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- 2021-07-07 发布
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1、主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大,X、Z和M分属于不同的周期,X、M元素可以形成负一价离子,Y原子的各能层电子数相同,Z原子最外层电子数是次外层的3倍,N元素原子的4p轨道上有3个未成对电子。
(1)五种元素中第一电离能最小的是________,电负性最大的是________。(填元素符号)
(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________,该元素的名称是________。气态分子YM2的立体构型为________,YM2可形成多聚体(YM2)n的原因是________________。
(3)Z和N形成分子W的结构如图所示,化合物W的分子式为________,Z、N原子的杂化类型分别为________、________。
(4)已知化合物NX3是剧毒的气体,与AgNO3溶液反应有黑色Ag析出,同时生成W,此反应是检验微量NX3的方法,该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(5)画出配离子YZ4X42-的结构式:________,1 mol该离子中含有的共价键数目为__________。
2、硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
?85.5
115.2
>600(分解)
?75.5
16.8
10.3
沸点/℃
?60.3
444.6
?10.0
45.0
337.0
回答下列问题:
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为__________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。
(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为__________。
(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为_____形,其中共价键的类型有______种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M
,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为___________g·cm?3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为______nm。
3、锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1) n原子核外电子排布式为________________。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由 n和Cu组成。第一电离能Ⅰ1( n)_______Ⅰ1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。
(3) nF2具有较高的熔点(872 ℃),其化 键类型是_________; nF2不溶于有机溶剂而 nCl2、 nBr2、 nI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是________________。
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石( nCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。 nCO3中,阴离子空间构型为________________,C原子的杂化形式为________________。
(5)金属 n晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为_______________。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA, n的密度为________________g·cm-3(列出计算式)。
4、在HF、H2O、NH3、CH4、N2、CO2、HI分子中:
(1)以非极性键结合的非极性分子是_______________________________________。
(2)以极性键相结合,具有正四面体结构的非极性分子是_________________________。
(3)以极性键相结合,具有三角锥型结构的极性分子是___________________________。
(4)以极性键相结合,具有折线型结构的极性分子是_____________________________。
(5)以极性键相结合,而且分子极性最大的是___________________________________。
5、一定条件下,苯甲酸可实现如下转化:
苯甲酸 苯甲醛 苯甲醇
(1)Mn2+基态核外电子排布式为__________。
(2)B、C、O、K的第一电离能由小到大的顺序是________。
(3)1 mol苯甲酸分子含有σ键的数目为____,苯甲醇分子中O原子的轨道杂化类型为____。
(4)KBH4中所含BH4-离子空间构型为____,写出一种与BH4-互为等电子体的阳离子的化学式:____。
(5)苯甲酸、苯甲醛、苯甲醇三种物质中沸点最低的是___,原因是____________。
6、科学家正在研究温室气体CH4、CO2的转化和利用。
(1)在Ni基催化剂的作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni外围价电子中有_________对成对电子。
②CH4、CO2、H2分子中有孤对电子的是_________。
(2)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数如下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。
参数
分子
分子直径/mm
分子与H2O的结合能(E)
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
y
①CO2水合物分子间存在的两种作用力是___________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,科学家已经证明可用CO2置换CH4。已知上图中笼状结构的空腔直径为xnm,根据上述图表,从物质的结构与性质的角度分析:x_____0.512 ;y_______16.40。(填“>”“<"或“=”)
③写出CH4的一种等电子体: __________;SiO2与CO2是否互为等电子体?_________(填“是”或“不是”),理由是________。
7、(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。
①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中四种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中中心离子的配位数为________,中心离子的核外电子排布式为___________________。
③相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3_______(填“高”或“低”),其原因是________________。
(2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。
①(NH4)2SO4晶体中各种微粒间的作用力不涉及_________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键
②NH4NO3中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
(3)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β—射线吸收法,β—射线放射源可用Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个,晶胞中Kr原子为n个,则m/n=_____(填数字)。
8、(1)元素的第一电离能:Al Si(填“>”或“<”)。
(2)基态Mn2+的核外电子排布式为 。
(3)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是 。
(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如下图所示:
①在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有 ;配位键存在于 原子之间(填原子的数字标号);m= (填数字)。
②硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成,它们之间存在的作用力有 (填序号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键
D.范德华力 E.氢键
9、(1)可正确表示原子轨道的是 。
A.2s B.2d C.3p D.3f
(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式: 。
(3)下列物质变化,只与范德华力有关的是 。
A.干冰熔化
B.乙酸汽化
C.乙醇与丙酮混溶
D.溶于水
E.碘溶于四氯化碳
F.石英熔融
(4)下列物质中,只含有极性键的分子是
,既含离子键又含共价键的化合物是 ;只存在σ键的分子是 ,同时存在σ键和π键的分子是 。
A.N2 B.CO2 C.CH2Cl2 D.C2H4
E.C2H6 F.CaCl2 G.NH4Cl
(5)用“>”“<”或“=”填空:
第一电离能的大小:Mg Al;熔点的高低:KCl MgO。
10、研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题:
(1)C、Si、N的电负性由大到小的顺序是 。C60和金刚石都是碳的同素异形体,二者比较熔点高的是 ,原因是 。
(2)A、B均为短周期金属元素,依据下表数据,写出B的基态原子的电子排布式 。
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般地,为d0或d10排布时,无颜色,为d1~d9排布时,有颜色。如[Co(H2O)6]2+显粉红色。据此判断,[Mn(H2O)6]2+ (填“无”或“有”)颜色。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。
①COCl2分子的结构式为,每个COCl2分子内含有 个σ键, 个π键。其中心原子采取 杂化轨道方式。
②Fe(CO)5在一定条件下发生分解反应:Fe(CO)5(s)Fe(s)+5CO(g),反应过程中,断裂的化学键只有配位键,则形成的化学键类型是 。
11、氮是地球上极为丰富的元素。
(1)Li3N晶体中氮以N3-存在,基态N3-的电子排布式为 。
(2)N≡N的键能为942 kJ·mol-1,N—N单键的键能为247 kJ·mol-1,计算说明N2中的 键比 键稳定(填“σ”或“π”)。
(3)(CH3)3NH+和AlC可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于100 ℃,其挥发性一般比有机溶剂 (填“大”或“小”),可用作 (填代号)。
A.助燃剂
B.“绿色”溶剂
C.复合材料
D.绝热材料
(4)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,它与N3-形成的晶体结构如图所示。X的元
素符号是 ,与同一个N3-相连的X+有 个。
12、铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
(1)基态铜原子的电子排布式为___________________。
(2)图1是Cu2O的晶胞,Cu原子配位数为_________________。
(3)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可表示如图2。
①SO42-中S原子的杂化类型为________________,写出一个与SO42-互为等电子体的分子的化学式____________________。
②胆矾的化学式用配合物的形式可表示为_______________。1mol胆矾所含σ键的数目为:______________ 。
13、一种可用于生物医学领域的平面五角星形钯(Ⅱ)配位络离子结构如右图,已知钯是原子序数为46的过渡元素。
回答下列问题。
(1)钯(Ⅱ)配位络离子中的第二周期元素,其第一电离能从大到小的顺序为_____________(填元素符号)。
(2)钯(Ⅱ)配位络离子中含有的作用力类型为___________ (填序号)。
A.金属键 B.离子键 C.共价键
D.配位键 E.氢键 F.范德华力
(3)钯(Ⅱ)配位络离子中基态钯离子价电子排布式为____________,钯离子的杂化轨道类型_______(填“是”或“不是”)sp3,理由是___________。
(4)钯(Ⅱ)配位络离子中能与氢氧化钠溶液反应的配体,其分子式为__________,每1mol该配体与氢氧化钠反应时断裂的共价键类型及数目为____________。
(5)钯易与亚砜()生成配合物。当R1和R2都为-CH2C6H5时,三种配合物的结构和键长数据如下:
①亚砜的晶体类型为___________________。
②配位键稳定性:Pd-s>Pd-O,其证据为______________ (用上表数据说明)。
③三种配合物中S=O键长不同,其数值最小的是______________(填“a” “b”“c”或“d”)。
14、世上万物,神奇可测。其性质与变化是物质的组成与结构发生了变化的结果。回答下列问题。
(1)根据杂化轨道理论判断,下列分子的空间构型是V形的是_______(填字母)。
A BeCl2 B.H2O C.HCHO D.CS2
(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既位于同一周期又位于同一族,且T 的原子序数比Q多2。T的基态原子的外围电子(价电子)排布式为_____________,Q2+ 的未成对电子数是____________。
(3)铜及其合金是人类最早使用的金属材料,Cu2+能与NH3 形成配位数为4 的配合物[Cu(NH3)4]SO4。
①铜元素在周期表中的位置是_______________,Cu(NH3)4]SO4 中,N、O、S 三种元素的第一电离能由大到小的顺字为____________。
②[Cu(NH3)]SO4 中,存在的化学键的类型有_________填学母)。
A.离子键 B.金属键 C.配位键 D.非极性键 E.极性键
③NH3中N原子的杂化轨道类型是_____________,写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式:____________________。
④[Cu(NH3)4]2+ 具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+ 的空间构型为___________。
(4)氧与铜形成的某种离子晶体的晶胞如图所示。
则该化合物的化学式为____________。如果该晶体的密度为ρg·cm-3,则该晶体内铜离子与氧离子间的最近距离为____________(用含ρ的代数式表示,其中阿伏加德罗常数用NA表示)cm。
15、硼系高温超导材料都具有良好的应用前景。回答下列问题:
(1)B的基态原子价电子排布式为____________________。BF3的立体构型是_____________________。
H3BO3为一元酸,与足量NaOH溶液反应得到[B(OH)4 ]-,[B(OH)4]-中B的杂化轨道类型为__________________________。
(2)NaBH4被认为是有机化学上的“万能还原剂”,NaBH4的电子式为_________________,其中三种元素的电负性由大到小的顺序是__________________________。
(3)硼与氮形成类似苯的化合物硼氮苯(B3N3H6),俗称无机苯(如图)。硼氮苯属于____________(填“极性”或“非极性”)分子,其间位上的二氯代物有______________种.
(4)NH4BF4 (氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mol NH4BF4含有_________mol 配位键。
(5)硼与镁形成的高温超导材料晶体结构如图所示(B在六棱柱柱体内)。该六方晶胞中镁原子与硼原子的数量比为_____________,晶体密度d=_______________g·cm-3
16、氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题:
(1)基态氮原子的价电子排布式是_________________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是_______________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7kJ·mol-1,若该反应中有4mol N-H键断裂,则形成的π键有________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号)
a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 范德华力
(4)图1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4个顶点(见图2),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 b. CH4 c. NH4+ d. H2O
17、氮和氧是地球上极为丰富的元素。请回答下列问题:
(1)从原子轨道重叠方式考虑,氮分子中的共价键类型有____________;氮分子比较稳定的原因是_________。
(2)C、N、O 的第一电离能由大到小的顺序为_____________(用元素符号表示);NH3 易溶于水而CH4 难溶于水的原因是____________________________________________。
(3)X+ 中所有电子恰好充满K、L、M 3 个电子层。
①X+ 与N3- 形成的晶体结构如图所示。X 原子的核外电子运动状态有____种;基态N3-的电子排布式为______;与N3-等距离且最近的X+ 有______个。
②X2+ 和Zn2+ 分别可与NH3 形成[X(NH3 )4 ]2+、[Zn(NH3)4]2+,两种配离子中提供孤电子对的原子均为_______(写元素名称)。已知两种配离子都具有对称的空间构型,[Zn(NH3)4]2+ 中的两个NH3 被两个Cl- 取代只能得到一种结构的产物,而[X(NH3)4]2+ 中的两个NH3 被两个Cl- 取代能得到两种结构不同的产物,则[X(NH3)4]2+的空间构型为_______;[Zn(NH3)4]2+中Zn 的杂化类型为_______________。
(4)最新研究发现,水能凝结成13种类型的结晶体。除普通冰外,还有-30℃才凝固的低温冰,180℃依然不变的热冰,比水密度大的重冰等。重冰的结构如图所示。已知晶胞参数a=333.7 pm,阿伏加德罗常数的值取6.02×1023,则重冰的密度为_______g.cm-3(计算结果精确到0.01)。
18、组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N及S、P和少量的Zn、Cu等。
(1)N、P、S的第一电离能由小到大的顺序为________。
(2)组成蛋白质的最简单的氨基酸(HOOCCH2NH2)分子中,π键数目为________。
(3)Zn2+、Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。
①基态Zn2+的价电子(外围电子)排布式为________。
②[Zn(H2O)4]SO4中不存在的化学键类型有________(填序号)。
a.配位键 b.金属键 c.共价键
d.氢键 e.离子键
③[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为________(填序号)。
a.平面正方形 b.正四面体
c.三角锥型 d.V型
(4)由上述几种元素组成的6-氨基青霉烷酸的结构如图,其中采用sp3杂化的原子除了S外,还有______________________。
(5)紫外光的光子所具有的能量约为399 kJ·mol-1。根据下表有关蛋白质分子中主要化学键的键能信息,说明人体长时间照射紫外光后皮肤易受伤害的原因是______________________。
共价键
C—C
C—N
C—S
键能/kJ·mol-1
347
305
259
19、试回答下列相关问题:
(1)写出磷原子M能层的电子排布式:________。
(2)磷有两种氧化物P4O6和P4O10,其球棍模型结构如图所示。
其中磷元素的杂化类型分别是________。
(3)磷有三种含氧酸H3PO2、H3PO3、H3PO4,其中磷元素均以sp3杂化与相邻原子形成四个σ键,则H3PO3的结构式是________,写出H3PO2与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:____________________。磷的三种含氧酸H3PO2、H3PO3、H3PO4的酸性强弱顺序为H3PO2 ; > ; ③SiH4 ; 不是 ; SiO2不是分子,两者化学键类型不同
【解析】解:(1)①Ni为28号元素,基态Ni原子的电子排布式为,有4对成对电子;②CH4中C最外层有4个电子,有4对共用电子对,因而没有孤对电子;H2中H最外层有1个电子,有1对共用电子对,因而没有孤对电子; CO2中O最外层有6个电子,有2对共用电子对,因而O含有孤对电子;故答案为:① 4 ; ② CO2 。
(2)①可燃冰中存在水分子,水分子间存在范德华力和氢键;
②由表格可以知道:二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径,即x>0.512,能顺利进入笼状空腔内,且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷,即y >16.40;
③等电子体是指价电子数和原子数相同,并且具有相同结构的微粒,可以是分子、离子或原子团,SiH4是CH4的一种等电子体;SiO2是原子晶体,CO2是分子晶体,二者不能互为等电子体;
故答案为:①范德华力、氢键 ; ②> 、 > ; ③SiH4 ; 不是 ; SiO2不是分子,两者化学键类型不同。
7、【答案】 (1). 10NA(或6.02×1024) (2). N>O>C>H (3). 6 (4). 1s22s22p63s23p63d6(或[Ar] 3d6) (5). 高 (6). HCOOH分子间能形成氢键 (7). de (8). 正四面体形 (9). sp2 (10). 3
【解析】
(2)①(NH4)2SO4晶体中铵根离子和硫酸根离子之间是离子键,而铵根离子和硫酸根离子内部都是共价键,其中铵根离子内部含一个配位键,故答案为de;
②NH4+的中心原子氮原子价层电子对数==4,孤电子对==0,所以NH4+的空间构型为正四面体,NO3-的中心原子氮原子价层电子对数==3,所以氮原子按sp2 方式杂化;
(3)与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有3×4=12,晶胞中含Kr原子为8×+6×=4,则==3。
8、【答案】(1)< (2)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(3)硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强(或其他合理答案)
(4)①sp2、sp3 4,5(或5,4) 2 ②ADE
【解析】(1)同一周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势(除半充满和全充满结构外),故第一电离能Al <
【解析】(1)L层无2d能级,M层无3f能级。
(2)基态Ga原子电子排布式为 [Ar]3d104s24p1。
(3)A、E只与范德华力有关,B、C、D还与氢键有关,F破坏了共价键。
(4)A-G的结构式或电子式分别为
A:N≡N B.O=C=O C.
D. E.
F:[····]Ca2+[····]- G.[H····H]+[∶∶]-
(5)第一电离能Mg>Al;熔点KClC>Si 金刚石 金刚石为原子晶体,而C60为分子晶体
(2)1s22s22p63s2
(3)有
(4)①3 1 sp2 ②金属键
【解析】(1)非金属性越强,电负性越大,根据三种元素在周期表中的位置,可知它们的电负性关系是N>C>Si。C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,金刚石的熔点较高。
(2)从电离能来看,A、B的第三电离能出现突跃,可见它们是第ⅡA族元素,因B的第一、二电离能均比A的小,故B是镁。
(3)Mn2+的3d轨道有3个电子,故[Mn(H2O)6]2+有颜色。
(4)①单质是σ键,双键由一个σ键和一个π键组成。因碳、氧形成双键,故碳原子采取的是sp2杂化。
②Fe(CO)5的配位键是铁原子与CO形成的,分解产物CO并未改变,形成了铁单质,故形成的化学键是金属键。
11、【答案】(1)1s22s22p6
(2)π σ
(3)小 b
(4)Cu 6
【解析】(2)在N≡N中有一个σ键,2个π键。
π键键能==347.5 kJ·mol-1,所以在N≡N中,π键比σ键稳定。
(3)离子液体中的作用力是离子键,尽管微弱但强于氢键和分子间作用力,所以其挥发性就小,不会污染环境,是“绿色”溶剂。
(4)X+所含电子=2+8+18=28,所以X为29号Cu元素。
从图上看○少●多,结合X3N知,○为N3-,以顶角上的○为中心,距离最近的X+有3个。构成一个完整的三维空间需8个这样的立方体,则每个N3-周围有X+:8×3×=6个(棱上原子为4个晶胞所共用,所以每个原子在此晶胞中为份)。
12、【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d104s1
(2) 2
(3) ① sp3 杂化 ; CCl4 ; ② [Cu(H2O)4] SO4·H2O ; 18 mol
【解析】解:本题考查物质结构中的原子核外电子排布式,配合物的书写,配位数的计算等。
(1)基态铜原子的电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)图1是Cu2O的晶胞,Cu原子个数为4,氧原子数为8×1/8+1 =2, Cu原子配位数为:2。
(3)①由结构示意图知S形成了4个键,O形成了3个键,还有一个孤对电子,S、O形成了sp3 杂化。所以SO42-中S原子的杂化类型为sp3 杂化。SO42-价层电子对个数=4+1/2×(6+2-4×2)=4,其空间构型正四面体,它与CCl4的原子数和价电子数相等,所以与SO42-互为等电子体的分子为CCl4。本题答案:sp3 杂化 ; CCl4。
②在晶体结构中一个铜离子与4个水分子形成配位键,所以化学式为[Cu(H2O)4] SO4·H2O。胆矾的化学式用配合物的形式可表示为[Cu(H2O)4] SO4·H2O
由胆矾的平面结构示意图可知1mol胆矾所含σ键的数目为为18mol。
13、【答案】(1) N>O>C
(2) CD
(3) 4d8 ; 不是 ; 若SP3杂化类型 ,空间构型应为四面体型,不可能形成五角星形(钯离子还有4d空轨道)
(4) C20H16N2O4 ; δ键或极性键 2NA
(5) ① 分子晶体 ; ② Pd-S键长A中为0.2313nm;Pd-O键长B中为0.2007nm,B中为0.2033nm ; ③C
【解析】解:(1)钯(Ⅱ)配位络离子中的第二周期元素,C、N、O处于同一周期,从左到右第一电离能有变大的趋势,N的2p能级处于半充满状态,其第一电离能变大,故第一电离能从大到小的顺序为N>O>C;
(2)钯(Ⅱ)配位络离子中含有的作用力类型为 C.共价键:C-N键等 、D.配位键:Pd-N键;没有以下类型的键:A.金属键,只存在于金属原子间;B.离子键:存在于阴阳离子间; E.氢键:存在于电负性较大的原子与H原子间; F.范德华力:存在于分子间;故选CD。
(3)钯(Ⅱ)配位络离子中基态钯离子价电子排布式为4d8
,钯离子的杂化轨道类型不是sp3,理由是 若SP3杂化类型 ,空间构型应为四面体型,不可能形成五角星形(钯离子还有4d空轨道)。
(4)钯(Ⅱ)配位络离子中能与氢氧化钠溶液反应的配体含有酯基,其分子式为C20H16N2O4,每1mol该配体与氢氧化钠反应时C-O键断裂,共价键类型为δ键或极性键,数目为 2NA ;
(5)钯易与亚砜()生成配合物。①亚砜由分子构成,晶体类型为分子晶体。
②配位键稳定性:Pd-s>Pd-O,其证据为Pd-S键长A中为0.2313nm;Pd-O键长B中为0.2007nm,B中为0.2033nm ,键长越短越稳定。
③b中O电子提供给Pd,S=O键长最长,A、C对比,如图C中O吸改Pd电子,增大Pd下S之间作用,c的S=O键长最短,三种配合物中S=O键长不同,其数值最小的是c。
14、【答案】 (1). B (2). 3d34s2 (3). 4 (4). 第四周期ⅠB族 (5). N>O>S (6). ACE (7). sp3 (8). CCl4(或其他合理答案) (9). 平面正方形 (10). CuO (11).
【解析】(1)BeCl2分子中,铍原子含有两个共价单键,不含孤电子对,所以价层电子对数是2,中心原子以sp杂化轨道成键,分子的立体构型为直线形,A错误;水分子中孤电子对数,水分子氧原子含有2个共价单键,所以价层电子对数是4,中心原子以杂化轨道成键,价层电子对互斥模型为四面体型,含有2对孤对电子,分子的立体构型为V形,B正确; HCHO分子内碳原子形成3个键,无孤对电子,分子中价层电子对个数,杂化方式为杂化,价层电子对互斥模型为平面三角形,没有孤电子对,分子的立体构型为平面三角形,C错误;二硫化碳分子中碳原子含有2个键且不含孤电子对,采用sp杂化,其空间构型是直线形,D错误;正确选项B。
(2) 原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,则Q、T处于第Ⅷ族,且原子序数T比Q多2,则Q为Fe元素,T为Ni元素,Ni元素是28号元素,Ni原子价电子排布式为3d84s2,Fe2+的核外电子排布式为1s24s22p63s23d6,3d能级有4个未成对电子;正确答案:3d84s2 ;4 。
(3) ①铜元素核电荷数为29,在周期表中的位置是第四周期IB族;N、O属于同一周期,由于N原子的2p轨道处于半充满状态,故第一电离能N>O,而O、S在同一主族,同主族元素的第一电离能从上到下依次减小,故第一电离能O>S,则N>O>S;正确答案:N>O>S。
②[Cu(NH3)4]SO4中,SO2-4和[Cu(NH3)4]2+间存在离子键,N原子和Cu原子间存在配位键,N—H键、S—O键为极性键,选A、C、E;正确答案:A、C、E。
③NH3中N原子的价电子对数=(5-1×3)+3=4,故采取sp3杂化方式,与SO2-4互为等电子体的分子的化学式为CCl4、SiCl4等;正确答案:sp3 ; CCl4。
④[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为平面正方形;正确答案:平面正方形。
(4) 由均摊法知,1个晶胞中含4个铜离子,氧离子为8×+1+2×+4×=4个,则该化合物的化学式为CuO;晶体内铜离子与氧离子间的最近距离为晶胞体对角线长的;设晶胞的边长为acm,平均1个晶胞质量m=×80 g,体积V=a3 cm3,则由ρ=,可解得a=。则晶体内铜离子与氧离子间的最近距离等于a=(cm);正确答案:。
15、【答案】 (1). 2s22p1 (2). 平面三角形 (3). sp3杂化 (4). (5). H>B>Na (6). 非极性 (7). 2 (8). 2 (9). 1∶2 (10). 或×107
【解析】(1)B的基态原子价电子排布式为2s22p1。BF3的立体构型是平面三角形。H3BO3为一元酸,与足量NaOH溶液反应得到[B(OH)4 ]-,[B(OH)4]-中B的价层电子对数为4,所以B的杂化轨道类型为sp3杂化。
(2)NaBH4被认为是有机化学上的“万能还原剂”,NaBH4的电子式为,其中三种元素的电负性由大到小的顺序是H>B>Na。
(3)硼氮苯分子高度对称,属于非极性分子,其间位上的二氯代物有2种.
(4)NH4BF4 (氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mol NH4BF4含有2mol 配位键。
(5)硼与镁形成的高温超导材料晶体结构如图所示(B在六棱柱柱体内)。该六方晶胞中含有镁原子的数目为,含硼原子的数目为6,所以,镁原子与硼原子的数量比为1∶2。1摩尔此晶胞的质量和体积分别为g、 cm-3,所以晶体密度d= 或×107g·cm-3。
16、【答案】(1) 2s22p3
(2) N>O>C
(3) ①三角锥形 ; sp3 ; ②π键有3mol ; ③d
(4) c
【解析】解:(1)N原子核外有7个电子,其基态原子的电子排布式:1s22s22p3;
(2)同周期元素从左到右元素的第一电离逐渐增大,因为基态氮原子价电子层p轨道处于半充满状态,所以其第一电离能大于氧原子,C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是:N>O>C;
(3)①NH3分子中N原子形成3个键,且有1个孤电子对,则为三角锥形;由于N2H4分子中N原子所形成共价键的数目与NH3相同,故其原子轨道的杂化类型与NH3中的N原子一样,也是sp3杂化;
②N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g),若该反应中有4molN-H键断裂,即有1 mol N2H4参加反应生成1.5 mol N2,由于1molN2中有1molπ键,所有形成π键的物质的量为2×1.5 mol=3 mol;
③肼与硫酸反应的离子方程式为N2H4+2H+═N2H62+,N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,N2H62+中的化学键是共价键与配位键,N2H62+与SO42-之间是离子键,不存在范德华力;
(4)氢键的形成条件及成键元素(N、O、F、H),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以知道为NH4+,答案选c。
17、【答案】 (1). σ键和π键 (2). 氮氮叁键的键能大 (3). N>O>C (4). NH3和H2O分子间形成氢键,CH4为非极性分子,不易溶于水 (5). 29 (6). 1s22s22p6 (7). 6 (8). 氮 (9). 平面正方形 (10). sp3 (11). 1.61
【解析】(1)氮气分子的结构式为NN,其中的共价键类型为一个σ键和两个π键,氮气分子比较稳定的原因就是氮氮叁键的键能大,不易被破坏;
(2)由于同周期元素的第一电离能从左到右一般是逐渐增大的,但N元素最外层的2p上只有3个电子,属于半满状态,比较稳定,所以N元素的第一电离能大于O元素的,因此C、N、O 的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;NH3 分子中的N元素和水分子中的O元素都具有强的吸引电子能力,它们通过H原子在NH3 分子和水分子间形成氢键,因此NH3 易溶于水,但CH4 中的C元素没有强的吸引电子能力,且CH4为非极性分子,所以不能溶于极性的水中;
(3) ①X+ 中所有电子恰好充满K、L、M 3 个电子层,则X原子核外电子数为2+8+18+1 =29,即X是29号元素Cu,因为原子核外没有运动状态完全相同的两个电子存在,所以Cu原子核外电子的运动状态共有29种;基态N3-的电子排布式为1s22s22p6
;由晶体结构图可知与N3-等距离且最近的X+ 有6个,分别在棱的中点,位于N3-的上下、左右、前后六个位置;②NH3分子中的N原子上有孤电子对,所以两种配离子中提供孤电子对的原子为氮元素;已知两种配离子都具有对称的空间构型,[Zn(NH3)4]2+ 中的两个NH3 被两个Cl- 取代只能得到一种结构的产物,说明该离子为正四面体结构,其中Zn以sp3杂化提供四个完全等效的共价键,而[Cu(NH3)4]2+ 中的两个NH3 被两个Cl- 取代能得到两种结构不同的产物,说明该离子为平面正方形结构,两个氯原子在同一边上或在对角线上,是两种不同的结构;
(4)根据重冰的结构可知,其中含有2个水分子,所以该晶胞的质量为= g,其体积为a3=(3.337×10-8cm)3=3.72×10-23cm3,所以其密度为/3.72×10-23cm3 = 1.61 g/cm3。
18、【答案】(1)S