5.CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。
请回答下列问题:
(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子的核外价电子排布式为____________,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。
(2)NO3-的立体构型是____________,与NO3-互为等电子体的一种非极性分子为__________(填化学式)。
(3)CuSO4的熔点为560°C,Cu(NO3)2的熔点为115℃,CuSO4熔点更高的原因是___________。
(4)往CuSO4溶液中加人过量NaOH能生成配合物[Cu(OH)4]2-。
不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为_________________(用箭头表示出配位键的位置)
(5)化学实验室常利用新制氢氧化铜检验醛基的存在,乙醛分子中碳原子的杂化方式为____________。
(6)利用新制的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O,其晶胞结构如下图所示。
①该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0);C为(
,
,
)。
则D原子的坐标参数为_____,它代表___________________原子。
②若Cu2O晶体的密度为dg·cm-3,Cu和O的原子半径分别为rCupm和rOpm,阿伏加德罗常数值为NA,列式表示Cu2O晶胞中原子的空间利用率为
_________________。
【答案】3d9N>O>S平面三角形BF3(或BCl3、BBr3等)CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体,SO42-所带电荷比NO3-大,故CuSO4晶格能较大,熔点较高。
SP3、SP2(
;
;
)Cu
00%(答案合理即可)
6.将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源.还能防治空气污染。
工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元索形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)图l是某同学画出CO分子中权原子的核外电子排布图。
请判断该排布图____(填“正确”或“错误”),理由是________(若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子________。
(3)往硫酸铜溶液中通入过量的NH3,可生成配离子[Cu(NH3)4]2+,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是_________,在配离子[Cu(NH3)4]2+中所含配位键是通过配体分子的_____给出孤电子对,____接受电子对形成。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是______;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为_____。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图2所示。
①在该晶胞中,Cu+的配位数是_____。
②若该晶胞的边长为apm,则Cu2O的密度为_____g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
【答案】错误违背泡利原理CN﹣、C22﹣由于电负性F>N>H,在NF3分子中,共用电子对偏向F原子,使得N原子上的孤电子对难与Cu2+配位NCu2+甲醇分子间存在氢键,
因此其沸点远大于乙烷sp32
7.硼及其化合物应用广泛。
回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子轨道表达式为________,其第一电离能比Be________(填“大”或“小”)。
(2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是________,写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子________(填化学式)。
(3)常
温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图a。
①B原子的杂化方式为________。
从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:
________。
②路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。
从结构角度分析硼酸是路易斯酸:
________。
(4)立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞结构与金刚石相似,如图b所示。
①与氮原子直接连接的硼原子构成的几何形状为________。
硼原子和氮原子所连接的最小环为________元环。
②晶胞有两个基本要素:
原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。
如图b所示,其中原子坐标参数X为(0,0,0),Y原子的坐标参数为(1/2,0,1/2),则Z原子的坐标参数为________。
晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。
已知立方氮化硼的密度为dg∙cm-3,阿伏加德罗常数值为NA,则晶胞参数a=________nm。
(列出计算式即可)
【答案】
小NC2H6sp2硼酸分子间通过氢键缔合,加热时部分氢键被破坏。
硼酸分子中B原子有一个2p空轨道。
正四面体六(
,
,
)
8.Fe、A1、Cu是生活中常用的金属。
(1)基态Cu原子
核外电子排布式为_____________,基态Fe2+核外有_________个未成对电子。
(2)①re、Al、Cu三种元素第一电离能由高到低的顺序为___________________。
②Mn和Fe的部分电离能数据如下表:
元素
Mn
Fe
电离能/kJ•mol-1
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
根据上表数据,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是_____________。
(3)铁可形成多种配合物,如[Fe(CN)6]4-、Fe(CO)5等,lmolFe(CN)43-中含有σ键的数目为________;Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为103℃:
易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)3晶体属于________(填晶体类型)。
(4)下列变化过程中,破坏的力的作用类型相同的是_____________;(填字母代号)。
A.铝气化B.A1C13溶于水C.加热使铜熔化D.熔融Na
C1
(5)Fe能与N形成一种磁性材料,其晶胞结构如图所示:
①该磁性材料的化学式为__________________;
②Fe原子的坐标参数为(
,
,0)、(
,0,
)、________、(0,0,0),N原子的坐标参数为_______。
③已知该晶体的晶胞参数αpm,列出其密度表达式为_________g•cm-3(用含α的式子表示,只列式子,不作计算。
)。
【答案】[Ar]3d104s14Cu、Fe、AlMn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转交为不稳定的3d4状态(或Fe2+较化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转交为较稳定的3d5半充满状态)12NA分子晶体ACFe4N(0,
,
)【答题空10】(
,
,
)238/〔NA×(a×10-10)3〕
9.原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期。
自然界存在多种A的化合物,B原子核外电子由6种不同的运动状态,B与C可形成正四面体形分子,D的M能层没有空轨道且只有2个未成对电子。
请回答下列问题:
(1)A与B元素形成的B2A2种含有的σ键、π键数目之比为________。
(2)B元素的一种单质晶体结构如图1所示,理论上12g该晶体中有________个六元环;图2位在元素周期表中与B相邻的元素位置关系,B、G形成的晶胞结构如图3所示(其中“●”为B元素原子,“〇”为G元素原子),图中“●”点构成的堆积方式与图4中_____(填序号)所表示的堆积方式相同;图3的结构中,设晶胞边长为acm,B原子直径为bcm,G原子直径为ccm,则该晶胞的空间利用率为_______(用含a、b、c的式子表示)。
(3)请说出E的氟化物(EF3)和F的氢化物(FH3)能发生反应的原因,并写出反应的化学方程式_____(用化学式表示)。
(4)元素C的含氧酸中,酸性最强的是_________(写化学式),该酸根离子的立体构型为________。
(5)基态D原子的核外电子排布式为[Ar]_______;D形成的配合物D(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=______;由D一铝合金为原料可制得一种历史悠久、应用广泛的催化剂,其催化的i实例为:
化合物b中进行sp3杂
化的原子有__________(填元素符号)。
【答案】3:
20.5NAⅣ
BF3为中B提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,两者以配位键结合方程式NH3+BF3=F3BNH3HClO4正四面体3d84s24C、N、O
体积为a3,碳和硅原子的总体积为4×
π[
+
]=
π(b3+c3),该晶胞的空间利用率为
;(3)因为BF3为中B提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,两者以配位键结合,故BF3和NH3能发生化学反应,此反应的方程式NH3+BF3=F3BNH3;(4)氯的含氧酸中,酸性最强的是HClO4,高氯酸根离子中心氯原子形成的σ键为4,孤对电子数为
=0,则Cl为sp3杂化,立体构型为正四面体;(5)基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2;中心原子是Ni原子,其价电子数是10,每个
10.C、O、N、C1是重要的非金属元素,它们的单质和化合物有重要应用。
回答下列问题:
(1)C、O、N、C1四种元素中基态原子未成对电子数最多的是_______,C、O、C1原子得到电子时放出热量,而N原子得到电子却吸收热量的原因是_________。
(2)NO3-的空间构型为__________;H2O分子中H—O键键角小于NH3分子中N—H键键角的原因是__________________。
(3)CO可形成多种配位化合物,CO的结构是为_______,与CO互为等电子体且带1个单位负电荷的阴离子化学式为____________________。
(4)C元素的单质石墨烯的结构可以看作是单层的石墨,其中碳原子的杂化方式为______________;C60的晶体结构类似于干冰,则每个C60晶胞的质量为_______g(用含NA的式子表示)。
(5)NaC1晶体的结构如右图所示。
已知:
NaC1晶体的密度为ag·cm-3,则NaC1晶体中最近两个Na+的距离的数学表达式为_______cm(用含a、NA的式子表示)。
【答案】NN的核外电子排布为1s22s22p3,2p轨道半充满,比较稳定;如果得到电子,破坏稳定状态,需要吸收能量。
平面三角形H2O中O有两对孤对电子,NH3中N只有一对孤对电子,H2O中孤对电子对成键电子的排斥力更大,因而键角变得更小。
C≡OCN-sp2
顶点1个),所以一个C60晶胞=
=
;(5)食盐的晶体结构为:
该晶胞中氯离子数目为:
1+
×12=4,钠离子数目为:
×8+
×6=4,设该晶胞的边长为x,则距离最近的钠离子距离为
根据该晶胞的体积和质量计算得:
ax3=
×4整理得:
x3=
,x=
,即距离最近的钠离子距离为
。
点睛:
本题考查等电子体、微粒的空间构型、杂化轨道、键能键角、晶胞计算等知识点,关键是计算晶胞体积和质量,理解掌握均摊法进行晶胞有关计算。