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- 2021-08-24 发布
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物质结构与性质
1、A、B、C、D、E五种常见元素的核电荷数依次增大。A的基态原子中有2个未成对电子,B是地壳中含量最多的元素,C是短周期中最活泼的金属元素, D与C可形成CD型离子化合物,E的基态3d轨道上有2个电子。请回答下列问题:
(1)E的基态原子价层电子排布式为 。
(2)AB2分子中,A的杂化类型为 ;在元素周期表中A、B及与两者紧邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示) 。
(3)B的氢化物与D的氢化物的沸点较高的是 (用化学式表示),原因是 。
(4)AB2形成的晶体的熔点 (填“高于”“低于”或“无法判断”)CD形成的晶体的熔点,原因是 。
(5)E与B形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图所示,其化学式为 (用元素符号表示)。ED4是制取航天航空工业材料的重要原料。取上述橙红色晶体,放在电炉中,通入D2和A的单质后高温加热,可制得ED4,同时产生一种造成温室效应的气体,写出反应的化学方程式 。
(6)由C、D两元素形成的化合物组成的晶体中,晶胞结构图以及晶胞的剖面图如下图所示,若晶胞边长是acm,则该晶体的密度为 g·cm-3。(已知阿伏伽德罗常数为NA)。
【答案】(1)3d24s2 ;(2)sp、N>O>C、H2O、水分子间形成氢键;(3)低于、CO2是分子晶体,NaCl是离子晶体;(4)TiO2、TiO2+2Cl2+C=CO2+TiCl4;(5)。
考点:考查价电子、杂化类型、电离能、晶体类型、晶胞等知识
2、A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2﹣和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为 ;
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ,A和B 的氢化物所属的晶体类型分别为 和 ;
(3)C和D反应可生成组成比为1︰3的化合物E, E的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为 ;
(4)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566 nm,F的化学式为 ,列式计算晶体F的密度(g.cm-3) 。
【答案】(1)O;1s22s22p63s23p3(或[Ne] 3s23p3) (2)O3;O3为极性分子且相对分子质量较大,范德华力大;分子晶体;离子晶体
(3)三角锥形;sp3 (4)Na2O;
考点:考查物质结构和性质,及晶胞计算、原子结构等
3、太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)基态硅原子M能层的电子排布式: 。
(2)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的组成、结构与相应的烷烃相似。硅烷的通式为 ,硅烷中硅采取 杂化方式,硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是 。
(3)硒和硫同为VIA族元素,与硒相邻的元素有砷和溴,则这三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 。(用元素符号表示)
(4)气态SeO2分子的VSEPR构型为 ;与SeO2互为等电子体的一种离子为________(填化学式)。
(5)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中金原子(Au)的配位数为 ;若该晶体的晶胞棱长为a pm,则该合金密度为 g/cm3 。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏加德罗常数的值为NA)
【答案】
(1)3s23p2 (2分)
(2)SinH2n+2(1分);sp3(1分);硅烷为分子晶体,随相对分子质量增大,分子间作用力增强,熔沸点升高(2分)
(3)Se<As<Br(2分)
(4)平面三角形(1分);NO2- (1分)
(5)12(2分); g/cm3(3分)
考点:考查原子核外电子排布;元素电离能;分子构型;晶胞的计算
4、元素X 位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中,X离子的数目为 。
②该化合物的化学式为 。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是 。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是 。
(4)Y 与Z 可形成YZ42-
①YZ42-的空间构型为 (用文字描述)。
②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式: 。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为 。
【答案】
(1)①4(2分)
②ZnS(2分)
(2)sp3(2分)
(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(2分)
(4)① 正四面体(2分)
②CCl4 或SiCl4 等(2分)
(5)16 mol 或16NA或16×6. 02×1023个(3分)
考点:考查晶胞计算;位置结构性质的相互关系应用
5、近现代战争中,制造坦克战车最常用的装甲材料是经过轧制和热处理后的合金钢,热处理后整个装甲结构的化学和机械特性和最大限度的保持一致。钢中合金元素的百分比含量为:铬0.5~1.25 镍0.5~1.5 钼0.3~0.6 锰0.8~1.6 碳0.3
(1)铬元素的基态原子的价电子层排布式是___________。
(2)C元素与其同主族下一周期元素组成的晶体中,C原子的杂化方式为___________。
(3)Mn和Fe的部分电离能数据如表:
元 素
Mn
Fe
电离能
/kJ•mol-1
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
根据表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是___________。
(4)镍(Ni)可形成多种配合物,且各种配合物有广泛的用途。某镍配合物结构如图所示,分子内含有的作用力有___________(填序号)。
A.氢键 B.离子键 C.共价键 D.金属键 E.配位键
组成该配合物分子且同属第二周期元素的电负性由大到小的顺序是___________。
(5)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,呈四面体构型。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测:四羰基镍的晶体类型是________。
(6)铁能与氮形成一种磁性材料,其晶胞结构如图2所示,则该磁性材料的化学式为___________。
【答案】
(1)3d54s1(2分)
(2)sp3(2分)
(3)Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)(3分)
(4)ACE(2分) O>N>C(2分)
(5)分子晶体(2分)
(6)Fe4N(2分)
(6)该晶胞中,N原子个数为1,Fe原子个数=8×1/8+6×1/2=4,所以其化学式为Fe4N,故答案为:Fe4N。
考点:考查原子轨道杂化方式及杂化类型判断;原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况;晶胞的计算