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1、物质的结构与性质专项训练单元达标提高题学能测试一、物质的结构与性质的综合性考察1有位于前四周期的a、b、c、d、e、f六种元素,它们的核电荷数依次增大。其中c、e、f是金属元素;a 和 e属同族,它们原子的最外层电子排布式为ns1。 b和 d 也属同族,它们原子最外层的p 能级电子数是s 能级电子数的两倍。c原子的最外层电子数等于d 原子的最外层电子数的一半。f元素原子共有3 个价电子,其中一个价电子位于第三能层d轨道。请回答下列问题:(1)a 是_,b 是_,f是_。(写元素符号 )(2)写出 f元素基态原子的核外价电子排布图_,其最高化合价为_。(3)含 e元素的化合物灼烧的颜色是_。很多
2、金属盐都可以发生焰色反应,其原因是_。(4)请写出元素c的最高价氧化物对应的水化物与hclo4反应的离子方程式:_。(5)c 与 e的金属性强弱关系是c_e ,请设计一个简单实验来证明:_。2物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题:(1)基态铁原子简化的电子排布式为ar_ 。(2)硫酸镍溶于氨水形成ni(nh3)6so4蓝色溶液。ni(nh3)6so4中阴离子的立体构型是_。在 ni(nh3)62+中 ni2+与 nh3之间形成的化学键称为_,提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点高于膦(ph3)的原因是 _;ph3分子中 p原子的杂化轨道类型为_。(3)铜与 (scn)2反应生成
3、cu(scn)2,1mol(scn)2中含有 键的数目为 _。(4)天然硅酸盐组成复杂,阴离子的基本结构单元是sio4四面体,如图(a),通过共用顶角氧离子可形成链状、网状等结构,图(b)为一种无限长双链结构的多硅酸根,该多硅酸根的化学式为 _(用 n 代表聚合度 )。(5)碘与锰形成的某种化合物晶胞结构及参数如图所示,该化合物的化学式是_,其晶体密度的计算表达式为_g cm-3(阿伏加德罗常数的值用na表示 )。3锗(ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:(1)ge 在周期表中的位置_,基态 ge原子的核外电子排布式为ar _ ,有_个未成对电子。(2)光催化还
4、原co2制备 ch4反应中,带状纳米zn2geo4是该反应的良好催化剂。ge、o 两元素电负性由大至小的顺序是 _。(3)ge 单晶具有金刚石型结构,其中ge 原子的杂化方式为 _,微粒之间存在的作用力是 _。(4)晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,已知ge 单晶的晶胞参数a=565.76 pm(1pm=10-12m),其密度为 _g cm3(列出计算式即可)。4国庆 70 周年阅兵式展示了我国研制的各种导弹。导弹之所以有神奇的命中率,与材料息息相关,镓 (ga)、锗 (ge)、硅 (si)、硒 (se)的单质及某些化合物(如砷化镓、磷化镓等)都是常用的半导体材料。回答下列问题:(1)硒常用作光
5、敏材料,基态硒原子的核外电子排布式为ar_。(2)根据元素周期律,原子半径ga_as,第一电离能ga_as 。 (填“ 大于 ” 或“ 小于 ”)(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位数是_。(4)gan、gap 、gaas都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因:_。晶体gangapgaas熔点 /170014801238(5)gan 晶胞的结构如图1 所示。已知六棱柱底边边长为acm,阿伏加德罗常数的值为na。晶胞中 ga 原子采用六方最密堆积方式,每个ga 原子周围距离最近的ga原子数目为_。从 gan 晶体中 “ 分割 ” 出的平行六面体
6、如图2。若该平行六面体的体积为2a3cm3,则gan 晶体的密度为_(用含 a、na的代数式表示)g cm-3。5铁与人类密切相关,几乎无处不在,地壳中大约5%是铁,是含量仅次于铝的金属.根据所学知识回答下列问题:(1)铁原子价电子轨道表示式为_,与铁同周期的元素的基态原子中,最外层电子数与铁相同的元素共有_种(包含铁)。(2)下列关于铁的说法,不正确的是_(填选项字母)a基态铁原子的电子排布式1s22s22p63s23p103d24s2违反了泡利原理b铁属于黑色金属,在周期表中属于ds 区元素c铁丝可用于焰色反应实验时蘸取待测物,是由于铁在光谱图中无特征的谱线dfe 能与 co形成配合物fe
7、(co)5,配体 co中 c是配原子(3)某铁的化合物结构简式如图所示。组成上述化合物中5 种元素原子电负性由小到大的顺序为_。上述化合物中氮原子的杂化方式有_。在图中用 “”标出亚铁离子的配位键_。(4)类卤素离子scn- 可用于 fe3+的检验,其对应的酸有两种,分别为硫氰酸(h-s-cn )和异硫氰酸( h-n=c=s ),这两种酸中沸点较高的是后者,原因是_。6元素的性质与原子结构、元素在周期表中的位置有着密切的关系。回答下列问题:(1)如图表示某短周期元素x的前五级电离能(i)的对数值,试推测并写出x的元素符号_。(2)化合物甲与so2所含元素种类相同,两者互为等电子体,请写出甲的化
8、学式_,甲分子中心原子的杂化类型是_。(3)配位化学创始人维尔纳发现,将1mo1coc135nh3(紫红色)和1mo1coc13?4nh3(绿色)溶于水,加入agno3溶液,立即沉淀的agcl分别为 2mo1、1mol。则紫红色配合物中配离子的化学式为_,绿色配合物中co的配位数为 _。(4)某稀土元素m 的氧化物晶体为立方晶胞,其结构如图所示,图中小球代表氧离子,大球代表m 离子。写出该氧化物的化学式_。己知该晶体密度为gcm-3,晶胞参数为anm, na为阿伏加德罗常数的值。则m 的相对原子质量mr=_(用含、a等的代数式表示);以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,
9、称作原子分数坐标,例如图中原子1(m 原子)的坐标为(14,14,34),则原子2( m 原子)的坐标为_。7石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。(1)以 nicrfe为催化剂,一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态fe原子未成对电子数为 _。设石墨晶体中碳碳键的键长为am,金刚石晶体中碳碳键的键长为bm,则 a_(填 “”“”或“ ” ) b,原因是 _。(2)比较表中碳卤化物的熔点,分析其熔点变化的原因是_。ccl4cbr4(型)ci4熔点 /22.9248.4168(分解)(3)金刚石的晶胞如图1 所示。已知zns晶胞与金刚石晶胞排列方式相同,若图1 中 a 与zns晶胞中 zn2位置相
10、同,则s2在 zns晶胞中的位置为_。(4)石墨烯中部分碳原子被氧化后,转化为氧化石墨烯。在图 3 所示的氧化石墨烯中,采取sp3杂化形式的原子有_(填元素符号)。石墨烯转化为氧化石墨烯时,1 号 c 与相邻 c原子间键能的变化是_(填 “ 变大”“变小 ” 或“ 不变 ” )。(5)石墨烯具有很大的比表面积,有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为am,12g 单层石墨烯单面的理论面积约为_m2(列出计算式即可)。8(物质结构与性质)硅电池、锂离子电池都是现代高性能电池的代表,高性能的电极材料与物质结构密切相关。(l) lifepo4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料,这与po
11、43-的结构密切相关,po43-的立体构型为_。p、o、 s的电负性从大到小的顺序为_(2)通常在电极材料表面进行“ 碳” 包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的碳源,其易溶于水的原因是 _,抗坏血酸中碳原子的杂化方式为 _,1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为_。(取材于选修3 课本 51 页)。(3) li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生o2而爆炸,实验证实o2因具有单电子而成为顺磁性分子,下列结构式(黑点代表电子 )中最有可能代表o2分子结构的是 _(填标号 )。a b c d (4)目前最常用的电极材料有锂钴复合氧化物和石墨。锂钴复合氧化物中li、co、o 分别形成了六边层
12、状结构(图 a),按照 li-o-co-o-li o-co-o- li-顺序排列,则该化合物的化学式为_,co3+的价层电子排布式为_。石墨晶胞 (图 b)层间距为d pm,cc 键长为 a pm,石墨晶体的密度为p g/cm3,列式表示阿伏加德罗常数为_mol-l。(5)硅酸盐中 si 元素一般显 +4 价,如下图所示是一种无限长单键的多聚硅酸根离子的结构,其中 “” 表示 si原子, “ ” 表示氧原子,则该长链硅酸根离子的通式为_。9a、b、 c、d 为原子序数依次增大的短周期主族元素,e 是一种过渡元素。a 基态原子 l 层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍, b 是同周期
13、元素中最活泼的金属元素, c 和 a 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物之一,e 的基态原子 4s 轨道半充满和 3d 轨道全充满。请回答下列问题:(1)b 基态原子的电子排布式是_,c 和 d 中电负性较大的是_填元素符号)。(2)c 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 a 的氢化物,其原因是_。(3)c 与 a 形成的 ca3分子的空间构型是_。(4)a 和 b 所形成的一种离子化合物 b2a 晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是_(填离子符号)。(5)在过量的氨水中,e 的阳离子与氨分子通过_形成一种显深蓝色的离子,该离子的符号为_。102018 年第 26 届国际计量大会(
14、cgpm)对国际单位制进行了修改,将阿伏加德常数变为了精确数值,用原子来定义千克。研究者们使用激光测量“ 硅球 球体点阵中一个晶格单位的长度和硅原子的平均直径,从而确定一定质量的纯硅球体中准确的原子数。(1)基态硅原子的核外电子排布式是_。基态的气态原子失去一个电子形成气态一价正离子时所需能量称为元素的第一电离能(i1),元素气态一价正离子失去一个电子形成气态二价正离子时所需能量称为元素的第二电离能(i2), .以此类推。下列电离能比值最大的是_a21ii b 32ii c 43ii d 54ii(2)晶体硅具有金刚石型结构,其中硅原子的杂化方式是_,晶体硅中硅原子与键的数目比是 _。(3)组
15、成为 na2oal2o32sio2nh2o 的铝硅酸盐是一种常见的分子筛。o、al、si 电负性由小到大的顺序是_。(4)硅与碳是同主族元素,碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键和三键,但硅原子之间却不容易形成双键和三键,原因是_。(5)硅晶胞结构如图所示,则晶胞中含有_个硅原子。硅晶体的密度为 gcm3,硅的摩尔质量为 m gmol-1, 经测定,晶胞边长为a pm,则阿伏加德罗常数可表示为:na=_mol1。11a、b、c、d、e、 f代表原子序数依次增大的前四周期元素。其中a 是空气中含量最高的元素; b 是同周期中原子半径最大的元素;c 原子的最外层电子数与核外电子层数相等; d、e元
16、素的基态原子3p 能级上都有两个未成对电子;f原子的外围电子排布为(n1)d10ns1。根据以上信息,回答下列问题:(1)a 元素基态原子核外电子的轨道表达式为_;在同周期元素中第一电离能介于c、e之间的元素是_(用化学式表示)。(2)将以下三种物质:a与硼元素按原子个数比为11 形成的空间网状结构化合物,b 的氯化物, d 的氯化物。按熔点由高到低的顺序排列:_(用化学式表示)。(3)a 的最简单氢化物易液化,其原因是_,e的次高价含氧酸根离子的vsepr模型名称是 _,该离子的空间构型为_。(4)f单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如
17、下图丙所示。若已知 f晶胞参数为a pm,f相对原子质量为m, na代表阿伏加德罗常数,请回答:晶胞中f原子的配位数为_;f单质晶体中原子的堆积方式是_堆积。f 原子半径r =_ pm,f单质晶体密度计算式为:_ g cm-3。(5)a 与 f形成的某种化合物晶胞结构如图丁所示,该晶体的化学式为_。该化合物能与稀盐酸剧烈反应,生成一种白色沉淀和一种全部由非金属元素组成的离子化合物,该反应的化学方程式为_。12 钛(ti)有“21 世纪将是钛的世纪” 之说,而钛铝合金广泛用于航天领域,已知熔融的tio2 能够导电。回答下列问题:(1)写出基态 ti 原子的价层电子排布图_,钛元素在周期表中的位置
18、是_。(2)tio2、ticl4和 tibr4的熔点如下表所示,解释表中钛的化合物熔点存在差异的原因_。(3)tic14可由 tio2和光气 (coc12)反应制得,反应为tio2+2coc12 ticl4+2co2。反应中coc12和 co2碳原子的杂化方式分别为_、_,cocl2的空间构型是_。(4)钛铝合金中,原子之间是由_键形成的晶体,一种钛铝合金具有面心立方最密堆积的结构,在晶胞中ti 原子位于顶点和面心位置,al 原子位于棱心和体心,则该合金中 ti 和 al 原子的数量之比为_。(5)已知 tio2晶胞中 ti4+位于 o2所构成的正八面体的体心,tio2晶胞结构如图所示:根据晶
19、胞图分析tio2晶体中 ti4+的配位数是 _。已知 tio2晶胞参数分别为anm、bnm 和 cnm,设阿伏加德罗常数的数值为na,则 tio2的密度为 _g cm-3(列出计算式即可)。【参考答案】 * 试卷处理标记,请不要删除一、物质的结构与性质的综合性考察1h o sc +3 紫色激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长光的形式将能量释放出来 al(oh)3+3h+=al3+3h2o 解析: h o sc +3 紫色激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长光的形式将能量释放出来 al(oh)3+3h+=al3+3h2o 将两种金属单质分别投入
20、冷水中,钾能和冷水发生剧烈反应而铝几乎不和水反应【解析】【分析】有位于前四周期的a、 b、c、d、e、f六种元素,它们的核电荷数依次增大;b 和 d 属同一族,它们原子最外层的p 能级电子数是s 能级电子数的两倍,最外层电子排布为ns2np4,则 b为 o 元素、 d 为 s元素; a 和 e属同一族,它们原子的最外层电子排布为ns1,处于 ia 族, e的原子序数大于硫,且6 种元素中只有c、e、f是金属元素,则a 为 h元素、 e为 k 元素; c原子最外层上电子数等于d 原子最外层上电子数的一半,其最外层电子数为 612=3,故 c为 al;f 元素原子共有3 个价电子,其中一个价电子位
21、于第三能层d 轨道,则价电子排布式为3d14s2,故 f为 sc元素,据此分析解题。【详解】由上述分析可知,a为 h、b 为 o、c为 al、d 为 s 、 e为 k、 f为 sc;(1)由分析知:a是h,b是o,f是sc;(2)f 元素为 sc,基态原子的核外价电子排布式为3d14s2,则价电子排布图,其最高化合价为+3 价;(3)e为 k元素,含钾元素的化合物灼烧的颜色是紫色;激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长光的形式将能量释放出来,这就是很多金属盐都可以发生焰色反应的原因;(4)c 为 al,最高价氧化物的水化物为al(oh)3,另外 hclo4是强酸,则al
22、(oh)3与 hclo4反应的离子方程式为al(oh)3+3h+=al3+3h2o;(5)将金属 k 和 al 分别投入到盛有冷水的烧杯中,钾能和冷水发生剧烈反应而铝几乎不和水反应,则金属性alge sp3 共价键【解析】【分析】(1)ge是 32号元素,位于第四周期第iva 族,基态 ge原子核解析: 第四周期 a 族 3d104s24p2 2 oge sp3共价键73873 106.02565.76【解析】【分析】(1)ge 是 32 号元素,位于第四周期第iva族,基态ge 原子核外电子排布式为ar3d104s24p2;(2)元素的非金属性越强,吸引电子的能力越强,元素的电负性越大;(3
23、)ge 单晶具有金刚石型结构,ge 原子与周围4 个 ge原子形成正四面体结构,向空间延伸的立体网状结构,属于原子晶体,ge原子之间形成共价键,ge原子杂化轨道数目为4,采取 sp3杂化;(4)ge 单晶具有金刚石型结构,则晶胞中ge 原子数目为8,结合阿伏伽德罗常数表示出晶胞的质量,再根据密度公式计算可得。【详解】(1)ge 的原子序数为32,位于元素周期表第四周期iva族,基态ge原子核外电子排布式为 ar3d104s24p2,在最外层的4s 能级上 2 个电子为成对电子,4p 轨道中 2 个电子分别处以不同的轨道内,有2 轨道未成对电子,故答案为:第四周期a 族; 3d104s24p2;
24、2;(2)元素的非金属性越强,吸引电子的能力越强,元素的电负性越大,元素非金属性:gege,故答案为:oge;(3)ge 单晶具有金刚石型结构,ge 原子与周围4 个 ge原子形成正四面体结构,向空间延伸的立体网状结构,属于原子晶体,ge原子之间形成共价键,ge原子杂化轨道数目为4,采取 sp3杂化,故答案为:sp3;共价键;(4)由晶胞结构可知,晶胞中ge 原子有 8 个位于顶点、6 个位于面心,4 个位于体内,由分摊法可知数目为818+612+4=8,则依据质量公式可得晶胞质量为238 736.02 10g,晶胞参数 a=565.76pm,其密度为8 73236.02 10103565.7
25、6 10()cm=73873 106.02565.76g?cm-3,故答案为:73873 106.02565.76。43d104s24p4 大于小于 4 原子半径 n pas,键长 ga nga pga as,键能 ga n ga pga as,故 can 、gap 、gaas的熔点逐渐降低解析: 3d104s24p4大于小于 4 原子半径np as,键长 gan gapgaas,键能 gangapgaas,故 can、gap、gaas的熔点逐渐降低 12 3a84 2n a【解析】【分析】(1)基态硒原子序数为34,根据构造原理写出其核外电子排布式;(2)同一周期中从左到右,原子半径逐渐减小
26、,同一周期从左到右,元素的第一电离能有增大趋势,但iia、va族第一电离能大于同周期相邻元素;(3)二氧化硅晶体中含有“ sio4” 结构单元, 1 个 si原子结合4 个 o 原子,同时每个o 原子结合 2 个 si原子;(4)原子晶体中,原子半径越大,共价键键长越长,共价键越弱,键能越小,晶体的熔点越低;(5)晶胞中 ga 原子采用六方最密堆积方式,每个ga原子周围距离最近的ga原子数目为12;均摊法计算晶胞(平行六面体 )中 ga、n 原子数目,计算原子总质量,根据晶体密度=晶胞质量晶胞体积。【详解】(1)se是 34 号元素,位于第四周期a 族,核外电子排布式为ar3d104s24p4
27、;(2)根据元素周期律,ga与 as 位于同一周期,ga原子序数小于as,故原子半径ga大于as,同周期第一电离能变化趋势是从左到右增大,故第一电离能ga小于 as;(3)水晶中 1 个硅原子结合4 个氧原子,同时每个氧原子结合2 个硅原子,所以水晶是以sio4四面体向空间延伸的立体网状结构,水晶中硅原子的配位数为4;(4)原子半径 npas,键长 gangapgaas,键能 gan gapgaas,故gan、gap、gaas的熔点逐渐降低;(5)从六方晶胞的面心原子分析,上、中、下层分别有3、6、 3 个配位原子,故配位数为12。六方晶胞中原子的数目往往采用均摊法:位于晶胞顶点的原子为6 个
28、晶胞共用,对一个晶胞的贡献为16;位于晶胞面心的原子为2 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为12;位于晶胞侧棱的原子为3 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为13;位于晶胞体心的原子为 1 个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为1。gan 晶胞中 ga原子个数为111223662,n 原子个数为16463,所以该晶胞化学式为ga6n6,质量为684ang,该六棱柱的底面为正六边形,边长为acm,底面的面积为6 个边长为acm 的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为22364a cm,由图 2可知六棱柱的高为623acm,所以晶胞的体积为333 2a cm,密度为3336 8484 23
29、2aagnn aa cmg?cm-3。【点睛】物质结构的综合考题,涉及核外电子排布、电离能、化学键、等电子体、晶体类型与性质、晶胞结构与计算等知识,理解原子相对位置并计算晶胞的体积是解题关键,其中均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是:顶点:每个顶点的原子被8个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占18份额;棱:每条棱的原子被4 个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占14份额;面上:每个面的原子被2 个晶胞共有,所以晶胞对顶点原子只占12份额;内部:内部原子不与其他晶胞分享,完全属于该晶胞。53d642 9 bc onchfe sp2、sp3 异硫氰酸中h-n 键极性强,分子间存在氢键【解析】【分析】【详
30、解】(1)fe 为 26 解析: 3d642 9 bc o nchfe sp2、sp3异硫氰酸中 h-n 键极性强,分子间存在氢键【解析】【分析】【详解】(1)fe 为 26 号元素,所以其价电子排布式为3d642;其最外层电子排布为4s2;与铁同周期的副族元素的基态原子中,最外层电子数与铁相同的元素的3d 轨道电子数可以为1、2、3、5、7、8、10,共 7 种,主族元素还有ca,包括 fe 共 9 种;(2)a3p 能级有 3 个轨道,最多容纳6 个电子,选项中排列违反了泡利原理,故a 正确;b铁在元素周期表中属于d 区,故 b 错误;c铁的焰色反应发出的光为无色不影响其它金属火焰颜色,所
31、以铁丝可用于焰色反应实验,故 c错误;dco分子中碳氧之间有一个有氧原子问提供的配位键,使碳周围的电子云密度增加,容易给出电子,所以碳提供电子做配原子,故d 正确;综上所述答案为bc;(3)非金属性越强,元素的电负性越大,则电负性onchfe;化合物中形成c=n双键的 n 原子形成 2 个 键,含有1 对孤电子对,而形成单键的n原子,形成2 个 键,含有 2 对孤电子对,杂化轨道数目分别为3、 4,n 原子采取sp2、sp3杂化;c=n 双键的 n 原子有 1 对孤对电子与亚铁离子之间形成配位键,另外的n 原子带 1 个单位负电荷,与亚铁离子之间形成离子键,如图;(4)异硫氰酸中 h-n 键极
32、性强,分子间存在氢键,而硫氰酸分子间只存在分子间作用力,所以异硫氰酸的沸点高于硫氰酸。6mg s2o 或 os2 sp2 co(nh3)5cl2+ 6 mo2 【解析】【分析】【详解】(1)根据图像可以发现该元素的第三电离能显解析: mg s2o 或 os2 sp2 co(nh3)5cl2+ 6 mo23-21a n a10-12841 3 1(,)4 4 4【解析】【分析】【详解】(1)根据图像可以发现该元素的第三电离能显著增大,因此推测其为第二主族元素,而铍只有 4 个电子,不可能有第五电离能,因此只能为镁元素,其元素符号为mg ;(2)将一个氧原子换成一个硫原子,因此的甲的化学式为2s
33、o或2os,2so中硫原子是2sp杂化,考虑到等电子体的结构类似,因此2s o分子中心原子的杂化类型也为2sp;(3)根据分析,1mol 紫红色的物质中有2mol-cl位于外界,因此剩下的1mol-cl位于内界,其配离子的化学式为2+35co(nh) cl,而 1mol 绿色的物质中有1mol-cl位于外界,因此剩下的2mol-cl位于内界,因此其配位数为4+26;(4)四个大球全部位于晶胞内部,因此按1 个来算,而位于顶点的氧原子按18来计算,位于棱心的氧原子按14来计算,位于面心的氧原子按12来计算,位于体心的氧原子按1 个来计算,因此一共有1118+12+6+1=8842个氧原子,根据分
34、析,一个晶胞内有4个 m 离子和 8 个氧离子,因此其化学式为2mo;分子内有4 个 m 和 8 个氧,因此一个晶胞的质量为ra4m +816gn,晶体的体积为3-213a10cm,代入m =v后化简即可得到3-21ar n a10-128m =4;把整个晶胞划分为8 个小方块,则1 号小球相当于左、上、后小方块的体心,2 号小球相当于右、下、后小方块的体心,因此其坐标为1 3 1(,)4 4 4。7 石墨晶体中的碳碳键除 键外还有大 键,金刚石晶体中碳碳键只有 键分子组成和结构相似,随相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强,故 ccl4、cbr4、ci4 熔点依次升高顶解析: sp 分子
35、中含有多个羟基,可与水分子间形成氢键sp2、sp3 2na b licoo2 3d6 (sino3n+1)(2n+ 解析: 正四面体 osp 分子中含有多个羟基,可与水分子间形成氢键 sp2、sp3 2nab licoo2 3d630216103a d (sino3n+1)(2n+2)-【解析】【分析】(1)po43-中 p原子价层电子对个数532=4,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断空间构型;元素的非金属性越强,其电负性越大;(2)根据抗坏血酸分子内含基,可与水分子间形成氢键判断;根据分子内有碳原子连接方式判断杂化方式;与四个不同的原子或原子团相连的碳原子称为手性碳原子;(3)结合
36、信息: o2因具有单电子而成为顺磁性分子,从示意图知b结构中化学键有3 电子,b有单电子;(4)根据结构示意图判断li、co和 o 个数比,进而得到化学式;钴的原子序数为27,co3+有 24 个电子,电子排布式为ar3d6;计算石墨晶胞中碳原子数目,进而求出晶胞的质量,根据图中信息求出晶胞的体积,应用晶胞的密度pmv进行求算;(5)根据图示找出规律,然后推断硅原子数目为n 时含有的氧原子数目及所带电荷数,从而确定其化学式。【详解】(1)po43-中 p原子价层电子对个数532=4,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断空间构型为正四面体结构;元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性o
37、s p;故答案为:正四面体;osp;(2)抗坏血酸碳原子数目相对较少,但分子内含4 个羟基,可与水分子间形成氢键,因此它易溶于水;分子内有碳碳单键、对应碳原子sp3杂化方式,也有碳碳双键,对应碳原子sp2杂化方式;与四个不同的原子或原子团相连的碳原子称为手性碳原子,由图知,1个抗坏血酸分子中含2个手性碳原子,则1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为 2na;故答案为:分子中含有多个羟基,可与水分子间形成氢键;sp3、sp2;2na;(3)结合信息: o2因具有单电子而成为顺磁性分子,从示意图知b结构中化学键有3 电子,b有单电子, b 满足;故答案为:b;(4)锂钴复合氧化物中li、co、o 分
38、别形成了六边层状结构(图 a),整个六棱柱结构中:li个数为: 1216+212+69 个, co 个数为: 7+6139,o 个数为 14+121318,则,li、co和 o 个数比为 1:1: 2,化学式为 licoo2;钴的原子序数为27,co3+有 24 个电子,电子排布式为 ar3d6,其价层电子排布式为3d6;故答案为:licoo2;3d6;石墨晶胞中碳原子数目818+414+1+24,故晶胞的质量=4a12ng,层内 (平行四边形)c-c键长为 apma10-10cm,底面的边长为232a 10-10cm3a 10-10cm,底面上的高为32 底面的边长32a 10-10cm,层
39、间距为dpm,则晶胞的体积3a 10-10cm32a 10-10cm 2d 10-10cm=3 3da2 10-30cm3,则该晶胞的密度pmv=a2301243 3da10ng/cm3,则 na=30216103a dp,故答案为:30216103a dp;(5)该长链硅酸根离子每个单元为四面体结构,根据图示可知:若一个单环状离子中si原子数为 n,则含有n 个四面体结构,含有的氧原子数为(3n+1)个,即:含有n 个 si,则含有(3n+1)个 o,带有的负电荷为:n (+4)+(3n+1) (-2)-(2n+2) ,则其化学式为:(sino3n+1)(2n+2)-,故答案为:(sino3
40、n+1)(2n+2)-。91s22s22p63s1 或ne3s1 cl h2s 分子间不存在氢键, h2o 分子间存在氢键平面三角形 na配位键 cu(nh3)42+ 解析: 1s22s22p63s1或ne3s1 cl h2s 分子间不存在氢键,h2o 分子间存在氢键平面三角形 na配位键 cu(nh3)42+【解析】【分析】a 基态原子l层中 p 轨道电子数是s轨道电子数的2 倍, s 轨道上有两个电子,则p 轨道上有 4 个电子,所以a 的核外电子数为8,是氧元素;b的序数比a 大且是同周期元素中最活泼的金属元素,所以b 为第三周期的钠元素;因为 c 的序数比a 大,所以c和 a 形成的引
41、起酸雨的主要大气污染物之一的化合物是二氧化硫,则c是硫元素; d 的序数比c大,且为主族元素,所以d 是氯元素; e是一种过渡元素,e的基态原子4s 轨道半充满和3d轨道全充满,则e的核外电子数是29,为铜元素。【详解】(1)由分析可知,b是钠元素,基态原子的电子排布式是1s22s22p63s1或ne3s1,c为硫元素, d 为氯元素,根据元素周期律,同一周期从左到右电负性逐渐增大,所以电负性较大的是 cl,故答案为: 1s22s22p63s1或ne3s1;cl;(2)非金属元素氢化物的沸点与氢键有关,因为h2s分子间不存在氢键,h2o 分子间存在氢键所以硫化氢的沸点低于与其组成相似的水的沸点
42、,故答案为:h2s 分子间不存在氢键, h2o 分子间存在氢键;(3)c 与 a 形成的 ca3分子 so3, so3分子中有3 个 键,孤电子对数为6232=0,则空间构型为平面三角形,故答案为:平面三角形;(4)白球占有顶点和面心,因此白球的个数为1186482,黑球位于体心,有8个,因此个数比为1:2,此物质的分子式为na2o,因此黑球是na+,故答案为:na+;(5)在过量的氨水中,铜离子能提供空轨道,氨气分子中的氮原子提供孤电子对,形成配位键,所以铜离子与氨分子通过配位键能形成cu(nh3)42+,故答案为:配位键;cu(nh3)42+。101s22s22p63s23p2 d sp3
43、杂化 1:2 alsi o 硅原子半径较大,形成的 键的键长较长,难以形成 键 8 【解析】【分析】解析: 1s22s22p63s23p2 d sp3杂化 1:2 alsio 硅原子半径较大,形成的键的键长较长,难以形成键 8 3038m10a【解析】【分析】(1)硅是 14 号元素,根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式;硅原子最外层有4 个电子,硅的i1、i2、i3、i4相差不多,而i4比 i5小很多,则54ii最大;(2)晶体硅具有金刚石型结构,每个硅原子连有4 个硅原子,硅原子的配位数为4,则硅原子的杂化方式是sp3杂化;结合硅晶体的结构分析硅原子与键的个数比;(3)非金属元素的电
44、负性大于金属元素,非金属性越强,电负性越大;(4)因为硅原子半径比碳原子半径要大,硅原子之间形成 键后,原子间的距离比较大, p 电子云之间进行难以进行“肩并肩”重叠或重叠程度小,所以难以形成稳定的双键及三键;(5)根据均摊法计算晶胞中si原子的个数,根据m= v列方程进行计算。【详解】(1)硅是 14 号元素,根据原子核外电子排布规律可以写出电子排布式为:1s22s22p63s23p2;硅原子最外层有4 个电子,硅的i1、i2、i3、i4相差不多,而i4比 i5小很多,则54ii最大,故答案为:1s22s22p63s23p2;d;(2)晶体硅具有金刚石型结构,每个硅原子连有4 个硅原子,硅原
45、子的配位数为4,则硅原子的杂化方式是sp3杂化;晶体中,每个si原子与 4 个 si原子形成键,每一个共价键中si的贡献为一半,则平均1 个 si 原子形成 2 个 键,则晶体硅中硅原子与键的个数比为1:2,故答案为:sp3杂化; 1:2;(3)非金属元素的电负性大于金属元素,非金属性越强,电负性越大,则o、al、si 电负性由小到大的顺序是alsio,故答案为: al si o;(4)因为硅原子半径比碳原子半径要大,硅原子之间形成 键后,原子间的距离比较大, p 电子云之间进行难以进行“肩并肩”重叠或重叠程度小,所以难以形成稳定的双键及三键,故答案为:硅原子半径较大,形成的 键的键长较长,难
46、以形成键;(5)由图可知,晶胞中si原子的个数为813+612+41=8;由质量关系可得:8anmolmg/mol=(a 1010cm)3 g/cm ,解得 na=3038m10amol1,故答案为: 8;3038m10a。111s22s22p3 mg 、si bnnacl sicl4 分子间存在氢键正四面体三角锥形 12 面心立方堆积 a cu3n 解析: 1s22s22p3 mg、si bnnacl sicl4分子间存在氢键正四面体三角锥形 12 面心立方堆积24a 303a4m10a n cu3n cu3n+4hcl= nh4cl+3cucl 【解析】【分析】a 是空气中含量最高的元素则
47、a 为 n; d、e元素的基态原子3p 能级上都有两个未成对电子,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或 1s22s22p63s23p4,故 d 为 si、 e为 s , b是同周期中原子半径最大的元素,则b 是 na;c 原子的最外层电子数与核外电子层数相等,则c为 al;f原子的外围电子排布为(n- 1)d10ns1,则 f 为 29 号元素 cu。【详解】(1)a 为 n 元素,基态原子核外电子的轨道表达式为1s22s22p3;c 为 al,e为 s,p最外层为半充满状态所以第一电离能大于s ,mg 的 3s 轨道为全满状态,所以第一电离能大于al,所以介于al 和 s之间的元素有mg、 si ;(2)a 与硼元素按原子个数比为11 形成的空间网状结构化合物为bn;为原子晶体,b 的氯化物为 nacl,为离子晶体;d 的氯化物为sicl4,为分子晶体,所以熔点由高到低为:bnnacl sicl4;(3)a 的最简单氢化物为nh3,分子间存在氢键,溶液液化;e的次高价含氧酸根为so32-,价层电子对数为4,孤电子对数为1,所以其vsepr 模型为正四面体,空间构型为三角锥形;(4)根据图示可知该堆积方式为面心立方堆积,以顶点的原子分析,位于面心的原子与之相邻, 1 个顶点原子为12 个面
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