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試卷第=page1717頁,共=sectionpages1818頁試卷第=page1818頁,共=sectionpages1818頁高考化學(xué)一輪訓(xùn)練—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(2022·四川·宜賓市敘州區(qū)第一中學(xué)校模擬預(yù)測(cè))過渡元素中,Ti被譽(yù)為“未來金屬”、“戰(zhàn)略金屬”,其具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Ti原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式為__________________。(2)基態(tài)Ti原子中,最高能層電子的電子云輪廓圖的形狀為____________,與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有____種。(3)過渡金屬可形成許多羰基配合物,即CO作為配體形成的配合物。①CO的等電子體有、、_______(任寫一個(gè))等。②CO作配體時(shí),配位原子是C而不是O,其原因是_________________。(4)是氧化法制取鈦的中間產(chǎn)物。的分子結(jié)構(gòu)與相同,二者在常溫下都是液體。分子的空間構(gòu)型是__________,其中Ti原子采取____________雜化;的穩(wěn)定性比差,極易水解,試從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因:_________。(5)金紅石()是含鈦的主要礦物之一,具有典型的四方晶系結(jié)構(gòu),其晶胞結(jié)構(gòu)(晶胞中相同位置的原子相同)如圖所示:①4個(gè)微粒A、B、C、D中,屬于氧原子的是_______。②若A、B、C原子的坐標(biāo)分別為A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),則D原子的坐標(biāo)為D(0.19a,_______,_______);若晶胞底面邊長(zhǎng)為x,則鈦氧鍵的鍵長(zhǎng)d=_________(用代數(shù)式表示)。2.(2022·廣東·模擬預(yù)測(cè))金屬鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活等方面有廣泛的應(yīng)用,請(qǐng)回答下列問題:(1)金屬鎂能形成多種鹽,其中中陰離子的空間構(gòu)型為_______;與中陰離子互為等電子體的分子為_______(填化學(xué)式,任寫一種);和雖是同主族碳酸鹽,但熔點(diǎn)高,而熱穩(wěn)定性高,它們受熱分解時(shí)破壞的化學(xué)鍵為_______,熔點(diǎn)高于的原因是_______。(2)格氏試劑(RMgX)是鎂的一類重要化合物,在有機(jī)合成中有著重要的作用,在中,烴基對(duì)應(yīng)的烴分子中共面的原子最多有_______個(gè)。(3)酞菁鎂為紫色粉末,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,酞菁鎂中鎂元素的化合價(jià)為+2,的配位數(shù)為_______。(4)晶體中Mg的原子堆積方式如圖乙所示,這種堆積方式稱為_______。已知鎂原子半徑為r,晶體中四個(gè)相鄰的鎂原子緊密堆積成正四面體,兩層鎂原子形成的正四面體的高,則晶胞的空間利用率為_______%(只寫出化簡(jiǎn)式,不需計(jì)算結(jié)果)。3.(2022·遼寧·二模)元素周期表中第四周期過渡元素在工業(yè)及生活方面有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題:(1)“鈦”被稱為21世紀(jì)金屬,畫出基態(tài)鈦的價(jià)電子的電子排布圖_______。(2)CrO5中有4個(gè)-1價(jià)的O。CrO5中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為_______。(3)[Co(NH3)4Cl2]+呈八面體結(jié)構(gòu),則其結(jié)構(gòu)有_______種。能區(qū)別[Co(NH3)4Cl2]Cl和[Co(NH3)4Cl2]NO3兩種溶液的試劑是_______(填標(biāo)號(hào))。a.濃氨水
b.NaOH溶液
c.稀H2SO4d.AgNO3溶液(4)K3[Fe(CN)6]是鑒別Fe2+的重要試劑,這四種元素的電負(fù)性從大到小的順序是_______(填元素符號(hào)),寫出與CN-互為等電子體的兩種微粒_______。K3[Fe(CN)6]中碳的雜化方式與下列物質(zhì)中碳雜化方式相同的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.CH2Cl2B.C2H2C.溴苯
D.HCN(5)ZnS的晶胞如圖所示,若m點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0,0),n點(diǎn)坐標(biāo)為(,,0)此晶胞中與n點(diǎn)最遠(yuǎn)的S的坐標(biāo)為_______。若Zn與S彈性相切,其半徑分別為apm和bpm,則ZnS的密度為_______g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。4.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))Ⅰ.碳族元素的單質(zhì)和化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。(1)鍺是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,基態(tài)Ge原子中,最高能級(jí)電子云輪廓圖的名稱為____。Ge與C同族,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵,從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是____。(2)碳可形成CO、CO2、H2CO3等多種無機(jī)化合物。①在反應(yīng)CO轉(zhuǎn)化成CO2的過程中,下列說法正確的是____。A.每個(gè)分子中孤對(duì)電子數(shù)增多
B.分子的極性不變C.原子間成鍵方式未改變
D.分子的熔沸點(diǎn)變?、诟杀捅莾煞N常見的分子晶體,晶體中的空間利用率:干冰____冰(填“>”、“<”或“=”);CO2與SiO2是否互為等電子體____(填“是”或“否”)。③X是碳的一種氧化物,X的五聚合體結(jié)構(gòu)如圖1所示。X分子中每個(gè)原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu),X分子的電子式為____。(3)C60分子是由許多正五邊形構(gòu)成的空心籠狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵。則C60分子中含___個(gè)σ鍵。(4)Ⅱ.某種Ga2O3的晶體結(jié)構(gòu)如圖3所示,O2-以六方最密方式堆積,Ga3+在其八面體空隙中(注:未全部標(biāo)出,如:Ga3+在1、2、3、4、5、6構(gòu)成的八面體體心)。①該晶胞中O2-的配位數(shù)為____。②該晶胞有_____%(保留一位小數(shù))八面體空隙填充陽離子。③已知氧離子半徑為rcm,晶胞的高為hcm,NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值,該晶體的密度為____g·cm-3(用含a、b和NA的代數(shù)式表示)。5.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))磷元素的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中有許多重要用途?;卮鹣铝袉栴}:(1)下列狀態(tài)的P中,電離最外層一個(gè)電子所需能量最小的是_______(填標(biāo)號(hào))。A. B.C. D.(2)白磷在空氣中緩慢氧化生成P4O6,P4O6的結(jié)構(gòu)如圖1所示。P4O6中氧原子的雜化軌道類型為_______,每個(gè)P4O6分子中含孤電子對(duì)的數(shù)目為_______。(3)磷化硼是一種耐磨涂料,它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼晶體晶胞如圖2所示。在一個(gè)晶胞中磷原子空間堆積方式為_______,磷原子的配位數(shù)為_______。(4)磷化銅(Cu3P2)用于制造磷青銅,磷青銅是含少量錫、磷的銅合金。磷化銅與水反應(yīng)產(chǎn)生有毒的磷化氫(PH3)氣體,PH3分子的空間構(gòu)型為_______。(5)磷青銅晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示,該晶體中P原子位于由銅原子形成的_______的空隙中。若晶體密度為ag·cm-3,P原子與最近的Cu原子的核間距為_______nm(用含NA的代數(shù)式表示,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。6.(2022·遼寧·東北育才學(xué)校三模)A、M、B、C、D、E、F、N、G、H是前4周期常見元素,原子序數(shù)依次增大。A原子是周期表中半徑最小的原子;B的基態(tài)原子最外層有3個(gè)未成對(duì)電子;C原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋方向與其它電子相反;D的價(jià)層電子排布式為ns1,E和C形成的化合物是引起酸雨的主要大氣污染物;G的+3價(jià)離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),H元素的原子M層全充滿且只有一個(gè)單電子。(1)D、C、E分別形成的簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小順序?yàn)開______(填離子符號(hào))(2)F同周期元素中,第一電離能最大的是_______(寫元素符號(hào))。(3)H與F形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。①該化合物的化學(xué)式為_______,H位于F圍成的_______空隙中。②若該化合物密度為4.4g·cm-3,則最近的F和H之間的距離為_______pm。(阿伏伽德羅常數(shù)NA)(4)G(MC)5常溫下是一種淺黃色液體,熔點(diǎn)-20℃,不溶于水、易溶于苯。①1molG(MC)5中所含σ鍵的數(shù)目為_______NA。②G(MC)5分子的結(jié)構(gòu)可能為下圖中的_______(填“甲”或“乙”)。(5)由M、B、G、N元素形成的一種藍(lán)色晶體,其晶體結(jié)構(gòu)如圖丙所示(圖中N+未畫出)。該藍(lán)色晶體的化學(xué)式為_______。7.(2022·山東濰坊·模擬預(yù)測(cè))足球烯(C60)、線型碳是單質(zhì)碳的同素異形體。回答下列問題:(1)基態(tài)碳原子中,核外電子占據(jù)的最高能級(jí)是_______。碳可與鈦形成碳化物,基態(tài)Ti2+的核外電子排布式是_______。(2)線型碳有兩種不同的鍵聯(lián)結(jié)構(gòu),一種為,稱為α-線型碳;另一種為,稱為β-線型碳。β-線型碳中碳原子的雜化方式為_______。常見C-C鍵的鍵長(zhǎng)為0.154nm,α-線型碳中C-C鍵的鍵長(zhǎng)為0.1378nm,原因是_______。(3)一種C60晶體為面心立方結(jié)構(gòu),K+占據(jù)C60組成的四面體空隙和八面體空隙形成化合物K3C60的結(jié)構(gòu)如圖所示。A原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),C原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,),若B原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0),則C原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為_______。晶胞邊長(zhǎng)為anm,則K+間的最短距離為_______nm。敲除八面體空隙中的K+后晶體的密度為_______g·cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,用含有a和NA的計(jì)算式表示)。8.(2022·陜西西安·二模)氫、氮、氧是重要的非金屬元素,在新材料和新能源開發(fā)中有重要的作用。(1)下列狀態(tài)的O中,最容易失去最外層電子的是_______(填序號(hào))。A.1s22s22p3 B.1s22s22p4 C.1s22s22p33s1 D.1s22s22p23s1(2)MH中基態(tài)H-的核外電子的電子云輪廓圖呈_______。已知H-(g)=H(g)+e-吸收的能量為73kJ·mol-1,H(g)=H+(g)+e-吸收的能量為1311kJ·mol-1,則H-的第二電離能為_______。(3)作為新型高能含能材料AgN5在炸藥、推進(jìn)劑和發(fā)射藥等領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值。①N為平面結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)為[],其中N原子的雜化方式是_______,1molN中σ鍵總數(shù)為_______;②AgN5的晶體結(jié)構(gòu)與AgI相似。AgI的一種結(jié)構(gòu)分為γ-AgI立方晶胞的示意圖見圖1。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,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。圖2中,原子1的坐標(biāo)是(,0,),則原子2的坐標(biāo)為_______。(4)氮化硼(BN)是一種性能優(yōu)異、潛力巨大的新型材料,主要結(jié)構(gòu)有立方氮化硼(圖3)和六方氮化硼(圖4),前者類似于金剛石,后者與石墨相似,六方晶胞結(jié)構(gòu)如圖5。①X-射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得立方氮化硼晶胞參數(shù)為361.5pm,則立方氮化硼晶體N與B的原子半徑之和為_______pm。(=1.732)②已知六方氮化硼同層中B、N原子之間的距離是acm,層與層之間的距離是bcm,晶體的密度是_______g/cm3(不用化簡(jiǎn))。9.(2022·河北·模擬預(yù)測(cè))疊氮化物是一類重要化合物,在炸藥、磁性化合物研究、微量元素測(cè)定等方面越來越引起人們的重視,其中氫疊氮酸()是一種弱酸,分子結(jié)構(gòu)示意圖可表示為,聯(lián)氨被亞硝酸氧化時(shí)便可生成氫疊氮酸():,它的酸性類似于醋酸,微弱電離出和。試回答下列問題:(1)下列有關(guān)說法正確的是___________(填序號(hào))。A.中含有5個(gè)σ鍵B.中三個(gè)氮原子采用的都是sp2雜化C.、、,都是極性分子D.肼()沸點(diǎn)高達(dá)113.5℃,說明肼分子間可形成氫鍵(2)疊氮化物能與部分金屬離子形成配合物,如,在該配合物中鈷顯___________價(jià),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知的空間構(gòu)型為___________,寫出鈷原子在基態(tài)時(shí)的核外電子排布式:___________。(3)與互為等電子體的分子有___________(舉2例)。(4)人造立方氮化硼的硬度僅次于金剛石而遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他材料,因它與金剛石統(tǒng)稱為超硬材料。立方氮化硼晶胞如圖所示,試分析:①該晶體的類別為___________晶體。②晶體中每個(gè)N原子同時(shí)吸引___________個(gè)B原子。③設(shè)該晶體的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,晶體的密度為,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則晶體中兩個(gè)距離最近的B原子之間的距離為___________cm。10.(2022·四川內(nèi)江·二模)中科院大連物化所成功利用具有尖晶石結(jié)構(gòu)的Co3O4電催化劑電解水。(1)Co在周期表中的位置是____,基態(tài)Co的電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為____。(2)鈷鹽引發(fā)動(dòng)物中毒時(shí),通??梢杂肊DTA(結(jié)構(gòu)如圖)解毒。其中,N的雜化方式均為____,N的I1(第一電離能)大于O的I1,其原因是____;自由基是指含單電子的基團(tuán),1mol—COOH(羧基自由基)中存在____molσ鍵和____molπ鍵。(3)EDTA可以由乙二胺與甲醛、氰化鈉間接得到。離子化合物氰化鈉的晶體類型為____,甲醛分子的空間構(gòu)型為____。(4)Co3O4晶體中O作面心立方最密堆積(如圖),Co隨機(jī)填充在晶胞中O構(gòu)成的8個(gè)四面體空隙和4個(gè)八面體空隙中,則Co的配位數(shù)分別為____,Co總的空隙填充率為____,如果晶胞邊長(zhǎng)為anm,Co3O4的摩爾質(zhì)量為Mg/mol,NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,則Co3O4的晶體密度為____g/cm3(列出計(jì)算式)。11.(2022·河北·模擬預(yù)測(cè))過二硫酸鈉(Na2S2O8)具有強(qiáng)氧化性,常用于處理水體中的有機(jī)污染物。(1)的結(jié)構(gòu)如圖1所示,用“□”標(biāo)識(shí)出中體現(xiàn)強(qiáng)氧化性的基團(tuán):___。(2)Fe2+可活化,活化后產(chǎn)生。氧化性更強(qiáng),降解廢水中有機(jī)污染物的能力更強(qiáng)。Fe2+活化過程中存在下列反應(yīng)(k是衡量反應(yīng)快慢的物理量,k越大,反應(yīng)越快):Ⅰ:=2k=2.5×10-9Ⅱ:+H2O=+?OH-+H+k=2×103Ⅲ:+Fe2+=Fe3+++
k=20Ⅳ:Fe2++=Fe3++k=4.6×109向含有有機(jī)污染物的廢水中投放一定量Na2S2O8,再分批加入一定量FeSO4。①若將FeSO4一次性加入廢水中,不利于有機(jī)污染物降解。原因是___。②其他條件相同,溶液初始pH對(duì)有機(jī)物降解率的影響如圖2所示。當(dāng)pH>3時(shí),有機(jī)物的降解率隨初始pH升高而降低的可能原因是___。(3)CuxFeyOz是一種復(fù)合催化劑,可催化活化過二硫酸鹽()產(chǎn)生。①該復(fù)合催化劑晶胞結(jié)構(gòu)如圖3所示(A、B分別為晶胞的的結(jié)構(gòu)),其化學(xué)式為___。②該復(fù)合催化劑活化過二硫酸鹽的過程如圖4所示。請(qǐng)描述該催化劑參與反應(yīng)并再生的過程:____。12.(2022·河北·模擬預(yù)測(cè))1869年俄羅斯化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了“元素周期表”。門捷列夫在元素周期表中為好幾種當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素(如“類鋁”“類硅”和“類硼”)留下了空位。而法國(guó)某科學(xué)家在1875年研究閃鋅礦(ZnS)時(shí)發(fā)現(xiàn)的“鎵”,正是門捷列夫預(yù)言的“類鋁”,性質(zhì)也和預(yù)言中的性質(zhì)驚人的相似?;卮鹣铝袉栴}:(1)鎵(31Ga)的基態(tài)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有___種。門捷列夫預(yù)言的“類硼”即現(xiàn)在的鈧、“類硅”即現(xiàn)在的鍺,在硼、鈧、鍺這三種元素的基態(tài)原子中,未成對(duì)的電子數(shù)最多的是___(填元素符號(hào))。(2)氯化鎵熔點(diǎn)77.9℃,其中鎵的雜化方式與下列微粒的中心原子的雜化方式相同且氯化鎵的空間構(gòu)型也與其微粒相同的是___(填序號(hào))。A.PCl3 B.SO3氣體 C.CH D.NO(3)鎵多伴生在鋁土礦、二硫鎵銅礦等礦中。①二硫鎵銅中硫元素的化合價(jià)為____。②Cu(OH)2可溶于氨水,形成的配合物中,配離子的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為___(用“→”表示出配位鍵)。③鋅的第一電離能(I1)大于銅的第一電離能,而鋅的第二電離能(I2)卻小于銅的第二電離能的主要原因是____。(4)我國(guó)將鎵列為戰(zhàn)略儲(chǔ)備金屬,我國(guó)的鎵儲(chǔ)量占世界儲(chǔ)量的80%以上。砷化鎵也是半導(dǎo)體材料,其結(jié)構(gòu)與硫化鋅類似,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示:①原子坐標(biāo)參數(shù)是晶胞的基本要素之一,表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。圖中A(0,0,0)、B(,,0)、C(1,,),則此晶胞中,距離A(Ga)原子最遠(yuǎn)的As原子的坐標(biāo)為___。②若砷和鎵的原子半徑分別為acm和bcm,砷化鎵的摩爾質(zhì)量為Mg?mol-1、密度為ρg?cm-3,晶胞中原子體積占空間體積百分率為w即原子體積的空間占有率,則阿伏加德羅常數(shù)為___mol-1。13.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))近期,中國(guó)中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所,首次實(shí)現(xiàn)人工通過二氧化碳合成淀粉。請(qǐng)回答下列問題:(1)基態(tài)碳原子的核外電子排布圖為___________。(2)原子中運(yùn)動(dòng)的電子有兩種相反的自旋狀態(tài),若一種自旋狀態(tài)用表示,與之相反的用表示,稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對(duì)于基態(tài)的碳原子,其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為___________。(3)①結(jié)合如表所示鍵能數(shù)據(jù),分析CO比相對(duì)更活潑的原因是___________;COC—O鍵能/()357.7798.91071.9N2N—N鍵能/()154.8418.4941.7②Si的氧化物()比干冰()熔點(diǎn)高的原因是___________;③甲醇()是合成淀粉的中間產(chǎn)物,與甲醇()互為等電子體的有機(jī)物分子式為___________。(4)葡萄糖()也是合成淀粉的中間產(chǎn)物。若2個(gè)葡萄糖分子間脫水形成麥芽糖(),10個(gè)葡萄糖分子通過分子間脫水所形成的鏈狀化合物的分子式為___________。A.B.C.D.(5)一種新型多功能復(fù)合催化劑成功實(shí)現(xiàn)了直接加氫制取高辛烷值汽油。該催化劑成分的晶胞如圖所示:①晶胞中處于圍成的___________(填“正四面體”“正八面體”或“正十二面體”)空隙;②若晶胞體對(duì)角線為anm,阿伏加德羅常數(shù)值為,晶體的密度為___________寫出表達(dá)式)。14.(2022·天津市第四十七中學(xué)模擬預(yù)測(cè))I.氮與氟、硫、鎵三種元素之間可以形成具有特殊組成和性質(zhì)的化合物?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)鎵原子價(jià)電子排布式為_______;氮原子核外有________種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。(2)第一電離能符號(hào)為I1,I1(N)_______(填“>”或“<”)I1(S)。(3)NSF(N=S-F)與SNF(S=N-F)互為同分異構(gòu)體。①關(guān)于NSF與SNF的說法正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.二者均含有極性鍵和非極性鍵B.二者均含有σ與π鍵C.二者均為非極性分子②NSF發(fā)生聚合生成三聚分子A(),SNF發(fā)生聚合生成三聚分子B(),分子A中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為________,分子B中氮原子價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型為________。(4)氮化鎵是直接能隙半導(dǎo)體材料,具有易發(fā)光、電光轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)。某種立方晶型氮化鎵晶胞如圖所示。已知NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,晶胞的密度為dg·cm-3.則晶胞的邊長(zhǎng)為________nm。(用含d和NA的式子表示)II.按要求填空。(5)有機(jī)物()的反式1,4?加成聚合反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________。(6)有機(jī)物(HOOC—C≡CCH2CH=CH—COOCH3)分子中最多有______個(gè)原子在同一平面內(nèi);H、C、O三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_____;sp3、sp2、sp雜化的碳原子數(shù)之比為_______。15.(2022·廣東·模擬預(yù)測(cè))磷被首次發(fā)現(xiàn)存在于恒星爆炸后的宇宙殘余物里。它是在深空發(fā)現(xiàn)的兩大元素之一,可能給科學(xué)家提供有關(guān)生命在宇宙里的可能性的線索。磷至少有10種同素異形體,其中主要的是白磷、紅磷和黑磷三種?;卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)磷原子最外層成單電子數(shù)與成對(duì)電子數(shù)之比為___________。(2)白磷晶體是由P4分子()組成的分子晶體,P4分子中鍵角為___________。白磷以P4形式存在,而氮以N2形式存在的原因是___________,已知有關(guān)氮、磷的單鍵和叁鍵的鍵能(kJ·mol-1)如表:N—NN≡NP—PP≡P193946197489(3)白磷隔絕空氣加熱到533K轉(zhuǎn)化為紅磷,它是一種暗紅色粉末。紅磷的結(jié)構(gòu)如圖所示,磷原子的雜化方式為___________,___________溶于CS2(填“難”或“易”)。(4)黑磷是磷的一種最穩(wěn)定的同素異形體,其具有類似于石墨的片狀結(jié)構(gòu)(如圖),片狀結(jié)構(gòu)間通過___________相結(jié)合。(5)磷有多種含氧酸,磷酸是其中一種,磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸,如圖所示,若4個(gè)磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則該多磷酸的分子式可寫成___________。(6)磷的鹵化物有PX3和PX5兩種類型,其中PCl5是白色固體,在氣態(tài)和液態(tài)時(shí)PCl5以分子形態(tài)存在,固態(tài)時(shí)PCl5不再保持該結(jié)構(gòu),而形成離子型晶體。晶胞中含有正四面體的[PCl4]+和正八面體的___________離子,其晶胞結(jié)構(gòu)最合理的是___________(填序號(hào))。A.B.C.D.16.(2022·廣東·模擬預(yù)測(cè))銅、鋅、鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用?;卮鹣铝袉栴}:(1)在元素周期表的分區(qū)中,銅屬于_______區(qū),比較元素銅和鋅的第二電離能:I2(Cu)_______I2(Zn)(選填“>”、“<”或“=”),寫出基態(tài)Fe原子的核外電子排布:_______。(2)下列現(xiàn)代分析手段中,可用于檢驗(yàn)水中痕量鋅元素的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.X射線衍射 B.原子光譜 C.質(zhì)譜 D.紅外光譜(3)含有多個(gè)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)而形成的配合物稱為螯合物。FeCl3可與多種有機(jī)配體形成螯合物,如圖所示結(jié)構(gòu)為其中一種。該配合物分子中N原子的雜化類型為_______,1mol該螯合物中通過螯合作用形成的配位鍵有_______mol。(4)Fe催化芳香烴硝化反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生亞硝酰正離子NO。試比較亞硝酰正離子NO與亞硝酸根NO的鍵角大?。篘O_______NO(選填“>”、“<”或“=”),并利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)簡(jiǎn)要解釋原因:_______。(5)近期我國(guó)科學(xué)家合成了一種電化學(xué)性能優(yōu)異的銅硒化合物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其中銅元素以Cu+和Cu2+存在,則_______(選填“①”或“②”)為Cu2+。該晶體的密度為_______g/cm3(用代數(shù)式表示,設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)。17.(2022·黑龍江·齊齊哈爾市第一中學(xué)校二模)釔(Y)是一種用途廣泛的金屬,是稀土元素之一,釔鋇銅氧化物是一種高溫超導(dǎo)材料?;卮鹣铝袉栴}:(1)釔的原子序數(shù)為39,其基態(tài)原子的外圍電子排布式為________;鋇、銅的焰色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)Ba____Cu(填“大于”或“小于”)。(2)(C4H9O)3PO(磷酸三丁酯)是一種提煉稀土常用的萃取劑,其四種組成元素中,電負(fù)性最大的是______;(C4H9O)3PO中P原子的軌道雜化類型為______。(3)Y和Cu都可形成配合物。向CuSO4溶液中滴加氨水,先生成藍(lán)色沉淀,后藍(lán)色沉淀溶解得到[Cu(NH3)4]SO4深藍(lán)色透明溶液。若[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)NH2R替換,得到兩種不同構(gòu)型的產(chǎn)物,則[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為_____,其判斷理由是_______;若向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇,將析出深藍(lán)色晶體,[Cu(NH3)4]SO4難溶于乙醇的原因可能是____________.(4)某種由Y、Ba、Cu、O構(gòu)成的超導(dǎo)化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。①該化合物中,Y、Ba的化合價(jià)分別為+3、+2,Cu的平均化合價(jià)為_________。②已知:晶胞參數(shù)為a=381.7pm、b=388.3pm、c=1163.3pm,α=β=γ=90°,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶體的密度為______g.cm-3(列出計(jì)算式即可)。18.(2022·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))鋁、家的化合物在芯片的制造過程中發(fā)揮著重要的作用?;卮鹣铝袉栴}:(1)下列鋁原子的價(jià)層電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最高和最低的分別為___________、___________(填標(biāo)號(hào))。(2)基態(tài)As原子的電子排布式為___________,基態(tài)Ga原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有___________種。(3)下列關(guān)于的說法正確的是___________(填標(biāo)號(hào))。A.為直線形的非極性分子B.分子中氧原子采取sp雜化C.由于存在分子間氫鍵,故其沸點(diǎn)高于D.不穩(wěn)定是因?yàn)榫w粒子間的范德華力較弱(4)已知砷化鎵晶胞為立方晶胞,晶胞的密度為,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,①砷化鋁與砷化鎵均為離子晶體,砷化鋁晶胞結(jié)構(gòu)與砷化鎵相似,則二者熔點(diǎn)較高的為___________(填名稱)。②已知為阿伏加德羅常數(shù)的值。圖中A的原子坐標(biāo)為,則B的原子坐標(biāo)為___________;A、B兩原子之間的距離為___________nm(用含d和的式子表示)。答案第=page3939頁,共=sectionpages2121頁答案第=page3838頁,共=sectionpages2121頁參考答案:1.(1)(2)
球形
2(3)
、
C的電負(fù)性小于O,對(duì)孤電子對(duì)的吸引能力弱,給出電子對(duì)更容易(4)
正四面體形
鈦原子的半徑比碳原子的大,Ti-Cl鍵比C-Cl鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)、鍵能低,易斷裂(5)
B、D
0.81a
0.5c
【解析】(1)基態(tài)Ti原子的價(jià)電子排布式為3d24s2,價(jià)電子軌道表達(dá)式為:;(2)基態(tài)Ti原子中,最高能層電子所占據(jù)的能級(jí)為4s,電子云輪廓圖的形狀為球形;Ti的最外層電子數(shù)為2,與Ti同周期的所有過渡元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鈦不同的元素有Cr和Cu,最外層均為1個(gè)電子,故有2種;(3)①CO的價(jià)電子總數(shù)為10,等電子體有N2、CN?、、;②CO作配體時(shí),配位原子是C而不是O,其原因是:C與O成鍵是C提供空的p軌道接受O的一對(duì)電子,致使C略帶負(fù)電荷,容易向其它含有空軌道的原子提供電子對(duì)形成配位鍵;(4)TiCl4分子中Ti形成了四個(gè)σ鍵,分子的空間構(gòu)型是正四面體;采取sp3雜化;TiCl4的穩(wěn)定性比CCl4差,極易水解,從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因?yàn)椋衡佋影霃奖忍荚影霃酱?,Ti?Cl鍵比C?Cl鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng),鍵能低,易斷裂;(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析,四方晶胞中,頂點(diǎn)粒子占,面上粒子占,內(nèi)部粒子為整個(gè)晶胞所有,晶體化學(xué)式為TiO2,O的數(shù)目應(yīng)為Ti數(shù)目的2倍,頂點(diǎn)和體心的原子共2個(gè),面上和內(nèi)部原子共4個(gè),故B、D代表氧原子;A、B、C的原子坐標(biāo)分別為A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),根據(jù)題意,體心Ti原子的坐標(biāo)為(0.5a,0.5a,0.5c),B、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)差為(0.31a,0.31a,c),則D原子的坐標(biāo)為D(0.5a-0.31a,0.5a+0.31a,0.5c),即(0.19a,0.81a,0.5c);金紅石晶胞中,Ti處于頂點(diǎn)和體心,頂點(diǎn)C到B的距離即為鈦氧鍵的鍵長(zhǎng),即為d,d=(a?0.69a)×=,由于底邊長(zhǎng)為x,所以d=。2.(1)
正四面體形
離子鍵、共價(jià)鍵
和均為離子晶體,鎂離子半徑小于鈣離子,晶格能高,所以熔點(diǎn)高(2)14(3)2(4)
六方最密堆積
【解析】(1)中陰離子為,中心原子硫原子和氧原子形成四個(gè)σ鍵,硫原子無孤電子對(duì),有四個(gè)雜化軌道,所以為雜化,的空間構(gòu)型為正四面體形;與互為等電子體的是分子,把N原子換為S原子,原子最外層電子數(shù)增加1個(gè),與互為等電子體;和受熱分解生成和金屬氧化物,所以破壞的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵和離子鍵;熔點(diǎn)高于的原因是和均為離子晶體,鎂離子半徑小于鈣離子,晶格能高,所以熔點(diǎn)高;(2)中烴基對(duì)應(yīng)的烴為對(duì)二甲苯,分子中共面的原子最多有14個(gè);(3)Mg周圍左右2個(gè)N原子含有孤電子對(duì),與其形成配位鍵,上下2個(gè)N原子與Mg形成共價(jià)鍵,故的配位數(shù)為2;(4)根據(jù)晶胞圖示可知,晶體中Mg的原子堆積方式為六方最密堆積;已知鎂原子半徑為,晶胞中正四面體的高,則六棱柱底邊長(zhǎng)為,晶胞高為,每個(gè)晶胞中鎂原子個(gè)數(shù)為,晶胞中鎂原子的總體積,晶胞底面積為6個(gè)正三角形面積的和,所以晶胞底面積,晶胞的空間利用率。3.(1)(2)7:1(3)
2
d(4)
N>C>Fe>K
BD(5)
或
【解析】(1)Ti是22號(hào)元素,基態(tài)Ti原子價(jià)電子排布式為3d24s2,則其價(jià)電子排布圖為;(2)CrO5中有4個(gè)-1價(jià)的O,則其結(jié)構(gòu)式為,CrO5中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為7:1;(3)[Co(NH3)4Cl2]+可看作是[Co(NH3)6]3+中2個(gè)NH3分子被Cl-取代,由于[Co(NH3)6]3+呈正八面體結(jié)構(gòu)(),各NH3分子間距相等,Co3+位于正八面的中心,正八面體六個(gè)頂點(diǎn)的位置是對(duì)稱等效的,選取其中一個(gè)取代,剩余位置有兩種,所以二元取代產(chǎn)物也就是2種;a、b、c中的物質(zhì)與兩種溶液均不反應(yīng),現(xiàn)象相同,不能鑒別,[Co(NH3)4Cl2]Cl能與AgNO3溶液反應(yīng)生成白色沉淀,而[Co(NH3)4Cl2]NO3不能,現(xiàn)象不同,可鑒別,故選d;(4)鐵氰化鉀中,所涉及的元素有Fe,K,C,N,元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,所以所涉及的元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篘>C>Fe>K;CN-含有2個(gè)原子,價(jià)電子總數(shù)為4+5+1=10,故其等電子體為等;K3[Fe(CN)6]中碳原子采用sp雜化:A.CH2Cl2中碳原子采用雜化,故A不選;B.C2H2中碳原子采用sp雜化,故B選;C.溴苯中碳原子采用,故C不選;D.HCN碳原子采用sp雜化,故D選;答案選BD;(5)由圖可知,晶胞中與n點(diǎn)最遠(yuǎn)的S的坐標(biāo)為或;根據(jù)均攤法可知一個(gè)晶胞中Zn原子的數(shù)目為4,S原子數(shù)目為,晶胞的質(zhì)量,晶胞體積為,則晶胞的密度為。4.(1)
啞鈴形
Ge原子半徑大,原子間形成的σ鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵(2)
A
>
否
(3)90(4)
4
66.7
【解析】(1)(1)Ge元素的原子序數(shù)為32,其基態(tài)原子的核外電子排布為[Ar]3d104s24p2,核外電子占據(jù)最高能級(jí)的符號(hào)4p,輪廓為啞鈴型,Ge與C同族,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵,從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是Ge原子半徑大,原子間形成的σ鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵,故答案為:?jiǎn)♀徯?;Ge原子半徑大,原子間形成的σ鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵;(2)①A.CO與N2互為等電子體,二者結(jié)構(gòu)相似,CO分子中C、O原子各有1對(duì)孤電子對(duì),CO2分子中碳原子沒有孤電子對(duì),而每個(gè)O原子均有2對(duì)孤電子對(duì),分子中孤對(duì)電子數(shù)變多,A正確;B.CO屬于極性分子,而CO2是直線形,屬于非極性分子,反應(yīng)中分子極性發(fā)生變化,B錯(cuò)誤;C.CO中存在碳氧三鍵,而CO2中存在碳氧雙鍵,原子間成鍵方式改變,C錯(cuò)誤;D.CO2的相對(duì)分子質(zhì)量較大,分子間作用力大,熔沸點(diǎn)高,D錯(cuò)誤;故答案為:A;②干冰和冰是兩種常見的分子晶體,干冰不存在氫鍵,晶體為密堆積,空間利用率大,等電子體的概念應(yīng)用于分子或者離子,SiO2為共價(jià)晶體,不存在分子;故答案為:>;否;③分析圖1可知,該分子中含有15個(gè)C原子,10個(gè)O原子,比例為3:2,分子式為C3O2,該分子中每個(gè)原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故C'與O之間共用兩對(duì)電子,C與C之間也共用兩對(duì)電子,對(duì)應(yīng)電子式為:,故答案為:;(3)C60分子是由許多正五邊形構(gòu)成的空心籠狀結(jié)構(gòu)如圖2所示,分子中每個(gè)碳原子只跟相鄰的3個(gè)碳原子形成化學(xué)鍵,則一個(gè)C所擁有的化學(xué)鍵數(shù)目為個(gè),C60分子中含個(gè)σ鍵,故答案為:90;(4)①由晶胞示意圖可知,該晶胞中氧離子位于晶胞的頂點(diǎn)、面心和體內(nèi),則1個(gè)晶胞中氧離子的個(gè)數(shù)為,鎵離子位于晶胞的體內(nèi),則1個(gè)晶胞中鎵離子的個(gè)數(shù)為4,氧離子和鎵離子的個(gè)數(shù)比為6:4=3:2,鎵離子周圍等距的氧離子的數(shù)目為6,故鎵離子配位數(shù)為6,氧離子周圍等距的鎵離子數(shù)目為4,故氧離子配位數(shù)為4;故答案為:4;②該晶胞中共有12個(gè)正八面體空隙,其中8個(gè)正八面體空隙中填充了Crs+,所占比例為;故答案為:66.7;③已知氧離子的半徑為rcm,則底面邊長(zhǎng)為2rcm,又知晶胞的高度為hcm,所以晶胞的體積,一個(gè)晶胞中含有2個(gè)Ga2O3,其質(zhì)量為,所以該晶體的密度,,故答案為:。5.(1)A(2)
sp3
16(3)
面心立方最密堆積
4(4)三角錐形(5)
正八面體
×107【分析】根據(jù)同一原子電離能變化規(guī)律判斷所需電離能的大小;根據(jù)VSEPR模型判斷雜化軌道類型和空間結(jié)構(gòu);根據(jù)VSEPR模型計(jì)算孤電子對(duì)數(shù);根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞參數(shù)等數(shù)據(jù)。(1)同一原子的不同級(jí)電離能隨核外電子數(shù)的減少逐漸增大,說明核外電子數(shù)越少電離能越大,從選項(xiàng)上看,A選項(xiàng)為P原子所需的第一電離能,B選項(xiàng)為P元素所需的第三電離能,C選項(xiàng)為P原子所需的第二電離能,D選項(xiàng)為P原子所需的第四電離能,根據(jù)前述規(guī)律,所需能量最小的為P的第一電離能,故答案為:A。(2)P4O6中O元素存在6個(gè)價(jià)電子,根據(jù)VSEPR模型計(jì)算,O原子存在=4對(duì)電子對(duì),因此O原子的雜化方式為sp3雜化;P4O6中P元素存在5個(gè)價(jià)電子,其中3個(gè)價(jià)電子分別與3個(gè)O原子形成共用電子對(duì),剩余1對(duì)孤電子對(duì),O元素存在6個(gè)價(jià)電子,其中2個(gè)價(jià)電子分別與2個(gè)P原子形成共用電子對(duì),剩余2對(duì)孤電子對(duì),因此P4O6中存在4×1+6×2=16對(duì)孤電子對(duì);故答案為:sp3、16。(3)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),晶胞中P位于晶胞的頂點(diǎn)和面心上,P原子的空間堆積方式為面心立方最密堆積;晶胞中,與P原子距離最近的B原子的個(gè)數(shù)為4,因此P原子的配位數(shù)為4。故答案為:面心立方最密堆積、4。(4)根據(jù)VSEPR模型,PH3中中心原子P的電子對(duì)數(shù)為=4,其VSEPR模型為四面體型,其中3對(duì)電子對(duì)與H共用,存在1對(duì)孤電子對(duì),因此PH3的空間構(gòu)型為三角錐形。故答案為:三角錐形。(5)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),Cu原子位于晶胞的6個(gè)面心上,這6個(gè)Cu原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為正八面體形,P原子位于晶胞的體心上,同樣也在正八面體的中心,因此P原子位于由銅原子形成的正八面體空隙中;根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中的原子個(gè)數(shù),Sn位于晶胞的頂點(diǎn)上,1個(gè)晶胞中存在8×=1個(gè)Sn原子,Cu位于晶胞的面心上,1個(gè)晶胞中存在6×=3個(gè)Cu原子,P位于晶胞的體心,1個(gè)晶胞中存在1個(gè)P原子;已知晶胞的密度為ag·cm-3,則晶胞的棱長(zhǎng)===cm=×107nm,P原子與最近的Cu原子的核間距為晶胞棱長(zhǎng)的一半,因此P原子與最近的Cu原子的核間距為×107nm。故答案為:正八面體、×107。6.(1)(2)Cl(3)
CuCl
正四面體
(4)
10
甲(5)【分析】A原子是周期表中半徑最小的原子,A為H;B的基態(tài)原子最外層有3個(gè)未成對(duì)電子,可知B的核外電子排布為,B為N;C原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋方向與其它電子相反,可知C的核外電子排布為,C為O;D的價(jià)層電子排布式為ns1,其原子序數(shù)大于O,若為第三周期為Na,若在第四周期為K,E和C形成的化合物是引起酸雨的主要大氣污染物,該氣體為二氧化硫,則E為S,D只能是Na;G的+3價(jià)離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),可知該離子的核外電子排布為:,G的核外電子排布為:,G為Fe;H元素的原子M層全充滿且只有一個(gè)單電子,H為Cu,結(jié)合題干中設(shè)問信息,可知N形成+1價(jià)離子,N應(yīng)為K,則F為Cl,據(jù)此分析解答。(1)C為O、D為Na、E為S,硫離子最外層有三個(gè)電子層,鈉離子和氧離子均有兩個(gè)電子層,電子層數(shù)越多離子半徑越大,電子層數(shù)相同時(shí)核電荷數(shù)越少半徑越大,因此離子半徑,故答案為:;(2)F為Cl,處于第三周期,該周期中第一電離能最大的Cl,故答案為:Cl;(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知H有4個(gè)位于體內(nèi),F(xiàn)有8個(gè)位于頂點(diǎn),6個(gè)位于面心,個(gè)數(shù)為:,該化合物的化學(xué)式為CuCl,H位于F圍成的正四面體的中心,故答案為:CuCl;正四面體;②該晶胞的質(zhì)量為:g,若該化合物密度為4.4g·cm-3,則晶胞的體積為:cm3,晶胞的邊長(zhǎng)為:cm,最近的F和H之間的距離為體對(duì)角線的四分之一,即pm,故答案為:;(4)①G(MC)5為Fe(CO)5,F(xiàn)e與CO之間為σ鍵,1molCO內(nèi)部存在1molσ鍵,則1molFe(CO)5中所含σ鍵的數(shù)目為10mol,即10NA,故答案為:10;②Fe(CO)5易溶于苯,結(jié)合相似相溶原理可知,其為非極性分子,對(duì)比甲、乙可知甲中正負(fù)電荷中心重合為非極性分子,故Fe(CO)5分子的結(jié)構(gòu)為甲,故答案為:甲;(5)由晶胞結(jié)構(gòu),F(xiàn)e2+和Fe3+各有4個(gè)位于頂點(diǎn),個(gè)數(shù)均為,CN-有12個(gè)位于棱上,個(gè)數(shù)為:,依據(jù)電荷守恒可知K+個(gè)數(shù)為:,該藍(lán)色晶體的化學(xué)式為,故答案為:;7.(1)
2p
[Ar]3d2或1s22s22p63s23p63d2(2)
sp
相鄰碳原子的p軌道形成大π鍵,使單鍵的鍵長(zhǎng)變短(3)
(,,)
a
【解析】(1)碳元素的原子序數(shù)為6,價(jià)電子排布式為2s22p2,核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為2p能級(jí);鈦元素的原子序數(shù)為22,失去2個(gè)電子形成鈦離子,離子的電子排布式為[Ar]3d2或1s22s22p63s23p63d2,故答案為:2p;[Ar]3d2或1s22s22p63s23p63d2;(2)由β-線型碳的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,分子中碳原子形成2個(gè)碳碳雙鍵,則碳原子的雜化方式為sp雜化;由α-線型碳的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,每個(gè)碳原子形成一個(gè)碳碳三鍵和碳碳單鍵,相鄰的不飽和碳原子的p軌道上的p電子形成大π鍵,使單鍵的鍵長(zhǎng)變短,故答案為:sp;相鄰碳原子的p軌道形成大π鍵,使單鍵的鍵長(zhǎng)變短;(3)由位于頂點(diǎn)的A原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0)、位于體對(duì)角線的C原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,)可知,若B原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0,0,0)是說明B原子位于頂點(diǎn),則位于體對(duì)角線的C原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(,,);由晶胞結(jié)構(gòu)可知,鉀離子最短距離為體對(duì)角線的,晶胞邊長(zhǎng)為anm,則最短距離為anm;敲除八面體空隙中的鉀離子后,位于頂點(diǎn)和面心的碳60的個(gè)數(shù)為8×+6×=4,位于棱上和體內(nèi)的鉀離子個(gè)數(shù)為4×+4=8,則晶胞的化學(xué)式為K2C60,設(shè)晶體的密度為dg/cm3,由晶胞質(zhì)量公式可得=,解得d=,故答案為:(,,);a;。8.(1)C(2)
球形
1311kJ·mol-1(3)
sp2
5NA
(,,0)(4)
156.5pm
【解析】(1)電子能量越高越容易失去,C、D項(xiàng)分別表示O激發(fā)態(tài)、O+激發(fā)態(tài),再失去一個(gè)電子所需要的能量相當(dāng)于氧的第二電離能,則最容易失去最外層電子的是1s22s22p33s1,故答案為C。(2)MH中基態(tài)H-的核外電子排布式是1s2,故電子云輪廓圖呈球形;H-的第二電離能為H-失去第二個(gè)電子所吸收的能量,即H(g)=H+(g)+e-吸收的能量,則H-的第二電離能為1311kJ·mol-1。(3)①N為平面結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)為[],N的中心原子為N,其孤電子對(duì)數(shù)為1,與中心原子相連的原子數(shù)為2,則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,故雜化方式為sp2雜化;由圖可知,N中σ鍵共有5個(gè),則1molN中σ鍵總數(shù)為5NA個(gè);②由晶胞結(jié)構(gòu),原子1位于晶胞左側(cè)面的面心,坐標(biāo)是(,0,),則坐標(biāo)原點(diǎn)在左后側(cè)底面頂點(diǎn),原子2位于晶胞底面的面心,則坐標(biāo)為(,,0)。(4)①N原子做面心立方最緊密堆積,B原子填充在四面體空隙,B原子與周圍的4個(gè)N原子形成正四面體結(jié)構(gòu);設(shè)立方氮化硼晶體N與B的原子半徑之和為x,根據(jù)立體幾何知識(shí),x等于體對(duì)角線的,可求得x=361.5pm156.5pm;②已知六方氮化硼同層中B、N原子之間的距離是acm,六方氮化硼晶胞如圖5所示,該晶胞上下底面為菱形,內(nèi)角分別為120和60,則一個(gè)晶胞中含有B的個(gè)數(shù)=4+4+1=2,含有N的個(gè)數(shù)=2+2+2=2,層與層之間的距離是bcm,根據(jù)正六邊形()可求出晶體中相鄰兩個(gè)B原子之間的距離是acm,即晶胞中上下底面邊長(zhǎng)為acm,進(jìn)一步求出晶胞的體積V=3a2bcm3,晶胞的質(zhì)量m=g=g,則晶體的密度是=g/cm3。9.(1)CD(2)
+3
正四面體形
或(3)、、、(其他合理答案也可,任寫兩種)(4)
原子
4
【解析】(1)A.單鍵為σ鍵,雙鍵中含有1個(gè)σ鍵,由結(jié)構(gòu)示意圖可知,HN3分子中含有3個(gè)σ鍵,故錯(cuò)誤;B.由結(jié)構(gòu)示意圖可知,HN3分子中中間氮原子形成2個(gè)氮氮雙鍵,原子的雜化方式為sp雜化,故錯(cuò)誤;C.由結(jié)構(gòu)示意圖可知,HN3分子與亞硝酸、水和肼都是結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的、正負(fù)電荷重心不重合的極性分子,故正確;D.肼分子中含有氮原子,能形成分子間氫鍵,分子間作用力較大,沸點(diǎn)較高,故正確;故選CD;(2)由化合價(jià)代數(shù)和為0可知,配合物中鈷元素化合價(jià)為+3價(jià);硫酸根離子中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,由價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知,硫酸根離子的VSEPR模型為正四面體形;鈷元素的原子序數(shù)為27,基態(tài)原子核外電子排布式為或,故答案為:+3價(jià);正四面體形;或;(3)原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微?;榈入娮芋w,氫疊氮酸根離子與一氧化二氮、二氧化碳、二硫化碳、二氟化鈹?shù)确肿拥脑觽€(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為16,互為等電子體,故答案為:、、、(其他合理答案也可,任寫兩種);(4)①原子晶體硬度大,由人造立方氮化硼的硬度僅次于金剛石可知,氮化硼晶體為原子晶體,故答案為:原子;②由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中每個(gè)氮原子原子同時(shí)吸引4個(gè)硼原子,故答案為:4;③由晶胞結(jié)構(gòu)可知,晶胞中位于頂點(diǎn)和面心的硼原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4,位于體內(nèi)的氮原子個(gè)數(shù)為4,設(shè)晶胞的參數(shù)為acm,由晶胞質(zhì)量公式可得:a3ρ=,解得a=,晶胞兩個(gè)距離最近的硼原子之間的距離為晶胞棱長(zhǎng)的,則晶體中兩個(gè)距離最近的B原子之間的距離×=,故答案為:。10.(1)
第四周期第Ⅷ族
N(2)
sp3
N的價(jià)電子排布為2s22p3,p軌道屬于半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
3
1(3)
離子晶體
平面三角形(4)
6和4
(25%)
或【解析】(1)Co是27號(hào)元素,在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Co核外有四個(gè)能層,基態(tài)Co的電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為N層;(2)從EDTA結(jié)構(gòu)圖可知,其中N原子均連接三個(gè)單鍵,有三個(gè)σ鍵和一對(duì)孤電子對(duì),雜化方式均為sp3;N的I1大于O的I1,其原因是:N的價(jià)電子排布為2s22p3,p軌道屬于半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),需要較多的能量失去第一個(gè)電子;-COOH的結(jié)構(gòu)式為,單鍵均為σ鍵,雙鍵中有一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵,所以1mol-COOH(羧基自由基)中存在3molσ鍵和1molπ鍵;(3)離子化合物氰化鈉的晶體類型為離子晶體;甲醛分子中C原子形成碳氧雙鍵,所以為sp2雜化,分子空間構(gòu)型為平面三角形;(4)四面體空隙要四個(gè)原子構(gòu)成,八面體空隙要六個(gè)原子構(gòu)成,Co填充在晶胞中O構(gòu)成的8個(gè)四面體空隙和4個(gè)八面體空隙中,則Co的配位數(shù)分別為4和6;Co3O4晶體中O作面心立方最密堆積,根據(jù)均攤法可知一個(gè)晶胞中4個(gè)O原子,結(jié)合化學(xué)式可知晶胞中有3個(gè)Co原子,一個(gè)晶胞中共有12個(gè)空隙,則Co總的空隙填充率為=(25%);一個(gè)晶胞中有4個(gè)O原子,所以有一個(gè)Co3O4單元,則晶胞質(zhì)量為g,晶胞邊長(zhǎng)為anm,則晶胞體積為(a×10-7cm)3,則Co3O4的晶體密度為或g/cm3。11.(1)(2)
反應(yīng)Ⅳ速率大于反應(yīng)Ⅲ,若一次性將FeSO4投放進(jìn)溶液中,溶液中的被大量Fe2+快速消耗而失去氧化性
pH越大,F(xiàn)e2+水解程度越大,不利于反應(yīng)Ⅲ進(jìn)行,生成c()小,pH越大,有利于發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,生成?OH,?OH氧化能力比弱(3)
CuFe2O4
Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)失去電子并傳遞給,生成Cu(Ⅲ)、Fe(Ⅲ);Cu(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)得到失去的電子,生成Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅱ);如此循環(huán)往復(fù),實(shí)現(xiàn)催化劑再生【解析】(1)為過二硫酸根離子,體現(xiàn)強(qiáng)氧化性的是過氧鍵,用“□”標(biāo)識(shí)出中體現(xiàn)強(qiáng)氧化性的基團(tuán)如圖:;(2)①若將FeSO4一次性加入廢水中,反應(yīng)Ⅳ速率大于反應(yīng)Ⅲ,若一次性將FeSO4投放進(jìn)溶液中,溶液中的被大量Fe2+快速消耗而失去氧化性,不利于有機(jī)污染物降解;②當(dāng)pH>3時(shí),有機(jī)物的降解率隨初始pH升高而降低的可能原因是:pH越大,F(xiàn)e2+水解程度越大,不利于反應(yīng)Ⅲ進(jìn)行,生成c()小,pH越大,有利于發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,生成?OH,?OH氧化能力比弱;(3)根據(jù)均攤法可知,晶胞中含有個(gè)Cu,4=16個(gè)Fe,4+4=32個(gè)O,故其化學(xué)式為CuFe2O4;②該復(fù)合催化劑活化過二硫酸鹽的過程如圖,Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)失去電子并傳遞給,生成Cu(Ⅲ)、Fe(Ⅲ);Cu(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)得到失去的電子,生成Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅱ);如此循環(huán)往復(fù),實(shí)現(xiàn)催化劑再生。12.(1)
31
Ge(2)BD(3)
-2
失去1個(gè)電子后Zn2+的價(jià)電子排布式為3d104s1,失去1個(gè)電子后Cu+的價(jià)電子排布為3d10,此時(shí)Cu+的3d軌道處于全充滿狀態(tài),更穩(wěn)定,故鋅的第一電離能(I1)大于銅的第一電離能,而鋅的第二電離能(I2)卻小于銅的第二電離能(4)
(,,)
【解析】(1)根據(jù)泡利不相容原理,在同一原子內(nèi),不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子,所以基態(tài)Ga原子核外有31個(gè)電子,則有31種電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);B、Sc、Ge的價(jià)電子排布式分別為,,,未成對(duì)電子數(shù)目分別為1、1、2,所以Ge的未成對(duì)電子數(shù)最多。(2)中Ga的雜化方式為雜化,空間構(gòu)型為平面三角形;A.中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=4,含1對(duì)孤電子對(duì),是雜化,空間構(gòu)型為三角錐形;B.氣態(tài)中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=3,含0對(duì)孤電子對(duì),為雜化,空間構(gòu)型為平面三角形;C.中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=4,含1對(duì)孤電子對(duì),為雜化,空間構(gòu)型為三角錐形;D.中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+=3,含0對(duì)孤電子對(duì),為雜化,空間構(gòu)型為平面三角形;故選BD。(3)①中Cu為+1價(jià),Ga為+3價(jià),則S為-2價(jià);②四氨合銅(Ⅱ)離子的空間結(jié)構(gòu)為平面四邊形,中心原子為,配位數(shù)為4,配體原子為氮,結(jié)構(gòu)示意圖為;③Zn的價(jià)電子排布式為,失去1個(gè)電子后生成的價(jià)電子排布式為,失去2個(gè)電子后生成的價(jià)電子排布式為,由于全充滿狀態(tài)是比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),因此比穩(wěn)定;Cu的價(jià)電子排布式為,失去1個(gè)電子后生成的價(jià)電子排布為,失去2個(gè)電子后生成的價(jià)電子排布為,又由于全充滿狀態(tài)是比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),因此比穩(wěn)定;故鋅的第一電離能大于銅的第一電離能,而鋅的第二電離能卻小于銅的第二電離能;(4)①與A(Ga)原子相距最遠(yuǎn)的As處于晶胞右上角,原子坐標(biāo)為;②晶胞中Ga原子位于頂點(diǎn)和面心,一個(gè)晶胞中Ga原子數(shù)目為,As原子位于晶胞內(nèi)部,一個(gè)晶胞中As原子數(shù)目為4,一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子和4個(gè)As原子;設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為xcm,則,得,該晶胞中有4個(gè)砷原子和4個(gè)鎵原子,則該晶體密度,所以。13.(1)(2)+1(或-1)(3)
由斷開CO分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量[]比斷開分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量[]小,可知CO相對(duì)更活潑
為原子晶體,而為分子晶體
(4)C(5)
正八面體
【解析】(1)基態(tài)碳原子2p軌道有2個(gè)電子,根據(jù)洪特規(guī)則,電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道,且自旋狀態(tài)相同,核外電子排布圖為。(2)對(duì)于基態(tài)碳原子,其價(jià)電子排布式為,其中2s軌道的2個(gè)電子自旋狀態(tài)相反,自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為0;根據(jù)洪特規(guī)則可知,其2p軌道的2個(gè)電子的自旋狀態(tài)相同,因此,基態(tài)碳原子的價(jià)電子的自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為+1或-1。(3)①斷開分子的第一個(gè)化學(xué)鍵所需要的能量越小,分子越活潑,CO是,鍵能是1071.9,是,鍵能是941.7,的鍵能小于CO,比較活潑;②為共價(jià)晶體,決定其熔點(diǎn)高低的是Si-O共價(jià)鍵,為分子晶體,決定其熔點(diǎn)高低的是分子間作用力,共價(jià)鍵能量高于分子間作用力,共價(jià)晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體;③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)。氧和硫?yàn)橥髯逶兀咴幼钔鈱与娮訑?shù)相同,故與甲醇互為等電子體的有機(jī)物分子式為。(4)2個(gè)葡萄糖分子間脫水形成麥芽糖()時(shí)脫去1個(gè)水分子,10個(gè)葡萄糖分子通過分子間脫水形成鏈狀化合物時(shí),需要脫去9個(gè)水分子。,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,該鏈狀化合物的分子式為,C項(xiàng)符合題意。(5)①晶胞左側(cè)面中心粒子為,距離最近的有6個(gè),即晶胞中處于圍成的正八面體空隙。②1個(gè)立方體中含有的個(gè)數(shù)為,含有的個(gè)數(shù)為1,含有的個(gè)數(shù)為;1個(gè)晶胞的質(zhì)量;晶胞體對(duì)角線為anm,邊長(zhǎng)為,1個(gè)晶胞體積,則晶體密度。14.(1)
4s24p1
7(2)>(3)
B
3:1
四面體形(4)(5)(6)
16
O>C>H
1∶2∶1【解析】(1)Ga是31號(hào)元素,處于周期表中第四周期第ⅢA族,原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1,故其價(jià)電子排布式為4s24p1;N原子核外有7個(gè)電子,每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同;(2)同周期自左向右第一電離能呈增大的趨勢(shì),但N元素原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能高于O元素;同主族自上而下第一電離能減小,故第一電離能:N>S;(3)①A.從結(jié)構(gòu)式可知二者均含有極性鍵,均不含非極性鍵,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.二者既含有單鍵,又含有雙鍵,即均含有σ鍵與π鍵,B項(xiàng)正確;C.二者均為不對(duì)稱結(jié)構(gòu),均為極性分子,C項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選B;②單鍵為σ鍵,雙鍵含有1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,每個(gè)三聚分子A含有9個(gè)σ鍵、3個(gè)π鍵,分子A中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為3∶1;B分子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為4,則價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型為四面體形;(4)同周期自左而右原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑增大,故原子半徑Ga>N,故黑色球代表N原子,白色球代表Ga原子,晶胞中N原子數(shù)目為4,Ga原子數(shù)目為,晶胞質(zhì)量為g,設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為anm,則g=,解得a=nm;(5)有機(jī)物發(fā)生1,4-加成聚合的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為;(6)根據(jù)C2H4和HCHO是平面結(jié)構(gòu),C2H2是直線結(jié)構(gòu),連接兩個(gè)平面的碳碳單鍵可以旋轉(zhuǎn),則有機(jī)物HOOC—C≡CCH2CH=CH—COOCH3分子中最多有16個(gè)原子共面;元素的非金屬性:O>C>H,則元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椋篛>C>H;有機(jī)物中飽和碳原子是sp3雜化,雙鍵碳原子是sp2雜化,三鍵碳原子是sp雜化,則該有機(jī)物中sp3、sp2、sp雜化的碳原子數(shù)之比為2:4:2,即1:2:1。15.(1)3∶2(2)
60°
3倍的N-N鍵的鍵能小于N≡N鍵的鍵能,而3倍的P-P鍵的鍵能大于P≡P鍵的鍵能(3)
sp3雜化
難(4)范德華力(5)H4P4O12(6)
[PCl6]-
B【詳解】(1)基態(tài)磷原子最外層電子排布為3s23p3,3s能級(jí)的2個(gè)電子已成對(duì),但是3p能級(jí)3個(gè)電子分占3個(gè)不同的p軌道,故成單電子數(shù)與成對(duì)電子數(shù)之比為3∶2。(2)P4分子是正四面體構(gòu)型,每個(gè)面是正三角形,鍵角為60°。(3)從紅磷的結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)P原子形成3個(gè)σ鍵,P的價(jià)電子數(shù)為5,因此,每個(gè)P原子有1對(duì)孤電子對(duì),故磷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,其雜化方式為sp3雜化;紅磷以P4四面體的單鍵形成鏈或環(huán)的高聚合結(jié)構(gòu),具有較高的穩(wěn)定性,難溶于水、二硫化碳。(4)黑磷是磷的一種最穩(wěn)定的同素異形體,其具有類似于石墨的片狀結(jié)構(gòu),片狀結(jié)構(gòu)內(nèi)各原子形成共價(jià)鍵,類比石墨可知,其片狀結(jié)構(gòu)間通過范德華力相結(jié)合。(5)依據(jù)題意,磷酸分子可通過脫水縮合形成多磷酸,若4個(gè)磷酸分子H3PO4間脫水形成環(huán)狀的多磷酸,則脫去4個(gè)水分子H2O,根據(jù)原子守恒,則該多磷酸的分子式可寫成H4P4O12。(6)根據(jù)題意,固態(tài)時(shí)PCl5形成離子型晶體,且晶胞中含有正四面體的[PCl4]+,則陰離子是正八面體的[PCl6]-;A晶胞中,其帶不同電荷的離子的數(shù)目之比為1∶2;B晶胞中,其陰陽離子數(shù)之比為1∶1;且每個(gè)離子的配位數(shù)是4
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