备战2020年高考化学三轮冲刺之聚焦热点专题专题13 物质结构与性质(解析版) 下载本文

电离能的大小 N______O(填“>”或“<”,下同),N、O元素的电负性的大小 N______O。

(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图所示。其中铜原子的配位数为________。

(5)CuCl2和CuCl是铜的两种常见的氯化物。 ①如图表示的是________(填“CuCl2”或“CuCl”)的晶胞。

②原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置。上图中各原子坐标参数A为(0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,1,0);则D原子的坐标参数为______________。

cm3。③图示晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体密度为____g·(列出计算式即可)

(6)Cu2+等过渡元素水合离子是否有颜色与原子结构有关,且存在一定的规律。试推断Ni2+的水合离子为______(填“有”或“无”)色离子,依据是___________。

离子 颜色 Sc3+ 无色 Ti3+ 紫红色 Fe2+ 浅绿色 Cu2+ 蓝色 Zn2+ 无色 -

【答案】(1)位于周期表中第四周期第VIII族(1分) 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar] 3d64s2(1分)

(2)分子晶体(1分) (3)sp杂化(1分) N (1分) N>O(1分) (4)12(2分)

4?99.5331?10 (3分) (5)①CuCl(2分) ②(,,)(2分) ③4?298?103()?N444A3(6)①有 ②Ni2+的3d轨道上有未成对电子

【解析】(1)根据元素的质子数可知电子数为26,其原子基态时的核外电子排布式为

1s22s22p63s23p63d64s2,位于周期表中第四周期第VIII族;铁为26号元素,基态铜原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar] 3d64s2;(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为?20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于分子晶体;(3) CN?中C原子价层电子对个数=1+1/2(4+1?1×3)=2,所以采取sp杂化;一般来说非金属性越强,第一电离能大,但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性,N的p轨道本来就是半充满的,O的p轨道失去一个电子才是半充满的,所以N、O两元素的第一电离能最大的为N,N、O元素的电负性的大小N>O;(4)Cu是29号元素, Cu是面心立方最密堆积,Cu原子配位数为12;(5)①白色球为Cl原子,黑色球为Cu原子,晶胞中Cu原子为4、Cl原子数目为8×+6×=4,故化学式为CuCl;②D与C的连线处于晶胞体对角线上,且DC长度等于体对角

18121,D在底面投影D'处于面对角线AC上,且AD'长度等于D'C长度的三倍,则D到底面(即坐标411系xoy面)的距离等于晶胞棱长的,即参数z=,D到左侧平面(即坐标系yoz面)的距离等于晶胞棱长的

44333,即参数x=,D到前平面(即坐标系xoz面)的距离等于晶胞棱长的3/4,即参数y=,故D的坐标参444331298pm,晶胞体对数为:(,,);③晶胞中C. D两原子核间距为298pm,则晶胞体对角线长度为4×

444线长度的

4?(64?35.5)g,晶体密度角线长度等于晶胞棱长的3倍,晶胞质量=

NA4?(64?35.5)gNA4?99.53?g?cm=;(6)Cu原子的核外电子排布式为?10?104?298?10334?298?103()cm()?NA331s22s22p63s23p63d104s1,故Cu2+的外围电子排布式为3d9,Zn2+离子的原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d10,d轨道上有10个电子,故Zn2+ 无色,Sc3+离子的原子核外排布式为1s22s22p63s23p6,其d轨道上有0电子,处于全空,故没有颜色,Ni2+离子的原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d8,3d轨道上有未成对电子,所以有色离子。

7.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。 (1) Fe2+基态核外电子排布式为 。

(2) Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。

①NH3分子中氮原子杂化轨道类型为 ;1molFe(CO)5分子中含有σ键的数目为 。 ②该磁性氮化铁晶胞结构如右图所示,该化合物的化学式为 。

(3) FeCl3可与KSCN、苯酚溶液发生显色反应。

①SCN-与N2O互为等电子体,则SCN-的电子式为 。

②写出FeCl3与苯酚反应生成 [Fe(OC6H5)6]3-的化学方程式: 。

(4)Fe3O4晶体中,O2-的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的O2-围成的正八面体空隙。Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中,则Fe3O4晶体中,正四面体空隙数与O2-数之比为______,有_____%的正八面体空隙没有填充阳离子。Fe3O4晶胞中有8个图示结构单元,晶体密度为5.18g/cm3,则该晶胞参数a=_____pm。(写出计算表达式)

【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d6(或 [Ar]3d6) (1分) (2) ①sp3(1分) 10mol(1分) ②Fe3N(2分) (3) ①②FeCl3+6C6H5OH

(1分)

H3[Fe(OC6H5)6]+3HCl(2分)

×1010(3分)

(4)2∶1(2分) 50%(2分) 【解析】(2) ①NH3的孤电子对数=

5-3=1,价层电子对数为4,则N为sp3杂化;Fe(CO)5的结构式2为,其中三键中有一个σ键,配位键全部为σ键,所以1 mol Fe(CO)5中共有10 mol σ

键。②由晶胞图知,Fe为12×+2×+3=6个,N为2个,所以化合物的化学式为Fe3N。(3) ①SCN-与N2O、CO2互为等电子体,等电子体的结构相似,CO2的结构式为OCO,所以SCN-的结构式为[SCN]-。②1 mol FeCl3与6 mol 苯酚反应,放出6 mol H+,其中有3 mol H+与3 mol Cl-结合成3 mol HCl,还有3 mol

16123-H+与1 mol [Fe(OC6H5)6]结合成1 mol H3[Fe(OC6H5)6]。(4)结构中如1、3、6、7的O2-围成的正四面体

空隙有8个,由图可知晶体结构中O2-离子数目为8×+6×=4,故正四面体空隙数与O2-离子数目之比8:4=2:1;Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中,另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中,有50%的正八面体空隙没有填充阳离子。图示结构中O2-离子数目为8×+6×=4,则含有Fe3+和Fe2+的总数为3,晶胞中有8个图示结构单元,1mol晶胞的质量为8×(3×56+4×16)=8×232g,则晶体密度=

181218128?232g6.02?10?a?10

23??10cm?3=5.18g/cm3,a=38?232×1010。 235.18?6.02?108.[化学——选修3:物质结构与性质](15分)FeSe、MgB2、Nb3Al等超导材料具有广泛应用前景。 (1)Fe2+基态价电子的轨道表示式(价电子排布图)________________,Se、Mg、B三种元素的电负性大小顺序是_______________________。

(2)蒸气状态下以二聚分子存在的A1Cl3的结构式是___,其中A1原子的杂化方式是__________,分子中八个原子__________(选填“是”或“不是”)在同一平面上,该分子是___________(选填“极性“或“非极性“)分子。

(3)制备FeSe基超导材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2过程中需将金属锂溶于液氨,从而制得具有很高反应活性的金属电子溶液,反应为:Li+(m+n)NH3—X+e-(NH3)n。

①X的化学式为__________________; ②NH3的价层电子对互斥模型是 ___________。

(4)MgB2晶体结构中的B原子层具有类似石墨的层状结构,且被六方密排的Mg原子层隔开,B原子位于Mg原子组成的三棱柱的中心。已知:平面中Mg原子间的最近核间距为acm,平面间Mg原子间的最近核间距为bcm,阿伏加德罗常数为NA。

①B原子层六元环中处于对位的B原子核间距为___________cm。 cm-3。 ②MgB2晶体的密度是___________g·【答案】(1)

(1分) Se>B>Mg(1分)