板塊四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修選考)

板塊四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修選考)NO.4“測”限時檢測——測速度,測準度,查漏補缺!1.(2021·黑龍江大慶一模)微量元素硼(B)對人體健康有著十分重要的作用,其化合物也應用廣泛。請回答下列問題:(1)B的核外電子排布式為,其第一電離能比Be(填“大”或“小”)。

(2)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好,是一種具有潛力的固體儲氫材料。NH3BH3分子中,N—B鍵是配位鍵,其空軌道由(填元素符號)提供。寫出一種與氨硼烷互為等電子體的分子:(填分子式)。

(3)硼酸晶體是片層結(jié)構(gòu),圖甲中表示的是其中一層的結(jié)構(gòu),每一層內(nèi)存在的作用力有。

(4)①乙硼烷(B2H6)具有強還原性,它和氫化鋰反應生成硼氫化鋰(LiBH4),硼氫化鋰常用于有機合成。LiBH4由Li+和BH4-構(gòu)成,BH4-中B原子的雜化軌道類型為,B②B的三鹵化物熔點如表所示,自BF3至BI3熔點依次升高的原因是

。

化合物BF3BCl3BBr3BI3熔點/℃126.8107.34644.9(5)立方氮化硼硬度僅次于金剛石,但熱穩(wěn)定性遠高于金剛石,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示。立方氮化硼屬于晶體,其中氮原子的配位數(shù)為。已知:立方氮化硼密度為ρg·cm3,B原子半徑為anm,N原子半徑為bnm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中原子的空間利用率為

(用含字母的代數(shù)式表示)。(1)B為5號元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p1,Be的核外電子排布式為1s22s2,Be的2s軌道全充滿,較穩(wěn)定,第一電離能更大,所以B的第一電離能比Be小。(2)NH3分子中N含有一對孤電子對,BH3中B含有空軌道,所以在N—B形成的配位鍵中,空軌道由B提供。等電子體價電子數(shù)和原子數(shù)相等,C2H6與氨硼烷都有8個原子,價電子都為14個,互為等電子體。(3)由圖可知,分子內(nèi)存在共價鍵,分子間存在氫鍵,所以每一層內(nèi)存在的作用力有共價鍵、氫鍵。(4)①BH4-中B原子有4個σ鍵,無孤電子對,雜化軌道類型為sp3雜化,空間構(gòu)型為正四面體;②BF3、BCl3、BBr3、BI(5)立方氮化硼硬度僅次于金剛石,晶體類型類似于金剛石,是原子晶體,晶胞中每個N原子連接4個B原子,氮化硼化學式為BN,所以晶胞中每個B原子也連接4個N原子,即硼原子的配位數(shù)為4,晶胞中N原子數(shù)為4,B原子數(shù)為8×18+6×12=4。立方氮化硼晶胞的質(zhì)量為25×4NAg,密度為ρg·cm3,晶胞的體積V=100NAρcm3=100ρNAcm3;因為B原子半徑為anm,N原子半徑為bnm,B、N原子總體積V′=4×[4π(a×10-7)33+4π(b×10-7)(1)1s22s22p1小(2)BC2H6(3)共價鍵、氫鍵(4)①sp3雜化正四面體②BF3、BCl3、BBr3、BI3都是分子晶體,隨著相對分子質(zhì)量的增大,范德華力(分子間作用力)也增大,熔點逐漸升高(5)原子44π(a2.(2021·河南鄭州三模)某研究團隊設(shè)計了一系列穩(wěn)定的由超堿PnH4+和超鹵素MX4-組成的PnH(1)基態(tài)鐵原子價電子排布中未成對電子數(shù)與成對電子對數(shù)之比為。

(2)第二周期元素中,第一電離能介于元素B和N之間的元素有種。

(3)超堿PnH4+中PH4+與PH3的鍵角:PH4+(4)寫出與超鹵素AlCl4-互為等電子體的兩種分子的化學式:(5)六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似(如圖1),晶體中氮原子的雜化方式為。氮化硼晶體不導電的原因是。

(6)磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,晶胞中P原子空間堆積方式為;已知晶體中硼和磷原子半徑分別為r1pm和r2pm,距離最近的硼原子和磷原子核間距為兩原子半徑之和。則磷化硼晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為(寫出計算式)。

(1)基態(tài)鐵原子價電子排布式為3d64s2,則未成對電子數(shù)與成對電子對數(shù)之比為4∶2=2∶1。(2)同一周期從左到右,元素第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族、第ⅤA族反常,則第二周期元素中,第一電離能介于元素B和N之間的元素有Be、C、O3種。(3)超堿PnH4+中PH4+的鍵角大于PH(4)原子總數(shù)相等、價電子總數(shù)相等的微?；榈入娮芋w,則與超鹵素AlCl4-互為等電子體的兩種分子的化學式為CCl4、SiCl4(或SiF(5)六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似,石墨中碳原子的雜化方式是sp2,則晶體中氮原子的雜化方式為sp2。氮化硼晶體不導電的原因是層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子。(6)磷化硼晶胞中P原子在正六面體的面心,則其空間堆積方式為面心立方最密堆積(或A1堆積),P原子個數(shù)是8×18+6×12=4,B原子個數(shù)是4,設(shè)晶胞的邊長為apm,體對角線長是3apm,B原子與P原子最近距離等于體對角線長度的四分之一,則a=4(r(1)2∶1(2)3(3)大于PH3分子中磷原子上孤對電子對共價鍵的排斥作用大于共價鍵之間的斥力(4)CCl4、SiCl4(或SiF4等)(5)sp2層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子(6)面心立方最密堆積(或A1堆積)43π3.(2021·江西南昌二模)已知元素鎵(Ga)與Al、N與As分別是同主族的元素。請回答下列問題:(1)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]。

(2)根據(jù)元素周期律,元素的電負性Ga(填“大于”或“小于”)As。

(3)超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁在絕緣材料中應用廣泛,氮化鋁晶體與金剛石類似,每個鋁原子與個氮原子相連,氮化鋁晶體屬于晶體。

(4)NH3是氮的氫化物,中心原子的雜化方式是,NH3的沸點比AsH3高的原因是。

(5)GaN可采用MOCVD(金屬有機物化學氣相淀積)技術(shù)制得:以合成的三甲基鎵為原料,使其與NH3發(fā)生系列反應得到GaN和另一種產(chǎn)物,該過程的化學方程式為。

(6)原子晶體GaAs的晶胞參數(shù)y=xpm,它的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞內(nèi)部存在的共價鍵數(shù)為;緊鄰的As原子之間的距離為a,緊鄰的As、Ga原子之間的距離為b,則ab=。該晶胞的密度為g·cm3(用NA(1)Ga為31號元素,其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1。(2)同周期元素,從左到右電負性逐漸增大,因此元素的電負性Ga小于As。(3)氮化鋁晶體與金剛石類似,金剛石是每個碳原子與周圍4個碳原子相連,因此氮化鋁晶體中每個鋁原子與4個氮原子相連,屬于原子晶體。(4)NH3是氮的氫化物,中心原子價層電子對數(shù)為3+1=4,其中心原子的雜化方式是sp3,NH3的沸點比AsH3高的原因是氨氣分子間有氫鍵。(5)三甲基鎵與NH3發(fā)生系列反應得到GaN和另一種產(chǎn)物,根據(jù)元素守恒推斷另一種產(chǎn)物為甲烷,因此該過程的化學方程式為Ga(CH3)3+NH33CH4+GaN。(6)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知,該晶胞內(nèi)部每個Ga與周圍4個As連接,因此晶胞內(nèi)部存在的共價鍵數(shù)為16;緊鄰的As原子之間的距離為a,即面對角線的12,緊鄰的As、Ga原子之間的距離為b,即體對角線的14,原子晶體GaAs的晶胞參數(shù)y=xpm,因此ab=22x145NA×4(x×10-10)3g·cm(1)3d104s24p1(2)小于(3)4原子(4)sp3氨氣分子間有氫鍵(5)Ga(CH3)3+NH33CH4+GaN(6)162634.(2021·山西陽泉三模)鈦(Ti)及其化合物的應用研究是目前前沿科學之一。請回答下列問題:(1)基態(tài)鈦原子的電子排布式為,核外電子占據(jù)的軌道數(shù)為。

(2)與鈦位于同一周期且基態(tài)原子單電子數(shù)與鈦相同的元素,第一電離能由大到小的順序為

(用元素符號填空)。(3)TiCl4常溫下為無色液體,熔點為250K,沸點為409K,則TiCl4屬于晶體。TiCl4在水中或空氣中極易水解,露置于空氣中形成白色煙霧,煙霧中的固體成分可用TiO2·nH2O表示,請寫出TiCl4在空氣中產(chǎn)生煙霧的化學方程式:。

(4)TiO2作光催化劑可將甲醛、苯等有害氣體轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。①上述含碳原子的分子中,碳原子的雜化方式為sp2的是(填名稱,下同),屬于極性分子的是。

②下列各組微?；榈入娮芋w的是(填字母)。

A.H2O與SO2 B.CO2與N2OC.CH2O與BF3 D.C6H6與B3N3H6(5)金紅石(TiO2)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞內(nèi)均攤的氧原子數(shù)為;設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶體的密度為g·cm3

(用含相關(guān)字母和符號的代數(shù)式表示)。(1)鈦為22號元素,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2,故占據(jù)1s(1)、2s(1)、2p(3)、3s(1)、3p(3)、3d(2)、4s(1)共12個軌道。(2)Ti的單電子數(shù)為2(即3d上的2個),與Ti同周期且含有2個單電子的是Ni、Ge、Se;同一周期元素,核電荷數(shù)越大,第一電離能越大,第一電離能大小順序為Se>Ge>Ni。(3)TiCl4熔、沸點較低,為分子晶體;TiCl4在空氣中產(chǎn)生煙霧的化學方程式為TiCl4+(2+n)H2OTiO2·nH2O+4HCl。(4)①含C原子的分子有甲醛、苯、二氧化碳,其中C原子為sp2雜化的分子為甲醛和苯;極性分子正、負電中心不重合,故屬于極性分子的為甲醛。②水的價電子數(shù)為8,二氧化硫的價電子數(shù)為18,不屬于等電子體,A錯誤;二氧化碳和N2O價電子數(shù)均為16,原子數(shù)均為3,屬于等電子體,B正確;CH2O的價電子數(shù)為12,BF3的價電子數(shù)為24,不屬于等電子體,C錯誤;C6H6與B3N3H6中價電子數(shù)均為30,原子數(shù)均為12,屬于等電子體,D正確。(5)由題圖可知,黑色球代表O,共有4×12+2=4(個),Ti共8×18+1=2(個),則晶胞中含有2個TiO2,晶胞質(zhì)量為80×2NAg,晶胞體積為V=a2c×(107)3cm3,則晶胞密度為mV=80×2(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)12(2)Se>Ge>Ni(3)分子TiCl4+(2+n)H2OTiO2·nH2O+4HCl(4)①甲醛、苯甲醛②BD(5)480×25.(2021·陜西咸陽三模)磷及其化合物在電池、催化等領(lǐng)域有重要應用。黑磷與石墨類似,也具有層狀結(jié)構(gòu)(如圖1)。為大幅度提高鋰電池的充電速率,科學家最近研發(fā)了黑磷——石墨復合負極材料,其單層結(jié)構(gòu)俯視圖如圖2所示。回答下列問題:(1)Li、C、P三種元素中,電負性最小的是(填元素符號)。

(2)基態(tài)磷原子的電子排布式為。

(3)圖2中,黑磷區(qū)P原子的雜化方式為,石墨區(qū)C原子的雜化方式為。

(4)氫化物PH3、CH4、NH3的沸點最高的是,原因是。

(5)根據(jù)圖1和圖2的信息,下列說法正確的有(填字母)。

A.黑磷區(qū)P—P鍵的鍵能不完全相同B.黑磷與石墨都屬于混合晶體C.由石墨與黑磷制備該復合材料的過程,發(fā)生了化學反應D.復合材料單層中,P原子與C原子之間的作用力屬于范德華力(6)貴金屬磷化物Rh2P(相對分子質(zhì)量為237)可用作電解水的高效催化劑,其立方晶胞如圖3所示。已知晶胞參數(shù)為anm,晶體中與P距離最近的Rh的數(shù)目為,晶體的密度為g·cm3

(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計算式)。(1)非金屬性越強,電負性越大,三種元素中Li的非金屬性最弱,所以電負性最小。(2)P為15號元素,核外電子排布式為[Ne]3s23p3或1s22s22p63s23p3。(3)晶體中六元環(huán)不是平面結(jié)構(gòu),P原子形成3個P—P鍵,有1對孤電子對,價層電子對數(shù)為4,采取sp3雜化;石墨中C原子的雜化方式為sp2雜化。(4)NH3分子間存在氫鍵,沸點最高。(5)黑磷區(qū)中P—P鍵的鍵長不完全相等,所以鍵能不完全相同,故A正確;黑磷與石墨,每一層原子之間由共價鍵組成六元環(huán)結(jié)構(gòu),層與層之間靠范德華力維系,所以為混合晶體,故B正確;由石墨與黑磷制備該復合材料的過程中,P—P鍵和C—C鍵斷裂,形成P—C鍵,發(fā)生了化學反應,故C正確;復合材料單層中,P原子與C原子之