1、题型特训18第11题物质结构与性质(选考)B1.(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)Na3Co(NO2)6常用作检验K+的试剂,配位体NO2-的中心原子的杂化形式为,空间构型为。大键可用符号nm表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n为各原子的单电子数(形成键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大键可表示为66),则NO2-中大键应表示为。(3)配合物Cu(En)2SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜(),是铜的一种重要化合物。其中En是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的简写。
2、配合物Cu(En)2SO4中N、O、Cu的第一电离能由小到大的顺序是。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gcm-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:kJmol-1),回答下面各题。元素代号I1I2I3I4I5Q800.62 427.13 659.725 025.832 826.7R495.84 5626 910.39 54313 354S577.51
3、 816.72 744.811 57714 842T1 402.32 8564 578.17 475.09 444.9U2 080.73 952.36 1229 37112 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.
4、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)2Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。乙炔分子中键与键个数比值为,基态Cu+核外电子排布式为,Cu(NH3)2Cl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“”“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),但晶体中由于哑铃形C22-的存在,使晶胞沿一个方向拉长。CaC
5、2晶体中每个Ca2+周围距离最近的C22-的数目为,已知CaC2晶体的密度为2.22 gcm-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)B1.答案 (1)3d74s23(2)sp2V形34(3)CuON乙二胺分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键(4)12464(22a10-7)3NA解析 (1)Co为27号元素,根据构造原理可知其电子排布式为Ar3d74s2,Co2+电子排布式为Ar3d7,3d7轨道上有3个未成对的电子。(2)NO2-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;NO2-中参
6、与形成大键的原子个数为3,每个原子提供一个单电子,得到电子为1个,所以NO2-的大键可以表示为34。(3)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A族和A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CuON。乙二胺(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464NA g。已知铜的原子半径为a
7、nm,由图可知,晶胞中面对角线长为4a nm,晶胞的棱长为22a nm,则晶胞的体积为(22a10-7)3 cm3,所以有(22a10-7)3 cm3=464NA g,解得=464(22a10-7)3NA gcm-3。2.答案 (1)B和Alp(2)2s22p1-33(3)离子键、共价键直线形(4)D(5)Na2O462 gmol-1(0.56610-7)3cm36.021023mol-12.27 gcm-3解析 Q元素的I4I3,Q元素的原子最外层有3个电子,Q处于A族;R元素的I2I1,R元素的原子最外层有1个电子,R处于A族;S元素的I4I3,S元素的原子最外层有3个电子,S处于A族;T
8、、U元素的I1I5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A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
9、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A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A族A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818+612=4个,则X的化学式为Na2O。晶胞的体积为(0.566 nm)3=(0.56610-7)3 cm3,1
10、 mol晶胞的体积为(0.56610-7)3 cm3NA,1 mol晶胞的质量为462 g,晶体X的密度为462 gmol-1(0.56610-7)3cm36.021023mol-12.27 gcm-3。3.答案 (1)321s22s22p63s23p63d10或Ar3d10离子键、共价键、配位键(2)N,NO2中N的正电性大于NO中的N,导致HONO2中OH键的极性大于HONO中的OH键的极性,因而在水分子作用下HONO2比HONO更容易电离出H+,即酸性HNO3HNO2(5)41.9210-22解析 (1)乙炔分子中有3个键与2个键。Cu为29号元素,基态Cu+核外电子排布式为1s22s2
11、2p63s23p63d10或Ar3d10。Cu(NH3)2Cl中Cu+与NH3之间的化学键为配位键,NH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ON,NO2中N的正电性大于NO中的N,导致HONO2中OH键的极性大于HONO中的OH键的极性,因而在水分子作用下HONO2比HONO更容易电离出H+,即酸性HNO3HNO2。(5)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C22-有4个。要特别注意题给的信息,CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似,该晶胞中含有Ca2+为1214+1=4,一个晶胞中含有4个CaC2,CaC2晶体的密度为2.22 gcm-3,该晶胞的体积V=m=464 g2.22 gcm-36.0210231.9210-22 cm3。