题型特训17 第11题 物质结构与性质(选考)A
1.(2019山东聊城一模)二氟草酸硼酸锂[LiBF2(C2O4)]是新型锂离子电池的电解质,乙酸锰(CH3COO)3Mn]可用于制造离子电池的负极材料。合成方程式如下: 2H2C2O4+SiCl4+2LiBF4
2LiBF2(C2O4)+SiF4+4HCl
4Mn(NO3)2·6H2O+26(CH3CO)2O
4(CH3COO)3Mn+8HNO2+3O2↑+40CH3COOH
(1)基态Mn原子的核外电子排布式为 。
(2)草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子轨道的杂化类型是 ,1 mol草酸分子中含有σ键的数目为 (用含NA的式子表示)。
(3)与SiF4互为等电子体的两种阴离子的化学式为 。 (4)CH3COOH易溶于水,除了它是极性分子外,还因为 。 (5)向硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成配离子[ 。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu形成配离子的原因
是 。
2+
(6)硼氢化钠的晶胞结构如图所示,该晶胞中Na的配位数为 ,若硼氢化钠晶体的密度为d g·cm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则a= (用含d、NA的代数式表示);若硼氢化钠晶胞上、下底心处的Na被Li取代,则得到晶体的化学式为 。 2.(2019陕西汉中一模)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,具有优良性能。
+
+
-3
+
(1)基态氮原子的电子排布式为 ,基态硅原子未成对电子数是 ,碳、氮、硅的电负性由大到小的顺序是 。
(2)碳热还原法制氮化硅是在氮气中用碳还原SiO2,写出该反应的化学方程
式: 。氮化硅一般不与酸反应,但能与氢氟酸反应,写出氮化硅与过量氢氟酸反应的化学方程式: 。 (3)三氯硅烷(SiHCl3)也可用于制备氮化硅,三氯硅烷分子的空间构型为 ,其分子中硅原子的杂化轨道类型为 。
(4)氮化硅与碳化硅、氮化硼等作用可产生性能更好的材料。氮化硅、碳化硅的化学性质都很稳定,其原因是 。
(5)碳化硅立方晶系晶胞如图所示,其中C—Si—C键的夹角是 ,其晶体类型是 ,若立方晶系的碳化硅密度为ρ g·cm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞的棱长为 。
3.(2019福建漳州二模)铂钴合金是以铂为基含钴的二元合金,在高温下,铂与钴可无限互溶,其固溶体为面心立方晶格。铂钴合金磁性极强,磁稳定性较高,耐化学腐蚀性很好,主要用于航天航空仪表电子钟表磁控管等。
(1)基态钴原子的价电子排布图(轨道表示式)为 。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt、Cl和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
2+
--3
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示,每个分子中含有的σ键数目为 。二氯二吡啶合铂分子中所含的C、N、Cl三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。 ②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有 (填字母)。 a.范德华力 c.金属键
b.氢键 d非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是 (填“极性分子”或“非极性分子”)。 (3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。
①“分子金属”可以导电,是因为 能沿着其中的金属原子链流动。 ②“分子金属”中,铂原子 (填“是”或“不是”)以sp的方式杂化?其理由是 。
(4)筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在5 K下呈现超导性的晶体CoO2,该晶体具有层状结构(如图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子),图中用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是 (填字母)。
3
(5)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示,若金属铂的密度为d g·m,则晶胞参数a= nm(列计算式)。
参考答案
题型特训17 第11题 物质结构与性质(选考)A
1.答案 (1)[Ar]3d4s(或1s2s2p3s3p3d4s)
5
2
2
2
6
2
6
5
2
-3
(2)sp 7NA (3)S 、P (4)乙酸与水分子之间可形成氢键
(5)F的电负性大于N,N—F成键电子对偏向F,导致NF3中的N原子核对孤对电子吸引力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu形成配离子
2+
2
- -
(6)8
·
Na3Li(BH4)4或LiNa3(BH4)4
5
2
解析 (1)Mn为25号元素,核外电子数为25,基态Mn原子的核外电子排布式为[Ar]3d4s或1s2s2p3s3p3d4s。
(2)由草酸(HOOCCOOH)分子的结构可知,一个中心碳原子有3个σ键和一个π键,没有孤电子对,属于sp杂化,每个草酸(HOOCCOOH)分子中共含有7个σ键,则1mol草酸分子中含有σ键的数目为7NA。
(3)原子数和电子数都相等的微粒互为等电子体。所以与SiF4互为等电子体的两种阴离子的化学式分别为S 、P 。
(4)CH3COOH易溶于水,除了它是极性分子外,还因为CH3COOH分子与水分子之间可形成氢键。 (5)NF3不易与Cu形成配离子的原因是F的电负性大于N,N—F成键电子对偏向F,导致NF3中的N原子核对孤电子对吸引力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu形成配离子。
2+
2+
2
2
2
6
2
6
5
2
- -
(6)以上底面处的Na为研究对象,与之距离最近的B 共有8个。该晶胞中Na个数为4,B 个数是4,则晶体的化学式为NaBH4,该晶胞的质量为
+
-
+
-
g,该晶胞的体积为2anm=2a×10cm,则
-
333-213
2a×10cm×ρg·cm=
3-213-3
g,a=
·
;若NaBH4晶胞底心处的Na被Li取代,则晶胞中B 数目
++
为4,钠离子个数为3,锂离子个数为1,晶体的化学式为Na3Li(BH4)4或LiNa3(BH4)4。 2.答案 (1)1s2s2p 2 N>C>Si
(2)6C+2N2+3SiO2
3
2
2
3
Si3N4+6CO Si3N4+16HF3SiF4↑+4NH4F
(3)四面体形 sp杂化
(4)晶体中原子之间形成共价键,键能大
5 9° ' 原子晶体
cm 2
2
3
解析 (1)N原子核外电子数为7,由能量最低原理可以知道核外电子排布式为1s2s2p,基态硅原子的电子排布式为1s2s2p3s3p,其中未成对电子数目为2;同周期自左而右元素电负性增大,同主族自上而下元素电负性减小,故电负性N>C>Si。
(2)碳热还原法制氮化硅是在氮气中用碳还原SiO2,反应生成Si3N4、CO,化学方程式为6C+2N2+3SiO2
Si3N4+6CO。氮化硅一般不与酸反应,但能与氢氟酸反应,反应生成SiF4与NH4F,反应
3SiF4+4NH4F。
2
2
6
2
2
的化学方程式为Si3N4+16HF
(3)三氯硅烷(SiHCl3)分子中Si原子形成4个σ键,没有孤电子对,三氯硅烷分子的空间构型为四面体形,杂化轨道数目为4,Si原子采取sp杂化。
(4)氮化硅、碳化硅晶体中原子之间形成共价键,键能大,化学性质稳定。
(5)碳化硅立方晶系晶胞中,立方体内Si原子与周围的4个C原子形成正四面体结构,C—Si—C键的夹角是 9° ';原子之间形成共价键,形成向空间延伸的立体网状结构,属于原子晶体;晶胞中硅原子数目为4、碳原子数目为8× +6× =4,则一个晶胞质量为
· -
3
g,碳化硅密度为
ρg·cm,则晶胞棱长=
-3
cm。
通用版高考化学二轮复习题型特训17第11题物质结构与性质鸭A含解析
