OOCCH3+CO+NH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)下列氮原子的電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低的是___________(填標(biāo)號(hào))。a.b.c.d.(2)寫出CO的一種常見等電子體分子的結(jié)構(gòu)式:___________;C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開__________(用元素符號(hào)表示)。(3)與N同族的元索還有P、As,它們氫化物的沸點(diǎn)大小為___________,其原因是___________。(4)配合物Cu(NH3)2OOCCH3中,銅顯+1價(jià),則其中碳原子的雜化軌道類型是___________,NH3分子的價(jià)層電子對(duì)互斥理論模型是___________。(5)已知銅的一種氧化物Cu2O晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:
①若坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),C為(,,),則B的坐標(biāo)參數(shù)為___________。②若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,該晶胞的邊長(zhǎng)為apm,則晶體的密度為___________g/cm3?!敬鸢浮?1)a(2)N≡NN>O>C(3)NH3>AsH3>PH3NH3、PH3、AsH3均是分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量逐漸減小,范德華力減小,所以沸點(diǎn)減小,而NH3分子間存在氫鍵,所以沸點(diǎn)最高(4)sp3、sp2四面體形(5)(,,)【解析】(1)基態(tài)N的核外電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)排布為能量最低的排布,電子排布圖表示的狀態(tài)中只有a項(xiàng)符合;(2)等電子體為原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)也相同的微粒,與CO互為等電子體的一種分子為N2,其結(jié)構(gòu)式為:N≡N;同周期主族元素,隨著原子序數(shù)增大,第一電離能呈增大的趨勢(shì),但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,所以C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篘>O>C;(3)NH3、PH3、AsH3均是分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量逐漸減小,范德華力減小,所以沸點(diǎn)減小,但由于氫鍵的作用力比范德華力強(qiáng),氫鍵會(huì)使沸點(diǎn)異常升高,會(huì)導(dǎo)致NH3的沸點(diǎn)異常的高,所以沸點(diǎn)大小為NH3>AsH3>PH3;(4)甲基中碳原子形成4個(gè)σ鍵,沒有孤電子對(duì),雜化軌道數(shù)目為4,碳原子雜化方式為sp3;而羰基中碳原子形成3個(gè)σ鍵,沒有孤電子對(duì),雜化軌道數(shù)目為3,碳原子雜化方式為sp2;NH3中氮原子形成3個(gè)NH鍵,含有1對(duì)孤對(duì)電子,價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1=4,價(jià)層電子對(duì)互斥理論模型是四面體形;(5)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析,坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),C位于體心,C為(,,),則B的坐標(biāo)參數(shù)為;②1個(gè)晶胞中氧負(fù)離子個(gè)數(shù)為8×+1=2,亞銅離子個(gè)數(shù)為4,則晶胞的質(zhì)量為,晶胞的體積為(a×1010)3cm3,所以密度為。15.(2022·河北省邢臺(tái)市“五岳聯(lián)盟”部分重點(diǎn)學(xué)校高三聯(lián)考)我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)AgCrS2(AMX2家族成員之一,A為一價(jià)金屬,M為三價(jià)金屬,X為氧族元素)在室溫下具有超離子行為?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)一個(gè)原子軌道填充2個(gè)自旋方向相反(順時(shí)針和逆時(shí)針)的電子。基態(tài)硫原子核外最多有___________個(gè)電子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)?;鶓B(tài)鉻原子有___________個(gè)未成對(duì)電子。(2)氧族元素有氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素。①這四種元素中,電負(fù)性最大的是___________(填元素符號(hào))。②科學(xué)家用亞硒酸鹽和硫酸鹽跟蹤固氮酶,研究反應(yīng)機(jī)理。SeO32的空間構(gòu)型為___________,TeO42中碲的雜化類型是___________。③H2O、H2S、H2Se、H2Te的鍵角依次減小,其主要原因可能是___________。(3)配合物[Cr(OH)3(H2O)en](en為H2NCH2CH2NH2)的中心離子配位數(shù)為___________。(Cr與O、N均形成了配位鍵)(4)在銀氨溶液中,1mol[Ag(NH3)2]+中含___________molσ鍵。(5)復(fù)合材料氧鉻酸鈣的立方晶胞如圖所示。
①已知A、B的原子坐標(biāo)分別為(0,0,0)、(1,1,0),則C的原子坐標(biāo)為___________。②1個(gè)鈣原子與___________個(gè)氧原子等距離且最近。③該晶體密度為___________g·cm3(列出計(jì)算式即可)。已知鈣和氧的最近距離為anm,NA代表阿伏加德羅常數(shù)?!敬鸢浮?1)96(2)O三角錐形sp3O、S、Se、Te的原子半徑依次增大,成鍵電子對(duì)之間排斥力依次減小(3)6(4)8(5)(,1,)12【解析】(1)S是16號(hào)元素,原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p4,s軌道數(shù)目是1,p軌道數(shù)目是3,原子核外電子總是盡可能成單排列,而且自旋方向相同,這樣排布使原子的能量最低,原子處于穩(wěn)定狀態(tài)。在S原子是3p4軌道上,只有一個(gè)軌道上有1對(duì)電子,另外2個(gè)3p軌道電子成單排列,原子的其它軌道上都是
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