2024届高三新高考化学大一轮训练专题-- --物质的结构与性质(含解析)

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名称 2024届高三新高考化学大一轮训练专题-- --物质的结构与性质(含解析)
格式 docx
文件大小 2.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-23 21:47:10

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2024届高三新高考化学大一轮训练专题----物质的结构与性质
1.(2021·山东·校联考模拟预测)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)Co3+的价电子排布图为 。
(2)Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(3)写出一种与PO互为等电子体的分子的化学式: ,该分子的中心原子的价层电子对数为 。
(4)钴盐与NO形成的配离子[Co(NO2)6]3-可用于检验K+的存在。K3[Co(NO2)6]中存在的作用力有 (填标号) 。
a.σ键 b.π键 c.配位键 d.离子键 e.范德华力
(5)N和P是同主族元素,但是NH3分子中的键角大于PH3分子中的键角,原因是 。
(6)Li2O为离子晶体,具有反萤石结构,晶胞如下图所示。O2 的配位数为 ,若晶胞参数为b nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为 g·cm 3(列出计算式即可)。
2.(2021·山东·校联考模拟预测)铜、镁、钙、锡及其化合物有许多用途。回答下列问题:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子基态核外电子排布式为 ,S、O、 N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)CuSO4中阴离子的空间构型为 ,向盛CuSO4溶液的试管中逐滴加入氨水直至过量,可观察到的现象是 ,写出该过程涉及的总离子方程式 。
(3)叶绿素的结构示意图(部分)如图所示,其中存在 (填标号)。
a.非极性共价键 b.离子键 c.配位键 d.σ键 e.π键 f.氢键
(4)碳酸盐的热分解示意图如图所示:
热分解温度: CaCO3 (填 “高于”或“低于”)SrCO3,原因是 。
(5)磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。若晶体的密度为a g·cm 3, P与最近的Cu原子的核间距为 nm (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
3.(2021·全国·高三专题练习)Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化合物用途非常广泛,如锂离子电池的正极材料为LiCoO2,电解质溶液为LiBF4溶液。
(1)Co2+的基态核外电子排布式为 。
(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3,是一种典型的维尔纳配合物,具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为 ,该配合物中的配位原子为 。
(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈:。
①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
②中碳原子的轨道杂化类型为 ,1mol该分子中含σ键的物质的量为 。
(4)全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示,其化学式为 。
(5)NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为(0,0,0),则C的离子坐标参数为 。一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图丙),已知O2-的半径为apm,设阿伏加德罗常数的值为NA,每平方米的面积上具有该晶体的质量为 g(用含a、NA的代数式表示,Ni的相对原子质量为59)。
4.(2023·全国·高三统考专题练习)氮的化合物种类繁多,应用广泛。

请回答:
(1)基态N原子的价层电子排布式是 。
(2)与碳氢化合物类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①下列说法不正确的是 。
A.能量最低的激发态N原子的电子排布式:
B.化学键中离子键成分的百分数:
C.最简单的氮烯分子式:
D.氮烷中N原子的杂化方式都是
②氮和氢形成的无环氮多烯,设分子中氮原子数为n,双键数为m,其分子式通式为 。
③给出的能力: (填“>”或“<”),理由是 。
(3)某含氮化合物晶胞如图,其化学式为 ,每个阴离子团的配位数(紧邻的阳离子数)为 。
5.(2023·全国·高三统考专题练习)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 熔点/℃
800.7
与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是 。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因 。的空间结构为 ,其中的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。

6.(2023·山东·校联考模拟预测)锰及其化合物在化学实验室和化工生产应用非常广泛,回答下列问题:
(1)乙酰丙酮锰(Ⅲ)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶联的试剂,Me表示,中心离子为离子,采用杂化,其结构如图1所示。
乙酰丙酮锰(Ⅲ)中含有 个配位键(表示阿伏伽德罗常数),该物质中碳原子的VSEPR模型为 。若中心离子含有单电子,则配合物为顺磁性物质,则乙酰丙酮锰(Ⅲ) 顺磁性(填“有”或“无”)。基态原子中,与Mn同周期中且单电子数与相同的元素是 。
(2)酸性能把氧化成,能形成如图2所示大键,而羧基酸性随大键电子云密度的增大而减弱,则、、酸性从强到弱顺序是 ,沸点低于原因是 。
(3)Mn(Ⅱ)位于围成的八面体空隙中,形成无限螺旋链的络离子,同一条链内原子作用很强,其形成晶胞结构图沿x、y晶轴方向投影如图a所示,晶胞俯视图如图b所示,晶胞参数为、和,则该晶胞所带电荷为 ,阿伏伽德罗常数的值为,该晶体的密度为 (用含、a、b的式子表示)。
7.(2023·陕西西安·陕西师大附中校考模拟预测)磷、碳、氢、氧等非金属及其化合物用途广泛。回答下列问题:
(1)白磷(P4)在氯气中燃烧可生成PCl3和PCl5。
①31 g白磷(P4)中含有化学键的数目为 。(用NA表示阿伏伽德罗常数的值)
②形成PCl5时,P原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键,该激发态的价电子排布式为 。
③研究表明,在加压条件下PCl5于148℃液化时能发生与水类似的自耦电离,形成一种能导电的熔体,其电离方程式为 ,产生的阳离子的空间结构为 。
(2)分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 )。一种观点认为,苯酚羟基中的O原子是sp2杂化则苯酚中的大π键可表示为 ,一定在同一平面上的原子有 个;乙醇显中性而苯酚显酸性的原因是:在大π键中氧的p电子云向苯环转移, 。
(3)可溶性普鲁士蓝晶体属立方晶系,晶胞棱长为a pm,铁-氰骨架组成的小立方体中,Fe粒子在顶点,CN—在棱上,两端均与Fe相连,立方体中心空隙可容纳K+,如图所示(CN—在图中省略)。
①该化合物的化学式为 。
②若所有铁粒子均视为等径小球,则K+与Fe2+之间最近距离为 pm;该晶体的密度为 g cm-3(阿伏加德罗常数为NA)
8.(2022春·广东东莞·高二东莞市东华高级中学校考专题练习)A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的前四周期元素,A元素原子核外电子只有一种自旋取向,A、B元素原子的最外层电子数相等;C元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;D元素原子半径是短周期主族元素中最大的;E元素的价层电子在s和p能级的原子轨道中运动的电子数相等;与F元素的基态原子均有5个未成对电子。请回答下列问题:
(1)若A离子与B离子的电子层结构相同,半径较大的是 (填离子符号),A与B形成的二元化合物的晶体类型为 。
(2)比较第一电离能的大小: (填“>”、“<”或“=”),原因是 。
(3)晶体熔点: (填“高于”、“低于”或“等于”)DCA。
(4)基态G原子的价层电子排布式为 ,与的未成对电子数之比为 。
(5)基态F原子含有 种空间运动状态不同的电子。C和F形成的一种化合物的立方晶胞如图所示,则该化合物的化学式为 。
(6)气态分子可形成如图中所示的双聚分子,其中Al的配位数为 ;可与形成离子,该离子空间构型为 。
(7)纳米氧化亚铜是用途广泛的光电材料。
①基态核外电子排布式为 。
②晶胞如图所示,晶胞中Cu原子的数目为 。
③从核外电子排布角度比较高温下稳定性: (填“>”或“<”)。
(8)溶液中滴加足量浓氨水,直至产生的沉淀恰好溶解,可得到深蓝色的透明溶液,再向其中加入适量乙醇,可析出深蓝色的晶体。
①组成元素中,第一电离能最大的元素是 ;中含有键数目为 。
②沉淀溶解的离子方程式为 。
9.(2023·北京海淀·北京市十一学校校考三模)是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内末标出因放电产生的0价原子。
(1)写出基态的核外电子排布式: ;与铜位于同一周期,且单电子数目与基态铜原子的相同的过渡元素为 (填元素符号)。
(2)每个晶胞中的个数为 。
(3)若每个晶胞完全转化为晶胞,则转移电子数为 。
(4)配离子中,的配位数是 ;中含有键的物质的量为 。
(5)硒酸是一种强酸,根据价层电子对互斥理论的推测,其二价阴离子的空间构型是 。
(6)的立方晶胞结构如上图所示,其晶胞参数为,阿伏伽德罗常数的值为,则的晶胞密度为 (列出计算式)。
10.(2023·宁夏石嘴山·平罗中学校考模拟预测)我国科学家研究发现(家族成员之一,A为一价金属,M为三价金属,X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题:
(1)基态铬原子的电子排布式为 ;基态硫原子核外电子中含有 个未成对电子。
(2)同周期元素Si、P、S的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示),O、S为同主族元素,的键角比大的原因是 。
(3)硫元素能形成多种微粒如、、、、等,的中心原子的杂化类型为 ,的空间构型为 。
(4)中元素化合价为+6价,常温下呈蓝色,则其结构式可能为 (填标号)。

A B C
(5)某含铬化合物立方晶胞如图所示。该晶体的化学式为 ;与Cr最近的氧原子的个数为 ;和的最近距离为a nm,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度 (填含a、的表达式)。

11.(2023·浙江·校联考三模)硫、硒及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛应用。请回答:
(1)Se与S同主族,分子的VSEPR模型为 ,的沸点高于的原因是 。
(2)基态硒原子的价电子排布式为 ,Se的第一电离能比同周期相邻元素As小的原因是 。
(3)可用作高压发电系统的绝缘气体,分子结构如图1所示,下列说法正确的是___________。
A.该分子属于非极性分子
B.电负性F>S,键角∠FSF为90°或180°
C.中心原子的杂化方式为
D.该分子中所有原子均满足8的稳定结构
(4)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型的超导材料,其晶胞结构如图,该化合物的化学式为 。
(5)已知β-MnSe晶体的晶胞结构如图所示,该正方体晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的密度为 (列出表达式)。
12.(2023·山东淄博·统考三模)铁、镍、铜、钇()在医药、催化及材料等领域中应用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为 ,第二周期中基态原子末成对电子数与相同且电负性最小的元素是 (填元素符号)。
(2)一种某铁的配合物结构如图所示。该物质中不含有的化学键类型是 (填标号)。

A.离子键 B.配位键 C.非极性共价键 D.键 E.键
在、、分子中,键角最大的是 。
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,结构如下图。

甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为 (填“”或“”);能与形成稳定的环状化合物,其原因是 ;顺式甘氨酸铜在水中溶解度远大于反式甘氨酸铜,主要原因是 。
(4)铁酸钇的正交相晶胞结构以及各原子的投影如图所示。

已知1号原子分数坐标为,2号原子分数坐标为,则3号原子的分数坐标为 ;若晶胞参数为和,,用表示阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为 (列出表达式)
13.(2023·广西·统考二模)我国科学家研究发现AgCrS2(AMX2家族成员之一,A为一价金属,M为三价金属,X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题:
(1)基态铬原子M层的电子排布式为 ;基态硫原子核外电子中含有 个未成对电子。
(2)同周期元素Si、P、S的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示),O、S为同主族元素,H2O的键角比H2S大的原因是 。
(3)硫元素能形成多种微粒如H2S、SO2、SO3、SO、SO等。SO2的立体构型为 ,SO3的中心原子的价层电子对数为 。
(4)CrO5中Cr元素化合价为+6价,常温下呈蓝色,则其结构式可能为 (填标号)。

A B C
(5)某含铬化合物立方晶胞如图所示。该晶体的化学式为 ;与Cr最近的氧原子的个数为 ;Ca和Cr的最近距离为anm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体密度为 (填含a、NA的表达式)g cm-3。

14.(2023·内蒙古呼和浩特·二模)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。请回答:
(1)已知Cu第一电离能I1(Cu)=746 kJ·mol-1,Zn第一电离能I1(Zn)=906 kJ·mol-1;则第二电离能大小关系为I2(Cu) I2(Zn)(填“>”、“=”或“<”)。。
(2)在碱性条件下CuSO4与双缩脲[HN(CONH2)2]生成紫色的配位化合物,该原理可用于检验蛋白质。该配位化合物的阴离子结构如图所示:

①该阴离子中所有元素的电负性从大到小的顺序为 。
②该阴离子中氧原子的杂化方式为 ;
③lmol该阴离子含有σ键的数目为 ;
④该配合物中心铜离子的外围电子排布图为 ;
(3)磁性形状记忆材料Cu-Mn-Al合金的晶胞如图a所示(Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置),图b是沿立方格子对角面取得的截图,Cu在沿立方格子对角面取得截图中的相对位置如图c所示。

①该合金随温度升高,电导率 (填“升高”或“降低”或“不变”) ,原因为 ;
②在图c中画出上图b切面上的Al和Mn的相对位置 (不考虑各原子的大小)。
15.(2023·海南海口·统考模拟预测)近日,中国科学院上海有机化学研究所游书力研究员团队将铜催化的不对称共轭加成反应与铱(Ir)催化的不对称烯丙基取代反应相结合,成功构建了含多个连续手性中心的酮类化合物,其原理如图所示(Ac代表基,R'、R''、R均为烃基)。

回答下列问题:
(1)甲分子中含有的化学键类型是 (填字母)。
A.离子键 B.σ键 C.非极性键
(2)合成丙时需要锌、铜作催化剂。第二电离能与第一电离能之差较小的是 (填“Zn”或“Cu”),判断理由是 。
(3)若R、R'、R''都是饱和烃基,在甲、丙中,存在顺反异构体的是 (填代号)。
(4)在含铱催化剂作用下,甲烷选择性氧化可合成多种高附加值的产品,原理如图所示。

①在图中涉及的物质中,除了氢气外,属于非极性分子的是 (填化学式)。
②Ir晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm,为阿佛伽德罗常数的值。
铱晶胞中,面心上Ir原子连接起来构成 (填字母)。
a.正四面体 b.正方形 c.正八面体 d.正六面体
该晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。
16.(2023·全国·高二假期作业)中科院大连化物所化学研究团队在化学链合成NH3研究方面取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/Al2O3、Fe-K2O-Al2O3、Cs-Ru/MgO等,相关研究成果发表于《自然》上。请回答下列问题:
(1)[Fe(CN)6]3-离子中σ键和π键的数目之比为 ,Ni的价电子排布式 。
(2)元素的第一电离能:Mg Al(填“>”或“<”)。H、B、N、O的电负性由大到小的顺序为 。
(3)已知MgO的熔点为2852℃,CaO的熔点为2614℃,二者的晶体类型为 ,NaBH4阴离子的空间构型是 。
(4)铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高,是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质,一种电解质离子的结构如图:
传统的有机溶剂大多易挥发,而离子液体有相对难挥发的优点,原因是 ,该电解质阳离子结构中环上所有原子共面,其中氮原子的杂化方式为 。
(5)镍的某种氧化物常用作催化剂,其晶胞结构如图所示。其中镍离子形成面心立方结构,氧离子填充在镍离子构成的八面体空隙中,填充率为100%。
①从该晶胞中能分割出来的结构图有 (填标号)。
a. b. c. d. e.
②已知该晶体密度为ρg cm-3,NA为阿伏伽德罗常数的值。该晶胞中镍离子周围与其等距离的镍离子距离为 pm(用含ρ和NA的代数式表示)。
17.(2023·宁夏石嘴山·统考一模)H、N、O、S、Fe、Cu是日常生活中常见的元素。
(1)基态Fe2+的核外电子排布式为 ,Fe3+有 种能量不同的电子。
(2)[Cu (NH3)4]SO4·H2O中,Cu2+的配位数为 ,的空间构型是 。
(3)硼酸晶体是片层结构如图所示,其中键角∠B-O-H(114° ),则硼酸晶体中氧原子的杂化方式是 。键角∠B-O-H不同于键角 ∠O-B-O的原因是 。
(4)GaN (相对分子质量为M)是新型半导体材料,该晶体的一种晶胞结构与金刚石晶胞(如图所示)相似,其晶胞可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子替代,顶点和面心的碳原子被Ga原子替代,晶胞参数为acm。沿Z轴从上往下俯视的晶胞投影图如下图所示。
①若图中原子1的分数坐标是(,,)则原子5的分数坐标是 。
②晶胞结构中原子1、5之间的距离为 cm。
③设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaN晶体的密度为 g·cm-3。
18.(2023·山东临沂·统考二模)溴化亚氨合汞()和甘汞()是汞的两种重要化合物。回答下列问题:
(1)Hg的原子序数为80,基态Hg原子的价电子排布式为 ,在元素周期表中的位置为 。
(2)中存在如图1所示层状结构。
①N原子的杂化方式为 ;分子的空间构型为 。
②该层状结构的最简式为 ;层间还有和,其个数比为 。
(3)晶体属四方晶系,晶胞参数如图2所示,晶胞棱边夹角均为。已知键长为rpm,则B点原子的分数坐标为 ;晶胞中A、B间距离d= pm;若阿佛加德罗常数为,则晶胞的密度为 。(已知的摩尔质量为)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. O>P>Li CCl4、SiF4、POCl3等 4 abcd 电负性:N>P,成键电子对离中心原子越近,成键电子对间的排斥力越大,键角越大 8
【分析】根据Co的价电子排布式绘制Co3+的价电子排布图;根据电负性大小规律分析三种元素的电负性大小;根据等电子原理分析等电子体;根据配合物结构分析配合物中的价键类型;根据均摊法计算晶胞密度。
【详解】(1)Co是第27号元素,Co的简化电子排布式为[Ar]3d74s2,Co3+的价电子排布图为;
(2)非金属性越强,电负性越大,则电负性:O>P>Li;
(3)等电子体指价电子总数和原子总数相同的分子、离子或原子团,PO为5原子32电子,与之互为等电子体的可为CCl4、SiF4、POCl3等;C、Si、P为中心原子,且无孤电子对,价层电子对数等于中心原子与周围原子形成的σ键,均为4;
(4)NO中含有σ键和π键,配离子[Co(NO2)6]3 中存在配位键,[Co(NO2)6]3 与K+之间形成离子键,因此K3[Co(NO2)6]中存在的作用力有σ键、π键、配位键和离子键,所以选abcd;
(5)N的电负性大于P,NH3中N H键的键长比PH3中P—H键的键长要短,所以在NH3中成键电子对更靠近N,排斥力更大,以致键角更大;
(6)从图Li2O晶胞的结构可以看出晶胞中的Li+的个数为8个,顶点有8个O2 ,面心有6个O2 ,晶胞中O2 的个数为8×+6×=4,以面心O2 为例,需要8个Li+给它配位;1 mol晶胞中有4 mol Li2O,因此ρ=。
2. 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 N>O>S 正四面体形 先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀溶解生成深蓝色溶液 Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O acde 低于 r(Ca2+)<r(Sr2+),CaO的晶格能大于SrO 晶格能,故CaCO3更易分解为CaO
【详解】(1)CuSO4和Cu(NO3)2中的阳离子为Cu2+,Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9;同周期元素的第一电离能,随着原子序数的增大,有增大的趋势,由于N原子2p轨道半充满,第一电离能高于O,同主族元素的第一电离能,随着原子序数的增大,逐渐减小,第一电离能O>S,则第一电离能由大到小顺序为N>O>S;
(2)CuSO4中的阴离子为硫酸根离子,硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0,则空间构型为正四面体形;向盛有硫酸铜溶液的试管里逐滴加入氨水,氨水与硫酸铜溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,继续滴加氨水,过量的氨水与氢氧化铜反应生成深蓝色的四氨合铜离子,反应的总离子方程式为Cu2++4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++4H2O;
(3)由叶绿素的结构示意图可知,叶绿素中不含有阴、阳离子,不存在离子键;氮原子和氧原子上没有连有氢原子,不可能形成氢键;含有的碳碳单键和碳碳双键为非极性共价键,含有的碳氮单键、碳氮双键、碳氧单键、碳氧双键为极性共价键;单键为σ键,双键中一个为σ键,一个为π键;碳氮双键中的氮原子与镁原子形成配位键,答案选acde;
(4)碳酸盐分解的实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中的氧离子,使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程,阳离子所带电荷相同时,阳离子半径越小,晶格能越大,其结合氧离子能力越强,对应的碳酸盐就越容易分解,r(Ca2+)<r(Sr2+),CaO的晶格能大于SrO 晶格能,故CaCO3更易分解为CaO;
(5)P原子与最近的Cu原子之间的距离为棱长的一半,晶胞中位于顶点的Sn原子个数为8×=1,位于面心的Cu原子的个数为6×=3,位于体心的P原子个数为1,则晶体的化学式为SnCu3P,设棱长为x nm,由晶胞的质量关系可得:(10 7x)3a=,解得x=×10 7,则P与最近的Cu原子的核间距为nm。
3. 或 6 N、Cl sp、sp2 20mol Cr2CoAl (1,,)
【详解】(1)Co2+基态核外电子数为25个,所以Co2+基态核外电子排布式为或;
(2)生成白色沉淀2.87g,则,说明该配合物外界含有两个氯离子,另外1个氯离子和氨气分子为内界,所以配位数为6;中心原子是Co,配位原子是N和Cl;
(3)①元素的金属性越强,电负性越小,在常温下,Li可与水反应,Al不与水反应,说明Li的金属性强于Al,则其电负性小于Al,Al和Li均能与酸反应置换出H2,说明H的电负性最大,则 LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为:H>Al>Li;
②中既有碳氮三键,又有苯环,则碳原子的轨道杂化类型为sp、sp2;共含有7mol碳氢σ键,12mol碳碳σ键及lmol碳氮三键,则共含有σ键的物质的量为20mol;
(4)顶点粒子占,面上粒子占,棱上粒子占,内部粒子为整个晶胞所有,所以一个晶胞中含有Cr的数目为:,一个晶胞中含有Co的数目:,一个晶胞中含有Al的数目为:4×1=4,所以晶体化学式为Cr2CoAl;
(5)NiO的晶体结构如图乙所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),C在x、y、x轴上的投影分别是1、、,所以C坐标参数为;根据图知,每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围,如图所示,相邻的3个圆中心连线为正三角形,三角形的边长为2a pm,每个三角形含有一个Ni原子,三角形的面积 m2,如图,实际上每个Ni原子被两个小三角形包含,小平行四边形面积为m2,O原子个数为1,每平方米面积上分散的该晶体的质量。
4.(1)2s22p3
(2) A NnHn+2 2m(,m为正整数) < 形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂
(3) CaCN2 6
【详解】(1)N核电荷数为7,核外有7个电子,基态N原子电子排布式为1s22s22p3,则基态N原子的价层电子排布式是2s22p3;故答案为:2s22p3。
(2)①A.能量最低的激发态N原子应该是2p能级上一个电子跃迁到3s能级,其电子排布式:,故A错误;B.钙的金属性比镁的金属性强,则化学键中离子键成分的百分数:,故B正确;C.氮有三个价键,最简单的氮烯即含一个氮氮双键,另一个价键与氢结合,则其分子式:,故C正确;D.氮烷中N原子有一对孤对电子,有三个价键,则氮原子的杂化方式都是,故D正确;综上所述,答案为:A。
②氮和氢形成的无环氮多烯,一个氮的氮烷为NH3,两个氮的氮烷为N2H4,三个氮的氮烷为N3H5,四个氮的氮烷为N4H6,设分子中氮原子数为n,其氮烷分子式通式为NnHn+2,根据又一个氮氮双键,则少2个氢原子,因此当双键数为m,其分子式通式为NnHn+2 2m(,m为正整数);故答案为:NnHn+2 2m(,m为正整数)。
③形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂,因此给出的能力:<(填“>”或“<”);故答案为:<;形成配位键后,由于Cu对电子的吸引,使得电子云向铜偏移,进一步使氮氢键的极性变大,故其更易断裂。
(3)钙个数为,个数为,则其化学式为CaCN2;根据六方最密堆积图 ,以上面的面心分析下面红色的有3个,同理上面也应该有3个,本体中分析得到 ,以这个进行分析,其俯视图为 ,因此距离最近的钙离子个数为6,其配位数为6;故答案为:CaCN2;6。
5.(1) O>Si>Fe>Mg +2
(2) 钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是:、、均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大 正四面体
(3) 1
【详解】(1)为26号元素,基态原子的价电子排布式为。元素的金属性越强,其电负性越小,元素的非金属性越强则其电负性越大,因此,橄榄石()中,各元素电负性大小顺序为O>Si>Fe>Mg;因为中、、的化合价分别为+2、+4和-2,x+2-x=2,根据化合物中各元素的化合价的代数和为0,可以确定铁的化合价为+2。
(2)与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是:钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,其熔点较高;而为分子晶体,其熔点较低。由表中的数据可知, 、、熔点变化趋势为:随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是:、、均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大。的空间结构为正四面体,其中的价层电子对数为4,因此的轨道杂化形式为。
(3)由硼镁化合物的晶体结构可知位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有个,由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞,则晶胞中Mg的个数为1;晶体结构中在正六棱柱体内共6个,则该物质的化学式为;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为,因此B-B最近距离为。
6.(1) 6NA (正)四面体形、(正)三角形 有 Fe
(2) 的分子量高于,范德华力大
(3) -4
【详解】(1)乙酰丙酮锰(Ⅲ)的中心离子为离子,说明配体带一个负电荷,结构如图所示,氧与结合都是通过配位键结合,则乙酰丙酮锰(Ⅲ)中含有配位键,所含数目为6NA;乙酰丙酮锰(Ⅲ)中碳原子有两种,一种是双键碳,一种是甲基中的碳,因此VSEPR模型是平面三角形和四面体;由于中心离子采用杂化,余下三个d轨道和四个电子,因此会有单电子,则乙酰丙酮锰(Ⅲ)有顺磁性;的价电子为,有四个单电子,基态原子中,与Mn同周期中,还是四个单电子的是铁。
(2)F电负性强,吸引电子能力强,使羧基大键电子云密度减小,酸性增强,其次是氯,次之,乙酸酸性最弱;分子量高于,范德华力强,同时Cl电负性小于F,对大键电子云吸引程度弱,氧的电子云密度大,形成分子间氢键强度大,沸点高。
(3)Mn(Ⅱ)位于围成的八面体空隙中,图a中略大的球为Mn(Ⅱ),周围小球为氯离子,一个氯被两个Mn(Ⅱ)共用,根据均分,可得Mn(Ⅱ):,根据两个图可知,Mn(Ⅱ)位于8个顶点、4个棱心、2个面心、1个体心,则Mn(Ⅱ)个数为4个,再根据比例关系判断出有12个,因此该晶胞带电荷数为;晶胞密度。
7.(1) 1.5NA 3s13p33d1 PCl5PCl+PCl 正四面体形
(2) 13 使O原子上的电子云密度降低,O、H间键极性增强,易离解出H+
(3) a
【详解】(1)①白磷分子的空间构型为正四面体形,分子中含有6个磷磷键,则31 g白磷分子中含有的磷磷键的数目为×6×NAmol—1=1.5NA,故答案为:1.5NA;
②磷元素的原子序数为15,价电子排布式为3s23p3,由形成五氯化磷时,磷原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键可知,激发态的价电子排布式为3s13p33d1,故答案为:3s13p33d1;
③由题意可知,五氯化磷发生与水类似的自耦电离电离出PCl阴离子和PCl阳离子,电离方程式为PCl5PCl+PCl;PCl离子中磷原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形,故答案为:PCl5PCl+PCl;正四面体形;
(2)若苯酚羟基中的氧原子的杂化方式为sp2杂化,未参与杂化的2个p电子与苯环上6个碳原子中未参与杂化的6个p电子形成大π键,则分子中的13个原子一定在同一平面上;乙醇显中性而苯酚显酸性的原因是在大π键中氧原子的p电子云向苯环转移,使羟基中氧原子上的电子云密度降低,氧原子和氢原子间的结合力减弱,易离解出氢离子,故答案为:;13;使O原子上的电子云密度降低,O、H间的结合力减弱,易离解出H+;
(3)①由小立方体的结构可知,小立方体中位于顶点和面心的铁离子个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的亚铁离子个数为12×+1=4,位于体内的钾离子个数为4,由电荷守恒可知,氰酸根离子的个数为4×3+4×2+4=24,则小立方体中铁粒子、钾离子和氰酸根离子的个数比为8:4:24=2:1:6,化合物的化学式为,故答案为:;
②由小立方体的结构可知,若所有铁粒子为等径小球,钾离子和亚铁离子的最近距离为晶胞体对角线的,则最短距离为apm;设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=10—30a3d,解得d=,故答案为:a;。
8.(1) 离子晶体
(2) > 钠与锂同主族,钠原子的电子层数多,半径大,易失电子
(3)高于
(4)
(5) 15
(6) 4 正四面体
(7) 4 >
(8) N 20NA
【分析】A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的前四周期元素,其中A元素原子核外电子只有一种自旋取向,则A为H元素;D元素原子半径是短周期主族元素中最大的,则D为Na元素;由原子序数可知B、C处于第二周期,而A(氢)、B元素原子的最外层电子数相等,故B为Li,C元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,C的基态原子的电子排布为1s22s22p4,故C为O氧元素;E元素的价层电子在s和p能级的原子轨道中运动的电子数相等,基态原子的电子排布为1s22s22p63s23p2,故E为Si;G3+与F元素的基态原子均有5个未成对电子,则F元素的基态原子外围电子排布式为3d54s2,G元素原子外围电子排布式为3d64s2,故F为Mn、G为Fe。
【详解】(1)由分析可知,A为H、B为Li、C为O、D为Na、E为Si、F为Cr、G为Fe;若A离子与B离子的电子层结构相同,离子为H-、Li+,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径H->Li+,A与B形成的二元化合物的晶体类型为离子晶体,
故答案为:H-;离子晶体;
(2)Li、Na最外层电子数相同,电子层依次增多,原子半径增大,原子核对核外电子吸引减弱,故Na更容易失去最外层的1个电子,故第一电离能的大小:I1(Li)>I1(Na),故答案为:>;钠与锂同主族,钠原子的电子层数多,半径大,易失电子;
(3)SiO2属于共价晶体,NaOH属于离子晶体,故晶体熔点:SiO2>NaOH,故答案为:高于;
(4)G是前四周期元素,G3+的基态原子均有5个未成对电子,则基态G原子的价层电子排布式为3d64s2,G2+外围电子轨道表达式为,G3+的外围电子轨道表示式为,二者未成对电子数之比为4:5,故答案为:3d64s2;4:5;
(5)电子空间运动状态由能层、能级、轨道决定,基态F原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,1s、2s、3s、4s均有1个轨道,2p、3p能级均有3个轨道,3d能级填充5个轨道,故有 15种空间运动状态不同的电子;晶胞中Mn原子数目为8×+6×=4,O原子数目=1+12×=4,则该化合物的化学式为MnO,故答案为:15;MnO;
(6)根据结构可知1个Al与4个Cl形成配位键,则Al的配位数为4;离子中Al原子形成4个σ键,没有孤电子对,价层电子对数为4,该离子的空间构型为正四面体,故答案为:4;正四面体;
(7)①基态Cu的原子序数是29,核外电子排布式为[Ar]3d104s1,失去4s能级上1个电子、3d能级上1个电子生成Cu2+,则Cu2+核外电子排布式为;
②该晶胞中,黑色球个数为4、白色球个数=1+8×=2,黑色球、白色球个数之比为4:2=2:1,根据其化学式知,黑色球表示铜原子,所以Cu原子个数是4;
③高温下Cu2O比CuO稳定,从核外电子排布角度,Cu+价电子排布为3d10,为全满结构,较为稳定,所以原因为:亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态,稳定性:>CuO;
(8)①同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的,第ⅤA族的大于第ⅥA族,第一电离能最大的元素是N;中铜离子和氨气间含有4个配位键,1mol[Cu(NH3)4]SO4含有σ键的数目为:(4+3×4+4)NA=20NA;
②向硫酸铜中加入氨水,得到的是氢氧化铜沉淀,故溶解氢氧化铜的原理与制取银铵溶液相似,故反应的离子方程式为:。
9.(1)
(2)
(3)8
(4) 4 8
(5)正四面体
(6)
【详解】(1)Cu为29号元素,基态铜原子的核外电子排布式为,Cu原子失去的电子形成,则的核外电子排布式为;基态铜原子的单电子数为1,与铜位于同一周期且单电子数目相同的原子为Sc,Sc的核外电子排布式为;
(2)由晶胞结构可知,位于顶角和面心的的个数为,含有和的个数之和为8,设晶胞中的和个数分别为a和b,则a+b=8-4x,由化合价代数和为0可得,,则a=4x,即每个晶胞中的个数为4x;
(3)由题意可知转化为的电极反应式为,由晶胞结构可知,一个晶胞中含有个,则每个晶胞中含4个,转移电子数为8;
(4)中,与形成配位键,则的配位数是4;中,配位键为σ键,的结构式为,1个中含有1个σ键和2个π键,则1个中含有8个π键,1mol中含有8molπ键;
(5)S与Se同主族,和互为等电子体,结构相似,则中Se原子价层电子对数且不含孤电子对,所以的空间构型为正四面体形;
(6)个数,个数为8,该晶胞体积=,的晶胞密度=。
10.(1) 2
(2) S> P> Si 氧原子的电负性比硫原子大,氧原子对孤对电子的吸引比硫原子大,孤对电子斥力增大使键角增大
(3) sp2 V形
(4)B
(5) CaCrO3 6
【详解】(1)铬为24号元素,基态铬原子的电子排布式为,基态硫原子核外电子排布式为:,未成对电子数为2;
(2)同周期元素从左到右电负性增强,则电负性:S> P> Si;水和硫化氢有两对孤对电子,但是氧原子的电负性比硫原子大,氧原子对其携带的两对孤对电子的吸引比硫原子大,相应的孤对电子斥力增大使键角也相应比硫化氢大;
(3)的中心S原子的价层电子对数为,无孤对电子,杂化类型为sp2,的中心S原子的价层电子对数为,含2对孤对电子,空间构型为V形;
(4)A中4个单键氧原子不满足8电子稳定结构,故错误;B中结构符合Cr的正六价,且O满足8电子稳定结构,故正确;C中Cr原子为+5价,且O不满足8电子稳定结构,故错误;
(5)由晶胞结构可知Ca位于顶点个数为;Cr位于体内,个数为1,O位于面心个数为;三种原子个数比:Ca:Cr:O=1:1:3,化学式为: CaCrO3;由晶胞结构,Cr位于体心,O位于面心,与Cr距离最近的O原子数为6;晶胞的质量=,晶胞体积为:(a×10-7)3cm3,则晶胞的密度为:。
11.(1) 四面体 两者为结构相似的分子晶体,相对分子质量更大,分子间作用力更强
(2) As的4p能级为半充满状态,能量更低,更稳定(或:Se的电离出1个电子后变为的半充满稳定状态,故比As的更易电离出1个电子)
(3)AB
(4)
(5)
【详解】(1)易知分子价层电子对为2+2=4,存在两对孤电子对,可知VSEPR模型为四面体;的沸点高于的原因是两者为结构相似的分子晶体,相对分子质量更大,分子间作用力更强。
(2)基态硒原子的价电子排布式为,Se的第一电离能比同周期相邻元素As小的原因是As的4p能级为半充满状态,能量更低,更稳定或Se的电离出1个电子后变为的半充满稳定状态,故比As的更易电离出1个电子。
(3)中正电荷与负电荷重合,为非极性分子;电负性F>S,由图可知,键角∠FSF为90°或180°;价层电子对数为6,可知中心原子的杂化方式为;该分子中S原子共有6+6=12个电子。
故选A、B。
(4)易知晶胞中S的数目为,H的数目为,故化学式为。
(5)易知晶胞中Mn、Se的数目均为4,故密度为。
12.(1) 第四周期第Ⅷ族 C
(2) A
(3) 中N原子提供孤电子对,与铜离子形成稳定的配位键 顺式甘氨酸铜极性大,反式甘氨酸铜极性小
(4)
【详解】(1)在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;Ni原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,在3d轨道上有两个未成对的电子,第二周期中基态原子末成对电子数与Ni相同元素的价电子排布式有2s22p2和2s22p4,分别是碳元素和氧元素,其中电负性最小的是碳;
(2)根据结构图可知,该化合物中不含有离子键,故选A;,、、均为以Si原子为中心的四面体结构,为正四面体,由于电负性F>Cl>C,F的电负性最大,Si周围的电子云密度最小,C-Si成键电子对之间斥力最大,键角最大,故键角C-Si-C最大的为(CH3)3SiF;
(3)甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体,根据结构图可知,甘氨酸铜中铜原子和与铜形成键的2个O、2个N处于同一平面,则铜原子的杂化类型为dsp2;中N原子提供孤电子对,与铜离子形成稳定的配位键,故能形成稳定的环状化合物;根据相似相溶原理,极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂,由于水是极性分子,顺式甘氨酸铜在水中溶解度远大于反式甘氨酸铜,原因是顺式甘氨酸铜极性大,反式甘氨酸铜极性小;
(4)由晶胞结构图可知,1号原子分数坐标为,2号原子分数坐标为,则3号原子的分数坐标为;若晶胞参数为和,则该晶体的密度为=。
13.(1) 3S23P63d5 2
(2) S>P>Si O原子半径比S小,电负性比S大,水分子中成键电子对更靠近中心原子,相互排斥作用大,键角大
(3) V形 3
(4)B
(5) CaCrO3 6
【详解】(1)Cr的原子序数为24,电子排布式为1S22S22p63S23P63d54S1,M层的电子排布式为3S23P63d5,基态硫原子电子排布1S22S22p63s23p4,原子核外有2个未成对电子,故答案为3S23P63d5;2。
(2)同一周期元素中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,所以Si、P、S三种元素的电负性由大到小的顺序是S>P>Si;O、S为同主族元素,O原子半径比S小,电负性比S大,水分子中成键电子对更靠近中心原子,相互排斥作用大,键角大;故答案为S>P>Si;O原子半径比S小,电负性比S大,水分子中成键电子对更靠近中心原子,相互排斥作用大,键角大。
(3)在SO2分子中,S原子采用sp2杂化,由于在S原子上含有孤电子对,分子的空间结构为V形,SO3的中心原子是S,与3个O原子形成S-O键,价层电子对数为3,故答案为V形;3。
(4)CrO5中Cr元素化合价为+6价,所以CrO5中有4个-1价的O(过氧键)和1个-2价的O,所以CrO5的结构式为 ;故答案选B。
(5)根据晶胞结构,Ca在顶点,原子个数为,Cr原子在体心,原子个数为1,O原子在面心,个数为,所以该晶胞的化学式为CaCrO3;由于Cr原子在体心,与Cr最近的氧原子的个数为6;Ca和Cr的最近距离为anm,晶胞棱长为,则该晶体密度,故答案为CaCrO3;6;。
14.(1)>
(2) O>N>C>H>Cu sp2、sp3 28NA
(3) 降低 自由电子在加热条件下与金属原子碰撞频率增大而导致电导率降低
【详解】(1)Cu+的价电子轨道表示式为 ,Zn+的价电子轨道表示式为 ;从轨道表示式中可以看出,Cu+的3d轨道全充满,较充满,失电子所需的能量高,则第二电离能大小关系为I2(Cu)>I2(Zn)。答案为:>;
(2)①该阴离子中包含的元素为H、C、N、O、Cu,非金属性O>N>C>H,Cu的电负性最小,则所有元素的电负性从大到小的顺序为O>N>C>H>Cu。
②该阴离子中形成单键的氧原子、形成碳氧双键的氧原子,其价层电子对数分别为3和4,杂化方式为sp2、sp3;
③1个该阴离子中,共含有24个共价单键和4个共价双键,则含有28个σ键,所以lmol该阴离子含有σ键的数目为28NA;
④该配合物的中心离子为Cu2+,外围电子排布图为 。答案为:O>N>C>H>Cu;sp2、sp3;28NA; ;
(3)①温度升高,金属内电子运动的速率加快,单位时间内与金属离子的碰撞次数增多,所以该合金随温度升高,电导率降低,原因为:自由电子在加热条件下与金属原子碰撞频率增大而导致电导率降低;
②在晶胞中,小立方体中心交替出现Al和Mn,则沿立方格子对角面取得的截图中,2个Al和2个Mn应分别位于对角线上,所以在图c中画出上图b切面上的Al和Mn的相对位置: 。答案为:降低;自由电子在加热条件下与金属原子碰撞频率增大而导致电导率降低; 。
【点睛】Cu失电子时,先失去4s轨道上的1个电子。
15.(1)BC
(2) Cu 气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,所以Cu的第二电离能比Zn大,气态Zn的价电子排布式为[Ar]3d104s2,为稳定结构,能量较低,所以Cu的第一电离能小于Zn,则第二电离能与第一电离能之差较小的是Cu
(3)甲、乙
(4) CH4、O2 c
【详解】(1)由结构式可知,甲分子中含有碳碳双键和碳氢键,化学键类型是σ键和非极性键,故选BC。
(2)气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,所以Cu的第二电离能比Zn大,气态Zn的价电子排布式为[Ar]3d104s2,为稳定结构,能量较低,所以Cu的第一电离能小于Zn,则第二电离能与第一电离能之差较小的是Cu。
(3)碳碳双键两端碳原子上都连接不同的集团的有机物存在顺反异构,若R、R'、R''都是饱和烃基,在甲、丙中,存在顺反异构体的是甲、乙。
(4)①非极性分子的结构对称,正负电荷中心重合,在图中涉及的物质中,除了氢气外,属于非极性分子的是CH4、O2;
②由晶胞结构可知,铱晶胞中,面心上Ir原子连接起来构成正八面体,故选c;该晶胞种Ir原子个数为=4,该晶体的密度为。
16.(1) 1:1 3d84s2
(2) > O>N>H>B
(3) 离子晶体 正四面体
(4) 有机溶剂通过分子间作用力结合而成,而离子液体通过阴阳离子作用形成离子键,离子键作用力大于分子间作用力,故离子液体相对难挥发 sp2
(5) bc ×1010(或×1010)
【详解】(1)[Fe(CN)6]3-离子中,Fe3+与CN-通过配位键结合,配位键属于σ键,CN-中有1个σ键、2个π键,所以σ键和π键的数目之比为1:1,Ni是28号元素,价电子排布式3d84s2。
(2)同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,Mg原子2s能级全充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,元素的第一电离能:Mg>Al。元素非金属性越强,电负性越大,H、B、N、O的电负性由大到小的顺序为O>N>H>B。
(3)MgO、CaO的熔点高,二者的晶体类型为离子晶体,NaBH4阴离子是,B原子的价电子对数为4,无孤电子对,空间构型是正四面体。
(4)有机溶剂通过分子间作用力结合而成,而离子液体通过阴阳离子作用形成离子键,离子键作用力大于分子间作用力,故离子液体相对难挥发;该电解质阳离子结构中环上所有原子共面,可知原子的价电子对数为3,氮原子的杂化方式为sp2。
(5)①根据晶胞图,氧离子在镍离子构成的正八面体的中心,镍离子在氧离子构成的正八面体的中心,从该晶胞中能分割出来的结构图有bc。
②根据均摊原则,晶胞中镍离子数为,氧离子数为,该晶体密度为ρg cm-3,则晶胞边长为,该晶胞中镍离子周围与其等距离的镍离子距离为面对角线的一半,则距离为pm。
17.(1) [Ar]3d6(或1s22s22p63s23p63d6) 6
(2) 4 四面体
(3) sp2 O原子上有孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对间的斥力
(4) (1,,)
【详解】(1)铁为26号元素,Fe基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe2+为Fe失去2个电子形成,基态核外电子排布式为[Ar]3d6(或1s22s22p63s23p63d6),Fe3+为Fe失去3个电子形成,基态核外电子排布式为[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5),则Fe3+有6种能量不同的电子;
(2)根据该配合物的结构可知,其中Cu2+的配位数为4,中S的价层电子对为4,则其空间构型为正四面体结构;
(3)根据硼酸晶体的结构为片层为平面结构,O原子与B原子之间形成大π键,则分子中氧原子杂化方式是sp2;键角∠B-O- H的中心原子O有2对孤电子对,而键角∠O- B-O的两个配原子O均由孤电子对,因为O原子上有孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对间的斥力,所以键角∠B-O- H不同于键角∠O- B-O;
(4)①根据数学立体几何关系可知,若图中原子1的分数坐标是(,,), 则原子5的分数坐标是(1,,);
②因为原子1的分数坐标为(,,),原子5的分数坐标为(1,0,),所以两个原子之间的距离为;
③其晶胞可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子替代,顶点和面心的碳原子被Ga原子替代,所以晶胞中Ga的原子个数为=4,N的原子个数也为4,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaN晶体晶胞质量为,故其密度为g·cm-3。
18.(1) 5d106s2 第六周期第ⅡB族
(2) sp3 三角锥形 [Hg3(NH)2Br]+ 1:3
(3) (,,)
【详解】(1)Hg的原子序数为80,基态Hg原子的价电子排布式为5d106s2,在元素周期表中的位置为第六周期第ⅡB族;
(2)①中N原子价层电子对数=3+(5-1-31)=3.5,杂化方式为sp3;中N原子的价层电子对数=3+(5-31)=4,分子的空间构型为三角锥形;
②结合层状结构,根据原子个数之比,最简式为[Hg3(NH)2Br]+,和个数比为1:2;
(3)A点从标位于棱上,为(,,),B点原子位于体中心线上,则B点原子的分数坐标为(,,);AB连线、B垂直于底面、A与对角线的另一个Hg原子连接起来形成一个直角三角形,根据三线长度,所以晶胞中A、B间距离d=pm;
根据均摊法,晶胞中含有8+2=4个Hg,8+2=4个Cl,密度。
答案第1页,共2页
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