(15分)氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成:已
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(15分)氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题:(1)基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成:已
题型:不详
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(15分)氮的化合物在无机化工领域有着重要的地位。请回答下列问题:
(1)基态氮原子的价电子排布图为______。氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成:已知其阴离子构型为平面正三角形,则其阳离子的构型为
形,阳离子中氮的杂化轨道类型为
。
(2)某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,广泛用于陶瓷工业等领域。工业上用氮气与氧化铝和碳在一定条件下反应生成X和CO,X的晶体结构如图所示,工业制备X的化学方程式为____。
(3)X晶体中包含的化学键类型为______。(填字母标号)
A.离子键
B.共价键
C.配位键
D.金属键
(4)已知氮化硼与X晶体类型相同,且氮化硼的熔点比X高,可能的原因是______
(5)若X的密度为pg/cm
3
,则晶体中最近的两个N原子的距离为______cm(阿伏加德罗常数用N
A
表示,不必化简)。
答案
(1)
直线 sp (2) Al
2
O
3
+N
2
+3C
2AlN+3CO (3)B、C
(4)氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,B—N键键能大于Al—N键键能 (5)
解析
试题分析:(1)7号元素N的核外电子排布式是1s
2
2s
2
2p
3
,所以基态氮原子的价电子排布图为
;氮的最高价氧化物N
2
O
5
为无色晶体,它由两种离子构成:NO
2
+
(硝酰阳离子)和NO
3
-
(硝酸根离子),其中阳离子呈直线型,阳离子中氮的杂化轨道类型为sp杂化,阴离子构型为平面正三角形; (2) 工业制备X的化学方程式为Al
2
O
3
+N
2
+3C
2AlN+3CO;(3)在AlN晶体中包含的化学键类型为共价键、配位键。因此选项为B、C。(4)已知氮化硼与AlN晶体类型相同,且氮化硼的熔点比AlN高,可能的原因是氮化硼与氮化铝均为原子晶体,且硼原子半径小于铝原子半径,使得B—N键的键能大于Al—N键的键能。(5)在每个晶胞中含有的Al原子的个数为:8×1/8+6×1/2=4;N:1×4=4.因此含有4个AlN。设晶胞的变成为L,则
;
则晶体中最近的两个N原子的距离为
cm。在晶胞中每个Al原子结合4个N原子,每个N原子结合4个Al原子,2个Al原子之间的距离与2个N原子的距离相等,都等于面对角线的一半,所以2个N原子之间的距离等于
。
举一反三
(15分)
已知:(1)测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁,再采用邻啡罗啉作显色剂,用比色法测定,若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下:
4FeCl
3
+2NH
2
OH·HCl
4FeCl
2
+N
2
O↑+6HCl+H
2
O
①Fe
2+
在基态时,价层电子排布式
。 ②羟胺(NH
2
OH)中N原子的杂化方式
。
③Fe
2+
与邻啡罗啉形成的配合物中,配位数为
。
(2)硫酸铜晶体的化学式也可以表达为Cu(H
2
O)
4
SO
4
·H
2
O晶体,该晶体中含有的化学键类型是
(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓、硫化镉、磷化镓及铜锢硒薄膜电池等。 其中元素P、As、Se第一电离能由小到大的顺序为:
。
图1 图2
(4)① 有机太阳能固体电池材料含有高纯度C
60
,其结构如图1,则1 mol C
60
分子中π键的数目为
,C
60
的晶胞结构如图2,则其配位数为_______若此晶胞的密度为ρg/cm
3
则两个最近C
60
间的距离为________cm(列式表达,已知阿伏伽德罗常数为N
A
)
② 如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙,第四周期电负性最小的原子可作为容体掺入C
60
晶体的空隙中,形成具有良好的超导性的掺杂C
60
化合物。若每个四面体空隙填入一个原子,则全部填满C
60
晶体的四面体空隙后,所形成的掺杂C
60
化合物的化学式为
。
题型:不详
难度:
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(15分)X、Y、Z、Q、W为按原子序数由小到大排列的五种短周期元素,已知:
①X元素与Q处于同一主族,其原子价电子排布式都为ns
2
np
2
,且X原子半径小于Q的。
②Y元素是地壳中含量最多的元素;W元素的电负性略小于Y元素,在W原子的电子排布中,p轨道上只有1个未成对电子。
③Z元素的电离能数据见下表(kJ·mol
-1
):
I
1
I
2
I
3
I
4
…
496
4562
6912
9540
…
请回答:
(1)XY
2
分子空间构型为
,X原子的轨道杂化方式为
;QX的晶体结构与金刚石的相似,其中X原子的杂化方式为
,微粒间存在的作用力是
。
(2)晶体ZW的熔点比晶体XW
4
明显高的原因是
。
(3)氧化物MO的电子总数与QX的相等,则M为______________(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与ZW晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因是_________________________。
(4)ZW晶体的结构示意图如右图。已知:ρ(ZW)=2.2 g·cm
-3
,N
A
=6.02×10
23
mol
-1
,则ZW晶体中两个最近的Z离子中心间的距离为
。
题型:不详
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(15分)已知:A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大,属周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B
2
E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高;F能形成红色(或砖红色)的F
2
O和黑色的FO两种氧化物。
回答下列问题:
(1)F的原子的M层电子排布式为
。
(2)B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为
。(用元素符号表示)
(3)A的简单氢化物分子极易溶于水,其主要原因是
.
(4)E的最高价氧化物分子的空间构型是
。其中心原子的杂化方式为
。
(5)F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子,配位数为
。
(6)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示,
则其化学式为
;(黑色球表示F原子),已知紧邻的白球与黑球之间的距离为a cm, 该晶胞的密度为
g/cm
3
。
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难度:
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[化学一选修3:物质结构与性质](15分)
(1)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是元素周期表原子半径最小的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未 成对的电子,w的原子序数为29。回答下列问题:
①Y
2
X
2
分子中Y原子轨道的杂化类型为_________,1molY
2
X
2
含有
键的数目为____ __________________.
②化合物ZX
3
的沸点比化台物YX
4
的高,其主要原因是_____________。
③元素Y的一种氧化物与元素z的一种氧化物互为等电子体,元素z的这种氧化物的分子式是_____________。
(2)铁元素能形成多种配合物,如:Fe(CO)x
①基态Fe
3
+
的M层电子排布式为___________________________。
②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=_________。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):
(3)O和Na形成的一种只含有离子键的离子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
,阿伏加德罗常数为
,求晶胞边长a=________cm。(用含
的计算式表示)
(4)下列有关的说法正确的是_____________。
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Ca0比KCl高,所以KCl比CaO熔点低
D.SO
2
与CO
2
的化学性质类似,分子结构也都呈直线型,相同条件下SO
2
的溶解度更大
E.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高
题型:不详
难度:
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(13分)【化学—物质结构与性质】
氮、磷属于同主族元素,广泛存在于生产生活的各种物质中。
(1)N原子价电子轨道表示式
;
(2)PCl
5
晶体中只有PCl
4
+
和PCl
6
-
微粒,其晶体结构与氯化铯相同。PCl
5
晶体类型是
;PCl
4
+
的空间构型是
;
(3)PCl
6
-
呈正八面体的结构(如图),该离子中
(填“是”或“否”)存在配位键,原因是
;
(4)NCl
3
分子中,N原子杂化方式是
;NCl
3
不稳定,易发生分解:2NCl
3
(l)=N
2
(g)+3Cl
2
(g),分解过程中形成σ键和π键数目之比为
;
(5)C、N、O三种元素的第五电离能(I
5
)由大到小顺序是
。
题型:不详
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大洲、大陆、岛屿、半岛、海峡、海的概念及区别
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