[化学—物质结构与性质](13分)Ⅰ.现今运动场馆大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED晶片,材质基本以GaAs(砷化镓)、InGaN
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[化学—物质结构与性质](13分) Ⅰ.现今运动场馆大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED晶片,材质基本以GaAs(砷化镓)、InGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓作为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。 已知砷化镓的晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 (填字母序号)。 a.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 b.第一电离能:As>Ga c.电负性:As>Ga d.砷化镓晶体中含有配位键 e.GaP与GaAs互为等电子体 (2)AsH3空间构型为__ __;砷化镓可由(CH3)3Ga 和AsH3在700℃时制得,(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为 。 Ⅱ. 金属铜的导电性仅次于银,居金属中的第二位,大量用于电气工业。 (3)Cu的价电子排布式为__________;请解释金属铜能导电的原因 。 (4)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体,晶体中 含有的化学键除普通共价键外,还有 和 。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,单NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。 |
答案
(1)b c d e(2分) (2)三角锥型(2分) sp2 (2分) (3)3d104s1(2分) 金属铜存在自由电子,通电后发生电子的定向移动产生电流(1分) (4)配位键、离子键(2分) F比H电负性大,吸引电子能力强,电子对强烈偏向于F,故N原子的孤电子对不易与Cu2+形成配位键 (2分) |
解析
试题分析::(1)a.GaAs晶体中As分布于晶胞体心,Ga分布于顶点和面心,而NaCl中阴阳离子分别位于晶胞的顶点、面心以及棱和体心,二者结构不同,故a错误;b.同周期元素从左到右第一电离呈增大趋势,但第VA族大于第IIIA族,第IIA族大于第IIIA族,所以则第一电离能:As>Ga,故b正确;c.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:As>Ga,故c正确;d.砷价电子数是5个而镓是3个,要满足8电子稳定结构,则 砷化镓晶体中含有配位键,故d正确;e.GaP的价层电子为3+5=8,SiC的价层电子为4+4=8,GaAs价层电子数为3+5=8,则为等电子体,故e正确;故答案为:bcde;(2)AsH3中含有3个δ键和1个孤电子对,为三角锥形,(CH3)3Ga中Ga形成3个δ键,没有孤电子对,为sp2杂化; (3)Cu的原子序数是29,根据核外电子排布规律可知铜的价电子排布式为3d104s1。由于金属铜存在自由电子,通电后发生电子的定向移动产生电流,因此金属铜能导电; (4)根据物质的结构可知,铜离子与硫酸根离子之间还存在离子键。铜离子与氨气分子间还存在配位键。由于F比H电负性大,吸引电子能力强,电子对强烈偏向于F,故N原子的孤电子对不易与Cu2+形成配位键。 |
举一反三
【选修3:物质结构与性质】(10分) 血红素中含有C、O、N、Fe五种元素。回答下列问题: (1)C、N、O、H四种元素中电负性最小的是 (填元素符合),写出基态Fe原子的核外电子排布式 。 (2)下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。血红素中N原子的杂化方式有 ,在右图的方框内用“→”标出Fe2+的配位键。 (3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”); (4)N与H形成的化合物肼(N2H4)可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是: 2N2H4(l)+ N2O4(l)=3N2(g)+ 4H2O(g) △H=-1038.7kJ/mol 若该反应中有4mol N—H键断裂,则形成的键有___________mol。 (5)根据等电子原理,写出CN—的电子式 ,1 mol O22+中含有的π键数目为 。 (6)铁有δ、γ、α三种同素异形体如下图所示。则γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为 ,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为 。 |
氮、磷、锌、铁等是与生命活动密不可分的元素。请回答下列问题: (1) NH3和PH3都是极性分子,其中极性较大的是______,理由是 。 (2) 20mL0.1 mol·L-1次磷酸(H3PO2)溶液与20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和生成正盐,则H3PO2的结构式是 。 (3) 下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式 血红素中N原子的杂化方式为 ,在右图的方框内用“→”标出Fe2+的配位键。 (4) N2与CO互为等电子体。下表是两者的键能 数据(单位:kJ·mol-1):
结合数据说明CO比N2活泼的原因:_____。 (5) Zn2+基态时的电子排布式是______,ZnO和ZnS的晶体结构相似,其中熔点较高的是______,理由是 。 |
[化学——物质结构与性质] I.氮族元素包括N、P、As、Sb和Bi五种元素。 (1)下列关于氮族元素的说法正确的是 。 a.N2可用于填充霓虹灯,其发光原理是电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道时以光的形式释放能量 b.P、Na、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序是:P>S>Na c.基态As原子中,电子占据的最高能级为4d d.Bi原子中最外层有5个能量相同的电子 (2)NH3在水中的溶解度比PH3大得多,其原因是 。 向硫酸铜溶液中先加过量氨水,后加适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体, 该晶体中不含有的化学键是 。A.极性键 | B.非极性键 | C.离子键 | D.配位键 E.氢键 | Ⅱ. 第四周期金属与人类的生产生活息息相关。 (3)目前市售的发光二极管,其材质以砷化镓(GaAs) 为主。已知镓是与铝同族,镓的基态原子的电子排布式是 。GaAs中Ga的化合价为 。 (4)金属钛坚硬、强度大、耐热、密度小,被称为高技术金属。TiCl4在常温下是无色液体,在水或潮湿空气中易水解而冒白烟, 则TiCl4属于 (填“原子”“分子”或“离子”)晶体。 (5) 钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物,其中一种的化学式为[Co(NH3)5Br]SO4,往其溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀; 往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时,无明显现象,若加入AgNO3溶液时, 产生淡黄色沉淀,则第二种配合物的化学式为 。 |
下列说法正确的是 A.沸点:H2O>H2S>H2Se>H2Te | B.稳定性:SiH4>PH3>H2S >HCl | C.熔点:SiC >KCl> I2>CO2 | D.沸点:CH4 >SiH4>GeH4>SnH4 |
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【物质结构与性质】(15分) 根据元素周期表中第四周期元素的相关知识,回答下列问题: (1)第四周期元素的基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有_______种; 写出Cu+的核外电子排布式_________。 (2)按电子排布,可将周期表里的元素划分成五个区域,第四周期元素中属于s区的元素有___________种,属于d区的元素有________种。 (3)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为________;CaO的焰色反应为砖红色,许多金属或它们的化合物都可以发生焰色反应,其原因是________。
(4)由叠氮化钾(KN3)热分解可得纯,下列有关说法正确的是________(填选项字母)。A.NaN3与KN3结构类似,前者晶格能较小 | B.晶体钾的晶胞结构如右图所示,每个晶胞中分摊2个钾原子 | C.氮的第一电离能大于氧 | D.氮气常温下很稳定,是因为氮的电负性小 | (5)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂。O2在其催化作用下,可将CN-氧化成CNO-。CN-的电子式为________,CNO-的中心原子的杂化方式为____________。 (6)在CrCl3溶液中,一定条件下存在组成为(n和x均为正整数)的配离子,将其通过氢离子交换树脂(R-H),可发生离子交换反应: 将含0.0015mol的溶液,与R-H完全交换后,中和生成的需浓度为 0.1200 mol/LNaOH溶液25.00 mL,则该配离子的化学式为____________。 |
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