微测24 物质结构与性质选考文档格式.docx
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②晶体的化学式为________________。
③设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶体的密度为__________g/cm3(列出表达式)。
答案
(1)
(2)3∶1
(3)> Si3N4晶体中Si和N原子均为sp3杂化,但N原子含有1对孤对电子,孤对电子对成键电子的排斥作用更大,使得Si—N—Si键角小于109°
28′
(4)①12 ②NaWO3 ③
解析 X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,X在周期表中原子半径最小,X为H元素;
Z、R在地壳中的含量位列前两位,则Z为O元素,R为Si元素;
Y与Z相邻,则Y为N元素,M为短周期中电负性最小的元素,即金属性最强的元素,M为Na元素。
(1)Z为O元素,基态O原子的外围电子排布图为
。
(2)X与Y能形成多种化合物,其中Y2X2为H2N2,结构为H—N===N—H,分子中σ键、π键的数目之比为3∶1。
(3)Si3N4晶体中Si和N原子均为sp3杂化,但N原子含有1对孤对电子,孤对电子对成键电子的排斥作用更大,使得Si—N—Si键角小于109°
28′。
(4)①钨原子位于Z原子形成的正八面体的体心,被6个氧离子包围成配位八面体;
钠离子位于钨原子形成的立方体的体心,被12个氧离子包围;
②钨离子位于立方晶胞的角顶,被6个氧离子包围成配位八面体;
钠离子位于立方晶胞的体心,被12个氧离子包围;
每个晶胞中钨离子和钠离子均为1个,晶胞的12个边上各有一个氧原子,根据均摊原则,每个晶胞实际占有氧原子数目为12×
=3,则晶胞的化学式为NaWO3;
③相邻Z原子的核间距为apm=a×
10-10cm,则晶胞的边长为2×
×
10-10cm=
a×
10-10cm,则晶体的密度为=
=
g/cm3。
2.(2017·
唐山三模)明代宋应星所著《天工开物》中已经记载了我国古代用炉甘石(主要成分ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。
回答下列问题:
(1)Zn原子基态核外电子排布式为__________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①SO
中心原子的轨道杂化类型为________________,与它互为等电子体的阴离子化学式为________________(写出一种)。
②在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为______________,提供孤电子对的成键原子是____________。
③氨的热稳定性强于膦(PH3),原因是__________________。
(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为:
ICu=746kJ/mol,IZn=906kJ/mol,ICu<
IZn的原因是________。
(4)《本草纲目》中记载炉甘石(主要成分ZnCO3)可止血,消肿毒,生肌,明目……。
Zn、C、O电负性由大到小的顺序是____________。
ZnCO3中阴离子的立体构型是_______________。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶胞结构如图所示,每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为____________。
晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数为NA,则ZnS晶体的密度为________g/cm3(列出计算式即可)。
答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(2)①sp3 PO
或ClO
②配位键 N ③氮元素的非金属性强于磷元素
(3)锌失去的是全充满的4s2电子,铜失去的是4s1电子
(4)O>C>Zn 平面三角形
(5)12
解析
(1)Zn为30号元素,原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;
(2)①SO
中S原子价层电子对=4+
(6+2-4×
2)=4,且不含孤电子对,所以其立体构型是正四面体,硫原子采取sp3杂化;
与SO
互为等电子体的阴离子有PO
、SiO
、ClO
等;
②在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为配位键,配体为NH3,N原子含有孤电子对,可以提供给Zn2+共用;
③N、P属于同一主族元素,N的非金属性强于P,非金属性越强,氢化物越稳定,PH3与NH3的热稳定性:
NH3更强。
(3)锌失去的是全充满的4s2电子,较为稳定,不容易失去,铜失去的是4s1电子,4s2为全充满结构,较为稳定,不容易失去,使得ICu<
IZn。
(4)Zn是活泼的金属元素,电负性最小,O的非金属性大于C,电负性O>C,因此电负性由大到小的顺序为O>C>Zn;
ZnCO3中阴离子中C原子价层电子对=3+
(4+2-3×
2)=3,且不含孤电子对,所以其立体构型是平面三角形。
(5)Zn原子位于顶点和面心,每个Zn原子周围最近的Zn原子有12个,分别位于相互垂直的三个平面上;
黑球全部在晶胞内部,该晶胞中含有黑球个数是4,白球个数=
8+
6=4,ρ=
3.(2017·
东北三省四市二模)
(1)基态钙原子的电子排布式为__________________,金属钴的堆积方式与镁相似,都属于六方最密堆积,其配位数是____________。
(2)氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第________位;
写出与NO
互为等电子体的一种非极性分子的化学式________。
(3)晶体硼的结构单元是正二十面体,每个单元中有12个硼原子(如图),其中有两个原子为10B,其余为11B,则该结构单元有________种不同的结构类型。
已知硼酸(H3BO3)为一元弱酸,解释其原因__________________________________________________________________________________________________________________。
硼酸的结构与石墨相似,层内的分子以氢键相连,含1mol硼酸的晶体中有________mol氢键。
(4)六方相氮化硼的结构与石墨相似,B的杂化方式是________,其不导电的原因是______________________________________。
(5)在浓的TiCl3盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6,组成为TiCl3·
6H2O的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5,则该配离子的化学式为________________。
(6)钴晶体的一种晶胞是体心立方堆积(如图所示),若该晶胞的边长为anm,密度为ρg·
cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值,则钴的相对原子质量可表示为__________________________。
答案
(1)1s22s22p63s23p64s2 12
(2)3 SO3或者BF3(写出其他合理答案也可)
(3)3 H3BO3与一个水分子可形成配位键,产生[B(OH)4]-和一个H+ 3
(4)sp2 层状结构中没有自由移动的电子
(5)[TiCl(H2O)5]2+
(6)5a3ρNA×
10-22
解析
(1)钙的核电荷数为20,基态钙原子的电子排布式1s22s22p63s23p64s2,Mg晶体属于六方最密堆积,配位数为12。
(2)同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于同周期的相邻元素,稀有气体的第一电离能最大,故第二周期第一电离能:
Ne>F>N>O>C>Be>B>Li,原子数目相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体,与NO
互为等电子体的一种非极性分子为SO3、BF3等。
(3)两个10B有3位置,为图中
上下顶点位置,其中一个处于上顶点,另外的一个处于上层阴影中顶点,或者下层阴影中顶点,有3种结构,H3BO3与一个水分子可形成配位键,产生[B(OH)4]-和一个H+,可推知硼酸为一元弱酸;
1个硼酸分子形成了6个氢键,但每个氢键是2个硼酸分子共用的,所以平均含3个氢键,则含有1molH3BO3的晶体中有3mol氢键。
(4)硼原子和四个N原子形成3个共价单键,所以B原子的杂化轨道类型为sp2,六方相氮化硼的结构与石墨相似,应为层状结构,但没有自由移动的电子,故不能导电。
(5)配位数为6、组成为TiCl3·
6H2O的绿色晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5,而晶体中只含有3个Cl-,所以配体数目多的是H2O,H2O和Cl-比值为5∶1,所以该配离子的化学式为[TiCl(H2O)5]2+。
(6)根据晶胞结构,在晶胞中含有钴原子数为1+8×
=2,晶胞边长为anm=a×
10-7cm,晶胞体积V=(a×
10-7cm)3,钴的相对原子质量为M,则1mol的质量为2Mg,ρ=m/V=2M/(NA×
V),M=5a3ρNA×
10-22。
4.(2017·
潍坊三模)C、P、Cl、Fe等元素及其化合物有重要的应用,回答下列问题:
(1)C原子的价电子轨道表达式为__________。
(2)CCl4分子的空间构型是__________,其中心原子采取__________杂化,与CCl4互为等电子体的一种离子是__________(填写离子符号)。
(3)PCl3属于__________分子(填“极性”或“非极性”)。
(4)FeO、NiO的晶体结构均与NaCl晶体结构相同,其中Fe2+与Ni2+的离子半径分别为7.8×
10-2nm、6.9×
10-2nm,则熔点FeO__________NiO(填“>
”或“=”),原因是_____________。
(5)已知FeCl3的沸点:
319℃,熔点:
306℃,则FeCl3的晶体类型为__________。
(6)已知Fe单质有如图所示的两种常见堆积方式:
其中属于体心立方密堆积的是__________(填“a”或“b”);
若单质Fe按a方式紧密堆积,原子半径为rpm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则单质Fe的密度为__________g·
cm-3(列出算式即可)。
(2)正四面体 sp3 SO
或PO
(3)极性
(4)<
FeO、NiO的晶体结构相同,所带电荷相同,但Fe2+的离子半径大于Ni2+的离子半径,则FeO的晶格能小于NiO的晶格能,因此熔点FeO<
NiO
(5)分子晶体
(6)b
解析
(1)C的原子序数为6,最外层电子数为4,原子的价电子轨道表达式为
(2)CCl4分子中C原子价层电子对个数=0+
8=4,所以采用sp3杂化,空间构型为正四面体,等电子体的离子有SO
、PO
等。
(3)PCl3分子中含有的共价键是极性共价键,其结构不对称,属于极性分子。
(4)FeO、NiO的晶体结构相同,所带
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