【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)(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
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【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)(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
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【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)
(1)过渡金属元素铁能形成多种配合物,如:[Fe(H
2
NCONH
2
)
6
] (NO
3
)
3
[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)
x
等。
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=
。 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)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右图,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ρ g/cm
3
,阿伏加德罗常数为N
A
,求晶胞边长 a =
cm。 (用含ρ、N
A
的计算式表示)
(3)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CaO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
(4)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,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:
① Y
2
X
2
分子中Y原子轨道的杂化类型为
,1mol Y
2
X
2
含有σ键的数目为
。
② 化合物ZX
3
的沸点比化合物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
。
答案
(1)①3s
2
3p
6
3d
5
(1分)
② 5 (1分)
分子晶体 (1分)
(2)立方体 (1分)
(1分)
(3)BC (2分)(漏选得1分,多选、错选不得分)
(4)①sp杂化 (2分)
3 N
A
或3×6.02×10
23
个 (2分)
②NH
3
分子存在氢键 (2分)
③N
2
O (2分)。
解析
试题分析:
(1)①基态Fe
3+
的M层电子排布式为:3s
2
3p
6
3d
5
②配合物Fe(CO)
x
的中心原子是铁原子,其价电子数是8,(价电子就是元素周期表中每种元素下边的那个表示形式中的电子之和)每个配体提供的电子数是2,8+2x=18,x=5,分子晶体的熔沸点较低,根据题给信息知,该物质的熔沸点较低,所以为分子晶体,故答案为:5;分子晶体.
(2)由Na
2
O晶胞结构结构可知,晶胞中黑色球数目=8×
+6×
=4,白色球数目=8,故白色球为Na
+
离子、黑色球为O
2-
,以晶胞中上面心O
2-
离子为研究对象,距一个O
2-
周围最近的Na
+
离子有8个,位于晶胞中上层4个Na
+
及上面晶胞中的下层4个Na
+
,8个Na
+
离子构成的几何体中每个都是正方形,形成立方体结构;
该晶胞质量=4×
g,该晶胞的密度为ρ g•cm
-3
,则晶胞边长a=
故答案为:立方体结构;
(3)BC
(4)依题意可知X、Y、Z、W分别对应的是氢元素、碳元素、氮元素、和铜元素。
①sp杂化; 3 N
A
或3×6.02×10
23
个 ②NH
3
分子存在氢键 ③N
2
O
举一反三
【化学—选修3:物质结构与性质】(15分)
氮化钛( Ti
3
N
4
)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金代替品。以TiCl
4
为原料,经过一系列反应(如图所示),可以制得Ti
3
N
4
和纳米TiO
2
请回答下列问题:
(1)反应①为置换反应,写出该反应的化学方程式
;TiCl
4
分子中4个氯原子不在同一平面上,则TiCl
4
的空间构型为
。
(2)元素周期表中Ti元素位于第
周
期
族。与Ti相邻的元素Zr的基态原子外围电子排布式为
,
(3)纳米TiO
2
是一种应用广泛的催化剂,纳米Ti0
2
催化的一个实验如图所示。
化合物甲的分子中采取sp
2
方式杂化的碳原子个数为
,化合物乙中采取sp
3
杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为
。
(4)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该氮化钛晶胞中含有
个N原子,晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为
g.cm
-3
(N
A
为阿伏加德常数的数值,只列算式)。
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)。
题型:不详
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(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
。
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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
。
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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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