[化学——选修3: 物质结构与性质](15分)Sn是人类最早使用的元素之一,能形成SnCl2,SnCl4两种氯化物,SnCl2常温下为白色晶体,具有一维链状的聚
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[化学——选修3: 物质结构与性质](15分) Sn是人类最早使用的元素之一,能形成SnCl2,SnCl4两种氯化物,SnCl2常温下为白色晶体,具有一维链状的聚合结构,气态时以单分子形式存在,而SnCl4常温下为无色液体。白锡和灰锡是Sn的两种同素异形体,白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6,灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似。白锡的密度大于灰锡的密度。
(1)Sn元素价层电子排布式为 。 (2)SnCl2的一维链状聚合结构如图所示,在分子结构中标出 所含有的配位键。其固体分子及气体分子中Sn的杂化方式为 。
(3)SnCl4分子的空间构型为 ,SnCl4与CCl4中 沸点较高的是 。 (4)锡的某种氧化物的晶胞如右图,其化学式为 。 (5)解释白锡分子的密度大于灰锡的密度的原因: 。 (6)若灰锡的晶胞边长为a pm,计算灰锡的密度 为 。 |
答案
(1)5s25p2(2分) (2) 图略 (2分) sp3、、 sp2(各1分) (3)正四面体;SnCl4(各1分) (4)SnO2(2分) (5)配位数大,空间利用率大(2分) (6)952/NA(a×10—10)3(3分) |
解析
试题分析:(1)Sn元素是50号元素,最外层电子是4个,位于元素周期表的第五周期,第四主族,所以价层电子排布式为5s25p2; (2)Sn元素的5p轨道上有空轨道,Cl原子中有孤对电子,所以1个SnCl2分子中的Sn与另一分子中的Cl原子可以形成配位键,从而形成一维链状聚合结构,配位键的形式是从提供孤对电子的一方指向提供空轨道的一方;固体分子SnCl2中存在一个配位键,所以Sn的价层电子对数是3+1/2(4-2×1)=4,所以是sp3杂化;气态时以单分子形式存在,所以Sn的价层电子对数是2+1/2(4-2×1)=3, sp2杂化; (3)SnCl4分子中Sn的价层电子对数是4+1/2(4-4×1)=4,空间构型是正四面体型;SnCl4与CCl4都是分子晶体,所以相对分子质量大的分子间作用力大,沸点较高,所以SnCl4的沸点较高; (4)锡的某种氧化物的晶胞中Sn原子8顶点各1个和中心1个,共是8×1/8+1=2个,O原子分别在上下2个底面各2个和体内的2个,共是4×1/2+2=4,所以Sn与O的原子个数比是2:4=1:2,化学式为SnO2 (5)白锡的晶体结构中Sn原子的配位数为4和6,灰锡的晶体结构与金刚石的晶体结构相似,配位数是4,所以白锡晶体的配位数大,空间利用率大,单位体积拥有的Sn原子多,密度大; (6)灰锡晶胞中Sn原子的个数是8,与金刚石晶胞中C原子个数相同,所以灰锡的密度=m/V=8×119/NA/(a×10-10)3=952/NA(a×10—10)3g/cm3 |
举一反三
(15分)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。 (1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。请回答: ①H3BNH3中是否存在配位键 (填“是”或“否”),B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 ,CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为 。 ②与(HB=NH)3互为等电子体的分子为 (填分子式) ③人工可以合成硼的一系列氢化物,其物理性质与烷烃相似,故称之为硼烷。工业上可采用LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6,该反应的化学方程式为 。 ④在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式。图a为一种无限长链状结构的多硼酸根,其化学式为 ,图b为硼砂晶体中阴离子,其中硼原子采取的杂化方式为 。
(2)一种铜合金具有储氢功能 ①Cu2+的价层电子排布式为 。 ②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是 。 ③铜的单质中按ABCABC……方式堆积,设铜原子半径为a pm,则该晶体的密度为 g/cm3(阿伏伽德罗常数值为NA) |
短周期元素X、Y、Z、W在周期表中相对位置如下图所示,Y元素在地壳中的含量最高。下列说法正确的是
A.原子半径:Z<Y<W | B.最简单气态氢化物的热稳定性:Y<W | C.含X的化合物形成的溶液一定呈酸性 | D.Y的最简单阴离子和Z的最简单阳离子核外电子数相同 |
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(12分)【化学——物质结构与性质】 (1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)和Fe(CO)x等。 ①基态Fe3+的M层电子排布式为 ; ②尿素(H2NCONH2)分子中C原子的杂化方式是 ; ③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x= 。 Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于 (填晶体类型)。 (2)下列说法正确的是 (填字母序号)。A.第一电离能大小:S>P>Si | B.电负性顺序:C<N<O<F | C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl的熔点比CaO熔点低 | D.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高 | (3)O和Na的一种只含有离子键的化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为 。已知该晶胞的密度为g·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a= cm。(用含、NA的计算式表示)
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短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列判断正确的是( )
A.原子半径:rW>rZ>rY>rX | B.含Y元素的盐溶液一定显酸性 | C.最简单气态氢化物的热稳定性:Z>W | D.X与氢元素组成的化合物XH5与水反应可产生两种气体 |
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X、Y、Z、Q、M为常见的短周期元素,其原子序数依次增大。有关信息如下表:
X
| 动植物生长不可缺少的元素,是蛋白质的重要成分
| Y
| 最外层电子数是次外层的3倍
| Z
| 短周期中,其原子半径最大
| Q
| 生活中大量使用其合金制品,工业上可用电解其氧化物的方法制备
| M
| 海水中大量富集的元素之一,其最高正化合价与负价的代数和为6
| 下列有关说法中正确的是( ) A.原子半径:X > Y > M B. 由X、M和氢三种元素不可能形成离子化合物 C.气态氢化物热稳定性:M > Y > X D.Z、Q、M的最高价氧化物对应的水化物可以两两发生反应 |
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