1、第十一题物质结构与性质(选考)1三聚氰胺俗称“蛋白精”，工业上通过下列流程合成三聚氰胺：NNNNH2H2NNH2请回答下列问题：(1)基态Ca原子的电子排布式为_，CaC2的电子式为_。(2)CaCN2中阴离子为CN，已知CO2与CN互为等电子体，由此可以推知CN的立体构型为_。(3)H2NCN与水反应生成CO(NH2)2的化学方程式为_。(4)三聚氰胺分子中碳原子的杂化方式是_；分子中处于同一平面的氮原子有_个。(5)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图1所示)，但CaC2晶体中含有哑铃形的C，使晶胞沿一个方向拉长。1个Ca2周围距离最近且等距离的C数目为_。(6)CaO晶体的晶
2、胞结构如图2所示，边长为a cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，则CaO晶体的密度可表示为_gcm3(列出计算式)。2磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。磷最重要的矿物资源是磷灰石，磷灰石主要有氟磷灰石和羟基磷灰石。氟磷灰石在高温下制备白磷的化学方程式为4Ca5(PO4)3F21SiO230C=3P420CaSiO330COSiF4，结合上述反应中涉及的物质或元素回答相关问题：(1)组成上述物质的元素中，位于第二周期的元素第一电离能由大到小的顺序为_。(2)请写出两种CO的等电子体的化学式：_。(3)Si晶体结构与金刚石结构类似，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个Si原子，其中在面
3、心位置贡献_个Si原子。SiF4虽然也是硅的化合物，但是熔点比SiO2低很多。原因是_。(4)白磷在空气中燃烧的一种生成物分子的结构如图(a)所示。其中圆圈表示原子，实线表示化学键。分子中P原子的杂化方式为_。(5)如图(b)为一种磷的硫化物的分子结构，该物质的晶胞类型与大多数分子型物质的晶胞类型相同，有关该物质的说法中正确的是_。A该物质的化学式为P4S3B该物质分子中含有键和键C该物质中P元素的化合价为3价D该物质的晶体中每个分子的配位数为12(6)Ca元素位于周期表的_区，基态钙原子的价电子排布式为_，钙单质为面心立方晶体，一个晶胞中含_个钙原子，已知钙原子的半径为174 pm，列式表示
4、钙单质的密度：_gcm3(不必计算出结果)。3(1)某短周期金属元素 R 的部分电离能情况如图所示，则元素 R 位于周期表第_族，其基态原子的电子排布式是_。图中A、B、C、D是四种不同主族元素的气态氢化物，其中 A 比 B 分子沸点高的可能原因是_。(2)图中 C 物质能与很多化合物通过配位键发生相互作用。例如：C 与第二周期中的另一种元素的氢化物相互作用得到的化合物 X 是科学家潜心研究的一种储氢材料，X 是乙烷的等电子体；加热 X 会缓慢释放 H2，转变为化合物 Y，Y 是乙烯的等电子体。化合物 C 的分子立体构型为_，X 的结构式为_(必须标明配位键)。形成 C 物质的中心原子在 X、
5、Y 分子中的杂化方式分别是_，Y 分子中键和键数目之比为_。(3)过渡金属钛有“生物金属”之称，其化合态以4价最稳定。回答下列问题：工业上通过蒸馏还原 TiCl4 制得单质钛。常温下 TiCl4 是一种有刺激性臭味的无色液体，熔点23.2 ，沸点136.2 ，推断 TiCl4 属于_晶体。Ti3可以形成两种不同的配合物：Ti(H2O)6Cl3(紫色)、TiCl(H2O)5Cl2H2O(绿色)，两者配位数_(填“相同”或“不同”)，绿色晶体中配体是_。TiO2 难溶于水和稀酸，但能溶于浓硫酸，析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常为链状聚合形式的阳离子，其结构形式如图，化学式为_。TiO2 与BaC
6、O3一起熔融可制得偏钛酸钡，该物质热稳定性好，介电常数高，是制造大容量电容器的极好材料。该晶体晶胞的结构示意图如图。请写出制备偏钛酸钡的化学方程式：_。4某绿色农药的结构简式为，回答下列问题。(1)该农药的组成元素中，元素第一电离能较大的前三种元素是_(按由大到小顺序排列)，基态硒原子的价电子排布式为_。(2)该物质中杂化轨道类型为 sp2 的原子是_(填元素符号)，分子内编号为的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的立体构型为_。(3)碳、氢、氧元素可形成一系列的化合物，如 CH4、C2H6、CH3OH 等。三种物质的沸点高低顺序为 CH4C2H6”或“OC(2)N2、CN(答案合理即可)(3
7、)共价键3SiF4属于分子晶体，熔化时破坏范德华力，SiO2属于原子晶体，熔化时破坏共价键(4)sp3(5)AD(6)s 4s2 4 3解析：(1)由第二电离能到第三电离能变化较大，则 R 最外层只有 2 个电子，所以元素 R 为第A 族元素；R 原子的电子数大于 5，则 R 只能是 Mg，其基态原子的电子排布式是 1s22s22p63s2。H2O 分子中的 O 与周围 H2O 分子中的 H 原子形成两个氢键，而 HF 分子中的 F 原子只能形成一个氢键，氢键越多，熔、沸点越高，所以 H2O 的熔、沸点高。(2)C 为氨气，NH3 中 N 原子的价层电子对数3(531)4，孤电子对数为 1，所
8、以采取 sp3 杂化，立体构型是三角锥形；NH3 与第二周期另一种元素的氢化物相互作用的产物 X 是乙烷的等电子体，应含有 14 个价电子，则X为 BH3NH3，B 含有空轨道，N 含有孤电子对，可形成配位键，则 X 的结构式为 由可知，N 原子形成 4 个键，为sp3杂化；Y 是乙烯的等电子体，应为 BH2NH2，BH2NH2分子中N原子形成 3 个键，无孤电子对，为 sp2 杂化；BH2NH2分子中含有 1 个硼氮双键、2 个 BH 键、2个 NH 键，所以分子中键和键数目之比为 51。(3)TiCl4 的熔、沸点低，由此可判断 TiCl4 属于分子晶体。Ti(H2O)6Cl3(紫色) 的
9、配体为 H2O ，配位数为 6；TiCl(H2O)5Cl2H2O(绿色)的配体为 Cl、H2O , 配位数为6。每个 O 原子被两个 Ti 原子共用，每个 Ti 原子被两个 O 原子共用，所以两者原子个数比为 11；Ti 元素为4价、O 元素为2价，据此书写其化学式为 (TiO)。晶胞中 Ba、Ti、O 原子的数目之比为 1(8)(12)113，则化学式为 BaTiO3, 所以制备偏钛酸钡的化学方程式为 TiO2BaCO3BaTiO3CO2。答案：(1)A 1s22s22p63s2H2O分子之间形成的氢键数目比HF 分子之间多(2)三角锥形 sp3、sp251(3)分子相同Cl、H2O(TiO
10、)TiO2BaCO3BaTiO3CO24解析：(2)由结构简式知，分子中有形成 3 个键、1个键的碳原子，有形成2 个键、1个键、还有一对孤电子对的氮原子，故杂化轨道类型为 sp2 的有碳原子、氮原子。(3)三种物质均是分子晶体，乙烷的相对分子质量比甲烷的大，故分子间作用力比甲烷的大。乙烷与甲醇相对分子质量相差很小，但甲醇可形成分子间氢键而乙烷不能，故甲醇沸点高于乙烷。(4)观察硒化锌的晶胞结构知，硒、锌原子的配位数均是4。一个晶胞中含有4个ZnSe，其质量m144 g g，晶胞的体积为(d1010 cm)3，则密度为 g/cm3。答案：(1)FNO4s24p4(2)C、N四面体(3)乙烷的分
11、子间作用力比甲烷的大；甲醇可形成分子间氢键而乙烷不能CH3OH(4)4 g/cm35导学号：53144254解析：A 原子核外的 L 层电子数是 K 层的3倍，则 A 为 O。B 基态原子核外有 11 种不同运动状态的电子，则 B 为 Na。C 与 B 同周期，原子中未成对电子数在同周期中最多，则 C 为 P。D2 的核外电子排布与氩原子相同，则D 为 S。E 位于周期表第 11 列，则E为 Cu。(5)单质 Cu 晶胞中铜原子位于顶点和面心，晶胞中含铜原子数目为 4，铜的相对原子质量为 M，该晶胞的质量为 g, 晶胞的体积为(1010)3 cm3, Cu 晶体密度为(1010)3 g/cm3
12、 g/cm3，则阿伏加德罗常数 NA 的表达式为 NA mol1。答案：(1)ds(2)哑铃分子晶体SO2 为极性分子，H2O 为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，且 SO2 与H2O 可反应生成H2SO3(3)黄电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量(4)a(5)NA 6解析：B 原子的 L 层 p 轨道中有 2 个电子，其原子核外电子排布式为1s22s22p2, 则 B 为碳元素；E 原子的 K 层电子数与最外层电子数之比为21，其 d 轨道处于全充满状态，则 E 原子核外电子数为2818129，故 E 为 Cu 元素；D 与 B 原子的价电子数相同，结合原子序数可知 D 为
13、Si元素； C 的原子核外有三个未成对电子，原子序数小于 Si, 则其价电子排布为2s22p3，故 C 为 N 元素；五种元素核电荷数之和为 57，则 A 的核电荷数为576714291，故 A 为 H 元素。(1)X 为CH4，Y 为SiH4。CH4分子中 C 原子与 4 个H原子之间各形成 1 对共用电子对，其电子式为SiH4 中 Si 原子形成4个 键、不含孤电子对，故 Si 原子采取 sp3 杂化；N 与 H 形成的常见化合物为 NH3，分子构型为三角锥形。(2)B 和 D 的最高价氧化物分别为 CO2、SiO2，由于SiO2 是原子晶体，而CO2是分子晶体，故SiO2熔点较高。(3)
14、同周期主族元素自左而右电负性逐渐增大，故 N 元素电负性大于 C 元素；Cu2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9。(4)Cu2与NH3形成配离子反应的离子方程式为 Cu24NH3=Cu(NH3)42。(5)由图甲可知，Cu晶胞为面心立方最密堆积，配位数为12；由图丙可知，正方形对角线长度为 4d，则立方体的棱长为4d2d，晶胞体积为(2d)316d3；晶胞中含有 Cu 原子的数目为 864，则晶胞的质量为 4，故晶体的密度为。答案：(1) sp3三角锥形(2)SiO2SiO2是原子晶体，而 CO2是分子晶体(3)N 1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)(4)Cu24NH3=Cu(NH3)42(5)12
