题型特训18 第11题 物质结构与性质(选考)B
1.(2019四川泸州二模)钴、铜及其化合物在工业上有重要的用途,回答下列问题:
(1)请补充完基态Co的简化电子排布式:[Ar] ,Co2+有 个未成对电子。 (2)Na3[Co(NO2)6]常用作检验K+的试剂,配位体NO-2的中心原子的杂化形式为 ,空间构型为 。大π键可用符号π????表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n为各原子的单
-电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为π66),则NO2中大π键
应表示为 。
(3)配合物[Cu(En)2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ),是铜的一种重要化合物。其中En是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的简写。
①配合物[Cu(En)2]SO4中N、O、Cu的第一电离能由小到大的顺序是 。 ②乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,且相对分子质量相近,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是 。
(4)金属Cu晶体中的原子堆积方式如图所示,其配位数为 ,铜的原子半径为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Cu的密度为 g·cm-3(列出计算式即可)。
2.(2019湖北武汉外国语学校一模)根据下列五种短周期元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下面各题。
元素代号 Q R S T U I1 800.6 495.8 577.5 1 402.3 2 080.7 I2 2 427.1 4 562 1 816.7 2 856 3 952.3 I3 3 659.7 6 910.3 2 744.8 4 578.1 6 122 I4 25 025.8 9 543 11 577 7 475.0 9 371 I5 32 826.7 13 354 14 842 9 444.9 12 177
(1)在这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是 (填元素符号),S元素最可能是 区元素。
(2)基态Q元素原子的价电子排布式为 。Q和T同周期。化合物QT中T元素的化合价为 ;同周期中第一电离能介于Q、T之间的同周期元素有 种。 (3)化合物RT3中化学键类型为 ,RT3的阴离子的几何构型为 。 (4)下列元素中,化学性质和物理性质最像U元素的是 。 A.硼 B.铍 C.锂 D.氦 E.碳
(5)R的某种氧化物X晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,X的化学式为 ;列式并计算晶体X的密度 。
3.(2019广东广州天河二模)碳、氮、氧、氟、钙、铜等元素的化合物广泛存在于自然界,回答下列问题:
(1)将乙炔(C2H2)通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。乙炔分子中σ键与π键个数比值为 ,基态Cu+核外电子排布式为 ,[Cu(NH3)2]Cl中化学键类型为 。
(2)NF3是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体。元素第一电离能N (填“>”“<”或“=”)F,NF3中氮原子的杂化轨道类型为 ,NF3属于 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)C60可以用作储氢材料。已知金刚石中C—C键的键长为154.45 pm,C60中C—C键的键长为140~145 pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为 (填“正确”或“不正确”),理由是 。
(4)氮的氧化物和含氧酸在医疗上具有重要的应用。写出与N2O互为等电子体的分子 (任写一种),酸性HNO3>HNO2,试着从结构上解释其原因 。
(5)电石(CaC2)是有机合成化学工业的基本原料。CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),
2-2-但晶体中由于哑铃形C2的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中每个Ca2+周围距离最近的C2
的数目为 ,已知CaC2晶体的密度为2.22 g·cm-3,该晶胞的体积为 cm3。
参考答案
题型特训18 第11题 物质结构与性质(选考)B
1.答案 (1)3d74s2 3 (2)sp2 V形 π43
(3)①Cu 4×64(2√2×??×10-7)??A 3 解析 (1)Co为27号元素,根据构造原理可知其电子排布式为[Ar]3d74s2,Co2+电子排布式为[Ar]3d7,3d7轨道上有3个未成对的电子。 (2)NO-2中心原子N原子价层电子对数为3,故杂化轨道数为3,所以N原子的杂化方式为sp2杂化,空间构型为V形;NO-2中参与形成大π键的原子个数为3,每个原子提供一 4个单电子,得到电子为1个,所以NO-2的大π键可以表示为π3。 (3)①同一周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,第一电离能有增大趋势,但ⅡA族和ⅤA族元素例外,O的第一电离能小于N,O和N为非金属元素,Cu为金属元素,Cu比O、N易失电子,所以第一电离能由小到大的顺序是Cu (H2NCH2CH2NH2)分子中含有氮氢键,分子间能形成氢键,三甲胺[N(CH3)3]分子间不能形成氢键,因而乙二胺比三甲胺的沸点高得多。 (4)由图可知,距每个Cu原子最近的Cu原子有12个,即配位数为12。晶胞中实际含有的Cu为4个,其质量为?? g。已知铜的原子半径为a nm,由图可知,晶胞中面对角线 A长为4a nm,晶胞的棱长为2√2a nm,则晶胞的体积为(2√2a×10-7)3 cm3,所以有(2√2a×10-73 4×64 ) cm3×ρ=?? g,解得ρ= g·cm-3。 -73(2√2×??×10)??AA 4×644×64 2.答案 (1)B和Al p (2)2s22p1 -3 3 (3)离子键、共价键 直线形 (4)D (5)Na2O 4×62 g·mol -73-1 23(0.566×10)cm3×6.02×10mol cm-1≈2.27 g· -3 解析 Q元素的I4?I3,Q元素的原子最外层有3个电子,Q处于ⅢA族;R元素的I2?I1,R元素的原子最外层有1个电子,R处于ⅠA族;S元素的I4?I3,S元素的原子最外层有3个电子,S处于ⅢA族;T、U元素的I1~I5没有突变,T、U的最外层电子至少有5个。 (1)根据上述分析,这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是Q和S,Q和S都处于ⅢA族,Q的I1大于S的I1,Q为硼元素,S为铝元素,即最可能处于同一族的两种元素是B和Al。S元素为铝元素,基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,最后一个电子填入3p能级,Al是p区元素。 (2)Q为硼元素,B原子核外有5个电子,基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,基态B原子的价电子排布式为2s22p1。Q的化合价为+3价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,QT中T元素的化合价为-3价。Q属于第二周期,Q和T同周期,T也属于第二周期,则T为氮元素,同周期中第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O 3种元素。 (3)R为ⅠA族元素,R原子核外电子数大于5,R为钠元素;T为氮元素,RT3为NaN3, --其中含有离子键和共价键。NaN3中阴离子为N3,N3与CO2互为等电子体,CO2为直线形,-则N3也为直线形。 (4)U的最外层电子至少有5个,U不可能是ⅠA族~ⅣA族元素,U的第一电离能较大,U可能是0族元素,化学性质和物理性质最像U元素的是氦。 (5)用“均摊法”分析,小球(Na+)有8个,大球(O2-)有8×+6×=4个,则X的化学式为 82Na2O。晶胞的体积为(0.566 nm)3=(0.566×10-7)3 cm3,1 mol晶胞的体积为(0.566×10-7)3 cm3×NA,1 mol晶胞的质量为4×62 g,晶体X的密度为 4×62 g·mol (0.566×10) -73-1 -1cm3×6.02×1023mol 11 ≈2.27 g·cm-3。 3.答案 (1)3∶2 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 离子键、共价键、配位键 (2)< sp3 极性 (3)不正确 金刚石是原子晶体,熔化时需要破坏共价键,C60为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,无需破坏共价键,所以C60熔点低于金刚石 (4)CO2或CS2(合理即可) 电负性O>N,—NO2中N的正电性大于—NO中的N,导致HO—NO2中O—H键的极性大于HO—NO中的O—H键的极性,因而在水分子作用下HO—NO2比HO—NO更容易电离出H+,即酸性HNO3>HNO2 (5)4 1.92×10-22 解析 (1)乙炔分子中有3个σ键与2个π键。Cu为29号元素,基态Cu+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。[Cu(NH3)2]Cl中Cu+与NH3之间的化学键为配位键,N—H键为极性共价键,[Cu(NH3)2]+与Cl-之间为离子键。 (2)同周期主族元素从左到右电离能呈增大趋势,所以氟元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大。NF3中N原子杂化轨道数目为4,采取sp3杂化。NF3分子构型与NH3相似,NH3分子构型是三角锥形,所以NF3分子构型也是三角锥形,三角锥形分子的结构不对称,正负电荷中心不重叠,为极性分子。 (3)金刚石是原子晶体,熔化时需要破坏共价键,C60为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,无需破坏共价键,所以C60熔点低于金刚石。 (4)与N2O互为等电子体的分子有CO2、CS2等。电负性O>N,—NO2中N的正电性大于—NO中的N,导致HO—NO2中O—H键的极性大于HO—NO中的O—H键的极性,因而在水分子作用下HO—NO2比HO—NO更容易电离出H+,即酸性HNO3>HNO2。
2020版高考化学三轮突破练通用版 题型特训18第11题物质结构与性质(选考)B(含答案解析)
