第35題 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第35題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1. （15分）三聚氤胺俗稱“蛋白精”，工業(yè)上通過下列流程合成三聚氤胺。請回答下列問題: 國 一 CaCZh I CaCNTNH2CN41 TCO（NH2）2基態(tài)Ca原子的核外電子排布式為;CaC2的電子式 為。尿素分子中所含除氫元素以外的元素原子的第一電離能由小到大的順序 為。CaCN2中陰離子為C -,與C -互為等電子體的分子有N2O和（填化學(xué)式），由此可以推知C -的空間構(gòu)型為（4）三聚氤胺分子中碳原子的雜化方式為0人HN NH° ）后，三聚氤酸與三聚氤胺分子相互之間通過（5）動(dòng)物攝入三聚氤胺和三聚氤酸（'' 結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石。（6）CaO晶胞如圖所示,CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為，已知CaO晶體的密度為pNg-cr-3,用NA表示阿伏加德 羅常數(shù)的值，求得晶胞中距離最近的兩 個(gè)鈣離子之間的距 離為 cm（用含p、NA的代數(shù)式表示）。2. （15 分）A. B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，位于元素周期表的前四周期。 B元素原子含有3個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)所含的電子數(shù)相同;D的原子核外有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同 的電子;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3,且E元素的基態(tài)原子 3d軌道上有4個(gè)未成對(duì)電子。請回答下列問題：寫出基態(tài)C原子的價(jià)電子排布圖:，寫出基態(tài)F原子的外圍電 子排布式:。(2) 下列說法不正確的是(填序號(hào))。A. 二氧化硅的相對(duì)分子質(zhì)量比二氧化碳大，所以沸點(diǎn):SiO2>CO2B. 電負(fù)性由小到大的順序:BvCvDc.n2與CO互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似D.穩(wěn)定性:H2O>H2S，水分子更穩(wěn)定的原因是水分子間存在氫鍵(3) F元素位于周期表中 區(qū)，其離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子，人工模擬酶是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。向F的硫酸鹽溶液中通入過量的C與A形成的氣體X可生成F(X)42+，該離子的結(jié) 構(gòu)式為(用元素符號(hào)表示)。(4) 某化合物與F( I )( I表示化合價(jià)為+1)結(jié)合形成圖1所示的離子，該離子中碳原子的雜化方 式為。(5) B單質(zhì)的一種同素異形體的晶胞如圖2所示，則一個(gè)晶胞中所含B原子的個(gè)數(shù)為。和圈a(6)D與F形成離子個(gè)數(shù)比為1 ： 1的化合物,晶胞與NaCl類似，設(shè)D離子的半徑為a pm，F(xiàn)離 子的半徑為b pm，則該晶胞的空間利用率為。3. (15分)鋁、鐵和銅都是日常生活中常見的金屬，有著廣泛的用途。請回答下列問題：鋁原子的價(jià)電子排布圖為。K3Fe(CN)6溶液可用于檢驗(yàn)Fe2+，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。CN-與N2互為 等電子體，則CN-的電子式為。(3)向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物,繼續(xù)加氨水,難溶物溶解,得到深 藍(lán)色的透明溶液;若加入極性較小的溶劑(如乙醇),將析出深藍(lán)色的晶體。與銅同一周期的副 族元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與銅原子相同的元素為(填元素符號(hào))。實(shí)驗(yàn)時(shí)形成的深藍(lán)色溶液中的陽離子的化學(xué)式為。S -的立體構(gòu)型為，其中S原子的雜化軌道類型為(4)某種Al-Fe合金的晶胞如圖所示，該合金的化學(xué)式為。若晶胞的邊長為a nm,則合金的密度為 gcm-3。O 叫條體弟1角麹的4. (15分)(1)太陽能熱水器吸熱涂層常使用一種以鎳或鎳合金制成的空心球作吸收劑,基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式為(2)Mn和Fe的部分電離能數(shù)據(jù)如下表:二元素MnFe電離能/(kJ-mol-1)【1717759【21 5091 561【33 2482 957根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，氣態(tài)Mn2+再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個(gè)電子難，其原因是,(3) 由氧、鎳和碳三種元素組成的化合物四羰基鎳Ni(CO)4為無色揮發(fā)性劇毒液體,熔點(diǎn)為 -25 °C,沸點(diǎn)為43 °C,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑。四羰基鎳的晶 體類型是，寫出一種與其配體互為等電子體的物質(zhì)的化學(xué)式。(4) 血紅素鐵是血液的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)如下圖。其中C原子的雜化方式 為,N與Fe之間存在的相互作用是。在人體內(nèi)合成血紅OHHwr/Y素鐵的基本原料之一為甘氨酸(")，甘氨酸分子中的。鍵和n鍵的個(gè)數(shù)比為。(5)Ni2+和Fe2+的半徑分別為69 pm和78 pm,則熔點(diǎn)NiO FeO(填“<”或“>”)。(6) 嫦娥三號(hào)衛(wèi)星上的PTC元件(熱敏電阻)的主要成分鋇鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,邊長為a cm。頂點(diǎn)位置被Ti4+所占據(jù)，體心位置被Ba2+所占據(jù)，所有棱心位置被O2-所占據(jù)。 O元素與H元素形成的簡單化合物的空間構(gòu)型為。 寫出該晶體的化學(xué)式:。 若該晶體的密度為p g-cm-3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則a=。答案全解全析1. 答案 (1)1s22s22p63s23p64s2 或Ar4s2Ca2+-CC-2-(2) C<O<N(3) CO2直線形(4) sp2(5) 分子間氫鍵(6) 6X解析(1)Ca的原子序數(shù)為20,核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2或Ar4s2;CaC2中陽離子 與陰離子個(gè)數(shù)比為1 ： 1。(3)原子數(shù)相等、價(jià)電子總數(shù)相等的微粒互為等電子體?；榈入娮芋w的微粒結(jié)構(gòu)相似,CO2為直線形分子，故C -的空間構(gòu)型為直線形。(4)三聚氤胺分子中碳 原子的雜化方式為sp2。(6)CaO晶胞中，與一個(gè)Ca2+距離最近且相等的O2-有6個(gè)，故Ca2+的 配位數(shù)為6。設(shè)晶胞的棱長為a cm。一個(gè)晶胞中有Ca2+：8xi6x-=4個(gè)、O2-：12x-+1=4個(gè),晶胞質(zhì)量為5 55g'm - x4,則(a cm)3=cm3,a=。面心和頂點(diǎn)的距離為一a cm,即晶胞中m -g.cm-距離最近的兩個(gè)鈣離子之間的距離為x cm。2. 答案(1)同3d104s1(2)ADE+NH3HjNCuNHj(3) ds(4)sp2、sp3(5)8(6)也)解析 A、B、C、D、E、F是原子序數(shù)依次增大的六種元素，位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3個(gè)能級(jí)，且每個(gè)能級(jí)所含的電子數(shù)相同，則原子核外電子排布式為 1s22s22p2,B為C元素;D的原子核外有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，則D為O元素;C原子序數(shù) 介于C、O之間，則C為N元素;E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相 差3,可判斷E或F處于第訓(xùn)族，E元素的基態(tài)原子3d軌道上有4個(gè)未成對(duì)電子，價(jià)電子排布 式為3d64s2，則E為Fe元素，故F為Cu元素。(1)C為N元素,基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為fff同；F為Cu元素,基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d1°4s1o(2)沸點(diǎn):SiO2>CO2,是因?yàn)槎趸鑼儆谠泳w二氧化碳屬于分子晶體,A錯(cuò)誤;同周期元 素從左到右電負(fù)性依次增大，故電負(fù)性:C<N<O,B正確;N2與CO互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似,C正 確;穩(wěn)定性:H2O>H2S,是因?yàn)榉墙饘傩?O>S,與分子之間存在氫鍵無關(guān),D錯(cuò)誤。C與A形成氣體X,則A為H元素,X為NH3;F的硫酸鹽為CuSO4，向CuSO4溶液中通入過E+量的NH3可生成Cu(NH3)42+，該離子的結(jié)構(gòu)式為u-"H。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,碳原子有4個(gè)位于晶胞內(nèi)部,其余碳原子位于頂點(diǎn)、面心，則一個(gè)晶胞中所含碳原子數(shù)為4+8x-+6x-=8。(6)O與Cu形成的離子個(gè)數(shù)比為1 ： 1的化合物為CuO,晶胞與NaCl類似,晶胞中銅離子數(shù)目 二氧離子數(shù)目=8x-+6x-=4,O2-的半徑為a pm,Cu2+的半徑為bpm,則晶胞中原子總體積為)2m，故該晶胞的空間利用率4x(-n 3+-nb3)pm3,晶胞棱長=2(a+b)pm,故晶胞體積為_ _ 一_)。)= 冗n )=2n)3.答案(1)fl（2分）產(chǎn)生藍(lán)色沉淀（1分）:C：N ： -（2分）（3）Cr（1分）Cu（NH3）42+（2分）正四面體形（1分）sp3雜化（2分）（4）Fe2Al（或 AlFe2,2 分）（2 分）解析（1）鋁的核電荷數(shù)是13,則價(jià)電子排布圖為。（2）含F(xiàn)e2+的溶液與K3Fe（CN）6溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀;CN-的電子式為:CN ： -。（3） 銅的外圍電子排布式為3d104s1,銘的外圍電子排布式為3d54s1,它們的最外層電子數(shù)相同。S -中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為一=4,孤電子對(duì)數(shù)為（6+2-4x2）?2=0,所以S -的立體構(gòu)型是 正四面體形，其中S原子的雜化軌道類型是 sp3雜化。（4）晶胞中含有Fe原子數(shù)為 -x8+-x12+-x6+1=8,含有Al原子數(shù)為4,因此化學(xué)式為Fe2Al（或 AlFe2）。設(shè)該晶胞的密度為p, 貝有 px3 3x -7cm）3=x（56x2+27）g，則Q p= gcm-3。4.答案（1）3d84s2（1分）Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時(shí),3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴?穩(wěn)定的3d4狀態(tài)，而Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+時(shí),3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充 滿狀態(tài)（2分）分子晶體（1分）N2（1分）（4）sp2、sp3雜化（2分）極性共價(jià)鍵、配位鍵（2分）9 ： 1（1分）（5）（1 分）（6）&V 形（1 分）BaTiO3（1 分） （2 分）解析（1）Ni是28號(hào)元素，基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式為3d84s2。（3）四羰基鎳Ni（CO）4的 熔、沸點(diǎn)較低，所以四羰基鎳的晶體類型是分子晶體;該物質(zhì)的配體是CO,與CO互為等電子 體的分子是N2。（4）血紅素鐵中C原子的雜化方式為sp2、sp3雜化。N與Fe之間存在的相 互作用力是極性共價(jià)鍵、配位鍵。甘氨酸分子中的共價(jià)單鍵是。鍵，一個(gè)雙鍵中有一個(gè)。鍵 和一個(gè)n鍵,故。鍵與n鍵的個(gè)數(shù)比為9 ： 1。（5）NiO與FeO形成的晶體都是離子晶體，構(gòu)成 離子晶體的離子半徑越小，電荷數(shù)越多，晶格能越大，熔點(diǎn)就越高,Ni2+的半徑小于Fe2+的半徑, 所以NiO的熔點(diǎn)大于FeO的熔點(diǎn)。（6）O元素與H元素形成的簡單化合物H2O的空間構(gòu) 型為V形。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知:一個(gè)晶胞中Ba2+個(gè)數(shù)為1,Ti4+個(gè)數(shù)為8x1/8=1,O2-個(gè)數(shù)為 12x1/4=3,所以該晶體的化學(xué)式為BaTiO3。由于晶胞為立方體,邊長為a cm,一個(gè)晶胞中含 有一個(gè)“BaTi 3”,若該晶體的密度為p g-cm-3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則根據(jù)晶體的密度p=，可得 a=。