青海高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-11原子分子晶体结构与性质(含解析)

青海高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-11原子分子晶体结构与性质(含解析)

青海高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-11原子,分子,晶体结构与性质
一、结构与性质
1.(2023·青海玉树·统考三模)据《科学》报道,中国科学家首次利用第V A族元素Bi实现超导体(Bi2Te3/NbSe2 )中分段费米面。回答下列问题:
(1)Bi与As位于同主族,基态As原子的价层电子排布式为 ,基态Se原子p能级上共有 个电子。
(2)第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的元素是 (填元素符号)。
(3)碲的化合物TeO2、TeO3、H2Te三种物质中, H2Te的中心原子杂化类型为 ,分子构型为V形的是 。
(4)四氟化铌(NbF4)的熔点为72 °C,它的晶体类型为 。
(5)CdSe是一种重要的半导体材料,其中一种晶体为闪锌矿型结构,晶胞结构如图所示,A点Se原子坐标为( , , ),B点Cd原子坐标为(1,0,0),则C点Se原子坐标为 ;已知晶胞参数为anm,则CdSe的密度为 g·cm-3(列出计算表达式, NA表示阿伏加德罗常数的值)。

2.(2023·青海西宁·统考一模)硫酸亚铁铵是一种蓝绿色的复盐,俗名为摩尔盐,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O。它在空气中稳定,是重要的化工原料,用途十分广泛。该物质隔绝空气加强热会发生分解,一种分解方式可表示为:(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O=2NH3↑+FeO+2SO3↑+7H2O↑。请回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子排布式为 ,s电子的电子云形状为 。
(2)摩尔盐中的组成元素N、O的电负性大小顺序是 。
(3)SO2、SO3、SO是三种常见含硫微粒。
①SO微粒的立体构型为 ,SO2中心原子的杂化方式为 。
②固态SO3能以无限长链形式存在,结构如图1所示。与硫原子形成化学键更长的是 (填“桥氧”或“端基氧”),理由是 。
(4)噻吩( )、吡咯( )都可与Fe3+形成配位化合物。在水中的溶解度噻吩 吡咯(填“<”、“>”或“=”),理由是 。
(5)氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似,如图2所示。
①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图2中原子1的坐标为(0,,),则原子2的坐标为 。
②Fe2+处于O2﹣围成的 空隙中。(填“正四面体”或“正八面体”)
③该晶体的密度为ρg cm﹣3,用N0表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞边长为 pm。
3.(2022·青海西宁·统考二模)氮化镓(CaN)、碳化硅(SiC)是第三代半导体材料。
(1)基态Ga原子的核外电子排布式为 。Ga、N和O的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)GaCl3的熔点为77.9℃,气体在270℃左右以二聚物存在,CaF3的熔点为1000℃;GaCl3的熔点低于GaF3的原因为 。
(3)GaCl3·xNH3(x=3,4,5,6)是一系列化合物,向含1molGaCl3·xNH3的溶液中加入足量AgNO3溶液,有难溶于稀硝酸的白色沉淀生成;过滤后,充分加热滤液,有4mol氨气逸出,且又有上述沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1:2。
①NH3的VSEPR模型名称为 。
②能准确表示GaCl3·xNH3结构的化学式为 。
(4)与镓同主族的硼(B)具有缺电子性,硼砂(四硼酸钠Na2B4O7·10H2O)中B4O是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应写成[B4O5(OH)4]2-的形式,结构如下图所示,则该离子中存在的作用力含有 (填序号),B原子的杂化方式为 。
A.离子键  B.极性键  C.氢键  D.范德华力  E.配位键
(5)氮化镓的晶胞如图所示,Ga原子与N原子半径分别为apm和bpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞密度为cg/cm3,则该晶胞的空间利用率为 (已知空间利用率为晶胞内原子体积占晶胞体积的百分比)。
4.(2022·青海西宁·统考二模)金属元素Cu、Mn、Co、Ni等在电池、储氢材料、催化剂等方面都有广泛应用。请回答下列问题:
(1)基态Cu原子中,核外电子占据最高能层的符号是 。
(2)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用表示,与之相反的用表示,即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ni原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(3)铜锰氧化物()能在常温下催化氧化甲醛(结构如图)生成甲酸。
① (填“>”、“=”或“<”)120°;从原子轨道重叠方式分类,分子中键的类型是 。
②气态时,测得甲酸的相对分子质量大于46,其原因可能是 。
(4)是有机催化剂,其溶液为天蓝色。
①使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子,其空间构型为平面正方形,则的杂化轨道类型为 (填标号)。
A. B.sp C. D.
②的空间构型为 ;分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则中的大π键应表示为 。
(5)Co晶体堆积方式为六方最密堆积,其晶胞结构如图所示,已知Co的原子半径为r,该晶胞的空间利用率为 (晶胞上占有的原子的体积与晶胞体积之比为晶胞的空间利用率,用含π的代数式表示)。
5.(2022·青海西宁·统考一模)铁、铬、锰、镍及化合物在生产生活中应用广泛。
(1)铁元素在元素周期表中位置为 。KSCN和K4[Fe(CN)6]常用于检验Fe3+,SCN-的立体构型为 。
(2)Ni原子基态原子价层电子排布式为 ,区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法为 。
(3)六羰基铬[Cr(CO)6]用于制造高纯度铬粉,它的沸点为220℃,Cr(CO)6的晶体类型为 ,Cr(CO)6中键和π键的个数之比 。
(4)P、S的第二电离能(I2)的大小关系为I2(P) I2(S),原因是 。β—MnSe的结构中Se为面心立方最密堆积,晶胞结构如图所示。
①β—MnSe中Mn的配位数为 。
②若该晶体的晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA。则距离最近的两个锰原子之间的距离为 pm。
6.(2021·青海西宁·统考三模)第四周期过渡元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题:
(1)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co3+的配位数是 ,配位体NH3的空间构型为 。
(2)NiO的晶体结构如图所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子的坐标参数为 。
(3)已知TiC在碳化物中硬度最大,工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO2制取TiC:TiO2+3C TiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为 ;根据所给信息,可知TiC是 晶体。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示。
离子 Sc3+ Cr3+ Fe2+ Zn2+
水合离子的颜色 无色 绿色 浅绿色 无色
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因: 。
(5)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。五氧化二钒的结构式为(),则该结构中σ键与π键个数之比为 。V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO与PO的空间构型相同,其中V原子的杂化方式为 。
7.(2021·青海西宁·统考一模)宋代《开宝本草》记载“取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”“铁华”是醋酸亚铁,其熔点约为195℃。回答:
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图为 ,铁所在的周期第一电离能由大到小的前三种元素是 (用元素符号表示)。
(2)醋酸亚铁中碳原子的杂化轨道类型有 ,该微粒中是否存在四面体结构 (填“存在”或“不存在”),其晶体类型最可能是 。
(3)盐水若洒在煤火上会产生黄色火焰,此过程中相应原子中电子跃迁方式为 。
(4)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。其分子中键和键的数目之比为 。CO的沸点高于N2的原因是 。
(5)铁氮化合物在磁记录材料领域有着广泛的应用前景,其中一种晶胞结构如下图所示,则一个该晶胞的质量为 g.若晶胞参数为d pm,N、Fe的原子半径分为、,则该晶胞中原子的空间利用率是 。(用表示阿伏加德罗常数的值,表示圆周率)
8.(2023·青海海东·统考三模)我国某科研工作者制备了一种高性能的钾离子电池负极材料(Bi-MOF),如图所示。回答下列问题:

(1)铋的原子序数为83,则基态铋原子的外围电子排布图为 ,能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为 形。
(2)Bi(NO3)3·5H2O中H2O的VSEPR模型为 形;的立体构型为 形,H2O的键角 (填“>”、“<”或“=”)的键角。
(3)C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为 ;BTC中C原子的杂化类型有 。
(4)该电池负极材料充电时,会形成钾铋合金(化学式为K3Bi),其晶胞结构如图,晶胞参数为anm、bnm、cnm,以晶胞参数为单位长度建立原子分数坐标,表示晶胞中的原子位置,若1号原子的坐标为(0,0,),3号原子的坐标为(1,0,)。

①2号原子的坐标为 。
②设NA为阿佛伽德罗常数的值,该晶体的密度为 g·cm-3。
9.(2022·青海·统考模拟预测)第IVA族元素及其化合物是结构化学研究的热点。几种晶体结构如图所示:
(1)基态锗(Ge)的核外电子排布式为 。
(2)上述四种晶体中,熔点最低的是 (填名称),金刚石中碳原子之间含有的作用力是 (填“σ键”、“π键”或“σ键和π键”)。
(3)在碳的氢化物中,既含σ键,又含π键的分子有许多,其中含σ键与π键数目之比为3:2的分子的结构简式为 (写一种)。
(4)硅晶体结构类似于金刚石(如图甲),则1 mol硅晶体中含 mol共价键,在干冰(如图乙)晶体中,与二氧化碳分子最近的二氧化碳分子的数目为 。
(5)设NA为阿伏加德罗常数的值,已知干冰的晶胞参数为a pm,则干冰的密度为 (用含a和NA的代数式表示)。
10.(2021·青海海东·统考一模)和都是常见的氧化剂。
(1)的基态原子的核外电子排布式为 ,的基态原子核外电子有 种运动状态。
(2)是石油化工中重要的催化剂之一,可催化异丙苯裂化生成苯和丙烯。丙烯分子中含有键与键数目之比为 ,丙烯分子中碳原子的杂化轨道类型为 。
(3)H、O、三种元素的电负性按由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(4)是一种弱酸,其结构式为 。
(5)的氧化物有多种,其中五氧化铬,常温下为蓝色结晶,化学式为,也可写成,则其中过氧键的数目为 。
(6)的某种氧化物晶体的晶胞结构如图所示,其化学式为 .设阿伏加德罗常数的值为,则该晶体的密度为 。
11.(2021·青海海东·统考二模)硒化物(如KCu4Se8)可用于太阳能电池、光传感器、热电发电与制冷等。回答下列问题:
(1)基态Se原子核外电子排布式为[Ar] 。
(2)K与Cu位于同周期,金属钾的熔点比铜的低,这是因为 。
(3)O、S、Se均位于元素周期表第VIA族,它们的氢化物H2O、H2S、H2Se分子的键角从大到小顺序为 。
(4)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4中,阴离子的空间构型为 ,配合离子中与Cu(Ⅱ)形成配位键的原子是 ,配体中碳原子的杂化方式是 。
(5)TMTSF( )中共价键的类型是 ,每个分子中含 个σ键。
(6)Cu、Sb、Se组成的热电材料,其晶胞结构如图所示,a=b=566pm,c=1128pm,该晶体的密度为 (列出计算表达式)g·cm-3。
参考答案:
1.(1) 4s24p3 16
(2)Be、C、O
(3) sp3 TeO2、H2Te
(4)分子晶体
(5) (,,)
【详解】(1)As为第四周期第ⅤA族元素,基态As原子的价层电子排布式为4s24p3,Se为第四周期第ⅥA族元素,基态Se原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p4,故基态Se原子p能级上共有16个电子;
(2)同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大;Be原子价电子为2s2全满稳定状态,电离能大于B;N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的元素是Be、C、O;
(3)H2Te的分子中中心Te原子价层电子对数为2+=4,Te原子采用sp3杂化,且含有2对孤电子对,所以H2Te分子是V形分子;TeO2中Te为sp2杂化且存在1对孤电子对,为V形结构;TeO3中Te为sp2杂化且无孤电子对,为平面三角形;故分子构型为V形的是TeO2、H2Te;
(4)四氟化铌(NbF4)的熔点为72 °C,熔点较低,它的晶体类型为分子晶体;
(5)A点Se原子坐标为(, , ),B点Cd原子坐标为(1,0,0), C点Se原子在x、y、z轴上的投影分别为、、,坐标为(,,);已知晶胞参数为anm,根据“均摊法”,晶胞中含个Cd、4个Se,则晶体密度为。
2.(1) 3d64s2 球形
(2)O>N
(3) 三角锥形 sp2 桥氧 端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大
(4) < 吡咯能与水分子之间形成氢键,而噻吩不能
(5) (0,0,) 正八面体 ×1010
【详解】(1)铁的原子序数为26,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2),所以其价电子排布式为:3d64s2,s电子的电子云形状为球形,
故答案为:3d64s2;球形;
(2)元素周期表从下往上,从左往右,得电子能力越来越强,电负性越来越强,故电负性O>N,
故答案为:O>N;
(3)①SO中S原子价层电子对个数为3+(a﹣xb)=3+(6+2﹣2×3)=3+1=4,且含有1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为三角锥形,在SO2中中心S原子的价层电子对数=2+=3,所以S的杂化方式为sp2,
故答案为:三角锥形;sp2;
②端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大,所以桥氧化学键键长更长;
故答案为:桥氧;端基氧与硫原子形成双键,桥氧为硫氧单键,硫氧单键键长比硫氧双键大;
(4)吡咯能与水分子之间形成氢键,而噻吩不能,故噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,故水溶性噻吩<吡咯,
故答案为:<;吡咯能与水分子之间形成氢键,而噻吩不能;
(5)①分析可知,氧化亚铁的一种晶胞与氯化钠晶胞类似,依据原子1的坐标可知原子2的坐标为(0,0,),
故答案为:(0,0,);
②氯化钠型晶胞中,分析可知,Fe2+处于O2﹣围成的正八面体空隙中,
故答案为:正八面体;
③设晶胞边长为apm,晶胞质量中含有Fe2+数目为1+12×=4,O2﹣数目为8×+3=4,故晶胞质量为g,晶胞体积为(a×10-10)cm3,依据ρ=可知,a==×1010pm,
故答案为:×1010。。
3.(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p1 Ga<O<N
(2)氟化镓是离子晶体,氯化镓是分子晶体,离子晶体的沸点远远大于分子晶体。
(3) 四面体结构 [Ga(NH3)4Cl2]Cl
(4) BE sp3和sp2
(5)
【详解】(1)镓元素是31号元素,故其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1;
Ga是金属元素,其第一电离能最小,氮元素的电子排布式:1s22s22p3,2p能级为半充满,较稳定,所以第一电离能O<N,故Ga、N和O的第一电离能由小到大的顺序为Ga<O<N;
(2)氟化镓是离子晶体,氯化镓是分子晶体,离子晶体的沸点远远大于分子晶体。
(3)中心原子N的价层电子对数为=4,故NH3的VSEPR模型名称为四面体结构;加入足量AgNO3溶液,有沉淀生成,说明有氯离子;过滤后,充分加热滤液,使配位键断裂,产生NH3和Cl-,有氨气逸出,Cl-与Ag+生成沉淀,两次沉淀的物质的量之比为1:2,则有配位键的Cl-与没有配位键的Cl-的个数比为2:1,Ga3+配位数为6,则该溶液中溶质的化学式为[Ga(NH3)4Cl2]Cl;
(4)由[B4O3(OH)4]2-的结构可知,上下两个B原子周围有四个化学键,但是B原子最外层只有三个电子,可以与三个氧原子共用,多余的一个化学键是硼原子提供空轨道,氧原子提供孤电子对形成的配位键,故上下两个硼原子为sp3杂化;左右两个硼原子周围有三个化学键,均为极性共价单键,故左右两个硼原子为sp2杂化;故答案为BE;sp3和sp2;
(5)由图可知,晶胞的8个顶点有8个镓原子,其中有1个镓原子全部属于该晶胞,故该晶胞拥有的所有镓原子个数为,晶胞的4个棱柱有4个氮原子,其中1个氮原子全部属于该晶胞,故该晶胞拥有的所有氮原子个数为,。
4.(1)N
(2)-1或+1
(3) < 两个甲酸分子间可以通过氢键形成二聚体
(4) A 平面三角形
(5)
【详解】(1)铜为第四周期元素,核外电子占据最高能层的符号是N;
(2)基态Ni原子,其价电子轨道表示式为 ,自旋磁量子数的代数和为-1或+1;
(3)①双键的排斥作用大于单键的排斥作用,<120°;从原子轨道重叠方式分类,甲醛分子中键是H原子的s轨道和C原子sp2杂化轨道形成的共价键,类型是;
②两个甲酸分子间可以通过氢键形成二聚体,所以气态时,测得甲酸的相对分子质量大于46;
(4)①使溶液呈现天蓝色的四水合铜离子,其空间构型为平面正方形,则与4个H2O分子形成4个配位键,所以有4个杂化轨道,杂化空间构型为四面体,四水合铜离子,其空间构型为平面正方形,所以杂化轨道类型是,选A;
②中N原子杂化轨道数为,无孤电子对,空间构型为平面三角形; 中N原子有2个未参与杂化的p电子、O原子各有1个未成对的p电子、硝酸根从外获得1个电子,所以大π键应表示为;
(5)Co晶体堆积方式为六方最密堆积,Co的原子半径为r,1个晶胞含有Co原子数是;晶胞的边长为2r,高为,晶胞的体积为,则该晶胞的空间利用率为。
5.(1) 第4周期第VIII族 直线形
(2) 3d84s2 X-射线衍射实验
(3) 分子晶体 1:1
(4) < S+的价电子排布式为:3s23p3,属于半满结构,能量低,稳定,难失去电子 4 a
【详解】(1)已知Fe是26号元素,则26-18=8,其位于周期表第4横行第8纵列,故铁元素在元素周期表中位置为第4周期第VIII族,KSCN和K4[Fe(CN)6]常用于检验Fe3+,根据等电子体原理可知,SCN-与CO2互为等电子体,则其立体构型与CO2的立体构型相同为直线形,故答案为:第4周期第VIII族;直线形;
(2)已知Ni是28号元素,则Ni原子基态原子价层电子排布式为3d84s2,区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法为对固体进行X-射线衍射实验,晶体在衍射记录仪上看到分立的斑点或者谱线,故答案为:3d84s2;X-射线衍射实验;
(3)由题干信息,六羰基铬[Cr(CO)6]用于制造高纯度铬粉,它的沸点为220℃,其沸点较低,且Cr与CO通过配位键形成分子,再通过分子间作用力形成分子晶体,则Cr(CO)6的晶体类型为分子晶体,已知Cr(CO)6中含有6个配位键,每个配体CO中含有碳氧三键,根据单键均为键,双键是1个键和1个π键,三键为1个键和2个π键,故Cr(CO)6中键和π键的个数之比(6+6):6×2=1:1,故答案为:分子晶体;1:1;
(4)P+的价电子排布式为3s23p2,S+的价电子排布式为:3s23p3,属于半满结构,能量低,稳定,难失去电子,所以I2(p)<I2(s),故答案为:<;S+的价电子排布式为:3s23p3,属于半满结构,能量低,稳定,难失去电子;
①Mn的配位数是指晶胞中离锰最近的且距离相等的Se,由题干晶胞图示可知,Mn与周围的4个Se形成正四面体结构,类似于CH4的结构,则β—MnSe中Mn的配位数为4,故答案为:4;
②如图,两个锰原子之间最短的距离为面对角线的一半,即为a pm,故答案为: a pm。
6. 6 三角锥形 (1,,) O>C>Ti 原子 3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态) 3:2 sp3
【详解】(1)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,配体有1个N 离子,5个氨分子,Co3+的配位数是1+5=6,氨分子中心原子N是sp3杂化,有一对孤电子对,配位体NH3的空间构型为三角锥形。故答案为:6;三角锥形;
(2)NiO的晶体结构如图,离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子的坐标参数为(1,,)。故答案为:(1,,);
(3)周期表中同主族从上到下,同周期从右到左,元素的金属性增强,电负性增大,O>C,TiC中Ti显正价,碳显负价,该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为O>C>Ti;根据所给信息,TiC在碳化物中硬度最大,可知TiC是原子晶体。故答案为:O>C>Ti;原子;
(4)Sc3+的外围电子排布式为[Ar]3d0,Cr3+的外围电子排布式为[Ar]3d3,Fe3+电子排布式为[Ar]3d6,Zn2+的外围电子排布式为[Ar]3d10,对比四种离子的外围电子排布式可知,其水合离子的颜色与3d轨道上的单电子有关,由于Sc3+3d轨道全空,Zn2+的3d轨道全满,所以二者无色,根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态)。故答案为:3d轨道上没有未成对电子(或3d轨道全空或全满状态);
(5)五氧化二钒的结构式为(),则该结构中σ键与π键个数之比为6:4=3:2。V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO与PO的空间构型相同,VO原子价层电子对数为4+=4,其中V原子的杂化方式为sp3。故答案为:3:2;sp3。
7. Kr>Br>As sp3、sp2 存在 分子晶体 由激发态跃迁到基态(或由较高能量的轨道跃迁到较低能量的轨道) 1:1 二者相对分子质量相同,CO为极性分子,N2为非极性分子,CO的分子间作用力大于N2的(即相对分子质量相同,组成和结构相似,极性越强,分子间作用力越大,沸点越高。)
【详解】(1)Fe是26号元素,根据构造原理可知基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,则其价层电子的电子排布式是3d64s2,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,则其基态价电子排布图为;
Fe位于第四周期第VIII族,一般情况下同一周期元素的原子序数越大,其第一电离能就越大,当元素处于第IIA、第VA时,其第一电离能大于同一周期相邻元素,故铁所在的周期第一电离能由大到小的前三种元素是Kr>Br>As;
(2)Fe(CH3COO)2中甲基C形成4个σ键,为sp3杂化;羰基C形成了碳、氧双键,为sp2杂化;故Fe(CH3COO)2中C原子杂化类型为sp3、sp2杂化;
由于其中含有CH3—,与该C原子连接的4个原子构成的是四面体结构,故该微粒中是否存在四面体结构;醋酸亚铁的熔点约为195℃,相对来说比较低,因此其晶体类型可能是分子晶体;
(3)盐水若洒在煤火上会产生黄色火焰,这是由于NaCl中的Na+在灼烧时,电子由能量低基态跃迁到能量高的激发态,电子处于高能量状态不稳定,会再回到能量比较低的基态,多余的能量以光的形式释放出来,即此过程中相应原子中电子跃迁方式为由激发态跃迁到基态(或由较高能量的轨道跃迁到较低能量的轨道);
(4)Fe(CO)5为络合物,Fe与5个CO形成配位键,配位键属于σ键;在配位体CO分子中含有1个键和2个键,则Fe(CO)5分子中键和键的数目之比为(5+5):(2×5)=1:1;
CO、N2为等电子体,CO的沸点高于N2是由于二者相对分子质量相同,CO为极性分子,N2为非极性分子,CO的分子间作用力大于N2的(即相对分子质量相同,组成和结构相似,极性越强,分子间作用力越大,沸点越高);
(5)在一个晶胞含有的Fe原子数目为:;含有的N原子数为:1个,则晶胞质量为m=;
晶胞体积为V(晶胞)=(d×pm)3= d3pm3;在一个晶胞中含有的4个Fe原子和1个N原子的体积为V(Fe)总+V(N)=(),故该晶胞中原子空间利用率是。
8.(1) 哑铃或纺锤
(2) 四面体 平面三角 <
(3) C(4) (1,1,)
【详解】(1)铋元素的原子序数为83,则其基态原子的外围电子排布式为6s26p3,外围电子排布图为 ,能量最高的电子所占据的原子轨道电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形的6p轨道,故答案为: ;哑铃或纺锤;
(2)水分子中氧原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为2,氧原子的杂化方式为sp3杂化,分子的VSEPR模型为四面体形、空间结构为V形,键角小于109°28′;硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,氮原子的杂化方式为sp2杂化,离子的空间结构为平面正三角形,键角为120°,则水分子的键角小于硝酸根离子,故答案为:四面体形;平面三角形;<;
(3)同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;由结构简式可知,BTC中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,故答案为:N>O>C;sp2、sp3;
(4)①由位于棱上的1号原子和3号原子的坐标分别为(0,0,)、(1,0,)可知,晶胞的边长为1,则位于棱上的2号原子的坐标为(1,1,),故答案为:(1,1,);
②由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的铋原子个数为2,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=10—21abcd,解得d=,故答案为:。
9. 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 干冰 σ键 2 12
【详解】(1)Ge元素位于第四周期IVA族,价电子排布式为4s24p2,根据构造原理可知基态锗(Ge)的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2。
(2)金刚石为原子晶体,干冰、足球烯为分子晶体,石墨为混合晶体,一般情况下熔点:原子晶体>分子晶体,干冰的相对分子质量小于足球烯,分子间作用力:足球烯>干冰,因此上述四种晶体中,熔点最低的是干冰;金刚石中碳原子之间全部是单键,原子之间作用力为σ键,故答案为:干冰;σ键。
(3)在碳的氢化物中,C原子与H原子之间为σ键,C原子与C原子之间若为单键,则共价键作用力为σ键,若为双键,则1个双键中含有1个σ键和1个π键,若为三键,则1个三键中含有1个σ键和2个π键,因此含σ键与π键数目之比为3:2的分子有。
(4)硅晶体中1个Si原子形成4个Si-Si键,每个Si原子对Si-Si键的贡献为50%,因此1 mol硅晶体中含4×0.5mol=2mol共价键;以干冰晶体右侧面心的CO2分子为例,该CO2分子与相邻顶点和相邻面心上的CO2分子距离最近且等距,一共有12个CO2分子,故答案为:2;12。
(5)1个干冰晶胞中含有CO2分子数为=4,因此1个晶胞的质量为g,1个晶胞的体积为(a×10-10cm)3,则干冰的密度为=。
10. 或 24 8∶1 、 2
【详解】(1)是24号元素,其基态原子的核外电子排布式为或;Cr是24号元素,每一个电子都有一种运动状态,故的基态原子核外电子有24种运动状态;
(2)分子中含有的键数目为8,双键中有1个键和1个键,键数为1,丙烯分子中键与键数目之比为8∶1;丙烯分子中的双键碳杂化轨道类型为,单键碳杂化轨道类型为;
(3)同一周期从左到右,电负性逐渐增大,同一主族从上到下,电负性逐渐减小,故H、O、三种元素的电负性按由大到小的顺序为:;
(4)氯原子最外层7个电子,只能结合一个电子,形成一个化学键,所以不可能形成2个键,氧原子最外层有6个电子,可形成2个键,故的结构式为:;
(5)中的数目为2,则过氧键的数目为2;
(6)根据晶胞结构可判断每个原子周围最近的O原子数目为6,根据均摊法可得出该晶体的化学式为,晶胞体积为,则该晶体的密度为。
11. 3d104s24P4 钾的原子半径比铜大,价电子数比铜少,钾的金属键比铜弱 H2O>H2S>H2Se 正四面体 N sp和sp3 σ键和π键 27
【详解】(1)Se原子核外有34个电子,根据能量最低原理,基态Se原子核外电子排布式为[Ar] 3d104s24P4;
(2)K与Cu位于同周期,金属钾的熔点比铜的低,这是因为钾的原子半径比铜大,价电子数比铜少,钾的金属键比铜弱;
(3)O、S、Se电负性逐渐减小、原子半径逐渐增大,它们的氢化物H2O、H2S、H2Se中共用电子对离中心原子的距离逐渐增大,成键电子对的排斥作用减弱,键角依次减小,分子的键角从大到小顺序为H2O>H2S>H2Se;
(4)配合物[Cu(CH3CN)4]BF4,阴离子BF中B原子价电子对数是,无孤电子对,所以空间构型为正四面体,N原子含有孤电子对,配合离子中与Cu(Ⅱ)形成配位键的原子是N原子,配体含有单键碳、叁键碳,碳原子的杂化方式是sp和sp3;
(5)单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,TMTSF( )中共价键的类型是σ键和π键,每个分子中含27个σ键。
(6)根据均摊法,1个晶胞含有Cu原子数是 、Se原子数8、Sb原子数, a=b=556pm,c=1128pm,晶胞的体积是,该晶体的密度为g·cm-3。
试卷第1页,共3页
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