第1部分 专题11　物质结构与性质课件PPT

这是一份第1部分 专题11　物质结构与性质课件PPT，文件包含第1部分专题11物质结构与性质ppt、第1部分专题11物质结构与性质doc等2份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
专题综合强化练习　对应学生用书P155　　　　　　　　　　　　1．(2019·湖北联考)氯磺酰氰酯(结构简式为)是一种多用途的有机合成试剂，在HClO4—NaClO4介质中，K5[Co3＋O4W12O36](简写为Co3＋W)可催化合成氯磺酰氰酯。(1)基态钴原子的核外电子排布式为____________________________。组成HClO4—NaClO4的4种元素的电负性由小到大的顺序为__________________。(2)氯磺酰氰酯分子中硫原子和碳原子的杂化轨道类型分别是________、________，1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为____________________。从组成氯磺酰氰酯的5种元素中选择3种元素比较其第一电离能由大到小的顺序为________。(3)ClO的空间构型为________。(4)一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图甲所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心，每个铁原子又为两个八面体共用，则该化合物的化学式为__________________。(5)电石(CaC2)是制备氯化氰(ClCN)的重要原料。四方相碳化钙(CaC2)的晶胞结构如图乙所示，其晶胞参数分别为a、b、c，且a＝b，c＝640pm。已知四方相碳化钙的密度为1.85 g·cm－3，[C≡C]2－中键长为120pm。则成键的碳原子与钙原子的距离为________pm和________pm。(设阿伏加德罗常数的数值为6×1023)解析　(1)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)；Na＜H＜Cl＜O(2)从氯磺酰氰酯的结构简式可以看出来，S原子形成了4个σ键，没有孤电子对，所以S原子采取了sp3杂化，C原子形成了一个单键和一个三键，共有两个σ键，没有孤电子对，所以C原子是sp杂化。1个氯磺酰氰酯分子中含有σ键的数目为5个，其中包含的五种元素的第一电离能大小顺序为：N＞O＞Cl＞C＞S；(3)ClO中心原子Cl最外层共有8个电子，与4个O形成了4个σ键，VSEPR模型为正四面体形，没有孤电子对，所以ClO的空间构型为正四面体形；(4)每个八面体中包含了一个C原子，一共6个Fe，每个Fe被两个八面体共用，所以化学式为Fe3C；(5)侧面碳原子与钙原子的距离＝＝260pm，一个晶胞中包含了Ca：1＋8×1/8＝2，C2：2×1/2＋4×1/4＝2，一个晶胞中包含了2个CaC2，所以一个晶胞的质量为：m＝＝，又因为ρ＝＝＝可以求出b＝；底面碳原子与钙原子的距离b＝＝＝＝306 pm。答案　(1)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)　Na＜H＜Cl＜O　(2)sp3　sp　5　N＞O＞Cl＞C＞S　(3)正四面体　(4)Fe3C　(5)260　3062．75号元素铼，熔点仅次于钨，是制造航空发动机的必需元素。地壳中铼的含量极低，多伴生于钼、铜、锌、铅等矿物中。回答下列问题：(1)锰与铼处于同一族，锰原子价层电子的轨道表示式(价层电子排布图)为________，它处于周期表的________区。(2)与铼伴生的铜能形成多种配合物。如：醋酸二氨合铜(Ⅰ)[Cu(NH3)2]Ac可用于吸收合成氨中对催化剂有害的CO气体：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。(Ac表示醋酸根)①与铜离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是____________。②配位体NH3中N原子的杂化类型为________，1 mol配离子[Cu(NH3)2]＋中含有σ键的数目为________。③写出与CO互为等电子体的一种离子的化学式________。(3)三氧化铼为立方晶胞，晶胞参数为3.74Å(1Å＝10－10m)，铼原子占据顶点，氧原子占据所有棱心。则铼原子的配位数为________，三氧化铼的密度为________g·cm－3。(用NA表示阿伏加德罗常数的值，写出计算式即可)解析　(2)①铜离子有空轨道，所以，与铜离子形成配合物的分子或离子应具有孤电子对(或孤对电子)。②配位体NH3中N原子价层电子对数为4，故其杂化类型为sp3。[Cu(NH3)2]＋中每个亚铜离子形成2个配位键，每个配体分子中有3个共价键，所以，1 mol配离子[Cu(NH3)2]＋中含有σ键的数目为8NA。③与CO互为等电子体的离子有CN－或C或NO＋。(3)三氧化铼为立方晶胞，晶胞参数为3.74Å(1Å＝10－10 m)，铼原子占据顶点，氧原子占据所有棱心。则每个晶胞中有1个铼原子和3个氧原子，每个铼原子的上、下、左、右、前、后都有一个等距的氧原子，故铼原子的配位数为6。NA个三氧化铼晶胞的质量和体积分别为234 g和NA(3.74×10－8 cm)3，所以，三氧化铼的密度为 g·cm－3。答案　(1) (2)①具有孤电子对(或孤对电子)　②sp3　8NA③CN－(或C或NO＋)(3)6　3．Cu、Fe、Se、Co、S、P等元素常用于化工材料的合成。请回答下列问题：(1)Fe3＋最外层电子排布式为__________________，其核外共有________种不同运动状态的电子。Fe3＋比Fe2＋更稳定的原因是_______________________。(2)硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则三种元素的电负性从大到小的顺序为_________(用元素符号表示)，SeO2分子的空间构型为________。(3)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图所示。P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为________，每个P4S3分子中含孤电子对的数目为________。(4)铜的某种氧化物晶胞结构如图所示，若该晶胞的边长为a cm，则该氧化物的密度为________g·cm－3。(设阿伏加德罗常数的值为NA)。解析　(1)Fe原子核电荷数为26，电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe3＋最外层电子排布式为3s23p63d5；其核外共有23种不同运动状态的电子；Fe3＋比Fe2＋更稳定的原因是Fe3＋的电子排布为[Ar]3d5,3d轨道为半充满状态，比Fe2＋电子排布[Ar]3d6更稳定。(2)同一周期元素，从左到右，电负性增大，所以三种元素的电负性从大到小的顺序为Br＞Se＞As；因为SeO2中Se中心原子有两对孤电子对，所以它是V形结构。(3)从P4S3分子的结构可以看出，S原子形成两个键，考虑到S原子本身价层含有两对孤电子对，成键是3p中的单电子成键，因此杂化轨道为不等性的sp3杂化；1个P4S3分子中含有4个P和3个S，一个P含有1对孤电子对，1个S含有2对孤电子对，则每个P4S3分子含有的孤电子对数为4×1＋2×3＝10。(4)根据晶胞的结构可知，含有铜原子个数为4，氧原子个数为8×1/8＋1＝2，所以该晶胞含有2个Cu2O，该晶胞的边长为a cm，则晶胞的体积为a3 cm3，设晶体的密度为ρ g·cm－3，晶胞中含有氧化亚铜的质量为＝ g，所以a3＝，所以ρ＝ g·cm－3。答案　(1)3s23p63d5　23　Fe3＋的电子排布为[Ar]3d5,3d轨道为半充满状态，比Fe2＋电子排布[Ar]3d6更稳定(2)Br＞Se＞As　V形(3)sp3　10(4)4．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，其单质及化合物在航天、军事、航海、医疗等领域都有着重要的应用。请回答下列问题：(1)基态Ti原子的价层电子排布图为________。(2)在TiO2、TiN、TiS2、TiCl4等化合物中，S、Cl的电负性大小：S________Cl(填“＞”“＜”或“＝”)。O、N的第一电离能大小为O＜N，原因是____________________________________________。(3)TiCl4的熔点是－23℃，沸点是136℃，可溶于CCl4，该晶体是_________晶体。TiCl4中加入大量水，同时加热，可制得二氧化钛的水合物(TiO2·xH2O)，再经焙烧可得TiO2，写出生成二氧化钛水合物(TiO2·xH2O)的化学方程式____________________。(4)TiO2能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体，已知其中阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子，其结构如图甲所示，其化学式为_____________。阴离子SO中硫原子的杂化方式为________，写出一种与SO互为等电子体的分子________。(5)图乙是钛晶体在空间的一种堆积方式，此堆积方式叫________，钛原子的配位数为________。已知：a＝0.295 nm，c＝0.469 nm，则该钛晶体的密度为________g·cm－3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。解析　(1)Ti是22号元素，价层电子排布式为3d24s2，所以价层电子排布图为 (2)Cl元素的非金属性比S强，所以Cl的电负性大于S，N元素的价层电子排布式为2s22p3，是一种半充满的稳定结构，具有较高的稳定性，不易失去一个电子，所以第一电离能O＜N。(3)由题中信息可知，TiCl4的熔点和沸点较低，可溶于有机溶剂，说明TiCl4是分子晶体，TiCl4中加入大量水的同时加热，发生水解反应生成TiO2·xH2O，反应的化学方程式为TiCl4＋(x＋2)H2OTiO2·xH2O↓＋4HCl。(4)由图甲可知，每个Ti原子连接2个O原子，每个O原子连接2个Ti原子，说明Ti与O原子的个数比为1∶1，则该阳离子的化学式为(TiO)(或TiO2＋)，SO中硫原子的价层电子对数为4＋＝4＋0＝4，所以硫原子的杂化方式为sp3，SO的原子数为5、价层电子数为32，根据等电子原理，与SO互为等电子体的分子有CCl4、SiCl4等。(5)由图乙可知，此堆积方式为六方最密堆积，与Ti原子最近且等距离的Ti原子有12个，所以钛原子的配位数为12，该六棱柱含有的钛原子数为6个，质量为 g，六棱柱的体积为×(2.95×10－8)2×4.69×10－8 cm3，则该钛晶体的密度为 g·cm－3。答案　(1) (2)＜　N原子的2p轨道为半充满状态，具有较高的稳定性，故不易失去一个电子(3)分子　TiCl4＋(x＋2)H2OTiO2·xH2O↓＋4HCl(4)(TiO)(或TiO2＋)　sp3　CCl4(SiCl4等)(5)六方最密堆积　125．2017年5月5日，中国国产大飞机C919首飞成功。为了减轻机身重量，飞机某些部件使用了镁合金。(1)基态镁原子核外电子的轨道表达式为________________________，其核外有________种能量不同的电子。(2)①第二电离能：Na________Mg(填“＞”“＜”或“＝”)，其原因为________________________。②热稳定性：CaCO3＞MgCO3，其原因为________________________。(3)镁不仅在工业生产中用途广泛，也是动植物生命活动中必不可少的微量元素，下图为叶绿素的结构示意图。①图中与Mg形成配位键的N原子的标号为________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。②叶绿素中，碳原子的杂化形式为________。(4)碳化镁是一种在化工行业用途广泛的金属碳化物，某种碳化镁的晶体结构如图甲所示，图乙为其俯视图。①晶体中Mg的配位数为________。②已知阿伏加德罗常数的值为NA，据图1中计算该碳化镁的密度为________g·cm－3。解析　(1)镁的质子数为12，基态镁原子核外电子的轨道表达式为，其核外有1s、2s、2p、3s 4种能量不同的电子。(2)①第二电离能：Na＞Mg，其原因为Na失去1个电子后，2p能级处于全充满的稳定状态，故第二电离能Na＞Mg；②热稳定性：CaCO3＞MgCO3，其原因为r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)，CaO晶格能小于MgO晶格能，故MgCO3更易分解为MgO，稳定性CaCO3＞MgCO3。(3)①图中Ⅲ、Ⅳ提供孤电子对，与Mg形成配位键的N原子的标号为Ⅲ、Ⅳ；②叶绿素中，形成4个单键的碳是sp3杂化，形成2个单键、1个双键的碳是sp2杂化，碳原子的杂化形式为sp2、sp3。(4)①某种碳化镁晶体中Mg的配位数为6；②已知阿伏加德罗常数的值为NA，据图甲，晶胞中镁离子为12×＋2×＝3，C为6，碳化镁化学式为MgC2，该碳化镁的密度为ρ＝＝＝ g·cm－3。答案　(1) (2)①＞　Na失去1个电子后，2p能级处于全充满的稳定状态，故第二电离能Na＞Mg②r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)，CaO晶格能小于MgO晶格能，故MgCO3更易分解为MgO，稳定性CaCO3＞MgCO3(3)①Ⅲ、Ⅳ　②sp2、sp3(4)①6　②6．磷化铟和砷化铟纳米晶具备独特的光学和电学特性，广泛应用于生物医学、通信、太阳能电池等领域。回答下列问题：(1)基态磷原子电子排布式为________；基态As原子中未成对电子数为________。(2)PH3分子空间构型为________；AsO中As原子的杂化方式为________。(3)AsH3与NH3在水中溶解度较大的是______，其原因是_______________。(4)酞菁铟是有机分子酞菁与金属铟形成的复杂分子，结构简式如图Ⅰ所示，该分子中存在的化学键为________(填选项字母)。a．σ键　b．π键　c．离子键　d．配位键(5)砷化铟的晶胞结构如图Ⅱ所示，砷化铟晶体的化学式为________；该晶胞的棱长为a cm，则砷化铟晶体的密度为________(用含a、NA的代数式表示)。解析　(1)P的原子序数为15，原子核外有15个电子，P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；As元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,3个电子分别在三个4p轨道中排布，故未成对电子数为3个。(2)PH3中心原子磷原子形成了3个σ键，另外还有1个未成键价电子对，其价层电子对的总数是4，需要形成4个杂化轨道，采用sp3杂化。4个sp3杂化轨道中填充了3个σ键的成键电子对和1个未成键价电子对，使得分子的空间构型为三角锥形。AsO中心原子的价层电子对数为4，所以As原子的杂化方式为sp3杂化。(3)因为NH3与水分子之间易形成氢键，故AsH3与NH3在水中溶解度较大的是NH3。(4)根据酞菁铟的结构简式可知，该分子中存在的化学键为σ键、π键和配位键。(5)由砷化铟的晶胞结构根据均摊法可得，每个晶胞含有8×＋6×＝4个In,4个As，砷化铟晶体的化学式为InAs；该晶胞的棱长为a cm，则砷化铟晶体的密度为ρ＝ g·cm－3＝ g·cm－3。答案　(1)1s22s22p63s23p3　3(2)三角锥形　sp3(3)NH3　NH3与水分子之间易形成氢键(4)a、b、d　(5)InAs　(760/a3NA) g·cm－3