1 . 2020年,智能材料已大量涌现,为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
(1)快离子导体是具有优良离子导电能力的固体电解质。反应的产物分子中形成配位键提供孤电子对的配位原子名称是______ 。
(2)第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。基态Ga原子价电子排布图为______ ,第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有______ 种。
(3)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于______ (周期,族,区),钛(Ti)的基态原子M能层中有______ 种空间运动状态的电子。
(4)镍能形成多种配合物,如正四面体形的和正方形的、正八面体形的等。下列说法正确的有______ (填标号)。
A.CO与互为等电子体,其中CO分子内键和键个数之比为1∶2
B.在形成配合物时,其配位数只能为4
C.沸点:,因为分子间范德华力更强
D.键角:,因为的成键电子对间的排斥力更大
E.极性:F―C>Cl―C,因此酸性
(5)一种四方结构()的超导化合物汞钡铜氧晶体的晶胞如图所示。则汞钡铜氧晶体的密度为______ (设为阿伏加德罗常数的值)。
(1)快离子导体是具有优良离子导电能力的固体电解质。反应的产物分子中形成配位键提供孤电子对的配位原子名称是
(2)第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。基态Ga原子价电子排布图为
(3)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于
(4)镍能形成多种配合物,如正四面体形的和正方形的、正八面体形的等。下列说法正确的有
A.CO与互为等电子体,其中CO分子内键和键个数之比为1∶2
B.在形成配合物时,其配位数只能为4
C.沸点:,因为分子间范德华力更强
D.键角:,因为的成键电子对间的排斥力更大
E.极性:F―C>Cl―C,因此酸性
(5)一种四方结构()的超导化合物汞钡铜氧晶体的晶胞如图所示。则汞钡铜氧晶体的密度为
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2 . 、、三种元素性质非常相似,称铁系元素。请回答下列问题。
(1)三种元素位于周期表中______ 区(填分区),基态原子的外围电子轨道表达式为______ 。
(2)成为阳离子首先失去______ 轨道电子;、的熔点是下列两个数值中的一个:1360℃、1565℃,1360℃是______ 的熔点,理由是______ 。
(3)常作净水剂和补铁剂,空间构型为______ ,与其互为等电子体的分子有______ (写一个)。
(4)的结构如图1所示(略去原子)(Y是乙二胺四乙酸,分子式为)。该图中四种元素第一电离能由大到小的顺序为______ (写元素符号),其中原子的杂化类型为______ 。该配合物中配位键有______ mol。(5)晶体为型结构(如图2)。其中可看成填充在由组成的正______ 面体空隙中,填充率为。将在空气中加热,部分被氧化为,成为,晶体仍保持电中性,则会出现晶体缺陷,填充率下降。现有晶胞的质量为。则分别填充、和未填充离子的空隙个数之比为______ 。
(1)三种元素位于周期表中
(2)成为阳离子首先失去
(3)常作净水剂和补铁剂,空间构型为
(4)的结构如图1所示(略去原子)(Y是乙二胺四乙酸,分子式为)。该图中四种元素第一电离能由大到小的顺序为
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解题方法
3 . 已知A、B、C、D、E、M是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;C元素原子的价层电子排布是nsnnp2n;D元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;E与D的最高能层数相同,但其价层电子数等于其电子层数。M是第四周期元素中未成对电子数最多的元素。
请用元素符号完成下列空白:
(1)B、C、D、E四种元素中,简单离子半径最小的离子符号是___________ 。
(2)BC的中心原子的价层电子对数为___________ ,VSEPR模型名称为___________ 。
(3)下表是A~M元素中某种元素的部分电离能,由此可判断该元素是___________ 。根据对角线规则,在短周期元素中,该元素的一些化学性质与元素___________ 的相似。
(4)某含M、Ca(钙)、O(氧)的化合物的立方晶胞如图所示。①M位于元素周期表的___________ 区,其基态原子的价层电子排布式为___________ 。
②该化合物的化学式是___________ 。
③Ca和M的最近距离为acm,晶体密度为ρg·cm-3。则阿伏加德罗常数(NA)为___________ mol-1(用代数式表示)。
请用元素符号完成下列空白:
(1)B、C、D、E四种元素中,简单离子半径最小的离子符号是
(2)BC的中心原子的价层电子对数为
(3)下表是A~M元素中某种元素的部分电离能,由此可判断该元素是
某种元素 | 电离能I(kJ·mol-1) | ||||
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
578 | 1817 | 2745 | 11575 | 14830 |
(4)某含M、Ca(钙)、O(氧)的化合物的立方晶胞如图所示。①M位于元素周期表的
②该化合物的化学式是
③Ca和M的最近距离为acm,晶体密度为ρg·cm-3。则阿伏加德罗常数(NA)为
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解题方法
4 . 2023年化学诺贝尔奖授予了三位研究量子点的科学家。量子点又称“人造原子”、“超原子”,是一种纳米级的半导体材料,在医疗,科技等多个领域有广泛的应用。
(1)聚多巴胺量子点具有广泛的光学吸收和荧光特性,可直接用于体内成像。多巴胺结构如下图所示。①基态氮原子的电子排布图为___________ ,其最高能层上有___________ 种运动状态不同的电子。
②多巴胺分子中碳原子的杂化方式为___________ ,1mol多巴胺中含有键的数目为___________ 。
③多巴胺易溶于水,原因是___________ 。
(2)聚多巴胺量子点还可以通过吸附金属离子如,,等用于核磁共振成像(MRI)。
①中含有,其阴离子空间构型为___________ 。
②Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能,原因是___________ 。
(3)CdS量子点是一种常见的量子点。某种CdS晶体的立方晶胞如下图所示。①晶胞中,的配位数为___________ 。
②若CdS晶体的密度为,则晶胞中和间的最短距离为___________ pm(列出计算式即可)。
(1)聚多巴胺量子点具有广泛的光学吸收和荧光特性,可直接用于体内成像。多巴胺结构如下图所示。①基态氮原子的电子排布图为
②多巴胺分子中碳原子的杂化方式为
③多巴胺易溶于水,原因是
(2)聚多巴胺量子点还可以通过吸附金属离子如,,等用于核磁共振成像(MRI)。
①中含有,其阴离子空间构型为
②Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能,原因是
(3)CdS量子点是一种常见的量子点。某种CdS晶体的立方晶胞如下图所示。①晶胞中,的配位数为
②若CdS晶体的密度为,则晶胞中和间的最短距离为
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5 . 乙醚是一种极易挥发的无色透明液体。乙醚长时间与空气接触时,逐渐生成过氧化乙醚()。、、可除去过氧化乙醚。回答下列问题:
(1)基态、O、的第一电离能按由大到小排序为___________ 。
(2)基态还原过氧化乙醚时失去的是___________ 轨道电子,从电负性角度判断中H的化合价为___________ 。中键的化学键类型为___________ ,中心原子的杂化轨道类型为___________ 。
(3)一个过氧化乙醚分子中,价层电子对数目为4的原子有___________ 个。过氧化乙醚分子中的键能如下:
造成键键能小于键键能的可能原因是___________ 。
(4)乙醚沸点35.6℃,丙酸()沸点为141℃,两者沸点差异较大的主要原因是___________ 。
(5)硫酸亚铁的正交晶胞参数为、、,,晶胞沿c轴、a轴的投影图见下,假设阿伏加德罗常数的值为。硫酸亚铁晶胞的摩尔质量为___________ ,晶体密度为___________ (列出算式)。
(1)基态、O、的第一电离能按由大到小排序为
(2)基态还原过氧化乙醚时失去的是
(3)一个过氧化乙醚分子中,价层电子对数目为4的原子有
单键 | |||||
键能/() | 346 | 411 | 358 | 207 | 459 |
(4)乙醚沸点35.6℃,丙酸()沸点为141℃,两者沸点差异较大的主要原因是
(5)硫酸亚铁的正交晶胞参数为、、,,晶胞沿c轴、a轴的投影图见下,假设阿伏加德罗常数的值为。硫酸亚铁晶胞的摩尔质量为
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6 . 钛由于其稳定的化学性质,良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱以及高强度、低密度等特性,被美誉为“未来钢铁”“战略金属”。
(1)基态原子的价层电子排布图为_______ 。
(2)区分晶态和非晶态最可靠的科学方法是_______ ,与光气反应可用于制取四氯化钛,的空间构型为_______ 。
(3)Ti的一种配合物丁二酮缩邻氨基酚钛,是高性能的聚烯烃催化剂,其结构如图。①组成配合物的第二周期元素中,第一电离能由大到小的顺序为______ ,其中碳原子的杂化方式为_______ 。
②该配合物中心离子是_______ ,0.5mol配合物中含键的数目为_______ 。
(4)某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如下图所示,其中A为正离子,另两种离子为和。①该物质化学式为_______ 。
②与紧邻等距的数为_______ 。
③晶胞中两个最近的之间的距离为a pm,晶胞的密度为_______ (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
(1)基态原子的价层电子排布图为
(2)区分晶态和非晶态最可靠的科学方法是
(3)Ti的一种配合物丁二酮缩邻氨基酚钛,是高性能的聚烯烃催化剂,其结构如图。①组成配合物的第二周期元素中,第一电离能由大到小的顺序为
②该配合物中心离子是
(4)某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导材料的结构如下图所示,其中A为正离子,另两种离子为和。①该物质化学式为
②与紧邻等距的数为
③晶胞中两个最近的之间的距离为a pm,晶胞的密度为
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7 . 材料的发展是电池性能优化的关键,根据相关电池材料回答下列问题:
(1)双(三氟甲基磺酰)亚胺锂()是电池电解液成分之一,涉及的非金属原子的第一电离能最大的是_______ 。以上C、N、Li元素的简单氢化物中,熔点最低的是_______ (填化学式),原因是_______ 。
(2)二甲亚砜()是电池电解液溶剂之一,分子中C、O、S的四个原子构成的空间构型为_______ (选填“平面三角形”或“三角锥形”)。二甲亚砜被誉为“万能溶剂”,能溶解大多数水溶性化合物和脂溶性化合物,是因为其结构中具有亲水的基团_______ (填基团结构简式,下同)和亲油的基团_______ 。
(3)一种新型锂离子电池正极复合材料,其晶胞结构如图所示(所有原子均位于晶胞的棱、顶点和内部),基态Co原子的价电子轨道表示式为_______ ;一个晶胞中含有_______ 个Co原子;该晶体密度为_______ g/cm3(用含a、b的式子表示)。
(1)双(三氟甲基磺酰)亚胺锂()是电池电解液成分之一,涉及的非金属原子的第一电离能最大的是
(2)二甲亚砜()是电池电解液溶剂之一,分子中C、O、S的四个原子构成的空间构型为
(3)一种新型锂离子电池正极复合材料,其晶胞结构如图所示(所有原子均位于晶胞的棱、顶点和内部),基态Co原子的价电子轨道表示式为
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8 . 镁可用作轻质合金,在航天器材与光学设备的生产制造方面有重要应用。回答下列问题:
(1)基态原子的核外电子有_______ 种空间运动状态,在元素周期表中,和均与相邻,这三种元素第一电离能由大到小的顺序是_______ 。
(2)可用于的冶炼:,基态的价电子排布图(轨道表示式)为_______ ,的熔点比(714)低,其原因是_______ 。
(3)大黄素的分子结构如图所示,其中碳原子的杂化轨道类型是_______ ,分子中至少有_______ 个原子共平面,一定条件下,大黄素分子中的_______ 原子能提供孤对电子与形成配位键。(4)由和三种元素组成的晶体,其立方晶胞如图,与的最小核间距大于与的最小核间距,与为整数,则在晶胞中的位置为_______ ,的配位数是_______ ,若晶胞参数为,则晶体密度_______ (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
(1)基态原子的核外电子有
(2)可用于的冶炼:,基态的价电子排布图(轨道表示式)为
(3)大黄素的分子结构如图所示,其中碳原子的杂化轨道类型是
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9 . 我国院士合成的冯氏手性双氮氧配体作为优势配体,结构高度可调,与主族金属、过渡金属和稀土金属等形成的配合物已催化众多不对称反应。下图为代表性冯氏配合物I、Ⅱ和Ⅲ。
(1)M若为与氮同主族的锑原子,其基态的价层电子轨道表示式为___________ 。
(2)冯氏配合物I中,M的配位原子有___________ 种,C原子的杂化方式为___________ ,的空间结构呈V形,原因是___________ 。
(3)冯氏配合物Ⅱ中,基态配位原子的第一电离能()由大到小的顺序是___________ 。冯氏配合物II、III中M分别代表和,则冯氏配合物II、I和氮气三者中,两个氮原子间键长最长的是___________ 。
(4)冯氏配合物中的沸点比高,原因是___________ 。
(5)近年来,科学家合成了一种含银的高温超导材料,其晶胞结构如图所示。该立方晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为。①晶体化学式为___________ 。
②晶体中与最近且距离相等的有___________ 个。
③该晶体的密度为___________ 。
代表 ~代表单键、双键或三键M代表金属原子或金属阳离子
回答下列问题:(1)M若为与氮同主族的锑原子,其基态的价层电子轨道表示式为
(2)冯氏配合物I中,M的配位原子有
(3)冯氏配合物Ⅱ中,基态配位原子的第一电离能()由大到小的顺序是
(4)冯氏配合物中的沸点比高,原因是
(5)近年来,科学家合成了一种含银的高温超导材料,其晶胞结构如图所示。该立方晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为。①晶体化学式为
②晶体中与最近且距离相等的有
③该晶体的密度为
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10 . 环戊二烯分子可与金属Na反应形成盐,该盐与反应生成最著名的夹心化合物——二茂铁。回答下列问题:
(1)基态H、C、Na、Cl、Fe原子中,未成对电子数最多的是(2)第一电离能,从原子结构角度解释
(3)已知阴离子中所有原子共平面,则其中C原子的杂化轨道类型是
(4)相比于吡咯(),环戊二烯在水中溶解度远小于吡咯,可能原因是
(5)二茂铁熔点173℃,100℃以上升华,沸点249℃,由此判断二茂铁的晶体类型为
(6)二茂铁隔绝空气受热分解为一种化学式为的铁碳合金,其立方晶胞结构如图所示。分析C原子旁最近的Fe原子有
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