2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一部分專題測試十物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析

PAGE17-專題測試(十)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，c和d位于同主族且原子序數(shù)相差8；基態(tài)a原子核外有3個(gè)能級上容納電子且每個(gè)能級上電子數(shù)相等，c原子s能級電子總數(shù)與p能級電子數(shù)相等，基態(tài)e原子的M層上有2個(gè)未成對電子且無空軌道。(1)在a、b、c中，第一電離能由大到小排序?yàn)開_______(用元素符號表示)；基態(tài)e原子的價(jià)層電子排布式為________。(2)協(xié)作物e(ac)4在常溫下呈液態(tài)，易溶于四氯化碳、苯等有機(jī)溶劑。固態(tài)e(ac)4的晶體類型是________。已知(dab)2分子中含非極性鍵，分子中每個(gè)原子最外層都達(dá)到8個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，1mol(dab)2分子含σ鍵的數(shù)目為________。(3)寫出一種與dab－互為等電子體的分子________(填化學(xué)式)。aceq\o\al(2－,3)的中心原子雜化類型為________；dceq\o\al(2－,3)的空間構(gòu)型為________。(4)ec晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其晶胞參數(shù)為apm，列式計(jì)算該晶胞的密度為________g·cm－3(不必計(jì)算出結(jié)果，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)，晶胞中e粒子的配位數(shù)為________。(5)人工合成的ec晶胞存在缺陷，即陽離子有＋3、＋2價(jià)兩種。某人工合成的晶體樣品組成為e0.96c答案(1)N＞O＞C3d84s2(2)分子晶體5×6.02×1023(3)CO2(或N2O)sp2三角錐形(4)eq\f(3×1032,NAa3)6(5)1∶11解析短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)a原子核外有3個(gè)能級上容納電子且每個(gè)能級上電子數(shù)相等，a為C元素；c原子s能級電子總數(shù)與p能級電子數(shù)相等，c和d位于同主族且原子序數(shù)相差8，則c為O元素，d為S元素；則b為N元素；基態(tài)e原子的M層上有2個(gè)未成對電子且無空軌道，價(jià)電子排布為3s23p4或3d84s2，價(jià)電子排布為3s23p4時(shí)，為S元素，不符合題意，則e為Ni元素。(1)N原子的2p軌道為半充溢狀態(tài)，較為穩(wěn)定，第一電離能由大到小排序?yàn)镹＞O＞C，基態(tài)e原子的價(jià)層電子排布式為3d84s2。(2)協(xié)作物Ni(CO)4在常溫下呈液態(tài)，易溶于四氯化碳、苯等有機(jī)溶劑，固態(tài)時(shí)構(gòu)成分子晶體。已知(SCN)2分子中含非極性鍵，分子中每個(gè)原子最外層都達(dá)到8個(gè)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，(SCN)2的結(jié)構(gòu)為N≡C—S—S—C≡N，1mol(SCN)2分子含σ鍵的數(shù)目為5×6.02×1023。(3)與SCN－互為等電子體的分子有CO2(或N2O)，COeq\o\al(2－,3)中C的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(4＋2－2×3)＝3，雜化類型為sp2，SOeq\o\al(2－,3)中S的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋eq\f(1,2)(6＋2－2×3)＝4，孤電子對數(shù)為1，空間構(gòu)型為三角錐形。(4)晶胞中O2－離子數(shù)目為1＋12×eq\f(1,4)＝4，Ni2＋數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故晶胞質(zhì)量為4×eq\f(59＋16,NA)g，晶胞體積為(a×10－10cm)3，故晶胞密度為eq\f(\f(59＋16,NA)×4,a×10－103)g·cm－3＝eq\f(3×1032,NAa3)g·cm－3，以頂點(diǎn)Ni2＋探討，與之最近的O2－位于棱中間且關(guān)于Ni2＋對稱，故Ni2＋的配位數(shù)為6。(5)設(shè)1molNi0.96O中含Ni3＋xmol，Ni2＋為(0.96－x)mol，晶體呈電中性，可知3x＋2×(0.96－x)＝2×1，解得x＝0.08mol，故Ni2＋為(0.96－x)mol＝0.88mol，Ni3＋、Ni2＋的數(shù)目之比＝0.08∶0.88＝1∶11。2．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子?；卮鹣铝袉栴}：(1)b、c、d中第一電離能最大的是________(填元素符號)，e的價(jià)層電子軌道示意圖為________。(2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為________；分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是______________(填化學(xué)式，寫出兩種)。(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的酸是__________；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是________________(填化學(xué)式)。(4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，則e離子的電荷為________。(5)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。該化合物中，陰離子為________，陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有________；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是________，推斷理由是_________________。答案(1)N(2)sp3H2O2、N2H4(合理即可)(3)HNO2、HNO3H2SO3(4)＋1(5)SOeq\o\al(2－,4)共價(jià)鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱解析依據(jù)題意知，周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其電子層數(shù)相同，則a為氫元素；b的價(jià)電子層中的未成對電子有3個(gè)，則b為氮元素；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則c為氧元素；d與c同主族，則d為硫元素；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子，則e為銅元素。(1)依據(jù)上述分析，b、c、d分別為N、O、S，同周期主族元素由左向右第一電離能呈遞增趨勢，但當(dāng)元素的原子軌道呈全滿、全空、半充溢狀態(tài)時(shí)，較穩(wěn)定；同主族元素由上到下第一電離能漸漸減小，氮原子2p軌道為半充溢狀態(tài)，較穩(wěn)定，則N、O、S中第一電離能最大的是N。(2)a為氫元素，和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子為氨分子，中心原子的雜化方式為sp3；分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是H2O2、N2H4、C2H6等。(3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。(4)依據(jù)O和Cu形成的離子化合物的晶胞結(jié)構(gòu)推斷，該化合物的化學(xué)式為Cu2O，e離子的電荷為＋1。(5)依據(jù)題給信息知，這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)，為硫酸根離子；陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖2知，該化合物的化學(xué)式為[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4。3．現(xiàn)有某第四周期過渡金屬元素A，其基態(tài)原子有四個(gè)未成對電子，由此元素可構(gòu)成固體X。(1)區(qū)分固體X為晶體或非晶體的方法為________。若此固體結(jié)構(gòu)如圖甲、乙所示，則按甲虛線方向切乙得到的A～D圖中正確的是________。(2)寫出A的基態(tài)原子的電子排布式：____________，A2＋的價(jià)層電子排布圖是______________________。(3)A可與CO反應(yīng)生成A(CO)5，常壓下熔點(diǎn)為－20.3℃，沸點(diǎn)為103.6℃，試推想，該晶體類型是______________。(4)A可與另兩種元素B、C構(gòu)成某種化合物，B、C的外圍電子排布分別為3d104s1、3s23p4，其晶胞如圖所示，則其化學(xué)式為____________。該晶胞上下底面為正方形，側(cè)面與底面垂直，依據(jù)如圖中所示的數(shù)據(jù)列式計(jì)算該晶體的密度d＝____________g·cm－3(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)。答案(1)X射線衍射A(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(3)分子晶體(4)CuFeS24.32解析(1)依據(jù)題干信息可知元素A為Fe。甲中Fe位于頂點(diǎn)和體心，乙由8個(gè)甲組成，按甲虛線方向切乙形成的截面是長方形，則解除B、D，由于甲的體心含有1個(gè)Fe原子，則A圖符合題意。(4)依據(jù)B、C的外圍電子排布分別為3d104s1、3s23p4可推斷B為Cu、C為S。該晶胞中，F(xiàn)e原子有6個(gè)位于面上、4個(gè)位于棱上，個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,4)＋6×eq\f(1,2)＝4，Cu原子有4個(gè)位于面上、1個(gè)位于體內(nèi)、8個(gè)位于頂點(diǎn)，個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＋4×eq\f(1,2)＋1＝4，S原子數(shù)為8。晶體中N(Cu)∶N(Fe)∶N(S)＝4∶4∶8＝1∶1∶2，故該晶體的化學(xué)式為CuFeS2。晶胞質(zhì)量＝eq\f(64＋56＋32×2g·mol－1×4,6.02×1023mol－1)，晶胞體積＝(524×10－10cm)2×1030×10－10cm，故該晶體的密度d＝eq\f(\f(64＋56＋32×2g·mol－1×4,6.02×1023mol－1),524×10－10cm2×1030×10－10cm)≈4.32g·cm－3。4.已知A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素，A的周期數(shù)等于其主族序數(shù)，B原子的價(jià)電子排布為nsnnpn，D是地殼中含量最多的元素。E是第四周期p區(qū)的元素且最外層只有2對成對電子，F(xiàn)是29號元素。(1)B、C、D三元素第一電離能由大到小的依次為________(用元素符號表示)。(2)BDeq\o\al(2－,3)中心原子雜化軌道的類型為________雜化；CAeq\o\al(＋,4)的空間構(gòu)型為________。(3)基態(tài)E原子的價(jià)電子排布圖：______________。(4)1molBC－中含有π鍵的數(shù)目為________。(5)比較D、E元素最簡潔氫化物的沸點(diǎn)凹凸：__________________(用化學(xué)式表示)。(6)C、F兩元素形成的某化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，頂點(diǎn)為C原子。則該化合物的化學(xué)式是________________，C原子的配位數(shù)是________。若相鄰C原子和F原子間的距離為acm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶體的密度為________g/cm3(用含a、NA的符號表示)。答案(1)N＞O＞C(2)sp2正四面體(3)(4)2NA(5)H2O＞H2Se(6)Cu3N6eq\f(103,4a3NA)解析依據(jù)題給信息，A、B、C、D是原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素，A的周期數(shù)等于其主族序數(shù)，B原子的價(jià)電子排布為nsnnpn，D是地殼中含量最多的元素，則A為H，B為碳，D為氧，則C為氮元素，E是第四周期的p區(qū)元素且最外層只有2對成對電子，則E為Se，F(xiàn)元素的原子序數(shù)為29，F(xiàn)為銅。則(1)同周期主族元素自左向右第一電離能呈增大趨勢，但N元素的2p軌道電子處于半充溢狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，第一電離能大于氧元素，則B、C、D三元素第一電離能由大到小的依次為N＞O＞C。(2)COeq\o\al(2－,3)中心原子碳原子的價(jià)層電子對數(shù)＝3＋eq\f(4＋2－2×3,2)＝3，因此其雜化軌道的類型為sp2雜化；NHeq\o\al(＋,4)的空間構(gòu)型為正四面體。(3)Se的原子序數(shù)是34，則依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)Se原子的價(jià)電子排布圖為。(4)CN－中C、N間為C≡N,1molCN－中含有π鍵的數(shù)目為2NA。(5)水分子間存在氫鍵，則氫化物沸點(diǎn)為H2O＞H2Se。(6)依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知灰球是Cu，其個(gè)數(shù)是12×eq\f(1,4)＝3，白球是N，其個(gè)數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，所以化合物的化學(xué)式Cu3N；依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析，與N3－等距且最近的Cu＋有6個(gè)，其配位數(shù)是6。晶胞的體積是V＝(2a)3cm3，質(zhì)量為eq\f(206,NA)g，故密度為eq\f(103,4a3NA)g/cm3。5．W、X、Y、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等；W是形成有機(jī)物種類最多的元素；R2＋的3d軌道中有9個(gè)電子。請回答：(1)Y基態(tài)原子的電子排布式是________；Y和W形成的三原子分子是________分子(填“極性”或“非極性”)。(2)X與氫元素形成的化合物XH3的中心原子雜化軌道類型為________雜化，XYeq\o\al(－,2)的立體構(gòu)型是________。(3)Z所在周期中第一電離能最大的主族元素Q名稱為________。比較沸點(diǎn)凹凸：XY2________ZY(填“>”“<”或“＝”)。(4)Z與某元素形成的化合物的晶胞如左下圖所示，晶胞中陰離子與陽離子的個(gè)數(shù)比是________。(5)R晶胞結(jié)構(gòu)如右上圖所示，R晶體中每個(gè)R原子四周距離最近的R原子數(shù)目為________。答案(1)1s22s22p4非極性(2)sp3V形(3)氯<(4)2∶1(5)12解析分子式為XY2的紅棕色氣體為NO2且X與氫可形成XH3，則X為N元素，Y為O元素，M層與K層電子數(shù)相等的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s2，則Z為Mg元素，＋2價(jià)離子的3d軌道上有9個(gè)電子的原子的外圍電子排布為3d104s1，則R為Cu元素，W是形成有機(jī)物種類最多的元素，則W為C元素。(1)依據(jù)上述推斷，Y為O元素，O元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4；Y和W分別為O、C，O、C形成的三原子分子是CO2，CO2的結(jié)構(gòu)式為eq\a\vs4\al(O)eq\a\vs4\al(C)eq\a\vs4\al(O)，該分子正負(fù)電荷重心重疊，是非極性分子。(2)X為N元素，N元素與氫元素形成化合物NH3，依據(jù)價(jià)層電子對互斥理論可知，在NH3分子中，價(jià)層電子對數(shù)為3＋(5－1×3)÷2＝4，所以中心原子雜化軌道類型為sp3雜化；XYeq\o\al(－,2)為NOeq\o\al(－,2)，中心原子氮原子價(jià)層電子對數(shù)為2＋eq\f(5＋1－2×2,2)＝3，雜化軌道類型為sp2雜化，其中一個(gè)雜化軌道中容納有1對孤對電子，所以NOeq\o\al(－,2)的立體構(gòu)型是V形。(3)依據(jù)上述推斷，Z為Mg元素，位于第三周期，同周期主族元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，所以Mg所在周期中第一電離能最大的主族元素Q名稱為氯；XY2為NO2，ZY為MgO，常溫常壓下，NO2是氣體，而MgO是固體，所以沸點(diǎn)凹凸：NO2＜MgO。(4)由晶胞結(jié)構(gòu)可看出，陽離子位于頂點(diǎn)和體心，陽離子個(gè)數(shù)＝eq\f(1,8)×8＋1＝2個(gè)，陰離子位于面上和體內(nèi)，陰離子個(gè)數(shù)＝eq\f(1,2)×4＋2＝4個(gè)，陰離子與陽離子個(gè)數(shù)比為2∶1。(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，處于頂點(diǎn)上的粒子，離它最近的粒子位于面心上，則R晶體中每個(gè)R原子四周距離最近的R原子數(shù)目為3×8÷2＝12。6．X、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大。X是全部元素中原子半徑最小的，Y有三個(gè)能級，且每個(gè)能級上的電子數(shù)相等，Z原子的未成對電子數(shù)在同周期元素中最多，W形成的單質(zhì)是空氣的主要成分之一，R與Y同一主族，Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)。請回答下列問題：(1)Q＋核外電子排布式為_________________。(2)化合物YX4中Y的雜化方式為________________，ZWeq\o\al(－,3)的立體構(gòu)型是________。(3)Y、R的最高價(jià)氧化物的沸點(diǎn)較高的是________(填化學(xué)式)，緣由是______________________________________________________________。(4)Q元素可形成一種化合物[Q(NH3)4]SO4，該物質(zhì)中所含化學(xué)鍵有________________。(5)Y有多種同素異形體，其中一種同素異形體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，該晶體一個(gè)晶胞中Y原子數(shù)為________，Y原子的配位數(shù)為________，若晶胞的邊長為apm，晶體的密度為ρg/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為_________(用含a和ρ的代數(shù)式表示)。答案(1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10(2)sp3平面三角形(3)SiO2SiO2為原子晶體，CO2為分子晶體(4)配位鍵、極性共價(jià)鍵、離子鍵(5)84eq\f(9.6×1031,ρa(bǔ)3)解析X、Y、Z、W、R、Q為前30號元素，且原子序數(shù)依次增大，X是全部元素中原子半徑最小的，則X為H元素；Y有三個(gè)能級，且每個(gè)能級上的電子數(shù)相等，核外電子排布為1s22s22p2，故Y為C元素；R與Y同一主族，結(jié)合原子序數(shù)可知，R為Si，而Z原子單電子數(shù)在同周期元素中最多，則外圍電子排布為ns2np3，原子序數(shù)小于Si，故Z為N元素；W形成的單質(zhì)是空氣的主要成分之一，則W為O元素；Q的最外層只有一個(gè)電子，其他電子層電子均處于飽和狀態(tài)，不行能為短周期元素，原子序數(shù)小于30，故核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，則Q為Cu元素。(1)Cu＋核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)化合物CH4中C實(shí)行sp3雜化，NOeq\o\al(－,3)中N原子孤電子對數(shù)為eq\f(1,2)×(5＋1－3×2)＝0、價(jià)層電子對數(shù)為3＋0＝3，故其立體構(gòu)型是平面三角形。(5)該晶體一個(gè)晶胞中Y原子數(shù)為：4＋8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝8；每個(gè)Y與四周的4個(gè)Y原子相鄰，故Y原子的配位數(shù)為4；若晶胞的邊長為apm，則晶胞體積為(a×10－10)3cm3，晶體的密度為ρg/cm3，則晶胞質(zhì)量為(a×10－10)3cm3×ρg/cm3＝ρa(bǔ)3×10－30g，則8×eq\f(12,NA)g＝ρa(bǔ)3×10－30g，故NA＝eq\f(9.6×1031,ρa(bǔ)3)。7．硒(Se)是一種有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多種化合物。(1)基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布圖為______________。(2)鍺、砷、硒的第一電離能大小排序?yàn)開___________(用元素符號表示)。(3)SeOeq\o\al(2－,3)的中心原子雜化類型是________；SeOeq\o\al(2－,3)的立體構(gòu)型是________；與SeOeq\o\al(2－,4)互為等電子體的分子有________(寫一種物質(zhì)的化學(xué)式即可)。(4)H2Se屬于________分子(填“極性”或“非極性”)；比較H2O、H2Se的沸點(diǎn)凹凸：H2O________H2Se(填“＞”“＜”或“＝”)，其緣由是__________________________。單質(zhì)硒的熔點(diǎn)為217℃，它屬于________晶體。(5)硒化鋅是一種重要的半導(dǎo)體材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中硒原子的配位數(shù)為________；若該晶胞密度為ρg·cm－3，硒化鋅的摩爾質(zhì)量為Mg·mol－1。NA代表阿伏加德羅常數(shù)，則晶胞參數(shù)a為________pm。答案(1)(2)As＞Se＞Ge(3)sp3三角錐形CCl4(或SiF4)(4)極性＞水分子之間有氫鍵分子(5)4eq\r(3,\f(4M,NA·ρ))×1010解析(1)硒為34號元素，硒的價(jià)層電子排布式為4s24p4，價(jià)層電子排布圖為。(2)同一周期中，主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以Ge、As、Se三種元素的第一電離能的大小依次是：As＞Se＞Ge。(3)SeOeq\o\al(2－,3)的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(6＋2－2×3)＝4，所以Se雜化方式為sp3雜化，SeOeq\o\al(2－,3)的中心原子Se的孤電子對數(shù)為eq\f(1,2)×(6＋2－2×3)＝1，所以SeOeq\o\al(2－,3)的立體構(gòu)型是三角錐形，等電子體是指價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)都相等的微粒，與SeOeq\o\al(2－,4)互為等電子體的分子有CCl4(或SiF4)。(4)H2Se分子中有孤電子對，所以H2Se屬于極性分子；水分子間存在氫鍵，所以水的沸點(diǎn)高于H2Se的沸點(diǎn)；單質(zhì)硒的熔點(diǎn)為217℃，比較低，屬于分子晶體。(5)依據(jù)硒化鋅晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，每個(gè)鋅原子四周有4個(gè)硒原子，每個(gè)硒原子四周也有4個(gè)鋅原子，所以硒原子的配位數(shù)為4，該晶胞中含有硒原子數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含有鋅原子數(shù)為4，依據(jù)ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4M,NA),V)，所以V＝eq\f(4M,ρNA)，則晶胞的邊長為eq\r(3,\f(4M,ρNA))cm＝eq\r(3,\f(4M,ρNA))×1010pm。8．鈦呈銀白色，因它堅(jiān)硬、強(qiáng)度大、耐熱、密度小，被稱為高技術(shù)金屬。目前生產(chǎn)鈦采納氯化法，即將金紅石或鈦鐵礦與焦炭混合，通入氯氣并加熱制得TiCl4：2FeTiO3＋7Cl2＋6Ceq\o(=,\s\up15(1173K))2TiCl4＋2FeCl3＋6CO；TiO2＋2Cl2＋2Ceq\o(=,\s\up15(1173K))TiCl4＋2CO將TiCl4蒸餾并提純，在氬氣愛護(hù)下與鎂共熱得到鈦：TiCl4＋2Mgeq\o(=,\s\up15(1220～1420K))Ti＋2MgCl2MgCl2和過量Mg用稀鹽酸溶解后得海綿狀鈦，再在真空熔化鑄成鈦錠。請回答下列問題：(1)基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為_____________。(2)與CO互為等電子體的離子為__________________(填化學(xué)式)。(3)在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，碳原子實(shí)行sp雜化的分子有________。(4)TiCl4在常溫下是無色液體，在水或潮濕空氣中易水解而冒白霧。則TiCl4屬于________晶體。(5)與鈦同周期的另一種元素鈷(Co)可形成分子式均為Co(NH3)5BrSO4的兩種協(xié)作物，其中一種化學(xué)式為[Co(NH3)5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液時(shí)，現(xiàn)象是________；往另一種協(xié)作物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí)，無明顯現(xiàn)象，若加入AgNO3溶液時(shí)，產(chǎn)生淡黃色沉淀，則其次種協(xié)作物的化學(xué)式為______________。(6)在自然界中TiO2有金紅石、板鈦礦、銳鈦礦三種晶型，其中金紅石的晶胞如下圖所示，則其中Ti4＋的配位數(shù)為________________。答案(1)3d24s2(2)CN－(或NO＋、Ceq\o\al(2－,2))(3)CO2(4)分子(5)產(chǎn)生白色沉淀[Co(NH3)5SO4]Br(6)6解析(1)鈦為22號元素，基態(tài)電子排布式為：[Ar]3d24s2，則基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為3d24s2。(2)CO為雙原子分子，價(jià)電子總數(shù)為10，則CO的等電子體為離子的是：CN－(或NO＋、Ceq\o\al(2－,2))。(3)在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，碳原子均無孤對電子，σ鍵數(shù)分別為4、3、2、3，所以碳原子的雜化方式分別為sp3、sp2、sp、sp2雜化。(4)因TiCl4在常溫下是無色液體，說明熔點(diǎn)低，由此可推斷TiCl4是由共價(jià)鍵結(jié)合的分子，晶體類型屬于分子晶體。(5)由[Co(NH3)5Br]SO4可知，硫酸根離子為協(xié)作物的外界，在水溶液中以離子形式存在，所以會與鋇離子結(jié)合成白色沉淀；加入BaCl2溶液時(shí)，無明顯現(xiàn)象，說明硫酸根離子在內(nèi)界，若加入AgNO3溶液時(shí)，產(chǎn)生淡黃色沉淀，說明溴離子在外界，因此另一協(xié)作物的化學(xué)式為[Co(NH3)5SO4]Br。(6)視察晶胞結(jié)構(gòu)，可知每個(gè)鈦四周距離最近的氧原子有6個(gè)，即鈦的配位數(shù)為6。9．空氣質(zhì)量凹凸干脆影響著人類的生產(chǎn)和生活，它越來越受到人們的關(guān)注。被污染的空氣中雜質(zhì)的成分有多種，其中計(jì)入《空氣質(zhì)量日報(bào)》空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目有SO2、CO、NO2、O3和可吸入顆粒物等。請回答下列問題：(1)S、N、O的第一電離能由大到小的依次為________。(2)血紅蛋白中含有Fe2＋，CO易與血紅蛋白結(jié)合成穩(wěn)定的協(xié)作物而使人中毒。①寫出亞鐵離子的基態(tài)電子排布式：________。②CO有多種等電子體，其中常見的一種為________。(3)SO2是一種大氣污染物，為減輕SO2污染，火力發(fā)電廠生產(chǎn)中常在燃煤中加入CaO以“固硫”。CaO晶胞如右圖所示，其中Ca2＋的配位數(shù)為________，CaO晶體和NaCl晶體中離子排列方式相同，其晶格能分別為CaO：3401kJ/mol、NaCl：786kJ/mol。CaO晶體的熔點(diǎn)________NaCl晶體的熔點(diǎn)(填“高于”“等于”或“低于”)。(4)隨著人們生活質(zhì)量的提高，不僅室外的環(huán)境平安為人們所重視，室內(nèi)的環(huán)境平安和食品平安也越來越為人們所關(guān)注。甲醛是室內(nèi)主要空氣污染物之一(其沸點(diǎn)是－19.5℃)，甲醇是“假酒”中的主要有害物質(zhì)(其沸點(diǎn)是64.65℃)，甲醇的沸點(diǎn)明顯高于甲醛的主要緣由是________________________________________。答案(1)N＞O＞S(2)①[Ar]3d6②N2(3)6高于(4)甲醇分子間存在氫鍵，而甲醛沒有解析(1)同一周期中，ⅤA族元素原子的p軌道由于具有半充溢狀態(tài)，故不易失去電子，即第一電離能比同周期相鄰元素要大。同主族元素，從上至下，半徑遞增，原子核對外層電子的吸引實(shí)力減弱，即第一電離能遞減，所以S、N、O的第一電離能由大到小的依次為N＞O＞S。(2)①鐵為26號元素，原子的電子排布式為[Ar]3d64s2，F(xiàn)e2＋排布式為[Ar]3d6。(3)Ca2＋配位數(shù)即是指四周最近的陰離子數(shù)，從晶胞圖不難發(fā)覺，白球的四周存在上、下、左、右、前和后六種黑球，即配位數(shù)是6。晶格能越大，即表示離子間的作用力越強(qiáng)，則熔、沸點(diǎn)也越高，所以氧化鈣的熔點(diǎn)高于氯化鈉。10．氧族元素是指位于元素周期表第16列的元素，包括氧、硫、硒(Se)、碲(Te)、釙(Po)、(Lv)六種元素。請回答下列問題：(1)與氧同周期的相鄰元素中，第一電離能由大到小的依次為________。(2)臭鼬排放的臭氣主要成分為3-MBT(3-甲基-2-丁烯硫醇)結(jié)構(gòu)如下圖。1mol3-MBT中含有σ鍵數(shù)目為__________(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。沸點(diǎn)：3-MBT__________(CH3)2C=CHCH2(3)S有＋4和＋6兩種價(jià)態(tài)的氧化物。①下列關(guān)于氣態(tài)SO3和SO2的說法中正確的是______(填選項(xiàng)字母)。A．中心原子的價(jià)層電子對數(shù)目相等B．都是極性分子C．中心原子的孤對電子數(shù)目相等D．都含有極性鍵②SO3分子的空間構(gòu)型為________，與其互為等電子體的陰離子為________(舉一例)。將純液態(tài)SO3冷卻到289.8K時(shí)凝固得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如圖，此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是________。(4)元素X與硒同周期，X元素原子核外未成對電子數(shù)最多，X為________(填元素符號)，X的基態(tài)原子的電子排布式為________。(5)單質(zhì)釙是由________鍵形成的晶體；若已知釙的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，原子半徑為rpm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則釙晶體的密度的表達(dá)式為________g/cm3。答案(1)F>N>O(2)15NA低于(CH3)2C=CHCH2(3)①AD②平面三角形NOeq\o\al(－,3)或COeq\o\al(2－,3)sp3(4)Cr1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)(5)金屬eq\f(1030M,8r3NA)解析(3)①A項(xiàng)中心原子的價(jià)層電子對數(shù)目相等，均是3對，A正確；B項(xiàng)SO2是極性分子，三氧化硫是平面三角形，結(jié)構(gòu)對稱，為非極性分子，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中心原子的孤對電子數(shù)目不相等，SO2含有一對，SO3沒有，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)都含有極性鍵，D正確，答案選A、D。②SO3分子的空間構(gòu)型為平面三角形，價(jià)電子總數(shù)和原子總數(shù)分別都相等的是等電子體，則與其互為等電子體的陰離子為NOeq\o\al(－,3)或COeq\o\al(2－,3)。固態(tài)SO3中S原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，則其雜化軌道類型是sp3。(4)元素X與硒同周期，X元素原子核外未成對電子數(shù)最多，X為24號元素Cr，Cr的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。(5)單質(zhì)釙是由金屬鍵形成的晶體，屬于簡潔立方積累，一個(gè)晶胞中含有1個(gè)原子。假如原子半徑為rpm，則晶胞的邊長是2rpm，則釙晶體的密度的表達(dá)式為eq\f(M,NA×2r×10－103)g/cm3＝eq\f(1030M,8r3NA)g/cm3。11．微量元素硼和鎂對植物的葉的生長和人體骨骼的健康有著非常重要的作用。(1)寫出基態(tài)B原子的軌道表達(dá)式：______________。(2)三價(jià)B易形成配離子，如[B(OH)4]－、[BH4]－等。[B(OH)4]－的結(jié)構(gòu)式為______________(標(biāo)出配位鍵)，其中心原子的雜化方式為________，寫出[BH4]－的兩種等電子體：________。(3)圖甲表示多硼酸根的一種無限長的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，其化學(xué)式可表示為________(以n表示硼原子的個(gè)數(shù))。(4)硼酸晶體是片層結(jié)構(gòu)，圖乙表示的是其中一層的結(jié)構(gòu)。層間存在的作用力有________；硼酸晶體在冷水中溶解度很小，但在熱水中較大，緣由是____________________________________。(5)三氯化硼的熔點(diǎn)比氯化鎂的熔點(diǎn)低，緣由是_________________________。(6)鎂屬六方最密積累(圖丙)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖丁所示，若鎂原子半徑為apm，則鎂晶體的密度為______________(用含a的代數(shù)式表示)g/cm3。答案(1)(2)sp3CH4、NHeq\o\al(＋,4)(其他合理答案也可)(3)(BO2)eq\o\al(n－,n)(4)氫鍵、范德華力晶體中硼酸分子間以氫鍵締合在一起，難以溶解；加熱時(shí)，晶體中部分氫鍵被破壞，溶解度增大(5)三氯化硼為分子晶體，而氯化鎂為離子晶體，范德華力比離子鍵弱(6)eq\f(3\r(2),NAa3×10－30)解析(1)B的原子序數(shù)是5，基態(tài)B原子核外電子排布式為1s22s22p1，所以軌道表達(dá)式為。(2)B為缺電子原子，有空軌道，因此三價(jià)B易形成配離子，在[B(OH)4]－中氧原子供應(yīng)孤對電子，則[B(OH)4]－的結(jié)構(gòu)式為－。B的價(jià)層電子對數(shù)是4，則其中心原子的雜化方式為sp3。原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)分別都相等的是等電子體，書寫等電子體可采納同周期左右代換，同主族上下替換的方法，則[BH4]－的兩種等電子體可以是CH4、NHeq\o\al(＋,4)。(3)從圖甲可看出，每個(gè)單元都有一個(gè)B，有一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別為2個(gè)單元共用，所以原子個(gè)數(shù)為B∶O＝1∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1＋2×\f(1,2)))＝1∶2，結(jié)合B為＋3價(jià)，可得化學(xué)式為(BO2)eq\o\al(n－,n)。(4)視察圖乙，層狀結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵有氧氫鍵、氧硼鍵，氧原子能與四周其他單元結(jié)構(gòu)中氧氫鍵的氫元素形成氫鍵，而分子晶體內(nèi)肯定存在范德華力，因此層間存在的作用力有氫鍵、范德華力。(6)鎂屬六方最密積累，視察晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個(gè)晶胞涉及9個(gè)原子，分3層，平行六面體的每個(gè)頂角有一個(gè)，晶胞內(nèi)部還有一個(gè)。所以每個(gè)晶胞內(nèi)鎂原子個(gè)數(shù)為4×eq\f(1,12)＋4×eq\f(1,6)＋1＝2，視察圖丁，可知該晶胞的高為虛線形成的正四面體高的兩倍，若鎂原子半徑為apm，則正四面體的棱長為2apm，則其高為eq\f(2\r(6),3)apm，則晶胞的高為eq\f(4\r(6),3)apm，平行六面體的底是平行四邊形，底面積是2a×2asin60°pm2＝2eq\r(3)a2pm2，則晶胞體積是8eq\r(2)a3×10－30cm3，則鎂晶體的密度為eq\f(2×24,NA×8\r(2)a3×10－30)g/cm3＝eq\f(3\r(2),NAa3×10－30)g/cm3。12．砷的一些化合物常用作半導(dǎo)體、除草劑、殺鼠藥等?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)As原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個(gè)未成對電子。(2)鎵氮砷合金材料的太陽能電池效率達(dá)40%。Ga、N、As電負(fù)性由大至小的依次是______________。(3)As4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，其中As原子的雜化方式為________，1molAs4O6含有σ鍵的物質(zhì)的量為________mol。(4)As與N是