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1、2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 下篇 專題三 微題型二十 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.鈦的化合物如TiSe2、Ti(NO3)4、TiCl4、酒石酸鈦等均有著廣泛用途。
(1)寫出Se的基態(tài)原子的外圍電子排布式:________。
(2)酒石酸鈦配合物廣泛應(yīng)用于藥物合成。酒石酸(結(jié)構(gòu)如右圖所示)中羧基氧原子的軌道雜化類型分別是________,1 mol酒石酸中π鍵的數(shù)目是________。
(3)TiCl4熔點是-25 ℃,沸點是136.4 ℃,可溶于苯或CCl4,該晶體屬于________晶體;NO的空間構(gòu)型為________。
(4)主族元素A和鈦同周期,具有相同的最外層電子數(shù),元素B原子的
2、p能級所含電子總數(shù)與s能級所含電子總數(shù)相等,且其形成的氫化物分子之間存在氫鍵。元素A、元素B和鈦三者形成的晶體的晶胞如圖所示,寫出該晶體的化學(xué)式:________(用元素符號表示)。
解析 (1)Se位于周期表中第4周期ⅥA族,其外圍電子排布式為4s24p4。(2)羧基中碳氧雙鍵中氧原子軌道雜化類型為sp2雜化,碳氧單鍵中氧原子軌道雜化類型為sp3雜化;碳氧雙鍵中有1個π鍵和1個σ鍵,1 mol酒石酸中有2 mol碳氧雙鍵,所以π鍵的數(shù)目是2NA。(3)該物質(zhì)熔沸點較低,且能溶于有機溶劑,所以該晶體為分子晶體;根據(jù)價電子對互斥理論,NO價電子數(shù)=(5+1)/2=3,N與3個O成鍵,沒有電子孤
3、對,所以為平面結(jié)構(gòu)。(4)位于第4周期、最外層為2個電子的主族元素為鈣元素,則A為Ca;B原子形成的氫化物分子之間存在氫鍵,說明B原子為N、O、F中的一種,再根據(jù)元素B原子的p能級所含電子總數(shù)與s能級所含電子總數(shù)相等,則B為O;用均攤法計算晶胞中的原子個數(shù),Ca原子位于頂點:8×=1(個),O原子位于面心:6×=3(個),Ti位于體心:1個,所以該晶體的化學(xué)式為CaTiO3。
答案 (1)4s24p4 (2)sp2、sp3 2NA(或2×6.02×1023) (3)分子 平面三角形 (4)CaTiO3
2.元素X的基態(tài)原子中的電子共有7個能級,且最外層電子數(shù)為1,X原子的內(nèi)層軌道全部排滿電
4、子。在氣體分析中,常用XCl的鹽酸溶液吸收并定量測定CO的含量,其化學(xué)反應(yīng)為2XCl+2CO+2H2O===X2Cl2·2CO·2H2O。
(1)X基態(tài)原子的電子排布式為________________。
(2)C、H、O三種原子的電負性由大到小的順序為________。
(3)X2Cl2·2CO·2H2O是一種配合物,其結(jié)構(gòu)如右圖所示:
①與CO互為等電子體的分子是________。
②該配合物中氯原子的雜化方式為________。
③在X2Cl2·2CO·2H2O中,每個X原子能與其他原子形成3個配位鍵,在圖中用“→”標(biāo)出相應(yīng)的配位鍵。
(4)XCl的晶胞如右圖所示,距離每個
5、X+最近的Cl-的個數(shù)為________。
解析 (1)元素X基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,是銅元素。(2)C、H、O三種原子的非金屬性O(shè)>C>H,則其電負性O(shè)>C>H。(3)①利用同周期互換方法,可知CO與N2互為等電子體。②該配合物的氯原子只有單鍵,成對電子對數(shù)有4對,故氯原子是sp3雜化。(4)從晶胞看,1個Cl-和4個X+形成正四面體,1個Cl-周圍有4個X+,由于該晶胞的化學(xué)式是XCl,故1個X+周圍有4個Cl-。
答案 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
(2)O>C>H
6、
(3)①N2?、趕p3雜化
(4)4
3.在5-氨基四唑()中加入金屬Ga,得到的鹽是一種新型氣體發(fā)生劑,常用于汽車安全氣囊。
(1)基態(tài)Ga原子的電子排布式可表示為_______________________________________。
(2)5-氨基四唑中所含元素的電負性由大到小的順序為________,其中N原子的雜化軌道類型為________;在1 mol 5-氨基四唑中含有σ鍵的數(shù)目為________。
(3)①疊氮酸鈉(NaN3)是傳統(tǒng)安全氣囊中使用的氣體發(fā)生劑。疊氮酸鈉(NaN3)中含有疊氮酸根離子(N),根據(jù)等電子體原理N的空間構(gòu)型為________。
7、
②以四氯化鈦、碳化鈣、疊氮酸鹽做原料,可以生成碳氮化鈦化合物。其結(jié)構(gòu)是用碳原子取代氮化鈦晶胞(結(jié)構(gòu)如圖)頂點的氮原子,這種碳氮化鈦化合物的化學(xué)式為________。
解析 (1)Ga為31號元素,基態(tài)鎵原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。(2)同周期元素從左向右電負性逐漸增強,故N>C,當(dāng)然C>H;N原子的雜化情況見右圖分析;五元環(huán)有5個σ鍵,環(huán)上有1個N—H σ鍵,C—NH2包含3個σ鍵,故1 mol共含有σ鍵的數(shù)目為9NA。(3)①CO2是N的一種等電子體,CO2是直線形分子,故N也是直線形分子;②晶胞擁有Ti:1+×12
8、=4(個),C:8×=1(個),N:6×=3(個),故碳氮化鈦化合物的化學(xué)式為Ti4CN3。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(2)N>C>H sp2、sp3雜化 9NA(或9×6.02×1023個或5.418×1024個)
(3)①直線形?、赥i4CN3
4.高氯酸三碳酰肼合鎳{[Ni(CHZ)3](ClO4)2}是一種新型的起爆藥。
(1)Ni2+基態(tài)核外電子排布式為________。
(2)ClO的空間構(gòu)型是________;與ClO互為等電子體的一種分子為________(填化學(xué)式)。
(3)化學(xué)式中CHZ為碳
9、酰肼,組成為CO(N2H3)2,碳酰肼中碳原子的雜化軌道類型為________;1 mol CO(N2H3)2分子中含有σ鍵的數(shù)目為________。
(4)高氯酸三碳酰肼合鎳可由NiO、高氯酸及碳酰肼化合而成。NiO的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示,晶胞中含有的Ni2+數(shù)目為a,Ni2+的配位數(shù)為b,NiO晶體中每個鎳離子距離最近的鎳離子數(shù)目為c,則a∶b∶c=________。
解析 (1)Ni2+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d8。(2)根據(jù)價層電子對理論計算,ClO的價層電子對數(shù)==4,故ClO是正四面體;與ClO互為等電子體,則原子總數(shù)相同,價電子總數(shù)相同(32),則為CCl4或SiCl4等
10、。(3)碳酰肼的結(jié)構(gòu)簡式為,C原子采用sp2雜化;碳氧雙鍵中有1 mol σ鍵,其他單鍵均為σ鍵,故1 mol CO(N2H3)2中有11 mol σ鍵。(4)晶胞中Ni2+數(shù)目:8×+6×=4,Ni2+配位數(shù)為6個,鎳離子距離最近的鎳離子為正方形中對角線位置,即有=12,則a∶b∶c=2∶3∶6。
答案 (1)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)
(2)正四面體 CCl4(SiF4等)
(3)sp2雜化 11NA(或11×6.02×1023)
(4)2∶3∶6
5.研究證明,F(xiàn)e、Fe2+、Fe3+易與CO、CN-等形成配合物。
(1)配合物Fe(CO)5會使
11、合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑中毒。
①Fe(CO)5中鐵的化合價為0,寫出鐵原子基態(tài)的電子排布式:______________________。該物質(zhì)中含有的化學(xué)鍵類型有________(填字母)。
A.離子鍵 B.極性共價鍵
C.非極性共價鍵 D.配位鍵
②常溫下Fe(CO)5呈液態(tài),熔點為-20.5 ℃,沸點為103 ℃。據(jù)此可以判斷Fe(CO)5晶體的類型為________。
(2)Fe、Fe2+都能被硝酸氧化。NO中氮原子軌道的雜化類型為________。
(3)若向氯化鐵溶液中加入少量的K4[Fe(CN)6]溶液,可生成藍色沉淀KFe[Fe(CN)6],右
12、圖表示的是該晶體晶胞的八分之一(K+未畫出)。
①寫出與CN-互為等電子體的一種分子的化學(xué)式:____________;
②該晶體的一個晶胞中含有的K+的個數(shù)為________。
解析 (1)鐵原子的原子序數(shù)為26,基態(tài)時其原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或者表示為[Ar]3d64s2;Fe(CO)5 分子中碳和氧之間存在極性共價鍵,配體CO和中心原子Fe之間存在配位共價鍵;從Fe(CO)5的物理性質(zhì)可知,其微粒間作用力很弱,應(yīng)該是分子間作用力,如果形成晶體,應(yīng)該屬于分子晶體。(2)由等電子體原理可知NO和BF3或BCl3互為等電子體,分子中價電子數(shù)均為24個,
13、因此其中心原子雜化類型和BF3或BCl3相同,應(yīng)該為sp2雜化。(3)CN-是2原子14電子體,價電子總數(shù)為10,因此和N2、C、CO等互為等電子體;由均攤法可以確定晶胞中圖中已經(jīng)有的微粒的個數(shù):Fe2+:,F(xiàn)e3+:,CN-:3,則根據(jù)物質(zhì)電中性原則確定其中沒有標(biāo)出的K+個數(shù)為,因此晶胞中K+個數(shù)為4。
答案 (1)①1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 BD
②分子晶體 (2)sp2雜化 (3)①N2(或其他合理答案)?、?
6.原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W、J五種元素,原子序數(shù)依次增大,其中X元素原子半徑是所有元素原子中最小的,Y元素原子核外有三種不
14、同的能級且各個能級所填充的電子數(shù)相同,W元素原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍,J元素原子序數(shù)為24。請回答下列問題。
(1)Y、Z、W的電負性由小到大的順序為__________________________________________。
(2)J原子的核外電子排布式為________。
(3)Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為________。1 mol Y2X2分子中含有σ鍵 與π鍵的數(shù)目之比為________。
(4)Z與W形成的一種Z2W分子,與該分子互為等電子體的陰離子為__________________(任寫一種)。
(5)JCl3能與Z、W的氫化物形成配位數(shù)
15、為6的絡(luò)合物,且相應(yīng)兩種配體的物質(zhì)的量之比為2∶1,氯離子全部位于外界。則該配合物的化學(xué)式為________。
答案 (1)C
16、。如NH價電子為8,CO價電子為24。
2.晶胞中微粒數(shù)的計算方法——均攤法
(1)原則:晶胞任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有,那么,每個晶胞對這個原子分得的份額就是
(2)方法:①長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算
a.位于頂角上的粒子同為8個晶胞所共有,粒子屬于該晶胞
b.位于棱上的粒子同為4個晶胞所共有,粒子屬于該晶胞
c.位于面上的粒子同為2個晶胞所共有,粒子屬于該晶胞
d.位于內(nèi)部的粒子整個粒子都屬于該晶胞
②非長方體晶胞中粒子視具體情況而定,如石墨晶胞每一層內(nèi)碳原子排成六邊形,其頂角(1個碳原子)被三個六邊形共有,每個六邊形占
(3)圖示: