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文档简介
1、物质的结构与性质专项训练单元达标测试综合卷学能测试试卷一、物质的结构与性质的综合性考察1.过渡金属元素性质研究在无机化学中所占的比重越来越大。(1)铜元素在周期表的位置是_。(2)比较 nh3和cu(nh3)22+中 h-n-h 键角的大小: nh3_cu(nh3)22+(填 “ ” 或“ ” ),并说明理由_。(3)铜金合金是一种储氢材料,晶胞参数anm,面心立方堆积,铜原子在晶胞的面心位置,金原子在晶胞的顶点位置。已知阿伏加德罗常数的数值为na,铜、金的摩尔质量分别为 m(cu)、m(au),该晶体的密度为_g/cm3;氢原子可以进入到铜原子和金原子构成的四面体的空隙中,该材料储满氢后的化
2、学式为_。(4)研究发现,钒元素的某种配合物可增强胰岛素降糖作用,它是电中性分子,结构如图1,在图中画出由钒离子形成的配合物中的配位键_。.氮元素可以形成多种化合物。(5)no3-的立体构型的名称是_,no3-的一种等电子体为_。(6)硫酸和硝酸都是常见的强酸,但性质差异明显:硫酸是粘稠的油状液体,沸点338;硝酸是无色液体,沸点仅为122,试从氢键的角度解释原因:_。(7)图 2 表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4 个氮原子分别位于正四面体的四个顶点(见图3),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4 个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是_(填标号)。a.cf4
3、 b.ch4 c.nh4+ d.h2o2氮及其化合物有许多用途。回答下列问题:(1)基态mn原子的电子排布式为_,锰的第三电离能比铁的第三电离能大,这是因为 _ 。(2)3ncl的沸点( 71)比hcn的沸点( 25 7)高,主要原因是_。(3)根据价层电子对互斥理论,3ncl、2nh、2no三种微粒中,中心原子价层电子对数不同于其他微粒的是_。(4)4mn n(氮化锰)的晶胞结构如图所示,晶胞参数为03851nm。该氮化锰的密度为-3g cm(列出计算式)。_ 3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)
4、、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
5、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。4据科技日报报道,我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d 过渡金属中心(mn、fe、co、ni、cu)催化剂,在室温条件下以h2o2为氧化剂直接将ch4氧化成 c的含氧化合物。请回答下列问题:(1)在mn、fe、co、ni、cu中,某基态原子核外电子排布遵循“洪特规则特例”(指能量相同的原子轨道在全满、半满、全空状态时,体系的能量最低),该原子的外围电子排布式为 _。(2)在
6、3d 过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素是_(填元素符号)。(3)铜的焰色反应呈绿色,在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为_。(4)石墨烯限域单原子铁能活化ch4分子中的c-h键,导致c 与 h 之间的作用力 _ ( “减弱 ” 或“ 不变 ”)。铁晶体中粒子之间作用力类型是_。(5)常温下, h2o2氧化 ch4生成 ch3oh、hcho 、 hcooh等。它们的沸点分别为64.7、 -19.5、 100.8,其主要原因是_;ch4和 hcho比较,键角较大的是_,主要原因是 _。(6)钴晶胞和白铜(铜镍合金 )晶胞分别如图1、2 所示。钴晶胞堆积方式的名称为_;
7、已知白铜晶胞的密度为dg cm-3,na代表阿伏加德罗常数的值。图2 晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为_ pm(列出计算式 )。5工业上合成氨,co易与铁触媒作用导致铁触媒失去催化活性:fe+5co fe( co )5为了防止催化剂铁触媒中毒,要除去co,发生的反应为cu(nh3)2oocch3+co+nh3cu(nh3)3(co )oocch3回答下列问题:(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中,能量最低的是_(填字母序号)。a. b.c. d.(2)写出 co的一种常见等电子体分子的结构式:_;c、n、o 的第一电离能由大到小的顺序为 _(用元素符号表示)。(3)与 o 同族的元素还有
8、s、se、te,它们氢化物的沸点大小为h2oh2teh2se h2s ,其原因是 _。(4)配合物 cu(nh3)2oocch3中,铜显 +1 价,则其中碳原子的杂化轨道类型是_,nh3分子的价电子对互斥理论模型是_。(5)已知铜的一种氧化物cu2o 晶体的晶胞结构如图所示:若坐标参数a为(0,0,0),b为(1 1 1,4 4 4 ),则c的坐标参数为_; 若阿伏加德罗常数为na,该晶胞的边长为a pm,则晶体的密度为_g?cm-3。6钴的化合物在工业生产、生命科技等行业有重要应用。(1)co2+的核外电子排布式为_, co的第四电离能比 fe 的第四电离能要小得多,原因是 _。(2)co2
9、+、 co3+都能与 cn一形成配位数为6 的配离子。 cn一中碳原子的杂化方式为_;hcn分子中含有键的数目为 _。(3)用 kcn处理含 co2+的盐溶液 ,有红色的co(cn)2析出,将它溶于过量的kcn溶液后,可生成紫色的co(cn)6 4- ,该配离子是一种相当强的还原剂,在加热时能与水反应生成co(cn )63-,写出该反应的离子方程式:_。(4)金属钴的堆积方式为六方最密堆积,其配位数是 _。有学者从钴晶体中取出非常规的“六棱柱”晶胞,结构如图所示,该晶胞中原子个数为_,该晶胞的边长为a nm,高为 c nm,该晶体的密度为_g?cm-3(na表示阿伏加德罗常数的值,列出代数式)
10、7铬是一种应用广泛的金属材料。请回答下列问题:(1)基态铬的价电子排布式为_,其单电子数目为_。(2)cr(nh3)3f3中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_。(3)nh3中 n 的价层电子对数为_,已知 cr(nh3)3f3中 cr 的配位数为6,cr 的配位原子是 _,nh3与 cr3+成键后, n 的杂化类型为 _。(4)cr(nh3)3f3固体易升华,其熔沸点均较nacl 低很多,其原因是_。(5)将 cr(nh3)3f3在充足氧气中灼烧有cr2o3生成,从cr2o3晶体中取出的具有重复性的六棱柱结构如图所示,已知cr2o3的摩尔质量为mg/mol ,晶体的密度为 g/cm3,六
11、棱柱的体积为 vcm3。六棱柱结构内部的小白球代表_(填“ 铬离子 ” 或“ 氧离子 ”)阿伏加德罗常数na =_mol-1(用含 m,v,的代数式表示 )。8我国科学家在铁基超导研究方面取得了一系列的重大突破,标志着我国在凝聚态物理领域已经成为一个强国。liznas 是研究铁基超导材料的重要前体。(1)liznas 中三种元素的电负性从小到大的顺序为_。(2)asf3分子的空间构型为_,as 原子的杂化轨道类型为_。(3)co 分子内因配位键的存在,使 c 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合,导致co 有剧毒。 1molzn(cn)42-离子内含有的共价键的数目为_,配原子为 _。(4
12、)镍的氧化物常用作电极材料的基质。纯粹的 nio 晶体的结构与 nacl 的晶体结构相同,为获得更好的导电能力,将纯粹的 nio 晶体在空气中加热,使部分 ni2+被氧化成 ni3+后, 每个晶胞内 o2-的数目和位置均未发生变化,镍离子的位置虽然没变,但其数目减少,造成晶体内产生阳离子空位(如图所示)。化学式为 nio 的某镍氧化物晶体,阳离子的平均配位数为 _,阴离子的平均配位数与纯粹的 nio 晶体相比 _(填 “ 增大 ”“减小” 或“ 不变 ”,写出能体现镍元素化合价的该晶体的化学式_示例: fe3o4写作fe2+fe23+o4)。(5)所有的晶体均可看作由某些微粒按一定的方式堆积,
13、另外的某些微粒填充在上述堆积所形成的空隙中。在面心立方紧密堆积的晶胞中存在两种类型的空隙:八面体空隙和四面体空隙(如下左图所示)。在 liznas 立方晶胞中, zn 以面心立方形式堆积,li 和 as 分别填充在 zn 原子围成的八面体空隙和四面体空隙中,在 a=0,0.5 和 1 三个截面上 zn 和 li 按下图所示分布:请在下图 as 原子所在的截面上用“”补画出 as 原子的位置,_并说明 a=_。9自然界中含锰元素的主要矿物有软锰矿(mno2 xh2o)、黑锰矿mn3o4,大洋底部有大量锰结核矿。锰元素在多个领域中均有重要应用,用于制合金,能改善钢的抗冲击性能等。(1)mn 在元素
14、周期表中位于_区,核外电子占据最高能层的符号是_,金属锰可导电,导热,具有金属光泽,有延展性,这些性质都可以用“ _理论 ” 解释。(2)mn3+在水溶液中容易歧化为mno2和 mn2+,下列说法合理的是_。amn3+的价电子构型为3d4,不属于较稳定的电子构型b根据 mn2+的电子构型可知,mn2+中不含成对电子c第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多dmn2+与 fe3+具有相同的价电子构型,所以它们的化学性质相似(3)在 k2mnf6中, mnf62-的空间构型是正八面体,则中心原子的价层电子对数为_。该化合物中含有的共价键在形成过程中原子轨道的重叠方式为_。(4)二价锰的化合
15、物mno 和 mns 熔融态均能导电,熔点mno_mns(选填 “ 高于 ” 、“ 等于” 、“ 低于 ” )并解释原因_。(5)某锰氧化物的晶胞结构如图:该锰的氧化物的化学式为_,该晶体中mn 的配位数为 _,该晶体中mn 之间的最近距离为 _pm(用 a、b 来表示)。10 金属钼 ( mo) 常用于工业、军事等领域,已被多个国家列为战略金属,我国的钼储量居世界第二。回答下列问题(1)mo 与 cr 是同族元素,并且位于相邻周期,写出基态mo 原子的价电子的轨道表达式为_。(2)辉钼 ( mos2) 在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯( 如 c60) 更有优势,可用h2s硫化( nh4)2
16、moo4溶液生产辉钼。h2s分子 vsepr模型为 _,( nh4)2moo4中所有元素的第一电离能由大到小的顺序为_;mos2纳米粒子具有类似于石墨的层状结构,具有优异的润滑性能,其原因是_。(3)碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为mos2+4h2+2na2co3mo +2co +4h2o+2na2s,分子或离子中的大键可用符号nm表示,其中 m 代表参与形成的大键原子数, n 代表参与形成的大键电子数(如苯分子中的大键可表示为66),则碳酸钠中co32-离子中的大键应表示为 _。(4)钼的一种配合物化学式为:na3 mo ( cn)8? 8h2o,其中除共价键、配位键以外还存在的作用力
17、有 _,其中配体离子中键与 键数目之比为_。(5)金属钼晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式为_堆积。若晶体钼的密度为 gcm3,钼原子半径为r pm,na表示阿伏加德罗常数的值,m 表示钼的相对原子质量,则钼晶胞中原子的空间利用率为_( 用含有 、r、na、m 的代数式表示 ) 。11 短周期元素w、x、 y和 z 的原子序数依次增大。金属元素w 是制备一种高效电池的重要材料, x 原子的最外层电子数是内层电子数的2 倍,元素 y是地壳中含量最丰富的金属元素, z原子的最外层电子数是其电子层数的2 倍。(1)w元素的原子核外共有_ 种不同运动状态的电子、_ 种不同能量的电子。(2)元素
18、 z与元素 x 形成共价化合物xz2是_(选填 “ 极性 ” 或“ 非极性 ” )分子,其电子式为 _。(3)y原子的最外层电子排布式为_,y元素最高价氧化物对应的水化物的电离方程式为 _ 。(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式_。12 (1)基态溴原子的价层电子轨道排布图为_。(2)第四周期中,与溴原子未成对电子数相同的金属元素有_种。(3)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图为,该电子排布图违背了_。(4)cac2中 c22-与 o22+互为等电子体。o22+的电子式可表示为_。cac2晶体的晶胞结构与nacl 晶体的相似(如图
19、所示),但cac2晶体中含有哑铃形c22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则cac2晶体中 1 个 ca2+周围距离最近的c22-数目为_。(5)磷化硼是一种耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图甲所示:己知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为na。则磷化硼晶体的密度( g/ cm3)为 _(写出计算式即可)。图甲中表示 p原子,在图乙(磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影)中用画出 p原子的投影位置。 _【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1第四周期第 b 族因为 nh3 提供孤对电子与cu2+形成配位键后,n-h 成键电子对受到的排斥力减小,所以
20、h-n-h 键角增大 h8cu3au 平面正三角形解析: 第四周期第 b 族因为 nh3提供孤对电子与cu2+形成配位键后,n-h 成键电子对受到的排斥力减小,所以h-n-h 键角增大3-21a3m(cu)+m(au)a10n h8cu3au 平面正三角形 co32-硫酸易形成分子间氢键,所以比较粘稠、沸点高;硝酸能够形成分子内氢键,所以沸点比较低 c 【解析】【分析】【详解】.(1)铜元素在周期表的位置是第四周期第b族。故答案为:第四周期第b 族;(2)氨分子中有孤电子对,孤电子对对成键电子对作用力大,nh3和cu(nh3)22+中 h-n-h键角的大小: nh3cu(nh3)22+,理由:
21、因为nh3提供孤对电子与cu2+形成配位键后,n-h成键电子对受到的排斥力减小,所以h-n-h 键角增大。故答案为:;因为 nh3提供孤对电子与cu2+形成配位键后,n-h 成键电子对受到的排斥力减小,所以h-n-h 键角增大;(3)铜金合金是一种储氢材料,晶胞参数anm,面心立方堆积,铜原子在晶胞的面心位置,金原子在晶胞的顶点位置。该晶胞中au 原子个数 =818=1, cu原子个数 =612=3,所以该合金中au 原子与 cu原子个数之比 =1:3,晶胞体积v=( a10-10cm)3,每个晶胞中铜原子个数是3、au 原子个数是1,则=37310am cumauna g cm3=3-21a
22、3m(cu)+m(au)a10ngcm3;晶胞中 cu 原子处于面心,au 原子处于顶点位置,au 原子为 3 个面的顶点,晶胞中au 原子与面心cu原子构成8 个四面体空隙,氢原子进入到铜原子和金原子构成的四面体的空隙中,该材料储满氢后的化学式为h8cu3au。故答案为:3-21a3m(cu)+m(au)a10n;h8cu3au;(4)根据如图1,n 原子最外层5 个电子,其中2 个电子与碳形成碳碳双键,1 个电子与碳形成单键,孤电子对进入v 的空轨道,形成配位键,在图中画出由钒离子形成的配合物中的配位键,如图。故答案为:;.(5) no3-的中心原子价层电子对=3+5212 3=3,sp2
23、杂化,立体构型的名称是平面正三角形, no3-的一种等电子体为co32-、so3等。故答案为:平面正三角形;co32-;(6)硫酸和硝酸都是常见的强酸,但性质差异明显,从氢键的角度解释原因:硫酸易形成分子间氢键,所以比较粘稠、沸点高;硝酸能够形成分子内氢键,所以沸点比较低。故答案为:硫酸易形成分子间氢键,所以比较粘稠、沸点高;硝酸能够形成分子内氢键,所以沸点比较低;(7)由氢键的形成条件及成键元素(n、o、f、h)可知,本题中嵌入某微粒分别与4 个n 原子形成4 个氢键,由成键元素及数目可知为nh4。故答案为: c。2ar3d54s2 或 1s22s22p63s23p63d54s2 mn 的
24、3d 能级半满,较稳定,不易失去电子 ncl3和 hcn 均为分子晶体, ncl3 的相对分子质量较大,则熔沸点更高解析: ar3d54s2或 1s22s22p63s23p63d54s2 mn 的 3d 能级半满,较稳定,不易失去电子ncl3和 hcn均为分子晶体,ncl3的相对分子质量较大,则熔沸点更高-2no323-8145546.02103.851 10【解析】【分析】【详解】(1)mn是 25 号元素,基态mn原子的电子排布式为ar3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2,锰的第三电离能是失去3d 轨道中的电子,又mn的 3d 轨道半满,稳定,不易失去电子,故电离能大于
25、铁;(2)ncl3和 hcn均为分子晶体,ncl3的相对分子质量较大,分子间作用力更强,则ncl3的沸点更高;(3)根据价层电子对互斥理论计算,ncl3的中心原子价层电子对数5- 1 33+=42,2nh的中心原子价层电子对数为5+1- 1 22+=42,2no的中心原子价层电子对数为5+1- 222+=32,故中心原子价层电子对数不同于其他微粒的是2no;(4)4mn n(氮化锰)的晶胞结构可知,含1mol4mn n,晶胞参数为03851nm。该氮化锰的密度为:323-8145546.02103.851 10-3g cm。33d104s24p4 大于小于 4 原子半径 n pas,键长 ga
26、 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,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
27、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;(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
28、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
29、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33368484 23 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
30、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。43d104s1 cr 光谱分析减弱金属键 hcooh、ch3oh 存在氢键,且 hcooh 中氢键更强, hcho 分子间存在范德华力,氢键比范德华力更强hcho 解析: 3d104s1 cr 光谱分析减弱金属键 hcooh 、ch3oh 存在氢键,且hcooh中氢键更强, hcho分子间存在范德
31、华力,氢键比范德华力更强 hcho ch4中 c 原子采取sp3杂化, hcho中 c 原子采取sp2杂化六方最密堆积103a264 359102d n【解析】【分析】(1)具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子更稳定;(2)在 3d 过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1;(3)用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素称为光谱分析;(4)石墨烯限域单原子铁活化ch4分子中的c-h键,说明在催化剂条件下c-h更容易发生断裂,其键能降低;铁晶体属于金属晶体,晶体中存在自由电子和金属阳离子,靠金属键结合形成金属单质;(5)hcooh 、ch3oh 存在氢键,且hcooh中
32、氢键更强,hcho分子间存在范德华力,氢键比范德华力更强;ch4为正四面体构型,hcho为平面三角形,键角主要由碳原子杂化方式决定;(6)由图 1 所示,可知钴晶胞的堆积方式是六方最密堆积;面心 6 个 cu原子构成正八面体,棱上2 个 cu 原子与体心连线形成等腰直角三角形,该等腰直角三角形的斜边长即为两个面心上铜原子最短核间距,由几何知识可知两个面心上铜原子最短核间距=直角边长度的2倍,而等腰直角三角形的直角边长等于晶胞棱长的12,均摊法计算晶胞中cu、 ni 原子数目,计算晶胞质量,结合晶胞质量=晶体密度 晶胞体积计算晶胞棱长。【详解】(1)具有全充满、半充满、全空的电子构型的原子更稳定
33、,在mn、fe、co、ni、cu 的外围电子排布式分别为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1,某基态原子cu原子核外电子排布遵循 “ 洪特规则特例” ;(2)在 3d 过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1,该元素为 cr;(3)用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素称为光谱分析;(4)石墨烯限域单原子铁活化ch4分子中的c-h键,说明在催化剂条件下c-h更容易发生断裂,其键能降低,即导致c与 h 之间的作用力减弱;铁晶体属于金属晶体,晶体中存在自由电子和金属阳离子,靠金属键结合形成金属单质;(5)hcooh 、ch3oh 存在氢键,
34、且hcooh中氢键更强,hcho分子间存在范德华力,氢键比范德华力更强,故沸点hcooh ch3ohhcho ;ch4中 c 原子采取sp3杂化,为正四面体构型,hcho中 c原子采取sp2杂化,为平面三角形, hcho中键角较大;(6)由图 1 所示,可知钴晶胞的堆积方式是六方最密堆积;面心 6 个 cu原子构成正八面体,棱上2 个 cu 原子与体心连线形成等腰直角三角形,该等腰直角三角形的斜边长即为两个面心上铜原子最短核间距,由几何知识可知两个面心上铜原子最短核间距=直角边长度的2倍,而等腰直角三角形的直角边长等于晶胞棱长的12,晶胞中cu=6 12=3、ni 原子数目 =818=1,晶胞
35、质量 =64359ang,设晶胞棱长为 a pm,则: dg?cm-3 (a 10-10 cm)3=64359ang,解得 a=103a64 35910d n,故两个面心上铜原子最短核间距=2(103a64 35910d npm12)=103a264359102d npm。【点睛】考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、光谱、氢键、对信息的理解与运用、晶胞结构与计算等,这些都是常考知识点,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,(6)中计算需要学生具有一定的空间想象与数学计算能力。5a n n n o c h2te 、h2se 、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小
36、,而水分子中存在氢键,所以沸点最高 sp3、sp2 四面解析: a nn noc h2te、h2se、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小,而水分子中存在氢键,所以沸点最高 sp3、sp2四面体形1 1 1(,)2 2 2303a144 210n a【解析】【分析】【详解】(1)基态 n 的核外电子排布式为1s22s22p3,基态排布为能量最低的排布,电子排布图表示的状态中只有a 项符合,故答案为:a;(2)等电子体为原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,与co互为等电子体的一种分子为 n2,其结构式为:nn;同周期主族元素,随着原子序数增大,第一电离能呈增大的
37、趋势,但第 a 族和第 a 族元素反常,所以c、n、o 的第一电离能由大到小的顺序为:noc,故答案为:nn;noc;(3)h2te、h2se、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小,但由于氢键的作用力比范德华力强,氢键会使沸点异常升高,会导致h2o 的沸点异常的高,所以沸点大小为h2oh2teh2seh2s ,故答案为:h2te、 h2se、h2s均是分子晶体,相对分子质量逐渐减小,范德华力减小,所以沸点减小,而水分子中存在氢键,所以沸点最高;(4)甲基中碳原子形成4 个 键,没有孤电子对,杂化轨道数目为4,碳原子杂化方式为sp3,而羰基中c 原子形成3 个 键
38、,没有孤电子对,杂化轨道数目为3,碳原子杂化方式为 sp2;nh3中 n 原子形成3 个 n-h 键,含有 1 对孤对电子,价层电子对数=3+1=4,价电子对互斥理论模型是四面体形,故答案为:sp3、sp2;四面体形;(5)根据晶胞结构分析,c位于晶胞体心,则c 的原子坐标为:1 1 1(,)2 2 2,故答案为:1 1 1(,)2 2 2; 1mol 晶胞,即有na个晶胞,质量为m=2 (64 2+16 )g=144 2g,所以密度为=3033am1442=10 g/cmvn a,故答案为:303a144 210n a。6钴原子失去 4 个电子后可以得到的稳定结构,因此更容易失去第4 个电子
39、,表现为第四电离能较小 sp 2 12 6 【解析】【分析】(1)钴是 27 解析:72ar3d 4s钴原子失去4 个电子后可以得到53d的稳定结构,因此更容易失去第4 个电子,表现为第四电离能较小 sp 2 4-3-62622co(cn)+2h o2co(cn) +h+2oh 12 6 212a6591033a c n2【解析】【分析】(1)钴是 27 号元素,其电子排布为72ar3d 4s,再来分析即可;(2)碳原子最外层有4 个电子,需要成4 个键才能达到稳定结构,氮原子最外层有5 个电子,需要成3 个键才能达到稳定结构,而氢原子只能成1 个键,据此不难推出hcn的结构为h-cn,再来分
40、析其碳原子的杂化方式和键的数目即可;(3)注意一个-cn带-1 价,因此该反应的实质相当于钴从+2 价被氧化为 +3 价,水中自然只有氢能被还原,从+1 价被还原为0 价的单质;(4)根据观察,每个钴原子的配位数为12,即周围一圈6 个,上、下各3 个,而晶体密度只需按照m =v来构造公式即可。【详解】(1)钴的电子排布式为72ar3d 4s,钴原子失去4 个电子后可以得到53d的稳定结构,因此更容易失去第4 个电子,表现为第四电离能较小;(2)h-cn为直线型分子,因此其碳原子的杂化方式为sp杂化,而1 个h-cn分子中有 2 个键和 2 个键;(3)根据分析,反应方程式为4-3-62622
41、co(cn) +2h o2co(cn) +h+2oh;(4)根据分析,钴原子的配位数为12,在计算一个晶胞中的原子数时,12 个顶点上的原子按16算,上下表面面心的原子按12算,体内的按1 个算,因此一个晶胞内一共有1112+2+3=662个原子;而晶体密度为2132am6 59 =10 g/cm3v3a c n2。73d54s1 6 fnh 4 n和 f sp3杂化 cr(nh3)3f3为分子晶体, nacl为离子晶体,分子间作用力远远小于离子键铬离子解析: 3d54s1 6 f nh 4 n和 f sp3杂化 cr(nh3)3f3为分子晶体, nacl 为离子晶体,分子间作用力远远小于离子
42、键铬离子2mv【解析】【分析】【详解】(1)cr 为 24 号元素,其核外电子排布为1s22s22p63s23p64s13d5,则其价电子排布为3d54s1,其中 3d 和 4s 轨道上的电子均为单电子,因此单电子数为6;(2)同周期自左而右,电负性增大,电负性fn;h 元素与 f、n 元素化合时, h 元素表现正化合价, h 元素的电负性比f、n 元素小,故电负性fnh;(3)nh3中 n 的价层电子对数=5-3 13+=42;由cr的配位数为6知,该物质为配盐(无外界),所以n和f均为配位原子;nh3中孤电子对在与cr 成键时, n 的价层电子对数不变,所以杂化类型不变,n 的杂化类型为
43、sp3;(4)由 cr(nh3)3f3易升华可知,其熔沸点较低,应为分子晶体,而nacl 为离子晶体,离子键强于分子间作用力,所以nacl 熔沸点高很多;(5)由图示可知,该六棱柱中白色小球有4 个,均为六棱柱所有;在六棱柱的顶点有12 个黑色小球,为6 个六棱柱所有;上下的面心有2 个黑色小球,为2 个六棱柱所有,在六棱柱内部还有3 个黑色小球,则六棱柱中黑色小球共有1112+2+3=662个,白色小球和黑色小球的比例为4:6=2:3,根据化学式cr2o3,可知白色小球为铬离子;根据计算六棱柱中有4 个 cr 和 6 个 o,则其质量23a2(cr o )=mmn,则晶体密度a2=mnmvv
44、,则a2=mnv。8li znas 三角锥 sp3 16na c 6 减小ni2+3ni3+4o9 或 0.25( 或 0.75 )【解析】【分析】解析: li znas 三角锥 sp3 16na c 6 减小 ni2+3ni3+4o9或 0.25( 或 0.75)【解析】【分析】【详解】(1)锂是活泼金属、锌是较活泼的金属,砷是非金属,失电子能力减弱,得电子能力增强,电负性增强,liznas 中三种元素的电负性从小到大的顺序为liznas。故答案为: liznas(2)asf3分子,价层电子对=3+5132 =4 ,有一对孤电子对,空间构型为三角锥,as 原子的杂化轨道类型为sp3。故答案为
45、:三角锥;sp3;(3)co 分子内因配位键的存在,使 c 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合,导致 co 有剧毒。 1molzn(cn)42-离子内共价键:c与 n之间是叁键、 zn 与 c之间是配位键,含有的共价键的数目为(34+4)na= 16na, c 原子上的电子云密度较高,配原子为c。故答案为: 16na;c;(4)纯粹的 nio 晶体的结构与 nacl 的晶体结构相同,阳离子的上下、前后、左右有6 个阴离子,阳离子的平均配位数为6;部分 ni2+被氧化成 ni3+后,阳离子减少,阴离子的平均配位数与纯粹的 nio 晶体相比减小;根据化合价代数和等于0,结合晶胞结构,能体现镍
46、元素化合价的该晶体的化学式ni2+3ni3+4o9;。故答案为: 6;减小; ni2+3ni3+4o9;(5)结合在 a=0,0.5 和 1 三个截面上 zn 和 li 按下图所示分布:,在 liznas 立方晶胞中, zn 以面心立方形式堆积,li 填充在 zn 原子围成的八面体空隙,而 as 填充在 zn 原子围成的四面体空隙中, as 原子所在的截面即 a=0.25( 或 0.75)的截面上用 “”画出 as 原子的位置,如图:或。故答案为:或;0.25( 或 0.75)。9d n 电子气a 6 “头碰头” 高于均为离子晶体,o2-半径比 s2-半径小, mno 晶格能大,熔点高 mno
47、2 6 【解析】解析: d n 电子气 a 6 “ 头碰头 ” 高于均为离子晶体,o2-半径比 s2-半径小, mno晶格能大,熔点高 mno2 6 2212a +b2【解析】【分析】(1)mn 是 25 号元素,原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2;锰可导电,导热,具有金属光泽,有延展性,是因为有自由电子,这些性质都可以用“ 电子气理论 ” 解释;(2)amn3在水溶液中容易歧化为mno2和 mn2,说明 mn3不稳定;bmn2中价电子层不含成对电子,但是内层中含有成对电子;c第四周期中价电子层中未成对电子数最多的元素价电子排布式为:3d54s1;dmn2与 fe3
48、具有相同的价电子构型,微粒的化学性质不仅与价电子构型有关,也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关;(3)mnf62-的空间构型是正八面体,则中心原子的价层电子对数为6;f与 mn 之间的共价键都是共价单键;(4)物质都属于离子晶体,离子晶体的阴离子带有相同电荷,离子半径越小,离子键越强,晶格能越大,熔点越高;(5)用均摊法计算确定化学式,并结合微粒的空间排列确定mn 的配位数;由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2 个 mn 在晶胞体对角线的一半。【详解】(1)mn 是 25 号元素,原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2,可知 m 在元素周期表中位于第四周期第
49、viib,属于 d 区元素,核外电子占据最高能层的符号是n;锰可导电,导热,具有金属光泽,有延展性,是因为有自由电子,这些性质都可以用“ 电子气理论 ” 解释,故答案为:d;n;电子气;(2)amn3的价电子构型为3d4,mn3在水溶液中容易歧化为mno2和 mn2,说明 mn3不稳定, mn3容易变成电子半充满的稳定的价电子构型为3d5,3d4则属于不稳定的电子构型,故 a 正确;bmn2中价电子层不含成对电子,但是内层中含有成对电子,故b 错误;c第四周期中价电子层中未成对电子数最多的元素价电子排布式为:3d54s1,是 cr 元素,故 c 错误;dmn2与 fe3具有相同的价电子构型,微
50、粒的化学性质不仅与价电子构型有关,也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关,因此它们的化学性质不相似,mn2具有强的还原性,而 fe3具有强的氧化性,故d 错误;故答案选: a;(3)mnf62-的空间构型是正八面体,则中心原子的价层电子对数为6在化合物化合物k2mnf6中含有的f与 mn 之间的共价键都是共价单键,属于键,在形成过程中原子轨道的重叠方式为 “ 头碰头 ” ,故答案为: 6;“ 头碰头 ” ;(4)mno 和 mns 都是离子晶体,离子电荷数相同,o2-离子半径小于s2-的离子半径, mno的晶格能大,熔点更高,故答案为:高于;均为离子晶体,o2-半径比 s2-半径小, mno
51、 晶格能大,熔点高;(5)在该晶体中含有的mn 原子个数为:18812,含有的 o 原子数目为:124 24,mn:o2: 41:2,所以该锰的氧化物的化学式为mno2;根据晶胞投影图可知:在该晶体体中与mn 原子距离相等且最近的o 原子有 6 个,所以mn 的配位数为6;由晶胞结构可知:在该晶胞中距离相等且最近的2 个 mn 在晶胞体对角线的一半,晶胞的体对角线为22(2a) +bpm,所以该晶体中mn 之间的最近距离为1222(2a) +bpm=2212a +b2pm,故答案为:mno2;6;2212a +b2。10四面体形 no h mo 层与层之间的范德华力较弱,外力作用下易发生滑动4
52、6 离子键、氢键 1:2 体心立方堆积【解析】【分析】解析:四面体形 n ohmo 层与层之间的范德华力较弱,外力作用下易发生滑动46离子键、氢键 1:2 体心立方堆积310a42r 1032m n【解析】【分析】【详解】( 1) mo 与 cr 是同族元素,并且位于相邻周期,则mo 处于周期表中第五周期vib 族,价电子排布式4d55s1,价电子轨道排布图为:;( 2) h2s中心原子s原子价层电子对数为6-1 22+2=4,vsepr模型为正四面体;一般金属性越强第一电离能越小,同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,n 原子 2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于氧元素的,故
53、第一电离能:nohmo ;具有类似于石墨的层状结构,层与层之间的范德华力较弱,在外力作用下容易发生滑动,具有优异的润滑性能;( 3) co32-中, c 原子为 sp2杂化,空间构型为平面三角形,碳原子上有一个垂直于分子平面的 p 轨道;端位的3 个氧原子也各有1 个垂直于分子平面的p 轨道,离子价电子总数为36+4+2=24,3 个 co 键有 6 个电子,每个氧原子上有2 对不与分子平面垂直的孤对电子对,因此4 个平行 p 轨道中共有24- 6- 34=6 个电子,所以co32离子中有1 个 4 轨道 6电子大 键,所以记为64;( 4) 还存在 na+与 mo ( cn)83-之间的离子键以及水分子之间的氢键;配体离子为cn-,碳氮之间为三键,含有1 个 键和 2 个 键,所以数目比为1: 2;( 5) 如图金属钼晶体中的原子堆积方式中,mo 原子处于立方体的体心与顶点,属于体心立方堆积;晶胞中mo 原子数目 =1+818=2,故晶胞中mo
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