2025届高三化学复习题 - 物质结构与性质
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这是一份2025届高三化学复习题 - 物质结构与性质,共35页。试卷主要包含了回答下列问题,砷化镓是一种半导体材料等内容,欢迎下载使用。
(1)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是 。
(2)①已知的晶胞结构如图所示,晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体密度为 (列出计算式即可)。
②请在下图画出该晶胞沿轴方向投影图 。
(3)氧化铈()是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,
①晶胞中的配位数为 。
②每个晶胞中个数为 。
(4)石墨与金属钾反应生成钾的石墨插层化合物:,晶胞结构如左图(碳原子省略),右图是晶胞沿轴方向的投影。
① 。
②若石墨层内的大键可表示为(上标表示电子总数,下标表示原子数),则平均每个单元中的大键可表示为 (用具体的数据表示)。
2.(2024高三下·四川自贡·期中)铁、铜及其化合物在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题:
Ⅰ.二草酸根合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。
(1)基态氧原子的价电子排布式为 ,以下氧原子的激发态中能量最高的是 (填选项字母)。
a. b. c.
(2)二草酸根合铜(Ⅱ)酸钾是一种配合物。其中中心离子的化学式是 ,配位原子是氧而不是碳的原因是 。
Ⅱ.是检验的特征试剂。
(3)基态原子核外电子的运动状态有 种,试从结构角度解释易被氧化为的原因: 。
(4)中心离子配位数是 ,能够证明不能电离的试剂是 (填化学式)。
(5)可形成配合物,其中en代表分子。该配合物中VSEPR模型为四面体的非金属原子共有 个。
3.(2024高三下·四川自贡·期中)回答下列问题:
(1)四卤化硅()的沸点和二卤化铅()的熔点如图所示。
①的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。
②结合的沸点和的熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,晶体中离子键百分数 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)铍及其化合物的应用正日益被重视。
①铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍与铝的叙述正确的是 。
A.都属于p区主族元素 B.电负性都比镁大
C.第一电离能都比镁大 D.氯化物的水溶液均小于7
②氯化铍在气态时存在单分子和二聚分子,固态时则具有如图所示的链状结构,属于 (填“极性”或“非极性”)分子,二聚分子中原子的杂化方式相同,且所有原子都在同一平面上,的结构式为 。
③BeO立方晶胞如图所示,阿伏加德罗常数的值为,若晶体的密度为,则和之间最近的距离为 。
(3)实验发现,氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时,都以二聚态()形式存在。其球棍模型如图所示。
①该分子中Al原子采取 杂化。
②与过量溶液反应生成,中存在的化学键类型有 (填选项字母)。
A.离子键 B.极性共价键 C.金属键 D.非极性共价键 E.配位键 F.键 G.氢键
4.(2024高三下·海南·期末)砷化镓是一种半导体材料。工业上,制备GaAs的原理如下:。请回答下列问题:
(1)基态Ga原子的简化电子排布式为 。
(2)键角 (填“大于”或“小于”),原因是 。
(3)是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(4)GaAs和碳化硅的晶体类型相同,属于 晶体。GaN、GaP、GaAs的熔点分别为1700℃、1480℃、1238℃,其熔点依次减小的原因是 。
(5)砷化镓的晶胞结构如图所示。已知:晶胞参数为a nm,为阿伏加德罗常数的值。
镓原子的配位数为 ,该砷化镓晶体的密度为 (用含a、的代数式表示)。
5.(2024高三下·福建漳州·期中)俗称“摩尔盐”的硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O,它在空气中稳定,是重要的化工原料。该物质隔绝空气加强热会发生分解,一种分解方式可表示为:(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题:
(1)摩尔盐中未含有的化学键是: 。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.配位键 E.氢键 F.金属键
(2)已知SO3的结构式为 ,常温下其分子中两个S=O键可以打开形成聚合物,以无限长链形式存在,结构如图所示。与硫原子形成共价键键长更长的是 (填“桥氧”或“端基氧”),理由是 。
(3)氰化物(CN-)、噻吩( )、吡咯( )都可与Fe2+、Fe3+形成配位化合物。
①在水中的溶解性强弱是:噻吩 吡咯(填“<”、“>”或“=”),理由是: 。
②若配离子[Fe(CN)x](x-2)- 的中心离子价电子数与配体提供的电子数之和为 18,则 x= 。
(4)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其晶胞结构如图所示。
①晶胞中距离Mg原子最近的Fe原子个数是: 。
②晶体中微粒间的作用力是: 。
③若该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱心位置,则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为 L。
6.(2024高三下·广西钦州·期中)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题:
(1)硼酸()是白色片状晶体(层状结构如图),有滑腻感,在冷水中溶解度很小,加热时溶解度增大。
①硼酸中B原子的杂化轨道类型为 。
②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和 。
③加热时,硼酸的溶解度增大,主要原因是 。
(2)硼氢化钠是有机化学中的一种常用还原剂,的空间构型是 。
(3)硼化镁晶体在时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,如下图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为 。
(4)金刚石的晶胞如下图。立方氮化硼的结构与金刚石相似,已知晶胞边长为apm,则氮原子与硼原子间的最短距离是 pm,立方氮化硼的密度是 。(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数用表示)。
7.(2024高三下·吉林延边·阶段练习)(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度而成为颇具潜力的化学储氢材料之一,它可通过环硼氮烷、与进行合成。
(1)与N同周期元素中,第一电离能大于N的元素有 种(填数字)。
(2)氨硼烷中的 (填“>”、“”、“=”或“”、“=”或“IMn的原因是 。
(3)Cr的一种配合物结构如图所示,该配合物中氮原子的杂化方式是 ,阴离子ClO的空间构型为 。
(4)氧铬酸钙是一种常见含铬矿石,其立方晶胞如图所示。
已知该晶胞的边长为apm,求:
①该晶体的密度 g/cm3。
②Cr的原子分数坐标为: 。
(5)乙二胺与C3+可以形成配合物[C(H2N-CH2-CH2-NH2)(NH3)2Cl2]Cl。
①将1ml该配合物溶于水,加入足量的硝酸银溶液,生成沉淀的物质的量为 ml。
②乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)与三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺的沸点比三甲胺高很多,试分析原因是 。
参考答案:
1.(1)X射线衍射实验
(2)
(3) 8 4-8x
(4) 8
【详解】(1)对固体进行X射线衍射测定实验,可以区分晶体和非晶体。
(2)①根据的晶胞结构可知,D与周围4个原子形成正四面体结构,且D与顶点C的连线处于晶胞的体对角线上,则C、D两原子核间距为体对角线的,已知晶胞中C、D两原子核间距为298pm,则晶胞边长为;晶胞中Cl的个数为,Cu的个数为4,则该晶体密度为。
②晶胞中Cl位于顶点和棱中心,Cu位于晶胞内部,则沿轴方向投影图为。
(3)①根据晶胞结构可知,以面心上的为例,距离最近的位于晶胞内部,且有4个,一个面心的原子被2个晶胞所共用,则距离最近的个数为8,即配位数为8。
②假设中和的个数分别为m和n,则,由化合价代数和为0可知,解得;根据晶胞结构,位于顶点和面心的或个数为,因此每个晶胞中个数为。
(4)①根据晶胞结构可知,K位于晶胞的顶点、面心和体内,个数为,C位于晶胞的面上和体内,个数为,则K和C的个数比为,即x=8。
②根据①可得化学式为,石墨中C原子采用杂化,每个C原子提供1个电子,K转移1个电子给石墨,因此共有9个电子,则平均每个单元中的大键可表示为。
2.(1) b
(2) 氧原子可以提供孤电子对,碳原子没有孤电子对
(3) 26 的价电子排布式为,易再失去1个电子形成半充满的稳定结构,故易被氧化
(4) 6 KSCN
(5)10
【详解】(1)O原子为8号元素,其基态O原子是无电子跃迁,其价电子数等于其最外层电子数等于其主族序数等6,则基态氧原子的价电子排布式为:;激发态是原子或分子吸收一定的能量后,电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。跃迁的电子数越多或者跃迁能级越高则处于激发态的原子能量越高,3d轨道的能量高于3s、3p轨道,综上所述b符合题意,故答案为:;b;
(2)二草酸根合铜(Ⅱ)酸钾()是一种配合物,其中是配合离子,是中心离子,草酸根为配离子;配体中含有孤电子对的原子提供孤电子对,氧原子可以提供孤电子对,碳原子没有孤电子对,所以配位原子是氧原子而不是碳原子,故答案为:;氧原子可以提供孤电子对,碳原子没有孤电子对;
(3)基态铁原子核外有26个电子,核外电子的运动状态有26种;的价电子排布式为,的价电子排布式为,则易被氧化为的原因:的价电子排布式为,易再失去1个电子形成半充满的稳定结构,故易被氧化,故答案为:26;的价电子排布式为,易再失去1个电子形成半充满的稳定结构,故易被氧化;
(4)为配合离子,为中心离子,为配体,的个数为配位数,所以配位数为6;KSCN溶液能检验,能够证明不能电离的试剂是KSCN溶液,故答案为:6;KSCN;
(5)可形成配合物,en代表分子。其中N、C、B原子均为杂化,其VSEPR模型为四面体,所以配合物中VSEPR模型为四面体的非金属原子有2个B原子,4个N原子,4个C原子,共有10个,故答案为:10。
3.(1) SiX4属于均为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高 减小
(2) BD 非极性
(3) sp3 BEF
【详解】(1)①SiX4属于均为结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高;
②同主族从上到下非金属性减弱,得电子能力减弱,则PbX2中离子键百分数减弱,故答案为:减弱;
(2)①A.铍原子的价电子排布式为2s2,处于元素周期表s区,而铝元素的价电子排布式为3s23p1,处于元素周期表p区,故A错误;
B.元素的金属性越强,电负性越小,同主族元素,从上到下金属性依次增强,同周期元素,从左到右金属性依次减弱,则镁元素的金属性强于比铍元素、铝元素,故电负性小于铍元素、铝元素,故B正确;
C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,镁原子2s轨道为全充满的稳定结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则镁元素的第一电离能大于铝元素,故C错误;
D.氯化铍、氯化铝都是强酸弱碱盐,在溶液中均能发生水解反应使溶液呈酸性,所以氯化铍、氯化铝的水溶液pH均小于7,故D正确;
故选BD;
②氯化铍分子中铍原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,分子的空间构型为结构对称的直线形,所以氯化铍分子为正负电荷中心重合的非极性分子;由题意可知,双聚氯化铍分子中具有空轨道的铍原子与具有孤对电子的氯原子形成了2个配位键,且所有原子都在同一平面上,结构式为;
③由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的氧离子个数为,位于体内的铍离子个数为4,设晶胞边长为anm,由晶胞的质量公式可得:,解得,和之间最近的距离为体对角线的四分之一,则为;
(3)
①分子中,Al原子形成4个σ键,无孤电子对,Al原子采取sp3杂化;
② Al3+与OH-之间、O和H之间存在极性共价键,Al3+与OH-之间有1个配位键,共价单键为σ键,所以[Al(OH)4]-中存在的化学作用力类型有极性共价键、配位键、σ键,选BEF。
4.(1)[Ar]3d104s24p1
(2) 小于 AsH3空间构型为三角锥形,键角约为107°,CH4空间构型为正四面体形,键角约为109°28′,则AsH3键角小于CH4
(3)极性
(4) 共价晶体 均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故Ga-N、Ga-P、Ga-As的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低
(5) 4
【详解】(1)Ga为31号元素,其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1;
(2)AsH3中心原子价层电子对数,采取sp3杂化,有一对孤电子,空间构型为三角锥形,键角约为107°;CH4中心原子价层电子对数,采取sp3杂化,无孤电子对,空间构型为正四面体形,键角约为109°28′,则AsH3键角小于CH4;
(3)AsH3中心原子采取sp3杂化,有一对孤电子,空间构型为三角锥形,正负电荷中心不重合,故AsH3是极性分子;
(4)碳化硅是共价晶体,GaAs和碳化硅的晶体类型相同,也是共价晶体;它们均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故Ga-N、Ga-P、Ga-As的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低;
(5)Ga原子的配位数要看离Ga最近的As的个数,由图可得离Ga最近的As的个数为4,所以配位数是4;。
5.(1)C、F
(2) 桥氧 端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大
(3) < 吡咯能与水分子之间形成氢键,而噻吩不能 6
(4) 4 金属键 22.4
【详解】(1)摩尔盐(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O中,、、之间是离子键,中有四条N-H极性共价键,其中一条为配位键,和H2O可形成氢键,故不含有金属键与非极性共价键,选CF;
(2)桥氧:玻璃网络中作为两个成网多面体所共有顶角的氧离子,即起“桥梁”作用的氧离子。反之,仅与一个成网离子相键连,而不被两个成网多面体所共的氧离子则为非桥氧。端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大,所以桥氧化学键键长更长;
(3)①吡咯中含N-H能与水分子之间形成氢键,而噻吩不能,故噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,故水溶性噻吩<吡咯;
②配离子[Fe(CN)x](x-2)- 的中心离子Fe2+价电子数为6,配体CN-提供的电子数为1对2个, 依据题意6+2x=18,x=6;
(4)①由晶胞可知,原子在晶胞内,距离最近的为4个;
②晶体只有金属元素,微粒间的作用力是金属键;
③晶胞中原子为8,为,48g物质的量为2ml,储存的物质的量为1ml,在标准状况下,体积为22.4L。
6.(1) 氢键、共价键 加热破坏了硼酸分子之间的氢键
(2)正四面体
(3)
(4)
【详解】(1)①由硼酸的层状结构可以看出,B原子形成3个σ键,无孤对电子,所以硼酸中B原子的杂化轨道类型为sp2杂化;
②根据硼酸晶体的层状结构,硼酸晶体中存在氢键、共价键(B—O)和范德华力,所以硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和氢键和共价键;
③在硼酸晶体中,分子与分子之间有氢键和范德华力,氢键的键能比范德华力大,加热时,破坏了硼酸分子之间的氢键,导致硼酸的溶解度增大;
故答案为:;氢键、共价键;加热破坏了硼酸分子之间的氢键。
(2)的中心原子B的价层电子对数为,没有孤电子对,且与CH4是等电子体,因此分子的空间构型是正四面体,故答案为:正四面体。
(3)由题给图所示,取平行四边形所在的晶胞计算:Mg为,B为2,硼化镁的化学式为MgB2,故答案为:MgB2。
(4)金刚石晶胞是立方体,其中8个顶点有8个碳原子,6个面各有6个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数=,因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子,可假设为B原子填在由N原子构成的四面体空隙中;由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子,其质量是,晶胞边长为apm,晶胞的体积为a3pm3,因此立方氮化硼的密度是,4个N原子构成的四面体,B处于体心,则氮硼原子间的最短距离是体心B到顶角N的距离,为pm,故答案为:;。
7.(1)2
(2) < BH3为平面正三角形,为120°,而氨硼烷中硼为四面体结构,键角更小
(3) 24NA sp2
(4) 4 ×107
【详解】(1)同周期元素中,第一电离能大于N的元素有氟、氖,故为2种;
(2)为平面正三角形,为120°,而氨硼烷中硼为四面体结构,键角更小,故答案为: (CH3)2AsOH,两种含砷有机酸均属于分子晶体,CH3As(OH)2含两个羟基,形成的氢键数目多,沸点高
(5) () 0.75
【详解】(1)根据图示,金属铜的原子堆积模型为面心立方最密堆积,该晶胞中每个Cu原子周围最近距离的Cu原子数目为12;
(2)Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外,还存在离子键、极性共价键,没有金属键、非极性共价键,故选AC;
(3)①将CuO投入NH3、(NH4)2SO4的混合溶液中进行“氨浸”, CuO转化为[Cu(NH3)4]SO4,离子方程式为CuO+2NH3+2NH=[Cu(NH3)4]2++H2O;
②[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正方形;
(4)沸点:CH3As(OH)2 > (CH3)2AsOH,两种含砷有机酸均属于分子晶体,CH3As(OH)2含两个羟基,形成的氢键数目多,沸点高;
(5)①如图1所示,N点原子分数坐标为(,,),则M点原子分数坐标为();
②LiZnAs晶体部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一种新型稀磁半导体LiZnmMnnAs,晶胞中Zn原子数目为=3,Mn原子数目为=1,则m=0.75;
③晶胞中As原子与Mn原子之间的最短距离为体对角线的,1个晶胞中含有4个LiZnmMnnAs,晶胞中As原子与Mn原子之间的最短距离为。
9.(1) N>O>S SiF4或CCl4等其它合理答案 或
(2) ∠3>∠1>∠2 b
(3) 6 sp2 随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏原配离子,导致红色变浅。
【详解】(1)①同一主族元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越小。O、S是同一主族元素,所以第一电离能:O>S;同一周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于轨道的全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以第一电离能:N>O;因此O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>S;
②等电子体是原子总数相等,原子最外层电子数也相等的微粒。则与互为等电子体的分子可以是SiF4或CCl4;
③在[Fe(NO)(H2O)6]2+中,中心离子是Fe2+,提供空轨道;配位体是NO、H2O,在配位体NO中,N原子提供孤电子对;在配位体H2O中,O原子提供孤电子对,因此用“→”标出所有配位键,结构为: 或 ;
(2)根据绿矾结构简式可知:∠3为中的化学键,的中心S原子价层电子对数是4+=4,无孤对电子,因此呈正四面体结构,键角是109°28′;
∠2为H2O分子中的H-O-H,H2O的中心O原子价层电子对数是2+=4,有2对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,所以H2O呈V形,键角是104。5°;∠1为FeSO4·7H2O中配位体H2O的H-O-H,配位体H2O分子的O原子还形成了1个配位键,其上有1对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多,键角就越小,所以∠1<104。5°,因此键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是∠3>∠1>∠2;
根据图示可知b处的H2O分子离中心Fe2+及较远,结合力较小,加热时,因此图中b号位的水分子更容易失去;
(3)①在[Fe(phen)3]2+中,中心Fe2+结合3个配位体邻二氮菲,每个邻二氮菲分子中的2个N原子可以提供孤电子对而与Fe2+形成配位键,故Fe2+的配位数为6;邻二氮菲分子中N原子形成了N=C双键,可知N原子采用sp2杂化,占据sp2杂化轨道;
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅,这是由于随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏了原有的配离子,因此会导致红色变浅。
10.(1) d
(2) 化合物能形成分子间氢键 、
(3)
(4)
(5)
(6)
【详解】(1)铁元素的原子序数为26,价电子排布式为3d64s2,处于元素周期表的d区;
(2)①分析图1结构可知,化合物M的熔沸点低于化合物N,其主要原因是 化合物N分子间能形成氢键;
②化合物N中除苯环外其他C原子均只形成四条σ键,对应的杂化类型为 sp3;
③元素周期表中,同周期主族元素,核电荷数递增,第一电离能呈增大趋势,但第IIA族和第VA族由于半满和全满结构,第一电离能偏大,故第一电离能C<O<N;
(3)CH4、NH3、H2O中C、N、O均为sp3杂化,C没有孤电子对,N有1个孤电子对,O有2个孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力比成键电子对间的斥力大,故键角由大到小的顺序为:CH4>NH3>H2O;
(4)单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,由琥珀酸的结构图可知,含有13个σ键,2个π键,琥珀酸分子中σ键与π键的个数比13:2;
(5)Fe与CO形成配位键,Fe原子价层有8个电子,CO中C原子提供1个孤电子对,根据金属原子在形成最稳定的羰基化合物时要遵守18电子规则,每个Fe原子与5个CO分子形成羰基化合物,则Fe原子最稳定的羰基化合物的分子式为:Fe(CO)5;
(6)由面心立方堆积的铁的晶胞图可知,Fe原子个数为=4,晶胞质量为g,晶胞的体积为,晶体的密度为=。
11.(1)K2[Ni(CN)4]为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能,故熔沸点高,Ni(CO)4为分子晶体, 熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点小
(2) 6 ∠3>∠2>∠1
(3)
【详解】(1)K2[Ni(CN)4]为离子晶体,熔化破坏离子键,离子键键能高,故熔沸点高,Ni(CO)4为分子晶体, 熔化破坏分子间作用力,分子间作用力小,故熔沸点小。
(2)根据绿矶结构,为配体,则的配位数为6;
FeSO4·7H2O中Fe2+提供空轨道,H2O中O提供孤电子对,形成配位键,H2O与之间形成氢键,H2O、的中心原子均为sp3杂化,H2O中O有两个孤电子对,中S无孤电子对,根据孤电子对间的斥力大于孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力,得∠3>∠2>∠1;
故答案为:6;∠3>∠2>∠1。
(3)
Cu+的核外有28个电子,根据构造原理知其基态离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10,则Cu+价层电子的轨道表达式为:;
由其晶胞结构示意图知,该铜硒化合物中铜的数目为 ,Se的数目为4,则化学式为Cu3Se2, Se为-2价,晶胞内负化合价共-8、①有2个、②有4个,按正负化合价代数和为0知,Cu2+为①;
该晶体的密度即晶胞密度为,
故答案为:;Cu2+;。
12.(1)
(2) > > 提供孤对电子与形成配位键后,N-H成键电子对受到的排斥力减小,所以H-N-H键角增大
(3) 4
【详解】(1)铜原子位于元素周期表第四周期,IB族,其价层电子排布式为:,故答案为:;
(2)①向溶液中逐滴加入氨水至过量,产生蓝色沉淀,随后溶解并得到深蓝色的溶液,该溶液为,经结晶分离得到深蓝色晶体,该晶体为,故答案为:;②由氢氧化铜沉淀与氨水反应生成四氨合铜离子可知,铜离子与氨分子的结合能力大于氢氧根离子,故答案为:>;③孤对电子的斥力大于成键电子对,提供孤对电子与形成配位键后,N-H成键电子对受到的排斥力减小,所以H-N-H键角增大,故答案为:提供孤对电子与形成配位键后,N-H成键电子对受到的排斥力减小,所以H-N-H键角增大;
(3)①由晶胞的俯视图可以看出Cu2+位于S2-围城的四面体空隙中,则Cu2+的配位数为4,根据化学式CuS,则S最近的Cu数目也为4,故答案为:4;②根据晶胞结构,Cu的个数为4,S的个数为,则每个晶胞中含有4个CuS,晶胞的体积为,则晶胞的密度,故答案为: 。
13.(1) C<Cl<O 1︰3 sp2
(2) VS 6
(3) 或者
【详解】(1)①上述非金属元素中,同周期元素,从左到右电负性增强,同主族元素从上到下电负性递减,则电负性O>Cl>C;
②COCl2的结构式为:;单键为σ键,双键中含1个σ键和1个π键,π键和σ键的个数比为1:3;中心C原子采用sp2杂化;
(2)①由晶胞结构可知S原子位于体内,个数为6;V位于顶点、棱心、面心和体内,个数为:;S和V的个数比为1:1,该硫化物的化学式为:VS;
②以体心V为观察对象,与其最近且等距S原子的个数是6;
(3)
由晶胞结构可知,P位于顶点和面心,个数为:;B位于体内,个数为4,则晶胞质量为:;晶胞体积为:;晶胞密度为:;若磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影则其中一个B在体对角线上,投影到六边形面心处,其余3个B为小六边形的相间的3个顶点,如图所示或者。
14.(1) d
(2) 分子 1∶1
(3)D
(4)正四面体
(5)
【详解】(1)
铁为26 号元素,位于元素周期表d区;基态Fe原子的价层电子排布图为,答案:d、;
(2)羰基铁[]熔点-20℃,沸点103℃,溶沸点比较低,推测晶体类型为分子晶体,其中含有键5个、键5个,数目之比1∶1,答案:分子、1∶1;
(3)有6个氧原子要填入空轨道,所以中心三价铁离子进行杂化,答案:D;
(4)与未成对电子数间的关系为:(n为未成对电子数),又知道配离子的,配离子未成对电子数是2,有4个配体形成配位键,则配离子的空间构型为正四面体,答案:正四面体;
(5)晶胞内N点碳的原子坐标,从Z轴投影,可知N位于面对角线的1/3处,再分别沿x,y轴投影,又由图可以看出在Z轴的一半处,所以坐标可表示,由图可知晶胞长宽一样,底面是一个平行四边形,根据勾股定理得到,晶胞长=pm,,得晶胞高= pm,底面面积= pm2,晶胞体积为pm3,一个晶胞有4个C(上下面:,中心1,棱上),每个晶胞的,答案:、。
15.(1) 3 1s22s22p4 F>N>O
(2) 不能 氢原子没有直接和N、O、F相连
(3)SeO2、SeO3
(4)H-N的键长比H-O的更长,键能H-O的比H-N大,使得NH3比H2O更溶液分解
【详解】(1)已知F是9号元素,故基态氟原子的最高能级为2p能级,p能级上的电子云有3种空间伸展方向,即相互垂直的3个方向的纺锤体或哑铃型,O是8号元素,故基态氧原子的核外电子排布式是1s22s22p4,根据同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常可知,氟、氧、氮三种元素的第一电离能由大到小的顺序为:F>N>O,故答案为:3;1s22s22p4;F>N>O;
(2)根据题干该分子的结构简式可知,该分子中虽然含有很多氮、氧、氟三种电负性很大的原子,也含有氢原子,但由于H没有直接和N、O、F相连,导致它不能形成分子内或者分子间氢键,故答案为:不能;氢原子没有直接和N、O、F相连;
(3)已知Se与S同一主族,则其主要化合价有-2、0、+4和+6,故硒能形成两种常见的氧化物,分子式为SeO2、SeO3,故答案为:SeO2、SeO3;
(4)已知N原子半径大于O,导致H-N的键长比H-O的更长,则共价键的键长越短,键能越大,分解温度越高,即常压下,氨气在300℃时约有10%分解,水蒸气在2000℃时约有5%分解,故答案为:H-N的键长比H-O的更长,键能H-O的比H-N大,使得NH3比H2O更溶液分解。
16.(1)或
(2)
(3) LiCl属于离子晶体,晶体粒子间作用力为离子键;而为分子晶体,晶体粒子间的作用力为范德华力 正四面体形
(4) 共价晶体
【详解】(1)Ga的原子序数为31,基态Ga原子的核外电子排布式为或,故答案为:或。
(2)LiGaH4中H元素为-1价,LiH中H元素为-1价,说明该反应并非氧化还原反应,因此反应为:,故答案为:。
(3)①已知GaCl3的熔点为77.9℃,则GaCl3为分子晶体,微粒间的作用力是范德华力,LiCl的熔点为605℃,则LiCl为离子晶体,微粒间的作用力是离子键,故熔点:LiCl>GaCl3;
②[GaH4]-中Ga的价层电子对数=4+=4,Ga为sp3杂化,无孤电子对,其立体构型为正四面体形;
故答案为:LiCl属于离子晶体,晶体粒子间作用力为离子键;而为分子晶体,晶体粒子间的作用力为范德华力;正四面体形。
(4)①题中所给信息为砷化镓是第二代半导体,熔点为1238°C,具有共价键三维骨架结构,类似于金刚石,因此砷化镓为共价晶体,故答案为:共价晶体;
②由晶胞结构,As有8个在顶点,6个在面心,个数为,Ga位于体内,个数为4,则晶胞的质量为g,该晶胞为面心紧密堆积,晶胞的体积为:a3=,则晶胞的密度==,故答案为:;
③由晶胞的结构可知,Ga处于晶胞内,且在坐标轴的4等分位置,A点分数坐标为,B点分数坐标为,则W原子的坐标参数为,故答案为:。
17.(1) 4 O
(2) 12
(3)
(4) 4 或
【分析】根据在氮化钼晶跑中,M在8个顶点和6个面心,根据均摊法M原子个数为,N有4个在棱上,1个在内部,均滩为 ,化学式为M2N,硫化锌晶胞中,S在8个顶点和6个面心,均摊为,Zn在内部,为4个,化学式为ZnS,据此回答。
【详解】(1)
由其结构可知,的配位数为4,中,水分子中的氧原子有孤对电子,故配位原子为氧原子,基态的价电子排布为3d10,则其轨道表示式为,故答案为:4;O;;
(2)由分析可知,晶胞的化学式为:;以顶点的M原子为中心,周围与其距离相等的面心上的M共有3个,顶点上的M被8个晶胞所共有,面心上的M被2个晶胞所共有,故M原子周围与之等距离的M原子个数为,故答案为;12;
(3)若原子1的原子分数坐标为,分析其结构可知2的原子分数坐标为,故答案为;
(4)以上面面心的为原点,周围距离相等的分别位于上下两个晶胞内部,则ZnS的晶胞中的配位数为4;和之间的最短核间距(x)为体对角线的,设晶胞的边长为acm,体对角线为则=d,,和之间的最短核间距(x)为nm或,故答案为:或。
18.(1)3d54s1
(2)铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子,需要的能量较多;锰的第二电离能是失去4s1上的电子,3d为半充满状态,较稳定
(3) sp2 、sp3 正四面体形
(4) (,,)
(5) 1 乙二胺分子间可以形成氢键,但三甲胺不能
【详解】(1)Cr为24号元素,其价层电子排布式为:3d54s1;
(2)铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子,需要的能量较多;锰的第二电离能是失去4s1上的电子,3d为半充满状态,较稳定,因此Icr>IMn;
(3)由结构可知,N原子有两种杂化方式,其中单键N为sp3杂化,双键N为sp2杂化;阴离子ClO中心Cl原子价层电子对数为:,无孤对电子,空间构型为:正四面体形;
(4)①晶胞中Ca位于顶点,个数为:;O位于面心,个数为:;Cr位于体心,个数为1;则晶胞质量为:;晶胞体积为:;晶胞密度 g/cm3;
②Cr位于体心,分数坐标为:(,,);
(5)①配合物中外界离子可电离,配位离子不能发生电离,由结构简式可知,该配合物只存在1个外界氯离子,则1ml该配合物溶于水,加入足量的硝酸银溶液,生成沉淀的物质的量为1ml;
②乙二胺分子间可以形成氢键,但三甲胺不能,氢键形成使得分子间作用力增强,熔沸点升高。
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