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结构化学综合复习专题训练资料
结构化学综合复习训练题
1.A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期元素,A原子的核外电子数与电子层数相等;B元素原子的核外P电子数比S电子数少l个;C原子的第一至第四电离能为:
I1=738kJ/mol,I2=1451kJ/mol,I3=7733kJ/mol,I4=10540kJ/mol;D原子核外所有P轨道为全充满或半充满;E元素的族序数与周期序数的差为4;F是前四周期中电负极最小的元素
(1)D元素位于周期表的______族____区;B基态原子中能量最高的电子电子云在空间有3个方向,原子轨道呈__________;E的基态原子有____种能量不同的电子。
(2)甲同学推断C基态原子的核外电子排布为该同学
所画的电子排布图违背了____________;乙同学分析C的核外电子排布为:
该同学所画的轨道式违背了_______________;
(3)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:
_______________;
(4)DE3中心原子杂化方式为________,其空间构型为_______________;
(5)某金属晶体中原子堆积方式如图甲,晶胞特征如图乙,原子相对位置关系如图丙;则晶胞中该原子配位数为_____,空间利用率为________,该单质晶体中原子的堆积方式为_____________,该晶体的密度为_______________。
(已知该金属相对原子质量为M,原子半径为rcm,阿伏加德罗常数为NA)
(6)检验F元素的方法是____________,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是_____________________________________________________________________.F元素的晶胞如图丁所示,若设该晶胞的密度为ag/cm3,阿伏加德罗常数为NA,F原子的摩尔质量为M,则F原子的半径为_________。
(1)VA哑铃形5
(2)泡利原理能量最低原理(3)
(4)sp3三角锥形(5)1274%面心立方最密堆积
(6)焰色反应当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子.电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的基态时,将以光的形式释放能量.
2.原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期,自然界中存在多种A的化合物,B原子核外电子有6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
回答下列问题:
(1)这四种元素中电负性最大的元素,其基态原子的价电子排布图为________,第一电离能最小的元素是________(填元素符号)。
(2)C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物,沸点由高到低的顺序是________(填化学式),呈现如此递变规律的原因是___________________。
(3)B元素可形成多种单质,一种晶体结构如图一所示,其原子的杂化类型为________。
另一种的晶胞如图二所示,若此晶胞中的棱长为356.6pm,则此晶胞的密度为_______g.cm3
(4)D元素形成的单质,其晶体的堆积模型为________,D的醋酸盐晶体局部结构如图三,该晶体中含有的化学键是________(填选项序号)。
①极性键②非极性键③配位键④金属键
(5)向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,观察到的现象是________。
请写出上述过程的离子方程式:
_________________________________________。
(1)
Cu
(2)HF>HI>HBr>HClHF分子之间形成氢键使其熔沸点较高,HI、HBr、HCl分子之间只有范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大(3)sp23.5(4)面心立方最密堆积①②③
(5)首先形成蓝色沉淀,继续滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-
3.过渡金属铁能形成多种配合物,如:
[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)和Fe(CO)x等。
(1)①基态Fe3+的M层电子排布式为____________________;
②尿素(H2NCONH2)分子中C原子的杂化方式是__________;
③配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=__________
Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于__________(填晶体类型),Fe(CO)x发生分解反应:
Fe(CO)x=Fe+xCO,反应过程中只断裂配位键,则形成的化学键类型为__________。
(2)下列说法正确的是__________
A.第一电离能大小:
S>P>SiB.电负性顺序:
C C.因为晶格能CaO比KCl高,所以KCl的熔点比CaO熔点低 D.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔沸点越高 (3)O和Na的一种只含有离子键的化合物的晶胞结构如图,距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为__________。 已知该晶胞的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、NA的计算式表示) (4)图2是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序. ①图中d单质的晶体堆积方式类型是______. ②单质a、b、f对应的元素以原子个数比1: 1: 1形成的分子中含______个σ键,______个π键. ③图3是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构,请简要说明该物质易溶于水的原因: ______. (5)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。 回答下列问题: ①Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为____________,1molY2X2含有σ键的数目为___。 ②化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是____________。 ③元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是____________ (1)①3s23p63d5;②sp2;③5;分子晶体金属键 (2)BC(3)立方体 (4)面心立方最密堆积;②2;2; ③硝酸分子是极性分子,易溶于极性溶剂的水中,硝酸分子中氢氧键易与水分子间形成氢键. ①sp杂化3NA或3×6.02×1023个②NH3分子存在氢键③N2O 4.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。 A的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。 回答下列问题: (1)b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符号),e的价层电子轨道示意图为。 (2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式,写出两种)。 (3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是;酸根呈三角锥结构的酸是。 (填化学式) (4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为。 (5)这5种元素形成的一种1: 1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。 体结构(如图2所示)。 该化合物中阴离子为,阳离子中存在的化学键类型有;该化合物加热时首先失去的组分是,判断理由是。 (1)N (2)sp3H2O2N2H4(3)HNO2HNO3H2SO3(4)+1 (5)SO42-共价键和配位键H2OH2O与Cu2+的配位键键长比NH3与Cu2+的长,容易断裂 5.反应: 2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH曾用于检测司机是否酒后驾驶. (1)Cr3+基态核外电子排布式为_________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是________(填元素符号)。 (2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______;1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为______。 (3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式);H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为_______________。 (1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)O (2)sp3杂化和sp2杂化7NA(或7×6.02×1023) (3)H2F+H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 6.科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为。 (2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是(填序号)。 a.固态CO2属于分子晶体b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子 c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2 d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp (3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。 ①基态Ni原子的电子排布式为,该元素位于元素周期表中的第族。 ②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有molσ键 (4)一定条件下,CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。 ①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是。 ②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想,根据物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是。 (5)C、H、O的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。 (1)①H、C、O (2)a、d(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2VIII②8 (4)①氢键、范德华力②CO2与H2O的结合能大于CH4(5)乙酸、乙醇等 7.氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金代替品。 以TiCl4为原料,经过一系列反应(如图所示),可以制得Ti3N4和纳米TiO2请回答下列问题: M原子的第一至第四电离能分别是: I1=738kJ/molI2=1451kJ/molI3=7733kJ/molI4=10540kJ/molI5=13630kJ/mol (1)反应①为置换反应,写出该反应的化学方程式__________________;TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上,则TiCl4的空间构型为______________。 (2)元素周期表中Ti元素位于第______周期______族。 与Ti相邻的元素V的基态原子外围电子排布式为______________。 (3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米Ti02催化的一个实验如图所示。 化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子个数为_____________,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_____________。 CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示),Ti4+的氧配位数为________;晶体中,若将Ti4+置于立方体的体心,Ca2+置于立方体的顶点,则O2-处于立方体的________。 (1)2Mg+TiCl4==Ti+MgCl2 正四面体 (2)四、IVB3d34S2(3)7N>O>C12棱心 8.Cu3N具有良好的电学和光学性能,在电子工业领域、航空航天领域等领域中,发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。 (1)与N3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是_________。 (2)在Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛,乙醛分子中碳原子的杂化方式是__________,乙醛分子中H—C—O的键角__________乙醇分子中的H—C—O的键角(填“大于”、“等于”或“小于”)。 (3)Cu+的核外电子排布式为_________,其在酸性溶液中不稳定,可发生反应生成Cu2+和Cu,但CuO在高温下会分解成Cu2O,试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O_______________。 (4)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构,试画出[Cu(H2O)2(Cl)2]具有极性的分子的结构式_________。 (5)Cu3N的晶胞结构下图所示: N3-的配位数为__________,Cu+半径为apm,N3-半径为bpm,Cu3N的密度__________g/cm3。 (阿伏加德罗为常数用NA表示) (1)V形 (2)sp2,sp3;大于(3)1s22s22p63s23p63d10 Cu2O中Cu+价电子为3d10为全充满结构更稳定(4) (5)6 9.钒(23V)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。 回答下列问题: (1)钒在元素周期表中的位置为,其价层电子排布式为。 (2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图所示。 晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为、。 (3)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。 SO2分子中S原子价层电子对数是对,分子的立体构型为;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为;该结构中S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为(填图2中字母),该分子中含有个σ键。 (4)V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为。 (1)第4周期ⅤB族,3d34s2; (2)4,2(3)3,V形;sp2杂化;sp3杂化a12 (4)正四面体形;NaVO3 10. (1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。 (2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到: ①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________ a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体 ②与NH3互为等电子体的分子、离子有________、________(各举一例)。 (3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R: ①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。 a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键e.氢键f.范德华力 ②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。 (4)已知苯酚( )具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子 能形成分子内氢键。 据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸) _______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。 (1) (2)①a、b、d②PH3H3O+(3)①a、d②三角锥型sp3(4)< 中形成分子内氢键,使其更难电离出H+ 11.石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。 (1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为_________。 (2)图乙中,1号C的杂化方式是_________,该C与相邻C形成的键角_________(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。 (3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_________(填元素符号)。 (4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。 该晶胞中M原子的个数为_________,该材料的化学式为__________________。 (5)石墨能与熔融金属钾作用,形成石墨间隙化合物,钾原子填充在石墨各层碳原子中比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物,其化学式可写作CxK,其平面图形如图,则x值为() A.8B.12C.24D.6 (1)3 (2)sp3;<(3)O、H(4)12;M3C60 12.血红素中含有C、O、N、Fe五种元素。 回答下列问题: ⑴C、N、O、H四种元素中电负性最大的是___(填元素符合),写出基态Fe原子的核外M层电子排布式___。 ⑵下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分――血红素的结构式。 血红素中N原子的杂化方式有,在右图的方框内用“→”标出Fe2+的配位键。 ⑶NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO________FeO(填“<”或“>”); ⑷N与H形成的化合物肼(N2H4)可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是: N2O4(l)+2N2H4(l)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ.mol-1 若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键有___________mol。 ⑸根据等电子原理,写出CN—的电子式______,1molO22+中含有的π键数目为______。 ⑹铁有δ、γ、α三种同素异形体如下图所示。 则γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为_____,δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为______。 答案: (1)O;3S23p63d6; (2)sp2、sp3; ;(3)>;(4)3; (5) ;2NA;(6)4;4: 3 13.单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据 金刚石 晶体硅 晶体硼 熔点 >3823 1683 2573 沸点 5100 2628 2823 硬度 10 7.0 9.5 (1).晶体硼的晶体类型属于____________晶体,理由是________________________. (2).已知晶体硼结构单元是由硼原子组成的正二十面体,其中有20个等边三角形的面和一定数目的顶点,每个项点上各有1个B原子.通过观察图形及推算,此晶体体结构单元由____个B原子组成,键角_________. (3)根硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体(下图),有滑腻感,可做润滑剂。 回答问题: ①下列有关硼酸晶体的说法正确的是_______________。 A.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 B.平均1molH3BO3的晶体中有3mol氢键 C.硼酸晶体中层与层之间作用力是范德华力 D.B为sp2杂化,同一层内主要作用力是共价键和氢键 ②根据对角线规则,与B性质相似的元素是________(写元素符号)。 ③含氧酸的通式为(HO)mROn,根据非羟基氧原子数判断,与H3BO3酸性最接近的是______。 A.HClOB.H4SiO4C.H3PO4D.HNO2 ④一种硼酸盐的阴离子为B3O6n-,n=______;B3O6n-结构中只有一个六元环,B的空间化学环境相同,O有两种空间化学环境,画出B3O6n-的结构图(注明所带电荷数): ________________________。 (1)原子,理由: 晶体的熔、沸点和硬度都介于晶体Si和金刚石之间,而金刚石和晶体Si均为原予晶体,故B也为原于晶体. (2).1260°(3)②Si④3 14.碳是地球上组成生命的最基本元素之一,可以sp3、sp2和sp杂化轨道成共价键,具有很强的结合能力,与其它元素结合成不计其数的无机物和有机化合物,构成了丰富多彩的世界。 碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。 请回答下列问题: (1)基态碳原子核外有种空间运动状态的电子,其价电子排布图为_____________。 (2)光气的分子式为COCl2,又称碳酰氯,是一种重要的含碳化合物,判断其分子立体构型为_____________,其碳原子杂化轨道类型为__________杂化。 (3)碳酸盐在一定温度下会发生分解,实验证明碳酸盐的阳离子不同,分解温度不同,如 下表所示: 试解释为什么随着阳离子半径的增大,碳酸盐的分解温度逐步升高? (4)碳的一种同素异形体—C60,又名足球烯,是一种高度对称的球碳分子。 立方烷(分子式: C8H8,结构是立方体: )是比C60约早20年合成出的一种对称型烃类分子,而现如今已合成出一种立方烷与C60的复合型分子晶体,该晶体的晶胞结构如下图所示,立方烷分子填充在原C60晶体的分子间空隙中。 则该复合型分子晶体的分子式可表示为________。 (5)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图所示,虚线勾勒出的是其晶胞。 则石墨晶胞含碳原子个数为____个。 已知石墨的密度为ρg.cm-3,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。 (6)碳的第三种同素异形体一金刚石,其晶胞如上图所示。 已知金属钠的晶胞(体心立方堆积)沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如下图A所示,则金刚石晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是下图___(从A~D图中选填)。
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