我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导”材料研究上取得了重要成果,该研究项目荣获2013年度“国家自然科学奖”一等奖。(1)基态Fe2+的核外电子排
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我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导”材料研究上取得了重要成果,该研究项目荣获2013年度“国家自然科学奖”一等奖。(1)基态Fe2+的核外电子排
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我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导”材料研究上取得了重要成果,该研究项目荣获2013年度“国家自然科学奖”一等奖。
(1)基态Fe
2+
的核外电子排布式为_________________。
(2)氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是__________(用相应的元素符号填空)。
(3)Fe(SCN)
3
溶液中加人NH
4
F,发生如下反应:Fe(SCN)
3
+6NH
4
F=(NH
4
)
3
FeF
6
+3NH
4
SCN。
①(NH
4
)
3
FeF
6
存在的微粒间作用力除共价键外还有_________(选填序号,下同)。
a.配位键 b.氢键 c.金属键 d.离子键
②已知SCN
一
中各原子最外层均满足8电子稳定结构,则C原子的杂化方式为_____________,该原子团中
键与
个数的比值为___________________。
(4)FeCl
3
晶体易溶于水、乙醇,用酒精灯加热即可气化,而FeF
3
晶体熔点高于1000
o
C,试解释两种化合物熔点差异较大的原因:_______________________________。
(5)氮、磷、砷虽为同主族元素,但其化合物的结构与性质是多样化的。
①该族氢化物RH
3
(NH
3
、PH
3
、AsH
3
)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如右图所示,则Y轴可表示的氢化物(RH
3
)性质可能有________。
a.稳定性 b.沸点 c.R—H键能 d.分子间作用力
②碳氮化钛化合物在汽车制造和航空航天等领域有广泛的应用,其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子,据此分析,这种碳氮化钛化台物的化学式为______。
答案
(1)[Ar]3d
6
(2分) (2)F>O>As(1分)
(3)①ad(2分,漏选扣1分,错选不得分) ②sp(1分) 1:1(1分)
(4)FeF
3
为离子晶体,FeCl
3
为分子晶体(2分,答案合理即可得分)
(5)①ac(2分,漏选扣1分,错选不得分) ②Ti
4
CN
3
(2分)
解析
试题分析:(1)亚铁离子的核外电子数是24,因此根据核外电子的排布规律可知,基态Fe
2+
的核外电子排布式为[Ar]3d
6
。
(2)非金属性越强,电负性越大,则根据元素周期律可知氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是F>O>As。
(3)①(NH
4
)
3
FeF
6
是离子化合物,存在的微粒间作用力除共价键外还有离子键,另外还有配位键,即N和H、Fe与F之间存在配位键,答案选ad。
②已知SCN
一
中各原子最外层均满足8电子稳定结构,则碳元素分别与S以及N元素形成1个双键,不存在孤对电子,因此C原子的杂化方式为sp杂化;由于单键都是
键,双键是由1个
键与1个
键构成的,则该原子团中
键与
个数的比值为1:1。
(4)FeCl
3
晶体易溶于水、乙醇,用酒精灯加热即可气化,这说明氯化铁形成的晶体是分子晶体,而FeF
3
晶体熔点高于1000
o
C,这说明氟化铁形成的晶体类型是离子晶体,因此两种化合物熔点差异较大的原因是FeF
3
为离子晶体,FeCl
3
为分子晶体。
(5)①a.非金属性越强,氢化物的稳定性越强,因此三种氢化物的稳定性逐渐降低,a正确;b.由于氨气分子间存在氢键,因此氨气的沸点最高,b不正确;c .非金属性越强与氢元素形成的共价键越强,键能越大,因此R—H键能虽原子序数的增大而减小,c正确;d.三种氢化物生成的晶体均是分子晶体,分子间作用力随相对分子质量的增加而增大,d不正确,答案选ac。
②根据晶胞的结构特点并依据均摊法可知,晶胞中含有的碳原子数是8×
=1,氮原子数6×
=3,钛原子数是12×
+1=4,所以化学式为Ti
4
CN
3
。
举一反三
乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC
2
与水反应生成乙炔。
(1)CaC
2
与水反应生成乙炔的反应方程式为________.
(2)比较第二周期元素C、N、O三种元素的第一电离能从大到小顺序为 ______(用元素符号表示),用原子结构观点加以解释______。
(3)CaC中C
2
2
-
与O
2
2
+
互为等电子体,O
2
2
+
的电子式可表示为______;1molO
2
2
+
中含有的π键数目为_______。
(4)CaC
2
晶体的晶胞结构与NaCI晶体的相似(如图所示),但CaC
2
晶体中含有的中哑铃形C
2
2
-
的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC
2
晶体中1个Ca
2
+
周围距离最近的C
2
2
-
数目为______。
(5)将乙炔通入[Cu(NH
3
)
2
]Cl溶液生成Cu
2
C
2
红棕色沉淀。Cu
+
基态核外电子排布式为 _______。
(6)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H
2
C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是______;分子中处于同一直线上的原子数目最多为______。
题型:不详
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|
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A~G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素。A与其他元素既不同周期又不同族;B、C的价电子层中未成对电子数都是2;E核外的s、p能级的电子总数相等;F与E同周期且第一电离能比E小;G的+1价离子(G
+
)的各层电子全充满。回答下列问题:
(1)写出元素名称:B
,G
。
(2)写出F的价电子排布图:
。
(3)写出化合物BC的结构式:
。
(4)由A、C、F三元素形成的离子[F(CA)
4
]
—
是F在水溶液中的一种存在形式,其中F的杂化类型是
。
(5)在测定A、D形成的化合物的相对分子质量时,实验测定值一般高于理论值的主要原因是
。
(6)E的一种晶体结构如图甲,则其一个晶胞中含有
个E;G与D形成的化合物的晶胞结构如图乙,若晶体密度为ag/cm
3
,则G与D最近的距离为
pm
(阿伏加德罗常数用N
A
表示,列出计算表达式,不用化简;乙中○为G,●为D。)
题型:不详
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|
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钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题:
(1)钛有
和
两种原子,它们互称为
,钛基态原子的电子排布式为
;
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示,它的化学式是
;
(3)纳米TiO
2
是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO
2
催化的一个实例如下:
化合物甲的分子中采取sp
2
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)现有含Ti
3+
的配合物,化学式为[TiCl(H
2
O)
5
]Cl
2
·H
2
O。配离子[TiCl(H
2
O)
5
]
2+
中含有的化学键类型是
,该配合物的配体是
。
题型:不详
难度:
|
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铜、铁、钒都是日常生活中常见的金属,具有广泛用途。请回答:
(1)在元素周期表中,铜元素位于____区,其基态原子的电子排布式为
。
(2)Cu
2
O的熔点比Cu
2
S高,原因为
。
(3)Fe(CO)
5
是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式____;两者相比较沸点高的为
(填分子式)。
②Fe(CO)
5
在一定条件下发生反应:Fe(CO)
5
(s)=Fe(s)+5CO(g),已知:反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的化学键类型为
。
(4)已知AlCl
3
·NH
3
和AlCl
4
—
中均有配位键。AlCl
3
·NH
3
中,提供空轨道的原于是____;在AlCl
4
中Al原子的杂化轨道类型为
。
(5)金属铝的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为____。已知:铝原子半径为d cm,摩尔质量为M g·mol
-1
,阿伏加德罗常数的值为N
A
,则晶体铝的密度ρ=
。
题型:不详
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由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成某配位化合物X,其原子个数比为14:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍,E元素的外围电子排布为(n-l)d
n+61
Ns
1
,回答下列问题。
(1)该配位化合物X的化学式为
。
(2)元素B、C、D的第一电离能的由小到大排列顺序为
。(用元素符号表示)
(3)D元素原子的最外层电子轨道表示式为________
。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物,其原子个数比分别为1:1和l:2,两种化合物可任意比互溶,解释其主要原因为
。
(5)碳铂是一种含BA
3
分子的具有抗癌活性的金属配合物,碳铂的结构如下图:其中碳原子的杂化方式有____
。碳铂中含有的作用力有
(填字母)。
A.共价键
B.配位键
C.金属键
D.
键
E.
键
(6)A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y,其原子个数比为1:1,该化合物Y可与稀硝酸反应,生成一种蓝色溶液和两种无色气体(其中一种为A元素的单质),写出该反应的化学方程式
。单质E的晶胞如图所示,若设该晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为N
A
,单质E的摩尔质量为Mg/mol,则表示该晶胞密度的计算式为p=
g/cm
3
。
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