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查補(bǔ)易混易錯(cuò)18物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
&I高考直擊/
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的常見題型為綜合題,常以元素推斷或某一主題兩種方式引入,考查學(xué)生的歸納推理能力、
信息遷移能力以及綜合應(yīng)用能力。物質(zhì)結(jié)構(gòu)包括原子結(jié)構(gòu)(原子核外電子排布、原子的雜化方式、元素電負(fù)
性大小比較、元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱)、分子結(jié)構(gòu)(化學(xué)鍵、分子的電子式、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式的書寫、
化學(xué)式的種類、官能團(tuán)等)、晶體結(jié)構(gòu)(晶體類型的判斷、物質(zhì)熔沸點(diǎn)的高低、影響因素、晶體的密度、均攤
方法的應(yīng)用等)。
血1易混易錯(cuò)歸納/
易錯(cuò)01原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在高考中常見的命題角度有原子核外電子的排布規(guī)律及其表示方法、原子結(jié)構(gòu)與元素電離
能和電負(fù)性的關(guān)系及其應(yīng)用。在高考試題中,各考查點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立,難度不大。試題側(cè)重原子核外電子排布
式或軌道表示式,未成對(duì)電子數(shù)判斷,電負(fù)性、電離能、原子半徑和元素金屬性與非金屬性比較的考查。
高考中考查點(diǎn)主要集中在電子排布的書寫及電離能、電負(fù)性大小比較上,所以在書寫基態(tài)原子電子排布時(shí),
應(yīng)避免違反能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則及特例;還需注意同能級(jí)的軌道半充滿、全充滿或全空狀
態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定如Cr:3d54s\Mn:3d54s2、Cu:3d104s\Zn:3d'°4s2;另外需理解電離能與金屬性及金
屬元素價(jià)態(tài)的關(guān)系,電負(fù)性與非金屬性及組成化合物所形成的化學(xué)鍵的關(guān)系。
易錯(cuò)02分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在高考中的常見命題角度有圍繞某物質(zhì)判斷共價(jià)鍵的類型和數(shù)目,分子的極性、中心原子
的雜化方式,微粒的立體構(gòu)型,氫鍵的形成及對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)影響等,考查角度較多,但各個(gè)角度獨(dú)立性大,
難度不大。試題側(cè)重微粒構(gòu)型、雜化方式、中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、配位原子判斷與配位數(shù)、化學(xué)鍵類
型、分子間作用力與氫鍵、分子極性的考查。常考點(diǎn)有對(duì)0鍵和兀鍵判斷,要掌握好方法;雜化軌道的判
斷,要理解常見物質(zhì)的雜化方式;通過三種作用力對(duì)性質(zhì)的影響解釋相關(guān)現(xiàn)象及結(jié)論。注意以下三個(gè)誤區(qū):
不要誤認(rèn)為分子的穩(wěn)定性與分子間作用力和氫鍵有關(guān),其實(shí)分子的穩(wěn)定性與共價(jià)鍵的強(qiáng)弱有關(guān);不要誤認(rèn)
為組成相似的分子,中心原子的雜化類型相同,關(guān)鍵是要看其◎鍵和孤電子對(duì)數(shù)是否相同。如BCb中B原
子為sp2雜化,NCb中N原子為sp3雜化;不要誤認(rèn)為只要含有氫鍵物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就高,其實(shí)不一定,分
子間的氫鍵會(huì)使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高,而分子內(nèi)氫鍵一般會(huì)使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低。
易錯(cuò)03晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)在高考中常見的命題角度有晶體的類型、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,晶體熔沸點(diǎn)高低的比較,配
位數(shù)、晶胞模型分析及有關(guān)計(jì)算等是物質(zhì)結(jié)構(gòu)選考模塊的必考點(diǎn)。試題側(cè)重晶體類型判斷、物質(zhì)熔沸點(diǎn)的
比較與原因、晶胞中微粒數(shù)的判斷、配位數(shù)、晶胞密度計(jì)算、晶胞參數(shù)、空間利用率計(jì)算的考查。物質(zhì)結(jié)
構(gòu)與性質(zhì)的難點(diǎn)就是涉及到晶胞特點(diǎn)的計(jì)算類題目,涉及有關(guān)晶胞的計(jì)算時(shí),注意單位的換算。如面心立
方晶胞與體心立方晶胞的配位數(shù)不同;晶胞參數(shù)給定單位是nm或pm時(shí),忽略換算成cm。
&I好題演練/
1.(2023?浙江?高考真題)硅材料在生活中占有重要地位。請回答:
⑴Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為,分子中氮原子的雜化軌道類型是
Si(NH2)4受熱分解生成SisN,和NH3,其受熱不穩(wěn)定的原因是o
⑵由硅原子核形成的三種微粒,電子排布式分別為:①[Ne]3s23P2、②[Ne]3s23,、③[Ne]3s23Pzs,,有關(guān)
這些微粒的敘述,正確的是。
A.微粒半徑:③②
B.電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是:①②
C.電離一個(gè)電子所需最低能量:①,②〉③
D.得電子能力:①〉②
(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是,該化合物的化學(xué)式為
2.(2022?北京?高考真題)工業(yè)中可利用生產(chǎn)鈦白的副產(chǎn)物FeSC)4.7H2O和硫鐵礦(FeS?)聯(lián)合制備鐵精粉
(Fe*Oy)和硫酸,實(shí)現(xiàn)能源及資源的有效利用。
(DFeSOd/H?。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。
②HQ中O和SO:中S均為sp3雜化,比較H?O中H—O—H鍵角和SO:中O—S—O鍵角的大小并解釋原
因
③FeSO/H?。中H?O與Fe?+、HQ與SO:的作用力類型分別是
(2)FeS?晶體的晶胞形狀為立方體,邊長為anm,結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2
①距離F/+最近的陰離子有個(gè)。
②FeS2的摩爾質(zhì)量為120g-mo『,阿伏加德羅常數(shù)為NA。
39
該晶體的密度為g-cmo(lnm=10m)
(3)FeSC)4?7H2O加熱脫水后生成FeSO/HZ。,再與FeS?在氧氣中摻燒可聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸。
FeSOjHQ分解和FeS2在氧氣中燃燒的能量示意圖如圖3。利用FeS?作為FeSO^H?。分解的燃料,從能源
及資源利用的角度說明該工藝的優(yōu)點(diǎn)o
4FeS2(s)+1102(g)
Fe2O3(s)+SO2(g)
+SO3(g)+2H2O(g)
A//
控2
2Fe2O3(s)+8SO2(g)
圖3
3.(2022.海南.統(tǒng)考高考真題)以C”。、ZnO等半導(dǎo)體材料制作的傳感器和芯片具有能耗低、效率高的優(yōu)勢。
回答問題:
(1)基態(tài)O原子的電子排布式______,其中未成對(duì)電子有個(gè)。
(2)Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性,從金屬鍵的理論看,原因是o
(3)麟菁的銅、鋅配合物在光電傳感器方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。麟菁分子結(jié)構(gòu)如下圖,分子中所有原子共
O
II
平面,所有N原子的雜化軌道類型相同,均采取雜化。鄰苯二甲酸酎和鄰苯二甲酰亞
O
0
胺、H)都是合成醐菁的原料,后者熔點(diǎn)高于前者,主要原因是o
(4)金屬Zn能溶于氨水,生成以氨為配體,配位數(shù)為4的配離子,Zn與氨水反應(yīng)的離子方程式為。
(5)ZnO晶體中部分O原子被N原子替代后可以改善半導(dǎo)體的性能,Zn-N鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù)小于Zn-0
鍵,原因是O
(6)下圖為某ZnO晶胞示意圖,下圖是若干晶胞無隙并置而成的底面O原子排列局部平面圖。口abed為所取
晶胞的下底面,為銳角等于60。的菱形,以此為參考,用給出的字母表示出與所取晶胞相鄰的兩個(gè)晶胞的底
面_______
4.(2022?河北?統(tǒng)考高考真題)含Cu、Zn、Sn及S的四元半導(dǎo)體化合物(簡寫為CZTS),是一種低價(jià)、無污
染的綠色環(huán)保型光伏材料,可應(yīng)用于薄膜太陽能電池領(lǐng)域?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)S原子的價(jià)電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為
(2)Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是,原因是
(3)SnCl"勺幾何構(gòu)型為,其中心離子雜化方式為
(4)將含有未成對(duì)電子的物質(zhì)置于外磁場中,會(huì)使磁場強(qiáng)度增大,稱其為順磁性物質(zhì),下列物質(zhì)中,屬于順
磁性物質(zhì)的是(填標(biāo)號(hào))o
A.[Cu(NH3)2]dB.[CU(NH3)JS04C.[Zn(NH3)JsO4D.Na2[Zn(OH)4]
(5)如圖是硫的四種含氧酸根的結(jié)構(gòu):
2-O2-
oO—
)—
l—
s
s/-S
-—
/\\\
O。
IO
OOO/OlO
A
O)O2-
—
—
SS
/\
Z\—
O—SSO
O-O
CD
根據(jù)組成和結(jié)構(gòu)推斷,能在酸性溶液中將Ml?+轉(zhuǎn)化為MnO[的是(填標(biāo)號(hào))。理由是=
5.(2022?湖南?高考真題)鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素,且在醫(yī)藥、催化、材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)
用,回答下列問題:
(1)乙烷硒琳(Ethaselen)是一種抗癌新藥,其結(jié)構(gòu)式如下:
①基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar];
②該新藥分子中有種不同化學(xué)環(huán)境的C原子;
③比較鍵角大小:氣態(tài)SeC>3分子SeOj離子(填,或"="),原因是
(2)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑。富馬酸分子的結(jié)構(gòu)模型如圖所示:
①富馬酸分子中。鍵與兀鍵的數(shù)目比為;
②富馬酸亞鐵中各元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤?/p>
(3)科學(xué)家近期合成了一種固氮酶模型配合物,該物質(zhì)可以在溫和條件下直接活化H2,將NA轉(zhuǎn)化為NH1,
反應(yīng)過程如圖所示:
①產(chǎn)物中N原子的雜化軌道類型為;
②與NH2互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。
(4)鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示:
①該超導(dǎo)材料的最簡化學(xué)式為
②Fe原子的配位數(shù)為
③該晶胞參數(shù)a=b=O.4nm、c=1.4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為g-cnT,(列出
計(jì)算式)。
6.(2022?廣東?高考真題)硒(Se)是人體必需微量元素之一,含硒化合物在材料和藥物領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
自我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)效應(yīng)以來,AIE在發(fā)光材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。一種含
Se的新型AIE分子IV的合成路線如下:
(l)Se與S同族,基態(tài)硒原子價(jià)電子排布式為
(2)H2Se的沸點(diǎn)低于HQ,其原因是。
(3)關(guān)于i~in三種反應(yīng)物,下列說法正確的有
A.I中僅有。鍵
B.I中的Se-Se鍵為非極性共價(jià)鍵
C.H易溶于水
D.II中原子的雜化軌道類型只有sp與sp?
E.I-HI含有的元素中,O電負(fù)性最大
(4)IV中具有孤對(duì)電子的原子有?
⑸硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為H2SeO4凡SeC>3(填“〉”或“<”)。研究發(fā)現(xiàn),給小鼠喂食適量硒酸鈉
(Na2SeO4)可減輕重金屬銘引起的中毒。SeOj的立體構(gòu)型為
(6)我國科學(xué)家發(fā)展了一種理論計(jì)算方法,可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測其熱電性能,該方法有助于加速
新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程?;衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,沿X、
y、Z軸方向的投影均為圖2。
①X的化學(xué)式為
②設(shè)X的最簡式的式量為M,,晶體密度為夕g-cm-3,則X中相鄰K之間的最短距離為nm(列出計(jì)
算式,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
7.(2023?山東濟(jì)寧?統(tǒng)考二模)第niA元素硼及其化合物在能源、材料、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
回答下列問題:
(1)基態(tài)B原子價(jià)層電子的軌道表示式:=
(2)已知:BC§有空軌道,可以與H?。分子形成配位鍵,同時(shí)使原有的鍵削弱、斷裂,從而發(fā)生水解。
①下列鹵化物不易發(fā)生水解的是o
A.CC14B.SiCl4C.PC13D.A1C13
②寫出BC13水解的化學(xué)方程式___________o
③寫出B(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式?
(3)硼砂的陰離子的結(jié)構(gòu)如圖1,Imol該離子中有個(gè)硼氧四面體,含有配位鍵數(shù)目為
其中硼原子的雜化軌道類型為。
H
O
I
oBo
I-\
HO-B,O
I/B-OH
OB-O
I
O
H
冬1
(4)硼化鎂在39K溫度下具有超導(dǎo)性,硼原子和鎂原子分層排布,一層硼一層鎂相間,部分原子沿垂直片層
方向投影如圖2,則硼化鎂的化學(xué)式為。
圖2
8.(2023?福建?校聯(lián)考三模)乙二胺四乙酸鐵鈉可用于感光材料沖洗藥品及漂白劑,化學(xué)式為C|。H|2FeN2NaO8;
工業(yè)上可用EDTA與FeCh、NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行制備,合成路線如下:
HOOCH2CX/CH2COOH
FeCl3
)NCH2CH2N
HOOCHCXNaOH
2、CHCOOH
2
EDTANa[FeEDTA]
回答下列問題:
(1)基態(tài)氯原子的價(jià)層電子排布圖為。
(2)下列氮原子能量最高的是(填標(biāo)號(hào))。
A.Is12sl2P5B.Is22s22P3C.142s22P4D.Is22sl2P4
(3)EDTA的組成元素中C、N、0的第一電離能由大到小順序?yàn)?填元素符號(hào))。碳原子的雜化軌
道類型為。
(4)NH3中N—H鍵的鍵角小于CH4中C—H鍵的鍵角,其原因?yàn)椤?/p>
(5)某種Fe、N組成的磁性化合物的結(jié)構(gòu)如圖1所示,N隨機(jī)排列在Fe構(gòu)成的正八面體的空隙中。該磁性化
合物的化學(xué)式為o
圖1圖2
(6)在元素周期表中,鐵元素位于___________區(qū)(填“s”“p”“d”或“ds”)。鐵的某種晶胞沿面對(duì)角線的位置切下
之后可以得到如圖2所示的截面。假設(shè)鐵的原子半徑為anm,則該鐵晶體的密度為g-cm-3(^lj
出計(jì)算式,設(shè)"人為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
9.(2023?內(nèi)蒙古赤峰?統(tǒng)考模擬預(yù)測)離子液體是指室溫或接近室溫時(shí)呈液態(tài),而本身由陰、陽離子構(gòu)成的
ZCH3
r.-N
化合物。GaCb和氯化-1-乙基-3-甲基咪噗(4R》C1,簡稱EMIC)混合形成的離子液體被認(rèn)為是21世紀(jì)
(小
理想的綠色溶劑。請回答下列問題:
(1)請寫出基態(tài)Ga原子的核外電子排布式___________,同周期主族元素中基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ga相
同的(填元素符號(hào))。
(2)EMIC陽離子中的幾種元素電負(fù)性由大到小順序?yàn)閛
(3)EMIC中碳原子的雜化類型為o
(4)己知分子中的大n鍵可用符號(hào)n]表示,其中m代表參與形成大n鍵的原子數(shù),n代表大n鍵中的電子
數(shù),則EMIC中大n鍵可表示為。
(5)GaCb熔點(diǎn)為77.8。。GaF3熔點(diǎn)高于1000。。其原因是。
(6)某種Ga的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。。2一以六方密堆積形成晶胞,Ga3+位于由A、B、C、D四個(gè)O?一圍
成的四邊形的中心,但晶胞中只,有;9的四邊形中心位置占據(jù)了Ga3+,另外:1的位置空置。
①Ga3+位于CP-圍成的___________面體空隙中。
②若該晶胞的體積為VcnP,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,該氧化物晶體密度為g-cm-3o
10.(2023?浙江?校聯(lián)考一模)我國在新材料領(lǐng)域研究的重大突破,為“天宮”空間站的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)
基礎(chǔ)?!疤鞂m”空間站使用的材料中含有B、C、N、P、Ni、Fe等元素?;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列不同狀態(tài)的硼中,失去一個(gè)電子需要吸收能量最多的是(填標(biāo)號(hào),下同),用光譜儀可捕捉到發(fā)
射光譜的是o
Is2sIs2s2pIs2s2pIs2s2p
A-RRB-R[u]|t|||c?同田D-PFlFTTn
⑵鎮(zhèn)能形成多種配合物,其中Ni(CO)4是無色揮發(fā)性液體,K2[Ni(CN)4]是紅黃色單斜晶體。K2[Ni(CN)4]的
熔點(diǎn)高于Ni(CO)4的原因是=
(3)氮化硼(BN)晶體有多種結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),質(zhì)地軟,
可作潤滑劑。立方相氮化硼與金剛石相似,是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)及晶胞如圖所
①石墨能導(dǎo)電,六方相氮化硼結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是。
②立方相氮化硼晶體中“一般共價(jià)鍵”與配位鍵的數(shù)目之比為o
③立方相氮化硼晶胞邊長為apm,M代表阿伏伽德羅常數(shù)的值,則該晶體的密度為g-cm-3o
(4)FeSO4-7H2O的結(jié)構(gòu)如圖所示。
?Fe
os
oo
oH
Z3由大到小的順序是
參考答案
1.(1)四面體sp3Si周圍的NH2基團(tuán)體積較大,受熱時(shí)斥力較強(qiáng)Si(NHz)4中Si-N鍵能相對(duì)較小];
產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(幅增)
(2)AB
(3)共價(jià)晶體SiP2
【詳解】⑴Si(NHz)4分子可視為SM分子中的4個(gè)氫原子被一NH2(氨基)取代形成的,所以Si(NHz)4分
子中Si原子軌道的雜化類型是sp3,分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為四面體;
氨基(-NH2)氮原子形成3個(gè)。鍵,含有1對(duì)孤對(duì)電子,N原子雜化軌道數(shù)目為4,N原子軌道的雜化類型是
sp3;
Si周圍的NH?基團(tuán)體積較大,受熱時(shí)斥力較強(qiáng)Si(NHz)4中Si-N鍵能相對(duì)較小];產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增
多(爆增),故Si(NH2)4受熱不穩(wěn)定,容易分解生成SisN’和NH3;
⑵電子排布式分別為:①[Ne]3s23P2、?[Ne]3s23p\③[Ne]3s'SpZsi,可推知分別為基態(tài)Si原子、Si+
離子、激發(fā)態(tài)Si原子;
A.激發(fā)態(tài)Si原子有四層電子,Si+離子失去了一個(gè)電子,根據(jù)微粒電子層數(shù)及各層電子數(shù)多少可推知,微
粒半徑:③,①〉②,選項(xiàng)A正確;
B.根據(jù)上述分析可知,電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是:①②,選項(xiàng)B正確;
C.激發(fā)態(tài)Si原子不穩(wěn)定,容易失去電子;基態(tài)Si原子失去一個(gè)電子是硅的第一電離能,Si+離子失去一個(gè)
電子是硅的第二電離能,由于卜>11,可以得出電離一個(gè)電子所需最低能量:②③,選項(xiàng)c錯(cuò)誤;
D.由C可知②比①更難失電子,則②比①更容易得電子,即得電子能力:②〉①,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;
答案選AB;
(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖可知,原子間通過共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),形成共價(jià)晶體;
根據(jù)均攤法可知,一個(gè)晶胞中含有8x:+6x4=4個(gè)Si,8個(gè)P,故該化合物的化學(xué)式為SiP?。
02
2.(1)3d6孤電子對(duì)有較大斥力,使H-O-H鍵角小于O-S-O鍵角配位鍵、氫鍵
480
Sx(axIO”了
(3)FeS2燃燒放熱為FeSO4-H2O分解提供能量;反應(yīng)產(chǎn)物是制備鐵精粉和硫酸的原料
【詳解】(1)①Fe的價(jià)層電子排布為3d64s2,形成Fe2+時(shí)失去4s上的2個(gè)電子,于是Fe?+的價(jià)層電子排布
為3d6。
②H2O中O和SOj-中S都是sp3雜化,H2O中O雜化形成的4個(gè)雜化軌道中2個(gè)被孤電子對(duì)占據(jù),2個(gè)被
鍵合電子對(duì)占據(jù),而SO:中S雜化形成的4個(gè)雜化軌道均被鍵合電子對(duì)占據(jù)。孤電子對(duì)與鍵合電子對(duì)間的
斥力大于鍵合電子對(duì)與鍵合電子對(duì)間的斥力,使得H-O-H鍵角與O-S-O鍵角相比被壓縮減小。
③H20中0有孤電子對(duì),F(xiàn)e?+有空軌道,二者可以形成配位鍵。SO:中有電負(fù)性較大的O元素可以與H20
中H元素形成氫鍵。
答案為:3d6;孤電子對(duì)有較大斥力,使H-O-H鍵角小于0-S-O鍵角;配位鍵、氫鍵。
(2)①以位于面心Fe?+為例,與其距離最近的陰離子所處位置如圖所示(圓中):
4個(gè)陰離子位于楞上,2個(gè)位于體心位置上,共6個(gè)。
②依據(jù)分?jǐn)偡芍О蠪e2+離子個(gè)數(shù)為8X5+6X《=4,S;一個(gè)數(shù)為lxl+12xg=4。一個(gè)晶胞中相當(dāng)于含
824
4120480
有4個(gè)FeS2,因此一個(gè)晶胞的質(zhì)量m=4x、-g=〈g。所以晶體密度
480
---g
4803
p=上=-----*_.—=——__g/cm(1皿=l°-m)。
-93-7
V(^axlOxlOO^cmNAx^axlO)
480
6;73
答案為:NAX(?X10-)
(3)FeSZ燃燒為放熱反應(yīng),"SO’?凡。分解為吸熱反應(yīng),"S?燃燒放出的熱量恰好為&SO,?應(yīng)0分解提
供能量。另外,F(xiàn)eS2燃燒和FeSO4H2O分解的產(chǎn)物如Fe2O3,SO2、SO3可以作為制備鐵精粉或硫酸的原料。
答案為:及以燃燒放熱為PeSO,-比。分解提供能量;反應(yīng)產(chǎn)物是制備鐵精粉和硫酸的原料。
3.(1)Is22s22P4或[He]2s22P42
(2)自由電子在外加電場中作定向移動(dòng)
(3)sp2兩者均為分子晶體,后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,熔點(diǎn)更高
(4)Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2T
(5)電負(fù)性0>N,。對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng),Zn和。更易形成離子鍵
(6)團(tuán)cdhi團(tuán)bcfe
【詳解】(1)O為8號(hào)元素,其基態(tài)。原子核外有8個(gè)電子,因此基態(tài)O原子的電子排布式為Is22s22P4或
[He]2s22P3其2P軌道有2個(gè)未成對(duì)電子,即0原子有2個(gè)未成對(duì)電子;
(2)由于金屬的自由電子可在外加電場中作定向移動(dòng),因此Cu、Zn等金屬具有良好的導(dǎo)電性;
(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)式可知,N原子以雙鍵或以NH三鍵的形式存在,故N原子的雜化方式均為sp2,由于鄰苯
二甲酸酢和鄰苯二甲酰亞胺均為分子晶體,而后者能形成分子間氫鍵,使分子間作用力增大,因此熔點(diǎn)更
高;
(4)金屬Zn與氨水反應(yīng)可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2,反應(yīng)的離子方程式為
2+
Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]+2OH-+H2T;
(5)由于電負(fù)性O(shè)>N,O對(duì)電子的吸引能力更強(qiáng),Zn和O更易形成離子鍵,因此Zn—N鍵中離子鍵成
分的百分?jǐn)?shù)小于Zn—O鍵;
(6)根據(jù)晶胞示意圖,一個(gè)晶胞中8個(gè)O原子位于晶胞的頂點(diǎn),1個(gè)O原子位于晶胞體內(nèi),4個(gè)Zn原子
位于晶胞的棱上,1個(gè)Zn原子位于晶胞體內(nèi),棱上的3個(gè)Zn原子和體內(nèi)的Zn原子、。原子形成四面體結(jié)
構(gòu),從底面。原子排列圖看,能平移且與abed共邊的只有二個(gè)四邊形,為cdhi和befe。
4.(1)1:2/2:1
(2)CuCu的第二電離能失去的是3不。的電子,第一電離能失去的是4sl電子,Zn的第二電離能失
去的是4sl的電子,第一電離能失去的是4s2電子,3甲。電子處于全充滿狀態(tài),其與4sl電子能量差值更大
⑶三角錐形sp3雜化
⑷B
(5)DD中含有-1價(jià)的O,易被還原,具有強(qiáng)氧化性,能將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO]
【詳解】(1)基態(tài)S的價(jià)電子排布是3s23P3根據(jù)基態(tài)原子電子排布規(guī)則,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為:
1:2或2:1;
(2)Cu的第二電離能失去的是3di。的電子,第一電離能失去的是4sl電子,Zn的第二電離能失去的是4sl
的電子,第一電離能失去的是4s2電子,3凄。電子處于全充滿狀態(tài),其與4sl電子能量差值更大;
(3)Sn是IVA族元素,SnCl;的中心離子SM+價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+上個(gè)江=4,有1對(duì)孤電子對(duì),中心離
子是sp3雜化,SnCl]的幾何構(gòu)型是三角錐形;
(4)根據(jù)題意,具有順磁性物質(zhì)含有未成對(duì)電子。A.[CU(NH3)2]C1各原子核外電子均已成對(duì),不符合題意;
B.[Cu(NH3)4]SO4中的Ci?+外圍電子排布是3d%有未成對(duì)電子,符合題意;C.[Zn(NH3)4]SO4各原子核外電
子均已成對(duì),不符合題意;D.Na2[Zn(OH)]各原子核外電子均已成對(duì),不符合題意;故答案選B。
(5)Md+轉(zhuǎn)化為MnO:需要氧化齊且氧化性比MnO,的強(qiáng),由SCh使KMnCU溶液褪色可知H2s。4的氧
化性弱于MnO「故A不符合;B、C中的S化合價(jià)比H2s04低,氧化性更弱,故B、C均不符合;D中含
有-1價(jià)的0,易被還原,具有強(qiáng)氧化性,能將Mi?+轉(zhuǎn)化為MnO,,故D符合。
5.(1)[Ar]3di°4s24P48
>SeCh的空間構(gòu)型為平面三角形,SeO;的空間構(gòu)型為三角錐形
(2)11:3O>C>H>Fe
(3)sp3雜化H20
2x(39+56x2+79x2)
⑷KFe2Se24------------------「r
【詳解】(1)①硒元素的原子序數(shù)為34,基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3取。4s24P3故答案為:[Ar]3d104s24p4;
②由結(jié)構(gòu)簡式可知,乙烷硒咻的分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱,分子中含有8種化學(xué)環(huán)境不同的碳原子,故答案為:8;
③三氧化硒分子中硒原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為0,分子的空間構(gòu)型為平面三角形,鍵角為
120°,亞硒酸根離子中硒原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1,離子的空間構(gòu)型為三角錐形,鍵角
小于120。,故答案為:>;SeCh的空間構(gòu)型為平面三角形,SeOj的空間構(gòu)型為三角錐形;
(2)①由球棍模型可知,富馬酸的結(jié)構(gòu)式為HOOCCH=CHCOOH,分子中的單鍵為。鍵,雙鍵中含有1
個(gè)0鍵和1個(gè)兀鍵,則分子中◎鍵和兀鍵的數(shù)目比為11:3,故答案為:11:3;
②金屬元素的電負(fù)性小于非金屬元素,則鐵元素的電負(fù)性最小,非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,
氫碳氧的非金屬性依次增強(qiáng),則電負(fù)性依次增大,所以富馬酸亞鐵中四種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺
>C>H>Fe,故答案為:O>C>H>Fe;
(3)①由結(jié)構(gòu)簡式可知,產(chǎn)物中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,原子的雜化方式為sp3雜化,故答案為:sp3
雜化;
②水分子和氨基陰離子的原子個(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為8,互為等電子體,故答案為:H20;
(4)①由平面投影圖可知,晶胞中位于頂點(diǎn)和體心的鉀原子個(gè)數(shù)為8x:+l=2,鐵原子位于面心,原子個(gè)數(shù)
為8X;=4,位于棱上和體心的硒原子的個(gè)數(shù)為8X;+2=4,則超導(dǎo)材料最簡化學(xué)式為KFezSez,故答案為:
24
KFe2Se2;
②由平面投影圖可知,位于棱上的鐵原子與位于面上的硒原子的距離最近,所以鐵原子的配位數(shù)為4,故答
案為:4;
2x(39+56x2+79x2)
③設(shè)晶體的密度為dg/cnP,由晶胞的質(zhì)量公式可得:———--------=abcxl0-21xd,解得d=
2x(39+56x2+79x2)2x(39+56x2+79x2)
Kj?x―故答案為:和后x―
6.⑴4s24P4
(2)兩者都是分子晶體,由于水存在分子間氫鍵,沸點(diǎn)高
(3)BDE
(4)0、Se
⑸〉正四面體形
1/4M,.,八7
(6)KzSeBre-x3/——xl。
【詳解】(1)基態(tài)硫原子價(jià)電子排布式為3s23P4,Se與S同族,Se為第四周期元素,因此基態(tài)硒原子價(jià)電
子排布式為4s24Pt故答案為:4s24P4。
(2)H?Se的沸點(diǎn)低于HQ,其原因是兩者都是分子晶體,由于水存在分子間氫鍵,沸點(diǎn)高;故答案為:
兩者都是分子晶體,由于水存在分子間氫鍵,沸點(diǎn)高。
(3)A.I中有。鍵,還有大兀鍵,故A錯(cuò)誤;B.Se-Se是同種元素,因此I中的Se-Se鍵為非極性共價(jià)
鍵,故B正確;C.煌都是難溶于水,因此n難溶于水,故C錯(cuò)誤;D.II中苯環(huán)上的碳原子和碳碳雙鍵上
的碳原子雜化類型為sp2,碳碳三鍵上的碳原子雜化類型為sp,故D正確;E.根據(jù)同周期從左到右電負(fù)性
逐漸增大,同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小,因此Mil含有的元素中,0電負(fù)性最大,故E正確;綜上所
述,答案為:BDE?
(4)根據(jù)題中信息IV中O、Se都有孤對(duì)電子,碳、氫、硫都沒有孤對(duì)電子;故答案為:O、Se。
(5)根據(jù)非羥基氧越多,酸性越強(qiáng),因此硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為HzSeO,AHAeOs。SeOj中Se價(jià)
層電子對(duì)數(shù)為4+[(6+2-2x4)=4,其立體構(gòu)型為正四面體形;故答案為:>;正四面體形。
2
則的化學(xué)式為故答案為:
(6)①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到K有8個(gè),x1=4,XKzSeBw
K2SeBr6o
Mgmo『只
②設(shè)X的最簡式的式量為M,晶體密度為0g.em-3,設(shè)晶胞參數(shù)為anm,得到m^moF1.
r一P=——=——------『—=pg-cm3
V(axlO7)3
I警X107nm,X中相鄰K之間的最短距離為晶胞參數(shù)的一半即:xj警xio,nm;故答案為:
解得a=3,
HP2VNQ
1
一X3i
2N
7.(i)ElG
2P
⑵ABC13+3H2O=B(OH)3+3HC1B(OH)3+OH=BO2+2H2O
⑶2NA2NAsp3
⑷MgB?
【詳解】⑴基態(tài)B原子價(jià)層電子的軌道表示式為:呼%
(2)①CCL中C原子沒有空軌道,不能與H2。分子形成配位鍵,不能使原有的鍵削弱、斷裂,所以不易
發(fā)生水解,SiJ、PCh、AICI3都已發(fā)生水解,故選A;
②BCL水解的化學(xué)方程式:BC13+3H2OB(OH)3+3HC1:
③B(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為:B(OH)3+OH=BO2+2H2O
(3)由圖1可知,Imol該離子中有2NA個(gè)硼氧四面體,含有配位鍵數(shù)目為2NA,其中硼原子的雜化軌道
類型為:sp3雜化;
(4)根據(jù)投影可知,1個(gè)B原子為3個(gè)Mg原子共用,故屬于1個(gè)Mg原子的B原子為:;1個(gè)Mg原子
為6個(gè)B原子共用,故屬于1個(gè)B原子的Mg原子為由此可知,Mg和B原子個(gè)數(shù)比為:14=1:2,
663
所以硼化鎂的化學(xué)式為:MgB20
8.(厄FFF1
3s3p
⑵A
(3)N>O>Csp2、sp3
(4)CH4中的C和NH3中的N均為sp3雜化,但NH3中的N有一孤電子對(duì),孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)的斥力大
于成鍵電子對(duì)之間的斥力
(5)Fe4N
【詳解】(1)已知C1是17號(hào)元素,故基態(tài)氯原子的核外電子排布式為:[Ne]3s23P5,故其價(jià)層電子排布圖
為回[WF],故答案為:E;
3s3p3s3p
(2)A項(xiàng)Is12sl2P$即基態(tài)氮原子上1個(gè)Is電子躍遷到2P上,1個(gè)2s電子躍遷到2P上,B項(xiàng)Is22s22P?為
基態(tài)原子,C項(xiàng)Is12s22P4即1個(gè)1s電子躍遷到2P上,D項(xiàng)Is22sl2P,即1個(gè)2s電子躍遷到2P上,故A所
示氮原子的能量最高,故答案為:A;
(3)根據(jù)同一周期從左往右元素第一電離能呈增大趨勢,VA與VIA反常,故EDTA的組成元素中C、N、
。的第一電離能由大到小順序?yàn)镹>O>C,由題干EDTA的結(jié)構(gòu)簡式可知,除竣基上的碳原子周圍價(jià)層電
子對(duì)數(shù)為3,其他碳原子周圍價(jià)層電子數(shù)為4,故碳原子的雜化軌道類型為sp?、sp3,故答案為:N>O>C;
Sp2、Sp3;
(4)CH4中的C和NH3中的N均為sp3雜化,但NH3中的N有一孤電子對(duì),孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)的斥
力大于成鍵電子對(duì)之間的斥力,所以NH3的鍵角小于CH4的鍵角,故答案為:CH4中的C和NH3中的N均
為sp3雜化,但NH3中的N有一孤電子對(duì),孤電子對(duì)和成鍵電子對(duì)的斥力大于成鍵電子對(duì)之間的斥力;
(5)由題干圖1所示某種Fe、N組成的磁性化合物的結(jié)構(gòu),N隨機(jī)排列在Fe構(gòu)成的正八面體的空隙中,1
個(gè)晶胞中含有+3價(jià)鐵個(gè)數(shù)為:㈱!+2±|=4,含+2價(jià)鐵個(gè)數(shù)為:4+16?-=12,含有N為4個(gè),故該
8422
磁性化合物的化學(xué)式為Fe4N,故答案為:Fe4N;
(6)已知Fe是26號(hào)元素,在元素周期表中第4周期第Vm族,則鐵元素位于d區(qū),鐵的某種晶胞沿面對(duì)角
線的位置切下之后可以得到如圖2所示的截面可知,該鐵晶體為體心立方,在鐵晶胞中,與一個(gè)鐵原子最
近的鐵原子距離為立方體邊長的趙,這樣的原子有八個(gè),因?yàn)殍F原子的半徑是anm,根據(jù)鐵晶胞的結(jié)構(gòu)可
2
知,晶胞的邊長為^nm,在每個(gè)晶胞中含有鐵原子的數(shù)目為l+8x:=2個(gè),晶胞密度p=?■二粵
A/3oVV
21
7s「g-m汽故答案為:d;
3
4NAa
9.(1)[Ar]3di°4s24Pl(或ls22s22p63s23p63d104s24p1)K、Br
(2)N>C>H(或者N、C、H)
(3)sp2sp3
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