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第三章 章末复习 (习题精练)-高二化学同步课件精讲及习题精练(人教版选择性必修2)
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第三章 晶体结构与性质
章末复习
一、单选题
1.下列说法错误的是
A.水汽化和水分解的变化过程中,都需要破坏共价键
B.晶体中的阴、阳离子个数比为1∶2
C.基态碳原子核外有三种能量不同的电子
D.区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法是X-射线衍射法
【答案】A
【解析】
【详解】
A.水汽化时需要破坏分子间作用力和氢键,不需要破坏共价键,故A错误;
B.过氧化钠是由钠离子和过氧根离子形成的离子晶体,晶体中的阴、阳离子个数比为1∶2,故B正确;
C.基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2,原子核外有1s、2s、2p三种能量不同的电子,故C正确;
D.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构,所以区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法是X-射线衍射法,故D正确;
故选A。
2.下列实验操作或描述中不正确的是
A.将NaNO3和KCl的混合液加热并浓缩至有晶体析出,趁热过滤时,可分离出NaCl晶体
B.由于氯离子会破坏铝表面的氧化膜,所以铝制容器不能用来腌制咸菜
C.往AlCl3溶液中滴加足量饱和NaF溶液,再滴加几滴氨水,无明显现象
D.纸层析法分离铁离子和铜离子实验中,点样后的滤纸晾干后,将试样点浸入展开剂中
【答案】D
【解析】
【详解】
A.氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,氯化钾的溶解度随着温度的升高而升高,可以通过加热浓缩、冷却结晶的方法来实现氯化钠和氯化钾的分离,故A正确;
B.氯离子会破坏铝表面氧化膜,导致铝被腐蚀,则不能用铝制容器来腌制咸菜等,故B正确;
C.Al3+更易与F-结合成AlF,不与NH3•H2O反应,故C正确;
D.由于Cu2+和Fe3+的移动速度不同,一段时间后,Cu2+和Fe3+距起点的距离会不同,从而达到分离的目的,用毛细管取样品溶液,轻轻点样于原点上,晾干后,重复3-5次,才能将其浸入展开剂中,故D错误;
故选:D。
3.下列关于金属的叙述中,正确的是
A.金属单质的熔、沸点均较低 B.金属原子的价电子数均不超过4
C.金属阳离子均可得电子被还原 D.金属元素均位于元素周期表中的d区
【答案】C
【解析】
【详解】
A.金属单质的熔、沸点有的很高,例如钨,有的很低,例如汞,故A错误;
B.主族元素的金属原子的价电子数不超过4,而过渡金属有的价电子数超过4,故B错误;
C.金属阳离子变成相应的金属时,在反应中应得到电子,氧化还原反应中得到电子的过程为元素被还原的过程,故C正确;
D.主族中的金属元素位于周期表中的s、p区,故D错误;
故选:C。
4.下列变化规律正确的是
A.KCl、MgCl2、MgO的熔点由低到高
B.H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低
C.O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔点由低到高
D.碳化硅、晶体硅、金刚石、石墨的熔点由低到高
【答案】A
【解析】
【详解】
A.离子半径越小,离子键越强,则晶格能越大,Cl、O的离子半径依次减小,K、Mg的离子半径依次减小,则晶格能由大到小的顺序为MgO>MgCl2>KCl,A项正确;
B.具有分子间氢键的分子晶体,与同族元素的氢化物相比,其熔、沸点较高,则晶体熔点由低到高的顺序为H2S
C.一般来说晶体的熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,但在常温下Hg为液体,I2是固体,则晶体的熔点体的熔点:SiO2>NaCl>I2>Hg>O2,故C错误;
D.键长越短,共价键越强,熔点越大,键长:C-C键
答案选A。
5.下列说法正确的是
A.金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低
B.活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体一定为离子晶体
C.金属晶体中,金属阳离子所带电荷越多,离子半径越大,熔沸点越高
D.石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为3:1
【答案】A
【解析】
【详解】
A.金刚石、SiC形成共价晶体,C-C键长小于Si-C键长,所以前者键能大,熔点高;HI、HBr形成分子晶体,前者相对分子质量大于后者,则前者的分子间作用力大,熔点高,所以金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低,A正确;
B.活泼金属Al与活泼非金属Cl组成的化合物Al2Cl6形成的晶体为分子晶体,B不正确;
C.金属晶体中,一般情况下,金属阳离子所带电荷越多,离子半径越小,形成金属键的键能越大,熔沸点越高,C不正确;
D.石墨晶体模型中,每个C原子形成3个六元环,则C原子与六元环的个数比为2:1,D不正确;
故选A。
6.下列有关金属的说法正确的是
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.已知金属钠的晶体堆积模型是体心立方堆积,则其配位数是6
C.已知金属镁的晶体堆积模型是六方最密堆积,则其配位数是12
D.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
【答案】C
【解析】
【详解】
A.金属原子的核外电子在金属晶体中最外层电子肯定是自由电子,内层电子受到核内质子的吸引,而不自由,故A错误;
B.金属钠的晶体堆积模型是体心立方堆积,为钾型,则其配位数是8,故B错误;
C.金属镁的晶体堆积模型是六方最密堆积,由此堆积可知,同一层上每个球与同层中周围6个球相接触同时又与上下两层中各3个球相接触,故每个球与周围12个球相接触,所以它们的配位数是12,故C正确;
D.金属导电的实质是金属制得自由电子的定向移动,故D错误。
故选C选项。
7.某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示,已知晶胞参数为,A点的原子坐标参数为,C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是
A.B点的原子坐标参数为
B.距离最近且等距离的的数目为8
C.该晶体的密度为
D.与之间的最短距离为
【答案】C
【解析】
【分析】
根据题目所给已知条件,可知晶胞参数定为单位1,A点为原点建立坐标系;
【详解】
A.B点原子在晶胞的正前面面心,原子位置的坐标关系x轴方向单位长度,y轴方向为0,z轴方向单位长度,所以原子坐标参数为,描述正确,不符题意;
B.在晶胞体心,距离最近且等距离的在晶胞8个顶点,描述正确,不符题意;
C.该晶体的化学式为,的摩尔质量为,,该晶体的密度为,描述错误,符合题意;
D.与之间的最短距离为立方晶胞中面对角线的一半,即,描述正确,不符题意;
综上,本题选C。
8.磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,晶胞为正方体形,晶胞参数为apm。下图为沿y轴投影的晶胞中所有硼原子的分布图,P原子位于晶胞的顶角和面心。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法错误的是
A.一个晶胞中含有4个B原子
B.点1可能的原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75)
C.P与B原子的最近距离为
D.BP晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】
A.BP的B原子分数坐标均小于晶胞参数,推知B原子均在晶胞体内,每个晶胞有4个B原子,由化学式BP知每个晶胞有4个P原子,有4个B原子,二者配位数相等,故一个晶胞中含有4个B原子,故A正确;
B.已知P原子位于晶胞的顶角和面心,则B原子位于体内,点1可能的B原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75),故B正确;
C.B原子周围的4个P原子形成正四面体结构,顶点P原子与正四面体体心B原子连线处于体对角线上,二者距离最近且等于体对角线长度的,而体对角线长度等于晶胞棱长的倍,则P原子与B原子最近距离为a pm××=,故C正确,
D.BP的B原子分数坐标均小于晶胞参数,推知B原子均在晶胞体内,每个晶胞有4个B原子,由化学式BP知每个晶胞有4个P原子。晶胞质量m=g,晶胞体积V=( apm) 3=a3×10-30cm3,晶体密度ρ=g•cm-3,故D错误;
故选:D。
9.有人受中国传统“水烟筒”的启发,利用其工作原理,设计出了一个特殊的烟斗。内盛Cu(NH3)2Ac溶液(醋酸根简写为Ac—),烟气通过烟斗发生反应:Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3Ac·CO ΔH<0。下列说法错误的是
A.物质Cu(NH3)2Ac为配合物
B.用这种特殊烟斗除去CO的实验原理为洗气
C.用久后的Cu(NH3)2Ac再生的适宜条件为升温或降压或适当增加酸度
D.[Cu(NH3)2]+中N原子形成的H-N-H键角小于气态NH3中的键角
【答案】D
【解析】
【详解】
A.物质Cu(NH3)2Ac中氨分子和Cu+之间形成配位键,属于配合物,故A正确;
B.用Cu(NH3)2Ac溶液除去烟气中CO气体的实验原理为洗气,故B正确;
C.该反应为气体体积减小的放热反应,升温、降压、增加酸度降低NH3浓度,平衡均向逆反应方向移动,有利于Cu(NH3)2Ac再生,故C正确;
D.[Cu(NH3)2]+中N原子作为配位原子形成配位共价键,而NH3中N原子形成三个共价键,还有一对孤电子对,对H—N—H键的斥力较大,所以前者H—N—H键键角大于后者,故D错误;
故选D。
10.碘和钙形成的某种可溶性二元化合物常用于医药方面,其熔、沸点分别为779℃、1100℃,晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A.该物质的化学式是
B.该物质在熔融状态和水溶液中均可导电
C.该化合物熔、沸点高于氟化钙
D.在周期表中所处的s区含有非金属元素
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图可知,每个晶胞中含有2个I原子,原子的数目为,因此该物质的化学式是,故A正确;
B.碘化钙是离子晶体,熔融状态和水溶液中均可导电,故B正确;
C.氟化钙和碘化钙均为离子化合物,阳离子相同,氟离子半径比碘离子半径小,因此氟化钙中阴、阳离子间作用力较强,熔、沸点较高,故C错误;
D.s区H是非金属元素,故D正确;
答案选C。
11.如图,C60是由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。科研人员用电子计算机模拟出类似C60的新物质N60,下列有关N60的叙述正确的是
A.分子中含有σ键和π键 B.属于原子晶体
C.分子是非极性分子 D.的熔点比的低
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由于N原子最外层上有5个电子,其中3个成单电子,能够形成3个共价键,C60中每个C与周围的3个C形成共价键,即N60中也是每个N与周围的3个N形成共价键,则N60分子中没有双键,不含有π键,A错误;
B.N60是由分子构成的晶体,属于分子晶体,B错误;
C.N60分子是由非极性键(N-N)构成的,为非极性分子,C正确;
D.分子晶体相对分子质量大,范德华力大,熔点高,所以N60的熔点比C60的高,D错误;
故答案为:C。
12.下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
氮原子的第一电离能大于氧原子
氮原子2p能级半充满电子
B
CO2为非极性分子
CO2分子中键是非极性键
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体,石墨是原子晶体
D
HF的沸点高于HCl
HF的相对分子质量小于HCl
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】
【详解】
A.氮原子的第一电离能大于氧原子,是由于氮原子2p能级电子处于半充满的稳定状态,失去电子消耗的能量比O原子大,A正确;
B.CO2为非极性分子是由于CO2分子是直线型结构,分子中含有的2个极性共价键处于对称位置,分子中正负电荷重心重合,B错误;
C.金刚石和石墨晶体中碳原子成键方式和排列方式不同,金刚石的熔点低于石墨是由于金刚石中的C-C的键长比石墨中的C-C键键长大,断裂消耗的能量小,C错误;
D.HF的沸点高于HCl是由于在HF分子之间存在氢键,气化时需要消耗较多的能量,D错误;
故合理选项是A。
13.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似,其晶胞结构如图所示。已知冰中氢键的作用能为,冰的熔化热。下列有关说法正确的是
A.冰晶胞内水分子间以共价键结合
B.每个冰晶胞平均含有4个水分子
C.水分子间的氢键具有方向性和饱和性,也是键的一种
D.当在0℃冰变成液态水时,氢键部分被破坏
【答案】D
【解析】
【详解】
A.冰晶胞内水分子间主要以氢键结合,选项A错误;
B.由冰晶胞的结构可知,每个冰晶胞平均占有的分子个数为,选项B错误;
C.氢键不属于化学键,选项C错误;
D.冰中氢键的作用能为,1mol冰中含有2mol氢键,而冰的熔化热为,说明在0℃冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键,液态水中仍存在氢键,选项D正确;
答案选D。
14.下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是
A.NaCl晶体中,每个周围吸引的与每个周围吸引的数目相等
B.NaCl晶体中,每个周围吸引1个
C.NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl
D.NaC1晶体中存在单个的NaCl分子
【答案】A
【解析】
【详解】
A.氯化钠晶体中,每个周围吸引6个,而每个周围吸引6个,数目相等,选项A正确;
B.氯化钠晶体中,每个周围吸引6个,而每个周围吸引6个,选项B错误;
C.NaCl晶体中的质点表示或,选项C错误;
D.NaCl晶体中不存在单个NaCl分子,选项D错误。
答案选A。
15.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是
A.超氧化钾的化学式为,每个晶胞含有8个和4个
B.晶体中每个周围有8个,每个周围有8个
C.晶体中与每个距离最近的有8个
D.晶体中0价氧原子和价氧原子个数比为3∶1
【答案】D
【解析】
【详解】
A.晶胞中含有的个数为,的个数为,选项A错误;
B.晶体中每个周围有6个,每个周围有6个,选项B错误;
C.晶体中与每个距离最近且相等的的个数为,选项C错误;
D.晶胞中与个数分别为4、4,所以晶胞中共有8个氧原子,根据电荷守恒价O原子数目为2,所以0价氧原子数目为,所以晶体中,0价氧原子与价氧原子的数目比为3∶1,选项D正确;
答案选D。
16.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是
A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的数目为4
B.该晶体中的阴离子与F2是等电子体
C.6.4gCaC2晶体中含阴离子0.2mol
D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个
【答案】A
【解析】
【详解】
A.依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的有4个,故A正确;
B.含电子数为2×6+2=14,F2的电子数为18,二者电子数不同,不是等电子体,故B错误;
C.6.4g CaC2物质的量为,CaC2晶体中含阴离子为,则含阴离子0.1mol,故C错误;
D.晶胞的一个平面的长与宽不相等,与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4个,故D错误;
故选:A。
17.近日,科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2+和脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法错误的是
A.F、Si和Ca,原子半径依次增大
B.SiO2与OF2的中心原子的杂化方式相同
C.图中A处原子分数坐标为(0,0,0),则B处原子分数坐标为
D.脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力BaF2
【答案】D
【解析】
【详解】
A.金属元素的电负性小于非金属元素,电负性:F>Si,则F、Si和Ca电负性依次减小,同周期元素,从左到右,同主族元素,从上到下,原子半径依次增大,则F、Si和Ca的半径依次增大,故A正确;
B.OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物,化合物中O原子的价层电子对数都为4,杂化方式都为sp3杂化,故B正确;
C.若A处原子分数坐标为(0,0,0),C点处于四面体填隙,根据立体几何关系,则B处原子分数坐标为,故C正确;
D.三种氟化物均为离子晶体,晶体提供自由氟离子的能力越强,阴阳离子间形成离子键越弱,钡离子、钙离子、镁离子的电荷数相同,离子半径依次减小,则BaF2、CaF2、MgF2三种晶体中的离子键依次增强,晶体提供自由氟离子的能力依次减弱,脱硅能力依次减弱,即脱硅能力BaF2>CaF2>MgF2,故D错误;
故选:D。
第II卷(非选择题)
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二、填空题
18.配位化学创始人维尔纳发现,取(黄色)、(紫红色)、(绿色)和(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。
(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
_______,_______,(绿色和紫色)_______。
(2)上述配合物中,中心离子的配位数都是_______。
(3)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色,该反应在有的教材中用方程式表示。经研究表明,是配合物,与不仅能以的个数比配合,还可以其他个数比配合。所得与的配合物中,主要是与以个数比配合所得离子显红色,含该离子的配合物的化学式是_______。若与以个数比配合,则与在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_______。
【答案】(1) [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl
(2)6
(3) [Fe(SCN)]Cl2 FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl
【解析】
(1)
由题意知,1mol四种配合物中的自由Cl-的物质的量分别为3mol、2mol、1mol、1mol,则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl。
(2)
这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl,所以其配位数都是6。
(3)
Fe3+与SCN-以个数比1:1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+;如果Fe3+与SCN-以个数比1:5配合所得离子为[Fe(SCN)5]2-,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe(SCN)5]与KCl,所以反应方程式为: FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl。
19.干冰和二氧化硅的晶胞结构如下图所示。试回答下列问题:
(1)干冰和二氧化硅晶体的熔点大小顺序为_______(填化学式)。
(2)二氧化硅晶体中,每个si原子周围结合_______个O原子,同时每个O原子跟_______个Si原子相结合;该晶体中最小的环是由_______个Si原子和_______个O原子组成的______元环。
(3)若干冰分子的摩尔质量为M,晶体的密度为,阿伏加德罗常数为,则该晶体晶胞的边长为_______cm。
【答案】(1)
(2) 4 2 6 6 12
(3)
【解析】
(1)
SiO2是原子晶体,干冰为固体CO2,是分子晶体,原子晶体熔点大于分子晶体,所以SiO2>CO2;
(2)
根据硅和O原子成键,一个Si原子周围4个键,O周围2个键,Si周围是4个O原子、每个O原子周围是2个Si原子,根据图中信息最小环为6个O原子,6个Si原子组成的十二元环;
(3)
一个晶胞中二氧化碳的个数为:8×+6×=4,一个晶胞的质量为,设晶胞的边长为acm,晶胞的体积为a3cm3,计算ρ=,则得V=,a3=,则a=。
20.回答下列问题:
(1)CH4和CO2在Ni催化作用下反应可获得化工原料CO和H2。
①Ni基态原子核外电子排布式为_______。
②与CO互为等电子体的阴离子的电子式为_______,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,该配合物中配位体分子式是_______,1mol Ni(CO)4的含有σ键的数目为_______NA。
(2)CH4和CO2在含有钛氧化物的某种催化剂作用下,可直接转化为CH3COOH。CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_______,是否为手性分子_______(填是或否)。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 、 CO 8
(2) sp3、sp2 否
【解析】
(1)
①Ni为28号元素,原子核外有28个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;
②CO含2个原子、10个价电子,其等电子体的阴离子为CN-和C,电子式分别为其电子式为 、;CO分子中C原子含有孤电子对,可以提供电子,作配体;CO分子与Ni之间的配位键为σ键,CO分子中有一个σ键,所以1mol Ni(CO)4的含有σ键的数目为8NA;
(2)
CH3COOH分子甲基上的碳原子形成4σ键,为sp3杂化,羧基中C原子形成双键,为sp2杂化;甲基上的碳原子连接了3个H原子,不是手性碳,所以该分子不是手性分子。
21.回答下列问题
(1)已知金刚石的莫氏硬度为10,石墨的莫氏硬度为,从晶体结构的角度解释金刚石硬度很大,石墨很软的原因__________。
(2)在相同温度时,酸性条件下都能被氧化,通过控制溶液中探究同浓度的还原性强弱,预测同浓度的被氧化需要的最小的是________,试从离子结构角度解释的还原性逐渐增强的原因________。
【答案】(1)影响金刚石硬度的因素是共价键,影响石墨硬度的因素是分子间作用力,共价键强于分子间作用力
(2) 离子结构相似,电子层数逐渐增加,离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,还原性逐渐增强
【解析】
(1)
金刚石为空间网状结构的原子晶体,晶体的硬度取决于碳原子间形成共价键的强弱,而石墨是层状结构的混合型晶体,晶体的硬度取决于层间分子间作用力的大小,共价键强于分子间作用力,所以金刚石硬度很大,石墨很软,故答案为:影响金刚石硬度的因素是共价键,影响石墨硬度的因素是分子间作用力,共价键强于分子间作用力;
(2)
同主族元素,从上到下,离子的离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,离子的还原性逐渐增强,所以氯离子、溴离子、碘离子的还原性逐渐增强,与二氧化锰反应时需要氢离子的浓度逐渐减小,则需要氢离子浓度最小的是碘离子,故答案为:KI;离子结构相似,电子层数逐渐增加,离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,还原性逐渐增强。
22.回答下列问题:
(1)硒为第四周期元素,相邻的元素砷和硒的第一电离能大小关系为_______(用元素符号表示),原因为_______。
(2)肼()分子可视为分子中的一个氢原子被—(氨基)取代形成的另种氮的氢化物,分子中氨原子轨道的杂化类型是_______。
(3)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:
①基态核外电子排布式为_______;配合物中,与形成配位键的原子是_______(填元素符号)。
②中C原子轨道杂化类型为_______;1mol分子含有σ键的数目_______。
③与互为等电子体的一种阴离子为_______(填化学式)。
【答案】(1) As>Se Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定
(2)sp3
(3) 1s22s22p63s23p63d3 O sp3、sp2 7NA
【解析】
(1)
Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大;
(2)
NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3,而肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的,所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3;
(3)
①铬是24号元素,铬原子失去3个电子变成Cr3+,所以Cr3+核外有21个电子,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d3,配合物[Cr(H2O)6]3+中Cr3+为中心离子,H2O为配体,O原子提供孤对电子,与Cr3+形成配位键;
②CH3COOH中C原子分别形成4个、3个σ键,没有孤对电子,分别为sp3杂化、sp2杂化,CH3COOH分子中含有1个C-C、3个C-H、1个C-O、1个C=O、1个O-H键,则1mol CH3COOH分子中含有σ键的数目为7NA;
③1个水分子含有3个原子,10个电子,则与其为等电子体的阴离子有。
第三章 晶体结构与性质
章末复习
一、单选题
1.下列说法错误的是
A.水汽化和水分解的变化过程中,都需要破坏共价键
B.晶体中的阴、阳离子个数比为1∶2
C.基态碳原子核外有三种能量不同的电子
D.区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法是X-射线衍射法
【答案】A
【解析】
【详解】
A.水汽化时需要破坏分子间作用力和氢键,不需要破坏共价键,故A错误;
B.过氧化钠是由钠离子和过氧根离子形成的离子晶体,晶体中的阴、阳离子个数比为1∶2,故B正确;
C.基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2,原子核外有1s、2s、2p三种能量不同的电子,故C正确;
D.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,x射线衍射可以看到微观结构,所以区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法是X-射线衍射法,故D正确;
故选A。
2.下列实验操作或描述中不正确的是
A.将NaNO3和KCl的混合液加热并浓缩至有晶体析出,趁热过滤时,可分离出NaCl晶体
B.由于氯离子会破坏铝表面的氧化膜,所以铝制容器不能用来腌制咸菜
C.往AlCl3溶液中滴加足量饱和NaF溶液,再滴加几滴氨水,无明显现象
D.纸层析法分离铁离子和铜离子实验中,点样后的滤纸晾干后,将试样点浸入展开剂中
【答案】D
【解析】
【详解】
A.氯化钠的溶解度受温度影响变化不大,氯化钾的溶解度随着温度的升高而升高,可以通过加热浓缩、冷却结晶的方法来实现氯化钠和氯化钾的分离,故A正确;
B.氯离子会破坏铝表面氧化膜,导致铝被腐蚀,则不能用铝制容器来腌制咸菜等,故B正确;
C.Al3+更易与F-结合成AlF,不与NH3•H2O反应,故C正确;
D.由于Cu2+和Fe3+的移动速度不同,一段时间后,Cu2+和Fe3+距起点的距离会不同,从而达到分离的目的,用毛细管取样品溶液,轻轻点样于原点上,晾干后,重复3-5次,才能将其浸入展开剂中,故D错误;
故选:D。
3.下列关于金属的叙述中,正确的是
A.金属单质的熔、沸点均较低 B.金属原子的价电子数均不超过4
C.金属阳离子均可得电子被还原 D.金属元素均位于元素周期表中的d区
【答案】C
【解析】
【详解】
A.金属单质的熔、沸点有的很高,例如钨,有的很低,例如汞,故A错误;
B.主族元素的金属原子的价电子数不超过4,而过渡金属有的价电子数超过4,故B错误;
C.金属阳离子变成相应的金属时,在反应中应得到电子,氧化还原反应中得到电子的过程为元素被还原的过程,故C正确;
D.主族中的金属元素位于周期表中的s、p区,故D错误;
故选:C。
4.下列变化规律正确的是
A.KCl、MgCl2、MgO的熔点由低到高
B.H2O、H2S、H2Se的分解温度及沸点都由高到低
C.O2、I2、Hg、NaCl、SiO2的熔点由低到高
D.碳化硅、晶体硅、金刚石、石墨的熔点由低到高
【答案】A
【解析】
【详解】
A.离子半径越小,离子键越强,则晶格能越大,Cl、O的离子半径依次减小,K、Mg的离子半径依次减小,则晶格能由大到小的顺序为MgO>MgCl2>KCl,A项正确;
B.具有分子间氢键的分子晶体,与同族元素的氢化物相比,其熔、沸点较高,则晶体熔点由低到高的顺序为H2S
D.键长越短,共价键越强,熔点越大,键长:C-C键
5.下列说法正确的是
A.金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低
B.活泼金属与活泼非金属组成的化合物形成的晶体一定为离子晶体
C.金属晶体中,金属阳离子所带电荷越多,离子半径越大,熔沸点越高
D.石墨晶体模型中C原子与六元环的个数比为3:1
【答案】A
【解析】
【详解】
A.金刚石、SiC形成共价晶体,C-C键长小于Si-C键长,所以前者键能大,熔点高;HI、HBr形成分子晶体,前者相对分子质量大于后者,则前者的分子间作用力大,熔点高,所以金刚石、SiC、HI、HBr晶体的熔点依次降低,A正确;
B.活泼金属Al与活泼非金属Cl组成的化合物Al2Cl6形成的晶体为分子晶体,B不正确;
C.金属晶体中,一般情况下,金属阳离子所带电荷越多,离子半径越小,形成金属键的键能越大,熔沸点越高,C不正确;
D.石墨晶体模型中,每个C原子形成3个六元环,则C原子与六元环的个数比为2:1,D不正确;
故选A。
6.下列有关金属的说法正确的是
A.金属原子的核外电子在金属晶体中都是自由电子
B.已知金属钠的晶体堆积模型是体心立方堆积,则其配位数是6
C.已知金属镁的晶体堆积模型是六方最密堆积,则其配位数是12
D.金属导电的实质是金属阳离子在外电场作用下的定向移动
【答案】C
【解析】
【详解】
A.金属原子的核外电子在金属晶体中最外层电子肯定是自由电子,内层电子受到核内质子的吸引,而不自由,故A错误;
B.金属钠的晶体堆积模型是体心立方堆积,为钾型,则其配位数是8,故B错误;
C.金属镁的晶体堆积模型是六方最密堆积,由此堆积可知,同一层上每个球与同层中周围6个球相接触同时又与上下两层中各3个球相接触,故每个球与周围12个球相接触,所以它们的配位数是12,故C正确;
D.金属导电的实质是金属制得自由电子的定向移动,故D错误。
故选C选项。
7.某种钻盐晶体的立方晶胞结构如图所示,已知晶胞参数为,A点的原子坐标参数为,C点的原子坐标参数为。下列说法错误的是
A.B点的原子坐标参数为
B.距离最近且等距离的的数目为8
C.该晶体的密度为
D.与之间的最短距离为
【答案】C
【解析】
【分析】
根据题目所给已知条件,可知晶胞参数定为单位1,A点为原点建立坐标系;
【详解】
A.B点原子在晶胞的正前面面心,原子位置的坐标关系x轴方向单位长度,y轴方向为0,z轴方向单位长度,所以原子坐标参数为,描述正确,不符题意;
B.在晶胞体心,距离最近且等距离的在晶胞8个顶点,描述正确,不符题意;
C.该晶体的化学式为,的摩尔质量为,,该晶体的密度为,描述错误,符合题意;
D.与之间的最短距离为立方晶胞中面对角线的一半,即,描述正确,不符题意;
综上,本题选C。
8.磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,晶胞为正方体形,晶胞参数为apm。下图为沿y轴投影的晶胞中所有硼原子的分布图,P原子位于晶胞的顶角和面心。设NA为阿伏加德罗常数,下列说法错误的是
A.一个晶胞中含有4个B原子
B.点1可能的原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75)
C.P与B原子的最近距离为
D.BP晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】
A.BP的B原子分数坐标均小于晶胞参数,推知B原子均在晶胞体内,每个晶胞有4个B原子,由化学式BP知每个晶胞有4个P原子,有4个B原子,二者配位数相等,故一个晶胞中含有4个B原子,故A正确;
B.已知P原子位于晶胞的顶角和面心,则B原子位于体内,点1可能的B原子分数坐标为(0.25,0.25,0.75),故B正确;
C.B原子周围的4个P原子形成正四面体结构,顶点P原子与正四面体体心B原子连线处于体对角线上,二者距离最近且等于体对角线长度的,而体对角线长度等于晶胞棱长的倍,则P原子与B原子最近距离为a pm××=,故C正确,
D.BP的B原子分数坐标均小于晶胞参数,推知B原子均在晶胞体内,每个晶胞有4个B原子,由化学式BP知每个晶胞有4个P原子。晶胞质量m=g,晶胞体积V=( apm) 3=a3×10-30cm3,晶体密度ρ=g•cm-3,故D错误;
故选:D。
9.有人受中国传统“水烟筒”的启发,利用其工作原理,设计出了一个特殊的烟斗。内盛Cu(NH3)2Ac溶液(醋酸根简写为Ac—),烟气通过烟斗发生反应:Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3Ac·CO ΔH<0。下列说法错误的是
A.物质Cu(NH3)2Ac为配合物
B.用这种特殊烟斗除去CO的实验原理为洗气
C.用久后的Cu(NH3)2Ac再生的适宜条件为升温或降压或适当增加酸度
D.[Cu(NH3)2]+中N原子形成的H-N-H键角小于气态NH3中的键角
【答案】D
【解析】
【详解】
A.物质Cu(NH3)2Ac中氨分子和Cu+之间形成配位键,属于配合物,故A正确;
B.用Cu(NH3)2Ac溶液除去烟气中CO气体的实验原理为洗气,故B正确;
C.该反应为气体体积减小的放热反应,升温、降压、增加酸度降低NH3浓度,平衡均向逆反应方向移动,有利于Cu(NH3)2Ac再生,故C正确;
D.[Cu(NH3)2]+中N原子作为配位原子形成配位共价键,而NH3中N原子形成三个共价键,还有一对孤电子对,对H—N—H键的斥力较大,所以前者H—N—H键键角大于后者,故D错误;
故选D。
10.碘和钙形成的某种可溶性二元化合物常用于医药方面,其熔、沸点分别为779℃、1100℃,晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A.该物质的化学式是
B.该物质在熔融状态和水溶液中均可导电
C.该化合物熔、沸点高于氟化钙
D.在周期表中所处的s区含有非金属元素
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图可知,每个晶胞中含有2个I原子,原子的数目为,因此该物质的化学式是,故A正确;
B.碘化钙是离子晶体,熔融状态和水溶液中均可导电,故B正确;
C.氟化钙和碘化钙均为离子化合物,阳离子相同,氟离子半径比碘离子半径小,因此氟化钙中阴、阳离子间作用力较强,熔、沸点较高,故C错误;
D.s区H是非金属元素,故D正确;
答案选C。
11.如图,C60是由碳原子结合形成的稳定分子,它具有60个顶点和32个面,其中12个为正五边形,20个为正六边形。科研人员用电子计算机模拟出类似C60的新物质N60,下列有关N60的叙述正确的是
A.分子中含有σ键和π键 B.属于原子晶体
C.分子是非极性分子 D.的熔点比的低
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由于N原子最外层上有5个电子,其中3个成单电子,能够形成3个共价键,C60中每个C与周围的3个C形成共价键,即N60中也是每个N与周围的3个N形成共价键,则N60分子中没有双键,不含有π键,A错误;
B.N60是由分子构成的晶体,属于分子晶体,B错误;
C.N60分子是由非极性键(N-N)构成的,为非极性分子,C正确;
D.分子晶体相对分子质量大,范德华力大,熔点高,所以N60的熔点比C60的高,D错误;
故答案为:C。
12.下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
氮原子的第一电离能大于氧原子
氮原子2p能级半充满电子
B
CO2为非极性分子
CO2分子中键是非极性键
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体,石墨是原子晶体
D
HF的沸点高于HCl
HF的相对分子质量小于HCl
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】
【详解】
A.氮原子的第一电离能大于氧原子,是由于氮原子2p能级电子处于半充满的稳定状态,失去电子消耗的能量比O原子大,A正确;
B.CO2为非极性分子是由于CO2分子是直线型结构,分子中含有的2个极性共价键处于对称位置,分子中正负电荷重心重合,B错误;
C.金刚石和石墨晶体中碳原子成键方式和排列方式不同,金刚石的熔点低于石墨是由于金刚石中的C-C的键长比石墨中的C-C键键长大,断裂消耗的能量小,C错误;
D.HF的沸点高于HCl是由于在HF分子之间存在氢键,气化时需要消耗较多的能量,D错误;
故合理选项是A。
13.冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似,其晶胞结构如图所示。已知冰中氢键的作用能为,冰的熔化热。下列有关说法正确的是
A.冰晶胞内水分子间以共价键结合
B.每个冰晶胞平均含有4个水分子
C.水分子间的氢键具有方向性和饱和性,也是键的一种
D.当在0℃冰变成液态水时,氢键部分被破坏
【答案】D
【解析】
【详解】
A.冰晶胞内水分子间主要以氢键结合,选项A错误;
B.由冰晶胞的结构可知,每个冰晶胞平均占有的分子个数为,选项B错误;
C.氢键不属于化学键,选项C错误;
D.冰中氢键的作用能为,1mol冰中含有2mol氢键,而冰的熔化热为,说明在0℃冰变为液态水时只是破坏了一部分氢键,液态水中仍存在氢键,选项D正确;
答案选D。
14.下列关于NaCl晶体结构的说法中正确的是
A.NaCl晶体中,每个周围吸引的与每个周围吸引的数目相等
B.NaCl晶体中,每个周围吸引1个
C.NaCl晶胞中的质点代表一个NaCl
D.NaC1晶体中存在单个的NaCl分子
【答案】A
【解析】
【详解】
A.氯化钠晶体中,每个周围吸引6个,而每个周围吸引6个,数目相等,选项A正确;
B.氯化钠晶体中,每个周围吸引6个,而每个周围吸引6个,选项B错误;
C.NaCl晶体中的质点表示或,选项C错误;
D.NaCl晶体中不存在单个NaCl分子,选项D错误。
答案选A。
15.高温下,超氧化钾晶体呈立方体结构,晶体中氧的化合价部分为0价,部分为价。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞,则下列说法正确的是
A.超氧化钾的化学式为,每个晶胞含有8个和4个
B.晶体中每个周围有8个,每个周围有8个
C.晶体中与每个距离最近的有8个
D.晶体中0价氧原子和价氧原子个数比为3∶1
【答案】D
【解析】
【详解】
A.晶胞中含有的个数为,的个数为,选项A错误;
B.晶体中每个周围有6个,每个周围有6个,选项B错误;
C.晶体中与每个距离最近且相等的的个数为,选项C错误;
D.晶胞中与个数分别为4、4,所以晶胞中共有8个氧原子,根据电荷守恒价O原子数目为2,所以0价氧原子数目为,所以晶体中,0价氧原子与价氧原子的数目比为3∶1,选项D正确;
答案选D。
16.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是
A.1个Ca2+周围距离最近且等距离的数目为4
B.该晶体中的阴离子与F2是等电子体
C.6.4gCaC2晶体中含阴离子0.2mol
D.与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+共有12个
【答案】A
【解析】
【详解】
A.依据晶胞示意图可以看出,晶胞的一个平面的长与宽不相等,再由图中体心可知1个Ca2+周围距离最近的有4个,故A正确;
B.含电子数为2×6+2=14,F2的电子数为18,二者电子数不同,不是等电子体,故B错误;
C.6.4g CaC2物质的量为,CaC2晶体中含阴离子为,则含阴离子0.1mol,故C错误;
D.晶胞的一个平面的长与宽不相等,与每个Ca2+距离相等且最近的Ca2+应为4个,故D错误;
故选:A。
17.近日,科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2+和脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法错误的是
A.F、Si和Ca,原子半径依次增大
B.SiO2与OF2的中心原子的杂化方式相同
C.图中A处原子分数坐标为(0,0,0),则B处原子分数坐标为
D.脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力BaF2
【解析】
【详解】
A.金属元素的电负性小于非金属元素,电负性:F>Si,则F、Si和Ca电负性依次减小,同周期元素,从左到右,同主族元素,从上到下,原子半径依次增大,则F、Si和Ca的半径依次增大,故A正确;
B.OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物,化合物中O原子的价层电子对数都为4,杂化方式都为sp3杂化,故B正确;
C.若A处原子分数坐标为(0,0,0),C点处于四面体填隙,根据立体几何关系,则B处原子分数坐标为,故C正确;
D.三种氟化物均为离子晶体,晶体提供自由氟离子的能力越强,阴阳离子间形成离子键越弱,钡离子、钙离子、镁离子的电荷数相同,离子半径依次减小,则BaF2、CaF2、MgF2三种晶体中的离子键依次增强,晶体提供自由氟离子的能力依次减弱,脱硅能力依次减弱,即脱硅能力BaF2>CaF2>MgF2,故D错误;
故选:D。
第II卷(非选择题)
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二、填空题
18.配位化学创始人维尔纳发现,取(黄色)、(紫红色)、(绿色)和(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。
(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
_______,_______,(绿色和紫色)_______。
(2)上述配合物中,中心离子的配位数都是_______。
(3)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色,该反应在有的教材中用方程式表示。经研究表明,是配合物,与不仅能以的个数比配合,还可以其他个数比配合。所得与的配合物中,主要是与以个数比配合所得离子显红色,含该离子的配合物的化学式是_______。若与以个数比配合,则与在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_______。
【答案】(1) [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl
(2)6
(3) [Fe(SCN)]Cl2 FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl
【解析】
(1)
由题意知,1mol四种配合物中的自由Cl-的物质的量分别为3mol、2mol、1mol、1mol,则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl。
(2)
这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl,所以其配位数都是6。
(3)
Fe3+与SCN-以个数比1:1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+;如果Fe3+与SCN-以个数比1:5配合所得离子为[Fe(SCN)5]2-,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe(SCN)5]与KCl,所以反应方程式为: FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl。
19.干冰和二氧化硅的晶胞结构如下图所示。试回答下列问题:
(1)干冰和二氧化硅晶体的熔点大小顺序为_______(填化学式)。
(2)二氧化硅晶体中,每个si原子周围结合_______个O原子,同时每个O原子跟_______个Si原子相结合;该晶体中最小的环是由_______个Si原子和_______个O原子组成的______元环。
(3)若干冰分子的摩尔质量为M,晶体的密度为,阿伏加德罗常数为,则该晶体晶胞的边长为_______cm。
【答案】(1)
(2) 4 2 6 6 12
(3)
【解析】
(1)
SiO2是原子晶体,干冰为固体CO2,是分子晶体,原子晶体熔点大于分子晶体,所以SiO2>CO2;
(2)
根据硅和O原子成键,一个Si原子周围4个键,O周围2个键,Si周围是4个O原子、每个O原子周围是2个Si原子,根据图中信息最小环为6个O原子,6个Si原子组成的十二元环;
(3)
一个晶胞中二氧化碳的个数为:8×+6×=4,一个晶胞的质量为,设晶胞的边长为acm,晶胞的体积为a3cm3,计算ρ=,则得V=,a3=,则a=。
20.回答下列问题:
(1)CH4和CO2在Ni催化作用下反应可获得化工原料CO和H2。
①Ni基态原子核外电子排布式为_______。
②与CO互为等电子体的阴离子的电子式为_______,Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,该配合物中配位体分子式是_______,1mol Ni(CO)4的含有σ键的数目为_______NA。
(2)CH4和CO2在含有钛氧化物的某种催化剂作用下,可直接转化为CH3COOH。CH3COOH中C原子轨道杂化类型为_______,是否为手性分子_______(填是或否)。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 、 CO 8
(2) sp3、sp2 否
【解析】
(1)
①Ni为28号元素,原子核外有28个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2;
②CO含2个原子、10个价电子,其等电子体的阴离子为CN-和C,电子式分别为其电子式为 、;CO分子中C原子含有孤电子对,可以提供电子,作配体;CO分子与Ni之间的配位键为σ键,CO分子中有一个σ键,所以1mol Ni(CO)4的含有σ键的数目为8NA;
(2)
CH3COOH分子甲基上的碳原子形成4σ键,为sp3杂化,羧基中C原子形成双键,为sp2杂化;甲基上的碳原子连接了3个H原子,不是手性碳,所以该分子不是手性分子。
21.回答下列问题
(1)已知金刚石的莫氏硬度为10,石墨的莫氏硬度为,从晶体结构的角度解释金刚石硬度很大,石墨很软的原因__________。
(2)在相同温度时,酸性条件下都能被氧化,通过控制溶液中探究同浓度的还原性强弱,预测同浓度的被氧化需要的最小的是________,试从离子结构角度解释的还原性逐渐增强的原因________。
【答案】(1)影响金刚石硬度的因素是共价键,影响石墨硬度的因素是分子间作用力,共价键强于分子间作用力
(2) 离子结构相似,电子层数逐渐增加,离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,还原性逐渐增强
【解析】
(1)
金刚石为空间网状结构的原子晶体,晶体的硬度取决于碳原子间形成共价键的强弱,而石墨是层状结构的混合型晶体,晶体的硬度取决于层间分子间作用力的大小,共价键强于分子间作用力,所以金刚石硬度很大,石墨很软,故答案为:影响金刚石硬度的因素是共价键,影响石墨硬度的因素是分子间作用力,共价键强于分子间作用力;
(2)
同主族元素,从上到下,离子的离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,离子的还原性逐渐增强,所以氯离子、溴离子、碘离子的还原性逐渐增强,与二氧化锰反应时需要氢离子的浓度逐渐减小,则需要氢离子浓度最小的是碘离子,故答案为:KI;离子结构相似,电子层数逐渐增加,离子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引力减弱,还原性逐渐增强。
22.回答下列问题:
(1)硒为第四周期元素,相邻的元素砷和硒的第一电离能大小关系为_______(用元素符号表示),原因为_______。
(2)肼()分子可视为分子中的一个氢原子被—(氨基)取代形成的另种氮的氢化物,分子中氨原子轨道的杂化类型是_______。
(3)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:
①基态核外电子排布式为_______;配合物中,与形成配位键的原子是_______(填元素符号)。
②中C原子轨道杂化类型为_______;1mol分子含有σ键的数目_______。
③与互为等电子体的一种阴离子为_______(填化学式)。
【答案】(1) As>Se Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,半充满状态更稳定
(2)sp3
(3) 1s22s22p63s23p63d3 O sp3、sp2 7NA
【解析】
(1)
Se原子最外层电子排布为4s24p4,而As原子最外层电子排布为4s24p3,p电子排布处于半充满状态,根据洪特规则特例可知,半充满状态更稳定,所以As元素的第一电离能比Se大;
(2)
NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3,而肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的,所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3;
(3)
①铬是24号元素,铬原子失去3个电子变成Cr3+,所以Cr3+核外有21个电子,根据构造原理知,该离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d3,配合物[Cr(H2O)6]3+中Cr3+为中心离子,H2O为配体,O原子提供孤对电子,与Cr3+形成配位键;
②CH3COOH中C原子分别形成4个、3个σ键,没有孤对电子,分别为sp3杂化、sp2杂化,CH3COOH分子中含有1个C-C、3个C-H、1个C-O、1个C=O、1个O-H键,则1mol CH3COOH分子中含有σ键的数目为7NA;
③1个水分子含有3个原子,10个电子,则与其为等电子体的阴离子有。
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