【化学——选修3:物质结构与性质】
铁是最常见的金属材料。铁能形成 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等多种配合物。
(1)基态Fe3+的M层电子排布式为______________ ;
(2)尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是__________ 、__________ ;
(3)配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=__ 。 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________ (填晶体类型)。
(4)常温条件下,铁的晶体采用如图所示的堆积方式。则这种堆积模型的配位数为_______ ,如果铁的原子半径为a cm,阿伏加德常数的值为NA,则此种铁单质的密度表达式为_______ g/cm3。
铁是最常见的金属材料。铁能形成 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等多种配合物。
(1)基态Fe3+的M层电子排布式为
(2)尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是
(3)配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=
(4)常温条件下,铁的晶体采用如图所示的堆积方式。则这种堆积模型的配位数为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/11/1576246106251264/1576246106554368/STEM/ebc86caa60434e75bfa77d53dfbf55cb.png?resizew=168)
更新时间:2016-12-09 02:07:36
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【推荐1】蛋氨酸铬(III)配合物是一种治疗II型糖尿病的药物,其结构简式如图所示。回答下列相关问题:
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(1)基态Cr原子核外有_______ 种运动状态的电子,下列不同状态的Cr微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是_______ (填标号)。
A.[Ar]3d54s1 B.[Ar]3d5 C.[Ar]3d44s14p1 D.[Ar]3d54p1
(2)蛋氨酸铬(III)配合物的中心铬离子的配位数为_______ ;N的_______ 杂化轨道与Cr的空轨道形成配位键。
(3)哈勃−韦斯(Haber−Weiss)原理表明,某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是:其次外层未排满的d轨道可以存取电子,降低活化能,使分解反应容易发生。Cr3+_______ (填“能”或“不能”)催化双氧水分解。
(4)化学式为CrCl3·6H2O的化合物有三种结构,一种呈紫罗兰色,一种呈暗绿色,一种呈亮绿色。在三种化合物中,Cr3+的配位数均为6,将它们配制成等体积等物质的量浓度的溶液,分别加入足量AgNO3溶液,依次所得AgCl沉淀的物质的量之比为3:2:1,则呈亮绿色的配合物,其内界离子的化学式为_______ 。H2O分子与Cr3+形成配位键后H−O−H键角_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)氮化铬的晶体结构类型与氯化钠相似,其晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐标为_______ 。已知氮化铬的晶体密度为dg·cm−3,摩尔质量为M mol∙L−1,NA为阿伏加德罗常数,则晶胞参数为_______ cm(只要求列表达式,不必计算数值)。
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(1)基态Cr原子核外有
A.[Ar]3d54s1 B.[Ar]3d5 C.[Ar]3d44s14p1 D.[Ar]3d54p1
(2)蛋氨酸铬(III)配合物的中心铬离子的配位数为
(3)哈勃−韦斯(Haber−Weiss)原理表明,某些金属离子可以催化双氧水分解的原因是:其次外层未排满的d轨道可以存取电子,降低活化能,使分解反应容易发生。Cr3+
(4)化学式为CrCl3·6H2O的化合物有三种结构,一种呈紫罗兰色,一种呈暗绿色,一种呈亮绿色。在三种化合物中,Cr3+的配位数均为6,将它们配制成等体积等物质的量浓度的溶液,分别加入足量AgNO3溶液,依次所得AgCl沉淀的物质的量之比为3:2:1,则呈亮绿色的配合物,其内界离子的化学式为
(5)氮化铬的晶体结构类型与氯化钠相似,其晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐标为
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【推荐2】2020年12月17日我国月球探测器“嫦娥五号”成功携带月壤,返回地球。月壤主要由氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、铜(Cu)、镍(Ni)等多种元素组成。回答下列问题:
(1)
是“嫦娥五号”中用到的一种耐火材料,其熔点高、硬度大。工业上电解熔融
冶炼Al,
属于___________ 晶体,第一电离能Ⅰ1 (Mg)与Ⅰ1 (Al)的关系是Ⅰ1 (Mg)___________ Ⅰ1 (Al)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)
可与邻二氮菲(
)中N原子通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子,利用该反应可测定
浓度,基态
离子的价层电子排布式为___________ ,价层电子占据的原子轨道数为___________ ,邻二氮菲中N原子的杂化类型为___________ 。
(3)将金属铜投入氨水与
的混合溶液中,铜片溶解,溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式为___________ 。
(4)月壤中含有丰富的珍贵的
,中国科学家在2017年成功合成钠氦化合物,使这个最稳定的元素“脱单”。该化合物晶胞中
的排布如图所示,电子对(
)和
原子交替分布填充在小立方体的中心,晶胞中距
最近的He原子数目为___________ ,该化合物的化学式可表示为
,则x=___________ (用z表达),晶胞参数为a pm,该晶体密度为___________
(写出表达式)。
(1)
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(2)
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【推荐3】AgNO3是重要的化学试剂,常用于化学检验、医药和电子工业。回答下列问题:
(1)Ag与Cu为同族紧邻元素,二者基态原子的价电子排布相似,Ag在元素周期表中的位置为______ 。
(2)基态Ag+的价电子排布图为______ ;
的空间构型为______ 。
(3)由AgNO3制备的[Ag(NH3)2]OH可用于检验醛基。[Ag(NH3)2]OH中向中心原子提供孤电子对的原子为______ ;若分子式为C3H6O的有机物经检验含醛基,则其分子中碳原子的杂化方式为______ 。
(4)银晶体为面心立方堆积,下图中可以表示银的堆积方式的为______ (填标号);银晶胞的边长为apm,则银晶胞的密度为______ g∙cm-3(用含a、NA的计算式表示)。
(1)Ag与Cu为同族紧邻元素,二者基态原子的价电子排布相似,Ag在元素周期表中的位置为
(2)基态Ag+的价电子排布图为
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(3)由AgNO3制备的[Ag(NH3)2]OH可用于检验醛基。[Ag(NH3)2]OH中向中心原子提供孤电子对的原子为
(4)银晶体为面心立方堆积,下图中可以表示银的堆积方式的为
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(0.85)
【推荐1】C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用,请回答下列问题:
(1)Ge原子的核外电子排布式为_______ 。
(2)C、Si、Sn三种元素的单质中,能够形成金属晶体的是_______ 。
(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质。
①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式_______ ;
②SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式_______ 。
(1)Ge原子的核外电子排布式为
(2)C、Si、Sn三种元素的单质中,能够形成金属晶体的是
(3)按要求指出下列氧化物的空间构型、成键方式或性质。
①CO2分子的空间构型及碳氧之间的成键方式
②SiO2晶体的空间构型及硅氧之间的成键方式
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【推荐2】铝镍钴系永磁合金以铁,镍、铝元素为主要成分,还含有铜、钴、钛等元素.具有高剩磁和低温度系数,磁性稳定.现多用于仪表工业中制造磁电系仪表、流量计、微特电机,继电器等。
(1)铁、钴、镍元素性质非常相似,原子半径接近但依次减小,
的晶体结构类型与氯化钠相同.基态钴原子价电子轨道表示式为________ ,熔沸点:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da061d631f267f55733d07f8dea0ad94.png)
____
(填“<”“>”或“=”)。
(2)
俗称摩尔盐,相对于
而言,摩尔盐不易失水,不易被空气氧化,在化学分析实验中常用于配制
(Ⅱ)的标准溶液,硫酸亚铁铵晶体中亚铁离子稳定存在的原因是___________ 。
(3)氢能源发展的关键环节是新型储氢材料,氨硼烷
常温下以固体稳定存在,极易溶于水,是一种理想的新型储氢材料。
①氨硼烷分子中B原子采取_________ 杂化。
②氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力,极性键、________ 和________ 。
(4)立方氮化硼
晶体的晶胞结构如图1所示,N原子为面心立方最密堆积。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/21/2833994921779200/2834270404214784/STEM/4d0231b52c7b47d7ad39184345a175c5.png?resizew=263)
图2是立方氮化硼晶胞的俯视投影图.请在图中用“●”标明B原子的相对位置________ 。
(1)铁、钴、镍元素性质非常相似,原子半径接近但依次减小,
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da058aac0962431387cf5e06690578b4.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76aecd90dd0d740ce27e3122a74c2964.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ed6a25774100efad177375adb75d48b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af2aa4ca3dbdf24490f5d82b714fe5b4.png)
(3)氢能源发展的关键环节是新型储氢材料,氨硼烷
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff9fb146cb0f91d6a90b948b3c9d7100.png)
①氨硼烷分子中B原子采取
②氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力,极性键、
(4)立方氮化硼
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6e33823c34c133d9f48b180cf9907e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/21/2833994921779200/2834270404214784/STEM/4d0231b52c7b47d7ad39184345a175c5.png?resizew=263)
图2是立方氮化硼晶胞的俯视投影图.请在图中用“●”标明B原子的相对位置
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【推荐3】砷化镓(GaAs)是当前最重要、技术成熟度最高的半导体材料之一,我国“玉兔二号”月球车就是通过砷化镓太阳能电池提供能量。
(1)GaAs、GaN结构相似,晶体类型都为共价晶体,沸点GaAs___________ GaN(填“>”或“<”,下同),第一电离能Ga___________ As。
(2)成语“信口雌黄”中雌黄的分子式为As2S3,分子结构如图,As原子的杂化方式为___________ 。
(3)GaAs的晶胞结构如图,在GaAs晶体中,与As原子最近且等距离的As原子数为______ 。
(4)若砷化镓晶胞边长为apm,则Ga与最近As的核间距为___________ cm。
(1)GaAs、GaN结构相似,晶体类型都为共价晶体,沸点GaAs
(2)成语“信口雌黄”中雌黄的分子式为As2S3,分子结构如图,As原子的杂化方式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/2/f022272d-97d2-43d6-9e84-dd24556d9942.png?resizew=101)
(3)GaAs的晶胞结构如图,在GaAs晶体中,与As原子最近且等距离的As原子数为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/2/58227436-1052-4e47-9dff-ae6ef0cf1623.png?resizew=158)
(4)若砷化镓晶胞边长为apm,则Ga与最近As的核间距为
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【推荐1】图是金属钨晶体中的一个晶胞的结构示意图,它是一种体心立方结构。实验测得金属钨的密度为19.30 g·cm-3,钨的相对原子质量是183.9。假设金属钨原子为等径刚性球,试完成下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/25/7cf7f74c-842e-4e74-ab8b-81e3fb4a07c6.png?resizew=182)
(1)每一个晶胞中均摊到_______ 个钨原子。
(2)计算晶胞的边长a(写出计算过程)_______ 。
(3)计算钨的原子半径r_____ (提示:只有体对角线上的各个球才是彼此接触的)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/25/7cf7f74c-842e-4e74-ab8b-81e3fb4a07c6.png?resizew=182)
(1)每一个晶胞中均摊到
(2)计算晶胞的边长a(写出计算过程)
(3)计算钨的原子半径r
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【推荐2】完成下列小题
(1)①下列说法不正确的是_____ (填序号)。
A.因为二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d62ddb5341cb7ca91c9f6050b26f05a.png)
B.稳定性:
,水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键
C.
与CO为等电子体,结构相似
②复兴号高铁车体材质用到Mn、Co等元素。Mn的一种配合物化学式为[
],下列说法正确的是_____ (填字母标号)。
A.
与Mn原子配位时,提供孤电子对的是C原子
B.Mn原子的配位数为6
C.
中C原子的杂化类型为
、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d44f86dbf656505802193c21eb44bf4.png)
(2)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质,下列物质中,属于顺磁性物质的是_____(填标号)。
(3)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是_____ (填标号);第三电离能的变化图是_____ (填标号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/8/625c0a11-ce53-4d74-a67e-b65ded5c24b6.png?resizew=562)
(4)锰与镓同周期,
催化
分解:
,其反应机理如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/8/b3613ba7-374e-4133-9916-e46e713b62f1.png?resizew=281)
已知反应Ⅱ为:
,写出反应Ⅰ的热化学方程式_____ (焓变用
和
表示):。
(5)单层石墨被称为石墨烯。最近有研究发现Li原子可以以可逆的方式渗入两层石墨烯的层间并规则分布,这是一种潜在的蓄电池材料。如图中所示为一种可能的结构,锂原子以黑球表示,请在图中画出这种材料的一个晶胞(以Li原子顶点)_____ ,并指出该材料中锂原子与碳原子的数量之比![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d70e1c0f0c7527895bfd5dc203500a09.png)
_____ 。
(1)①下列说法不正确的是
A.因为二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大,所以沸点:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d62ddb5341cb7ca91c9f6050b26f05a.png)
B.稳定性:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a518e187da11add869ab6bb88f58f570.png)
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
②复兴号高铁车体材质用到Mn、Co等元素。Mn的一种配合物化学式为[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e13e849bac06d8a441e8b4d5872d6db7.png)
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/82119ab6eeeee62bfb85afd8303f491f.png)
B.Mn原子的配位数为6
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/82119ab6eeeee62bfb85afd8303f491f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e6a7f012ce92bb29997d4ff95f8ac64b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d44f86dbf656505802193c21eb44bf4.png)
(2)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质,下列物质中,属于顺磁性物质的是_____(填标号)。
A.![]() | B.![]() | C.![]() | D.![]() |
(3)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/8/625c0a11-ce53-4d74-a67e-b65ded5c24b6.png?resizew=562)
(4)锰与镓同周期,
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
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已知反应Ⅱ为:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
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(5)单层石墨被称为石墨烯。最近有研究发现Li原子可以以可逆的方式渗入两层石墨烯的层间并规则分布,这是一种潜在的蓄电池材料。如图中所示为一种可能的结构,锂原子以黑球表示,请在图中画出这种材料的一个晶胞(以Li原子顶点)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d70e1c0f0c7527895bfd5dc203500a09.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/8/c2d15491-0d18-4776-aaf3-543cfbac4645.png?resizew=302)
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解答题-结构与性质
|
较易
(0.85)
解题方法
【推荐3】钛的化合物在化工、医药、材料等领域具有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态Ti原子的未成对电子数是______ ,基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到 4p轨道上形成激发态,写出该激发态价层电子排布式______ 。
(2)钛卤化物的熔点和沸点如下表所示,TiCl4、TiBr4、TiI4 熔沸点依次升高的原因是______ ;TiF4熔点反常的原因是______ 。
Ti可形成配合物[Ti(urea)6](ClO4)3, urea表示尿素,其结构如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/6/74494d25-f27d-4861-9512-fec5d35134de.png?resizew=121)
(3)配合物中Ti化合价为______ 。
(4)尿素中C原子的杂化轨道类型为______ 。
(5) ClO
的立体构型为______ 。
(6)如图为具有较高催化活性材料金红石的晶胞结构,其化学式为______ 。
(1)基态Ti原子的未成对电子数是
(2)钛卤化物的熔点和沸点如下表所示,TiCl4、TiBr4、TiI4 熔沸点依次升高的原因是
TiF4 | TiCl4 | TiBr4 | TiI4 | |
熔点/℃ | 377 | -24 | 38 | 150 |
沸点/℃ | —— | 136 | 230 | 377 |
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(3)配合物中Ti化合价为
(4)尿素中C原子的杂化轨道类型为
(5) ClO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b17c2fb213830e0286d4ef048d2b8b85.png)
(6)如图为具有较高催化活性材料金红石的晶胞结构,其化学式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/6/a4a6bde8-de49-4771-955e-3f56e5d59f22.png?resizew=189)
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