1、专题十四 物质结构与性质-2-高考命题热点 高考真题印证 命题角度素养立意 1.原子结构与元素的性质 2019 全国,35;2019 全国,35;2019 全国,35 在原子结构与元素的性质(基态粒子的电子排布式与电离能及电负性的比较)和元素周期律部分,每年的出题方式只是微调,没有大的变化。做题过程中一定要仔细审题,避免失分。能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系,形成“结构决定性质,性质决定应用”的观念 -3-高考命题热点 高考真题印证 命题角度素养立意 2.微粒间的相互作用与物质的性质 2019 全国,35;2019 全国,35;2019 全国,35 在价层电子对互斥理论和杂化轨道
2、理论部分,每年的出题方式只是微调,没有大变化;晶体结构部分的考点基本固定,且每年都出题,一般考查晶胞中原子个数的计算及晶体化学式的确定等有关物质结构的主干知识,要求考生重视基础知识的掌握和应用,会用均摊法分析晶胞的组成。能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化 -4-原子结构与元素的性质 1.基态原子的核外电子排布(1)排布规律:能量最低原理 原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道 泡利原理 每个原子轨道上最多只容纳 2 个自旋状态相反的电子 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同 -5-特别提示当
3、能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。如24Cr的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)四种表示方法:表示方法 举例 电子排布式 Ti:1s22s22p63s23p63d24s2 简化表示式 Cu:Ar3d104s1 价电子排布式 Fe:3d64s2 电子排布图(或轨道表示式)O2:-6-易错提示在写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:(违反能量最低原理)(违反泡利原理)(违反洪特规则)(违反洪特规则)-7-2.元素第一
4、电离能和电负性的递变性 同周期(从左到右)同主族(自上而下)第一电离能 呈增大趋势(注意A 族、A 族的特殊性)依次减小 电负性 一般来说,依次增大 一般来说,依次减小 特别提示同周期主族元素,第A族(np0)和第A族(ns2np3),因p轨道分别处于全空和半满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的A族或A族元素,如第一电离能MgAl,PS。-8-例1(1)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大。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。请回答
5、下列问题。e元素基态原子的核外电子排布式为 。b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为(填元素符号),其原因是 。(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是 ;26号元素价层电子排布式为 ;L原子核外电子占有9个轨道,而且有一个未成对电子,L是 元素。-9-(3)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。基态硒原子的价电子排布式为。锗、砷、硒的第一电离能由大到小的顺序为 。-10-答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 SOSeGe-11-解析:(1)根据已知信息,可以推出a
6、为H,b为N,c为O,d为S,e为Cu。Cu元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。b、c、d三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为SOSeGe。-13-1.(1)(2018全国节选)Li是密度最小的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:下列Li原子的电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、(填字母)。Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是 。-14-(2)(2017全国节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O
7、)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:氮原子价电子的轨道表达式(电子排布图)为 。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ;氮元素的E1呈现异常的原因是 。-15-(3)(2017全国节选)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:Co基态原子核外电子排布式为 。元素Mn与O中,第一电离能较大的是 ,基态原子核外未成对电子
8、数较多的是 。(4)(2016全国节选)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对电子数为 。单质铜及镍都是由 键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1 958 kJmol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICuINi的原因是 。-16-17-答案:(1)D C 锂的核电荷数较大,原子核对最外层电子的吸引力较大(2)从左到右原子半径逐渐变小,元素非金属性增强,得电子能力增强 N原子的2p能级处于半充满状态(3)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 O Mn(4)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 2 金属 铜失去的
9、是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子(5)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3 大于 小于(6)O 1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)-18-2.(1)Cu元素基态原子的价电子排布式为。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为 。(2)锗(Ge)是用途很广的半导体材料,基态锗原子的价电子排布式为 。在第二周期中,第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有 种。(3)硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。Ga与B同主族,Ga的基态原子的核外电子排布式为 ,B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。(4)原子序数小于3
10、6的元素Q和T,在周期表中既位于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。T的基态原子价电子排布式为 ,Q2+的未成对电子数是 。-19-答案:(1)3d104s1 NOC(2)4s24p2 3(3)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1 OCB(4)3d84s2 4-20-3.(2019长春实验中学期末)Al、Fe、Cu是重要的材料元素,在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:(1)基态Fe的价电子排布图为 。(2)已知Al的第一电离能为578 kJmol-1、第二电离能为1 817 kJmol-1、第三电离能为2 745 kJmol-1、第四电离
11、能为11 575 kJmol-1。请解释其第二电离能增幅较大的原因:。(3)已知氯化铝的熔点为194,熔融状态下不导电且容易升华,由此可判断氯化铝属于 晶体。(4)甲醇重整制氢反应中,铜基催化剂如CuO/SiO2具有重整温度低、催化选择性高的优点。Cu、Si、O元素电负性由大到小的顺序是 ;SiO2中Si原子采取 杂化。-21-(5)一种铜的溴化物晶胞结构如图所示,与溴紧邻的溴原子数目是 ,由图中P点和Q点的原子坐标参数可确定R点的原子坐标参数为 ;已知晶胞参数为a pm,其密度为 gcm-3。(列出计算式即可,设NA为阿伏加德罗常数的值)-22-答案:(1)(2)Al原子失去1个电子后,其3
12、s能级上有2个电子,为全满状态,较稳定(3)分子(4)OSiCu sp3(5)12(14,14,14)4144A(10-10)3-23-4.(2019河北承德各县一中期末)镧系为元素周期表中第B族、原子序数为5771的元素。(1)镝(Dy)的基态原子电子排布式为Xe4f106s2,画出镝(Dy)原子的价电子排布图:。(2)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+,基态时Cu3+的电子排布式为。(3)观察下面四种镧系元素的电离能数据,判断最有可能显示+3价的元素是 (填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位:kJmol-1)元素 I1 I2 I3 I4 Yb(镱)604 1 217 4 494 5
13、 014 Lu(镥)532 1 390 4 111 4 987 La(镧)538 1 067 1 850 5 419 Ce(铈)527 1 047 1 949 3 547 -24-(4)元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2Ce(NO3)6。组成配合物的四种元素,电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。写出氮的最简单气态氢化物水溶液中存在的氢键:(任写一种)。元素Al也有类似成键情况,气态氯化铝分子可表示为(AlCl3)2,分子中Al原子的杂化方式为 ,分子中所含化学键类型有 (填字母)。A.离子键 B.极性键 C.非极性键D.配位键(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶
14、胞中镨原子位于面心和顶点,则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有 个氧原子;已知晶胞参数为a pm,密度为 gcm-3,NA=(用含a、的代数式表示)。-25-答案:(1)(2)Ar3d8(或1s22s22p63s23p63d8)(3)镧(4)ONHCe NHO(或NHN或OHN或OHO)sp3 BD(5)8 4173(10-10)3 mol-1-26-微粒间的相互作用与物质的性质 1.共价键的分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 键 电子云“头碰头”重叠 键 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 极性键 共用电子对发生偏移 非极性键 共用电子对不发生偏移 原子间共用电子对
15、的数目 单键 原子间有 1 对共用电子对 双键 原子间有 2 对共用电子对 三键 原子间有 3 对共用电子对 -27-2.杂化轨道类型的判断方法(1)看中心原子有没有形成双键或三键,如果有1个三键,则其中有2个键,用去了2个p轨道,则中心原子为sp杂化;如果有1个双键,则其中有1个键,则中心原子为sp2杂化;如果全部是单键,则为sp3杂化。(2)由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化,1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形,且有1对孤电子对,即4个杂化轨道应呈四面体形,为sp3杂化。-28-3.确定分子空间构型的规律方法价层电子对互斥理论(1)价
16、层电子对互斥模型的两种类型。价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致。-29-(2)确定 ABm 型分子立体构型的简易方法。价层电子对数目(n)=中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数2对于主族元素,中心原子价电子数=最外层电子数,配位原子按提供的价电子数计算,如:PCl5 中 n=5+152=5。作为配体,卤素原子和 H 原子提供 1 个电子,第A 族元素作为配位原子时按不提供价电子计算。作中心原子时,卤素原子按 7 个价电子计算,第A
17、族元素作为中心原子时价电子数为 6。离子的价电子对数计算:对于阳离子,上述公式的分子减去电荷数,对于阴离子,则加上电荷数。如 NH4+:n=5+14-12=4;SO42-:n=6+0+22=4。-30-根据价层电子对数n,找出相应的价层电子对立体构型,当价层电子对数=配位原子数时,分子立体构型与杂化轨道立体构型相同。当价层电子对数配位原子数时(一般存在孤电子对),分子立体构型与杂化轨道立体构型不同。-31-价层电子对数与立体构型的关系:价层电子对数 成键对数 孤电子对数 电子对立体构型 分子立体构型 实例 2 2 0 直线形 直线形 BeCl2、CO2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3、
18、CH2O 2 1 V 形 SnBr2 4 4 0 四面体形 四面体形 CH4 3 1 三角锥形 NH3 2 2 V 形 H2O -32-4.物质熔、沸点高低比较规律(1)一般情况下,不同类型晶体的熔、沸点高低规律:原子晶体离子晶体分子晶体,如金刚石NaClCl2;金属晶体分子晶体,如NaCl2(金属晶体的熔、沸点有的很高;如钨、铂等;有的则很低,如汞等)。(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短,则键能越大,其熔、沸点就越高,如金刚石石英碳化硅晶体硅。(3)形成离子晶体的阴、阳离子所带的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点就越高,如MgOMgCl2,NaClCsCl。(4)金属晶
19、体中金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如AlMgNa。-33-(5)分子晶体的熔、沸点比较规律。组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,其熔、沸点就越高,如HIHBrHCl。组成和结构不相似的分子,分子极性越大,其熔、沸点就越高,如CON2。同分异构体分子中,支链越少,其熔、沸点就越高,如正戊烷异戊烷新戊烷。同分异构体中的芳香烃及其衍生物,邻位取代物间位取代物对位取代物,如邻二甲苯间二甲苯对二甲苯。-34-5.有关晶胞的计算(1)晶体密度的计算:晶体密度()(2)晶体粒子与M、之间的关系:若1个晶胞中含有x个粒子,则1 mol晶胞中含有x mo
20、l粒子,其质量为xM g(设粒子的摩尔质量为M gmol-1);又1个晶胞的质量为a3 g(晶胞的体积为a3 cm3,晶胞边长为a cm,晶胞的密度为 gcm-3),则1 mol晶胞的质量为a3NA g(设NA为阿伏加德罗常数的值),因此有xM=a3NA。-35-例 2(1)H2SeO3 的中心原子杂化类型是 ;SeO32-的立体构型是 。与 SeO32-互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)。H2Se 属于 (填“极性”或“非极性”)分子;单质硒的熔点为 217,它属于 晶体。(2)根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中立体构型是 V 形的是 (填字母)。A.H3O+B.H2OC
21、.NO2+D.NO2-分子(CN)2中键与键之间的夹角为180,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为 ,1个分子中含有 个键;(CN)2称为“拟卤素”,具有类似Cl2的化学性质,则(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为 。-36-(3)铜是重要的金属,广泛应用于电气、机械制造、国防等领域,铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。CuSO4晶体中S原子的杂化方式为 。向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成Cu(NH3)4SO4,下列说法正确的是 。A.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键 B.NH3分子和H2O分子,分子立体构
22、型不同,氨气分子中NH键的键角小于水分子中HO键的键角 C.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性键和配位键 D.Cu(NH3)4SO4的组成元素中电负性最大的是氮元素-37-答案:(1)sp3 三角锥形 PCl3 极性 分子(2)BD 4(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O(3)sp3 C-38-解析:(1)H2SeO3 的中心原子的价层电子对数为12(6+2)=4,所以 Se的杂化方式为sp3,SeO32-的中心原子Se的价层电子对数为12(6+2)=4,离子中有一对孤电子对,所以 SeO32-的立体构型是三角锥形,等电子体是指价电子数和原子数都相等的粒子,与 S
23、eO32-互为等电体的分子有 PCl3。H2Se 分子中有孤电子对,所以 H2Se 属于极性分子,硒的熔点为 217,比较低,所以它属于分子晶体。-39-(2)H3O+中中心原子 O 的价层电子对数为6+3-12=4,孤电子对数为 1,所以立体构型是三角锥形;H2O 中中心原子 O 的价层电子对数为6+22=4,孤电子对数为2,所以立体构型是V形;NO2+中中心原子N的价层电子对数为5-12=2,孤电子对数为 0,所以立体构型是直线形;NO2-中中心原子N的价层电子对数为5+12=3,孤电子对数为1,所以立体构型是 V 形。分子(CN)2 中碳原子按 sp 杂化,碳碳之间是单键,碳氮之间是三键
24、,其结构式为,碳氮三键中有两个 键,所以 1 个分子中含有 4 个 键;(CN)2 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O。-40-(3)SO42-中S原子的价层电子对数=6+0+22=4,孤电子对数为0,S原子采取 sp3 杂化;氨气极易溶于水,是由于氨分子与水分子之间形成氢键,A 项错误;NH3分子和 H2O 分子中的中心原子都是采用 sp3杂化,但 NH3 分子内有 1 对孤电子对,H2O 分子内有 2 对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对的排斥作用力越强,键角被挤压得越小,故氨气分子中 NH 键的键角大于水分子中 HO 键的键角,B 项错
25、误;Cu(NH3)4SO4 所含有的化学键有Cu(NH3)42+与 SO42-之间的离子键、氨分子与 Cu2+间的配位键和 SO42-、NH3 中的极性键,C 项正确;Cu(NH3)4SO4 的组成元素中电负性最大的是氧元素,D 项错误。-41-例3(1)C60和金刚石都是碳的同素异形体,两者相比较熔点高的是 。超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛,氮化铝晶体与金刚石类似,每个Al原子与 个N原子相连,与同一个N原子相连的Al原子构成的立体构型为 。金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4,其分子呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型是 ,Ni(CO)
26、4易溶于下列 (填字母)。A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液-42-AlCl3在177.8 时升华,蒸气或熔融状态以Al2Cl6形式存在。下列关于AlCl3的推断错误的是 (填字母)。A.氯化铝为共价化合物 B.氯化铝为离子化合物 C.氯化铝难溶于有机溶剂 D.Al2Cl6中存在配位键-43-(2)硒化锌(ZnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为 ;若该晶胞密度为 gcm-3,硒化锌的摩尔质量为M gmol-1。NA代表阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数a为 pm。硒化锌晶胞 答案:(1)金刚石 4 正四面体形 分子晶体 BC BC(2)4 4A31
27、010-44-解析:(1)C60是分子晶体,金刚石是原子晶体,所以金刚石的熔点远远高于C60的。由金刚石结构中每个C原子均以sp3杂化与其他4个C原子相连形成4个共价键构成正四面体结构可推测氮化铝中每个Al原子与4个N原子相连,与同一个N原子相连的Al原子构成正四面体。由挥发性液体可知Ni(CO)4是分子晶体,由正四面体构型可知Ni(CO)4是非极性分子。由AlCl3易升华可知AlCl3是分子晶体,AlCl键不属于离子键,应该为共价键,Al原子最外层3个电子全部成键,形成3个AlCl 键,无孤电子对,是非极性分子,易溶于有机溶剂,Al有空轨道,与Cl的孤电子对能形成配位键,A、D两项正确。-4
28、5-(2)根据硒化锌晶胞结构图可知,每个锌原子周围有 4 个硒原子,每个硒原子周围也有 4 个锌原子,所以硒原子的配位数为 4,该晶胞中含有硒原子数为 818+612=4,含有锌原子数为 4,根据=4A,所以 V=4A,则晶胞的参数 a=4A3cm=4A31010 pm。-46-1.(2019全国改编)在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种被称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填字母)。A.B.C.D.(2)乙二胺(H2NCH2CH2
29、NH2)是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是 、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是 ,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。(3)一些氧化物的熔点如下表所示:氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/1 570 2 800 23.8-75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因 。(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见,Cu原子之间最短距离x=pm,Mg原子之间最短距离y=pm。设阿
30、伏加德罗常数的值为NA,则MgCu2的密度是 gcm-3(列出计算表达式)。(a)(b)-49-答案:(1)A(2)sp3 sp3 乙二胺的两个N原子提供孤电子对给金属离子形成配位键 Cu2+(3)Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgOLi2O。分子间作用力(相对分子质量)P4O6SO2(4)24 a 34 a 824+1664A310-30-50-2.(2018全国改编)硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔点/-85.5 115.2 600(分解)-75.5 16.8 10.3 沸点/-60
31、.3 444.6-10.0 45.0 337.0 回答下列问题:(1)基态Fe原子价电子的电子排布图(轨道表达式)为 ,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。(2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 。-51-(3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为 。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为 形,其中共价键的类型有 种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为 。-52-(5)FeS2 晶体的晶胞如图(c)所示,晶胞边长为 a n
32、m、FeS2 的摩尔质量为 M gmol-1、阿伏加德罗常数的值为 NA,其晶体密度的计算表达式为 gcm-3;晶胞中 Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为 nm。图(c)-53-答案:(1)哑铃(2)H2S(3)S8的相对分子质量大,分子间范德华力强(4)平面三角 2 sp3(5)4A31021 22 a-54-3.(2018 江苏化学节选)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NOx 分别氧化为 SO42-和 NO3-,NOx 也可在其他条件下被还原为 N2。(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为 ;NO3-的空间构型为 (用文字描述)。
33、(2)Fe2+基态核外电子排布式为。(3)与 O3 分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。(4)N2 分子中 键与 键的数目比 n()n()=。(5)Fe(H2O)62+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO 以 N 原子与Fe2+形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。Fe(NO)(H2O)52+结构示意图-55-答案:(1)sp3 平面(正)三角形(2)Ar3d6 或 1s22s22p63s23p63d6(3)NO2-(4)12(5)-56-4.(2018全国节选)Li是密度最小的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而
34、轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是 、中心原子的杂化形式为 。LiAlH4中,存在 (填字母)。A.离子键 B.键 C.键 D.氢键-57-(2)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。图(a)可知,Li原子的第一电离能为 kJmol-1,O=O键键能为 kJmol-1,Li2O晶格能为 kJmol-1。-58-(3)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Li2O的密度为 gcm-3(列出计算
35、式)。答案:(1)正四面体 sp3 AB(2)520 498 2 908(3)87+416A(0.466 510-7)3-59-5.(2018全国)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:(1)Zn原子核外电子排布式为 。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)(填“大于”或“小于”)I1(Cu),原因是 。(3)ZnF2具有较高的熔点(872),其化学键类型是 ;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是 。(4)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中,阴离子立体构型为 ,C原子的杂化形式为 。-60-(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为 。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为 gcm-3(列出计算式)。-61-答案:(1)Ar3d104s2(2)大于 Zn的3d能级与4s能级为全满稳定结构,较难失电子(3)离子键 ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小(4)平面三角形 sp2(5)六方最密堆积(A3型)656A6 34 2