推薦魯科版培優(yōu)訓(xùn)練13物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、培優(yōu)訓(xùn)練13 :物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1 . (1)Na2SO4的熔點(diǎn)為884 C, NaNO 3的熔點(diǎn)為307 C, Na2SO4熔點(diǎn)更高的原因是。晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石非常相似。金剛石、晶體硅和金剛砂(碳化硅)的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)樘罨瘜W(xué)式()。下表是一組物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù):有機(jī)物甲醇(CH3OH)丙烯(CH3CH=CH2)氟甲烷(CH3F)相對(duì)分子質(zhì)量324234沸點(diǎn)/ C64.747.778.2甲醇相對(duì)分子質(zhì)量較小，沸點(diǎn)卻高于其他兩種物質(zhì)的原因是解析 由于Na2SO4和NaNO 3均為離子晶體，SO4-所帶電荷比NO扌的多， 故Na2SO4的晶格能較大，所以硫酸鈉熔點(diǎn)較高。金剛石、晶體硅和金剛砂(碳

2、 化硅)均是原子晶體，原子半徑 C<Si，貝U熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?C>SiC>Si。(3) 由于甲醇分子間存在氫鍵，從而導(dǎo)致甲醇沸點(diǎn)高。答案 Na2SO4和NaN0 3均為離子晶體，SO4 所帶電荷比NO亍的多，故Na2SO4晶格能較大，熔點(diǎn)較高(2)C>SiC>Si (3)甲醇分子間存在氫鍵2鈦的很多化合物受到廣泛關(guān)注，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) Cr摻雜能夠顯著提高Ti0 2薄膜的光催化活性?；鶓B(tài) Cr原子中，占據(jù)最高能層的核外電子的電子云輪廓圖形狀為 ，其價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為。(2) 四乙醇鈦能增加橡膠在金屬表面的粘附性。其制備原理如下：TiC

3、l4 + 4CH3CH2OH + 4NH 3=Ti(OCH 2CH3M + 4NH 4CI TiCl4的熔點(diǎn)為一25 C,沸點(diǎn)為136.45 C,常溫下是無(wú)色液體，則 TiCl4的晶體類型為。 N和O位于同一周期，且 O的核電荷數(shù)比N的多，但N的第一電離能比O高，原因是。 NH3的空間構(gòu)型為 ，CH3CH2OH分子中C原子的雜化軌道類型為_(kāi)(3) 鈦酸鍶(SrTiO3)可用作電子陶瓷材料和人造寶石。其一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，Ti處于體心位置，則Sr處于 置，O處于 置。已知晶胞參數(shù)a = 0.390 5 nm，其密度為 g_3(列出計(jì)算式即可)。解析(1)24號(hào)元素Cr核外電子排布式為1s22s

4、22p63s23p63d54s1，可見(jiàn)基態(tài)Cr原子的核外電子占據(jù)的最高能層為 N，處于N能層的1個(gè)電子位于s軌道，s 電子云輪廓圖形狀為球形，價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為(2) 通常低熔點(diǎn)、易溶于有機(jī)溶劑的晶體屬于分子晶體,所以TiCl4屬于分子晶體。依據(jù)洪特規(guī)則，原子軌道處于全空、半充滿、全充滿狀態(tài)時(shí)較穩(wěn)定。N的2p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而 0的2p軌道上有4個(gè)電子，失去一個(gè)電子后處于半充滿狀態(tài)，因此N的第一電離能較大。NH3的中心原子N的c鍵電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為1，貝U NH3的中心原子N的雜化 軌道類型為sp3，NH3的空間構(gòu)型為三角錐形。乙醇分子中兩個(gè)C原子形成的c鍵數(shù)

5、均為4，因此兩個(gè)碳原子均采用sp3雜化o (3)已知鈦酸鍶的化學(xué)式為SrTiO3, Sr、Ti、0三種粒子的個(gè)數(shù)比為1 : 1 : 3，既然Ti處于體心位置，根據(jù)均攤法， 晶胞中Ti的數(shù)目為1，處于面心位置的屬于一個(gè)晶胞的粒子數(shù)為3，所以，處于面心位置的為O,那么，處于頂角位置的就是Sr。因?yàn)樵摼О橇⒎骄担以谝粋€(gè)晶胞中含有1 個(gè) SrTiO 3，則m184V Na X(0.390 5 X10 -7) 3 gcm3。答案(1)球形(2)分子晶體 N的2p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而O的2p軌道有4個(gè)電子，失去一個(gè)電子后處于半充滿狀態(tài)，因此N的第一電離能較大三角錐形sp3184頂角面心 “AX

6、(0.390 5 X10 -7) 3 3.2017年4月26日，中國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母在大連正式下水，標(biāo)志著我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造航空母艦取得重大階段性成果。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成。硅原子價(jià)層電子的軌道表示式(電子排布圖)為 Fe3+比Fe2 +穩(wěn)定的原因是FeO、NiO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCI的晶體結(jié)構(gòu)相同。其中Fe2+與Ni2 +的離子半徑分別為7.8 X10 -2nm、6.9 X10 -2 nm。則熔點(diǎn) FeO”)NiO(2)航母螺旋槳主要用銅合金制造。含銅廢液可以利用銅萃取劑 M ,通過(guò)如下反應(yīng) 實(shí)現(xiàn)銅離子的富集，進(jìn)行回收。M所含元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)橛迷胤?hào)表示)

7、上述反應(yīng)中斷裂和生成的化學(xué)鍵有 序號(hào)）A.共價(jià)鍵B.配位鍵C.金屬鍵D.范德華力航母艦艇底部涂有含CU2O的防腐蝕涂料。已知CU2O的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示 該晶胞結(jié)構(gòu)中銅原子的配位數(shù)是 已知該晶體的密度為d g cm?,阿加德羅常數(shù)的值為Na,則該立方晶胞的參數(shù)是pm解析（1）硅原子最外層有4個(gè)電子，價(jià)層電子數(shù)為3s23p2,其價(jià)層電子的軌道表示式為Fe3 +的價(jià)電子排布式為3d5，處于半充滿狀態(tài)，而Fe2 +的價(jià)電子排布式為3d6，故Fe3 +比Fe2 +穩(wěn)定。兩離子晶體的 陰離子均為O2-，陽(yáng)離子所帶電荷相同，但離子半徑 r（Fe2+）>r（Ni2+），故FeO 的晶格能較小，熔點(diǎn)較低。

8、 M中含有C、H、O、N四種元素，元素的非金 屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的電負(fù)性越大，即電負(fù)性：O>N>C>H 。反應(yīng)過(guò)程中斷裂和生成的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵和配位鍵。（3）由題圖可知，該晶胞中黑球?yàn)镃u，白球?yàn)镺,晶胞中與Cu等距離且最近的O有2個(gè)，即該晶胞中Cu原子的配位數(shù)為2。由均攤法可知該晶胞內(nèi)含4個(gè)Cu原子，O原子數(shù)目為1 + 8 X1/8 = 2，即晶胞2內(nèi)含Cu2O數(shù)目為2，設(shè)該立方晶胞的參數(shù)為x，則x3 d g crrP = X144 g，Na10 pm 。 Fe3 +的價(jià)電子排布式為3d5,處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定< FeO和NiO的陰離子相同，陽(yáng)離子所帶電荷相同,但r(

9、Fe2 +)>r(Ni2+)，所以FeO的晶格能較小，熔點(diǎn)較低 O>N>C>H AB (3) 23 288X1010Y dN a4.2018 陜西省高三教學(xué)質(zhì)檢一)，35鈦(22Ti)鋁合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮?下列問(wèn)題：(1) 基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為Ar 其中s軌道上總共有個(gè)電子。六氟合鈦酸鉀(K2TiF6)中存在TiF62-配離子，則鈦元素的化合價(jià)是 ，配體是。(3) TiCl 3可用作烯烴定向聚合的催化劑，例如，丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦?zhàn)鞔?化劑時(shí)，可以發(fā)生下列聚合反應(yīng)：nCH3CH=CH 2Al(C2H孑TiCl3 CH(CH 3) CH2 ，該反應(yīng)

10、涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有；反應(yīng)涉及的元素中電負(fù)性最大的是三乙基鋁是一種易燃物質(zhì)，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產(chǎn)物中分子的空間構(gòu) 型是直線形的是。(4) 鈦與鹵素形成的化合物熔沸點(diǎn)如表所示:化合物熔點(diǎn)/c沸點(diǎn)/ cTiCl425136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、Til4的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)呈現(xiàn)一定規(guī)律的原因是(5) 金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù) a = 0.295 nm , c = 0.469 nm，則該鈦晶體的密度為g cm1(用Na表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算式即可)

11、。解析(1)Ti為22號(hào)元素，基態(tài) Ti原子的核外電子排布式為Ar3d 24s2或 1s22s22p63s23p63d24s2，其中s軌道上共有8個(gè)電子。由化合物中正、負(fù)化 合價(jià)的代數(shù)和為0，知鈦元素的化合價(jià)為+ 4，配體是F-。(3)該反應(yīng)涉及的物質(zhì) 中碳原子的雜化軌道類型有 sp3雜化、sp2雜化。同一周期主族元素，從左到右 元素的電負(fù)性遞增，同一主族元素，自上而下元素的電負(fù)性遞減，故涉及的元素中電負(fù)性最大的是Cl。三乙基鋁在02中燃燒生成AI2O3、CO2和H20，其中分 子的空間構(gòu)型是直線形的是 C02。(4)三者都是分子晶體，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的 分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作

12、用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。該晶胞的3、/33/33、/3底面正六邊形的面積S=a3 3'X(2.95 X10-8) 2 X4.69 X10 -8Na ，則該晶胞的體積為a2c =x(2.95 X102 2 21 1-1%9 X10 -8)Cm3,又該晶胞中含有的鈦原子的數(shù)目為2沃2 + 3 + 12 X6 = 6,6 X48則該晶胞的質(zhì)量為H g，故該鈦晶體的密度為g cm3。答案(1)3d24s28(2) + 4 F-(3)sp2、sp3 Cl CO2(4)TiCI 4、TiBr4、6 X48Til4都是分子晶體，而且組成和結(jié)構(gòu)相似，其相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力逐漸增大，因而三

13、者的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)依次升高6 X482X(2.95 X10-8)2 X4.69 X10 8Na5.2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們?cè)陂_(kāi)發(fā)多尺度復(fù)雜化學(xué) 系統(tǒng)模型方面所做的貢獻(xiàn)。這種模型可以用量子化學(xué)計(jì)算小區(qū)間內(nèi)(如生物固氮時(shí) 固氮酶中)的化學(xué)反應(yīng)。(1)固氮酶有鐵蛋白和鉬鐵蛋白兩種，它們不僅能夠催化N2還原成NH3，還能將環(huán)境底物乙炔(HC-CH)催化還原成乙烯。乙炔是填 “非極性”或“極性”)分子。 碳負(fù)離子CH扌的空間構(gòu)型為。 根據(jù)等電子原理，NO +的電子式為(2) 釩可用于合成電池電極，也可用于人工合成二價(jià)的釩固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖a)V2 +基態(tài)時(shí)核外電子排布式為釩固氮酶中釩的配位原子有元素符號(hào))煙酰胺(結(jié)構(gòu)如圖b)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有, 1 mol該分子中含c鍵的數(shù)目為(4)12 g石墨烯(結(jié)構(gòu)如圖c)中含有的正六邊形數(shù)目約為 請(qǐng)你預(yù)測(cè)硅是否容易形成類似石墨烯的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明理由： 解析乙炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH -CH，為四原子直線對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為非極性分子。1CH扌的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3 + ；X(4 + 1 3 X1) = 4，故CH扌的空間構(gòu)型為三角錐 NO +與N2為等電子體，故電子式為: