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解题方法
1 . 氮族元素可以形成多种多样的化合物,回答下列问题:
(1)基态As原子的价电子的轨道表示式是______ 。
(2)叠氮酸(HN3)常用于引爆剂,可用联氨()制取。比较联氨与双氧水分子中键角大小:______ (填“>”、“=”或“<”,下同)。叠氮酸结构如图所示:,为杂化,已知参与形成π键的电子越多,键长越短,则键长;①______ ②。
(3)乙胺()和2-羟基乙胺()都可用于染料的合成,乙胺碱性更强,原因是______ 。
(4)磷酸一氢盐受热易脱水聚合,生成环状的偏磷酸根。环状三偏磷酸根的结构如图所示,则由n个磷氧四面体连接形成的环状偏磷酸根的通式是______ 。
(5)砷与金属钠、铁、铜可形成一种绝缘体材料,其晶胞结构图钠原子沿z轴投影如图所示,已知m原子的分数坐标为,晶胞参数为,。铜周围距离最近的砷原子的个数是______ ,n原子的分数坐标是______ ,若阿伏加德罗常数值为,该晶体密度是______ (用含的代数式表示)。
(1)基态As原子的价电子的轨道表示式是
(2)叠氮酸(HN3)常用于引爆剂,可用联氨()制取。比较联氨与双氧水分子中键角大小:
(3)乙胺()和2-羟基乙胺()都可用于染料的合成,乙胺碱性更强,原因是
(4)磷酸一氢盐受热易脱水聚合,生成环状的偏磷酸根。环状三偏磷酸根的结构如图所示,则由n个磷氧四面体连接形成的环状偏磷酸根的通式是
(5)砷与金属钠、铁、铜可形成一种绝缘体材料,其晶胞结构图钠原子沿z轴投影如图所示,已知m原子的分数坐标为,晶胞参数为,。铜周围距离最近的砷原子的个数是
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2 . 配合物和超分子广泛应用于新材料合成、物质的鉴别和分离。如丁二酮肟(如图1)可用于鉴别 Ni2+,嘧啶衍生物(如图2)是形成高韧性超分子的单体,冠醚(如图3)是皇冠状分子,可有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子。回答下列问题:
(1)基态 Ni2+核外未成对电子的数目为______ 。
(2)丁二酮肟与 Ni²⁺生成血红色配合物的结构为,相同压强下,该配合物的沸点低于干二酮肟的原因为_______ 。
(3)Ni在一定条件下可与CO形成 Ni(CO)x,分子中每个Ni原子的价电子数及其周围CO提供的成键电子数之和为18,则x=_______ 。
(4)图2所示分子所含元素电负性由小到大的顺序为______ 。
(5)冠醚是状如皇冠的一类醚,分子中存在空穴,图3中甲、乙两种冠醚可分别识别 Na+、K+,其主要原因为________ ;乙的名称为______ 。
(6)金属Ni的立方晶胞结构如图4所示,则Ni的空间利用率为________ (用含π的代式表示)。
(1)基态 Ni2+核外未成对电子的数目为
(2)丁二酮肟与 Ni²⁺生成血红色配合物的结构为,相同压强下,该配合物的沸点低于干二酮肟的原因为
(3)Ni在一定条件下可与CO形成 Ni(CO)x,分子中每个Ni原子的价电子数及其周围CO提供的成键电子数之和为18,则x=
(4)图2所示分子所含元素电负性由小到大的顺序为
(5)冠醚是状如皇冠的一类醚,分子中存在空穴,图3中甲、乙两种冠醚可分别识别 Na+、K+,其主要原因为
(6)金属Ni的立方晶胞结构如图4所示,则Ni的空间利用率为
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3 . 铁元素在人体健康和新材料研发中有重要的应用。
I.在血液中,以为中心的配位化合物铁卟啉是血红蛋白的重要组成部分,可用于输送,下图为载氧后的血红蛋白分子示意图:(1)基态Fe的价电子轨道表示式为_________ 。
(2)载氧时,血红蛋白分子中脱去配位的并与配位;若人体吸入CO,则CO占据配位点,血红蛋白失去携氧功能。由此推测,与配位能力最强的是_________ (填字母)。
a. b. c.CO
(3)一种最简单的卟啉环结构如图:①该卟啉分子中,1号位N的杂化方式为_________ 。
②比较C和N的电负性大小,并从原子结构角度说明理由:_________ 。
③该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱,原因是_________ 。
Ⅱ.可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞,其边长为a pm。已知:,阿伏加德罗常数的值为。
(4)该晶体的密度是_________ 。
(5)距离F最近的Cs的个数为_________ 。
I.在血液中,以为中心的配位化合物铁卟啉是血红蛋白的重要组成部分,可用于输送,下图为载氧后的血红蛋白分子示意图:(1)基态Fe的价电子轨道表示式为
(2)载氧时,血红蛋白分子中脱去配位的并与配位;若人体吸入CO,则CO占据配位点,血红蛋白失去携氧功能。由此推测,与配位能力最强的是
a. b. c.CO
(3)一种最简单的卟啉环结构如图:①该卟啉分子中,1号位N的杂化方式为
②比较C和N的电负性大小,并从原子结构角度说明理由:
③该卟啉分子在酸性环境中配位能力会减弱,原因是
Ⅱ.可用于制备优良铁磁体材料。下图是一种铁磁体化合物的立方晶胞,其边长为a pm。已知:,阿伏加德罗常数的值为。
(4)该晶体的密度是
(5)距离F最近的Cs的个数为
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4 . Fe、Co、Ni、Cu均为第四周期元素,它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)基态Fe原子的核外电子中,两种自旋状态的电子数之比为___________ 。在空气中FeO稳定性小于,从电子排布的角度分析,其主要原因是___________ 。
(2)可形成,其中en代表。该化合物分子中,VSEPR模型为四面体的非金属原子共有___________ 个;C、N、B的电负性由小到大的顺序为___________ 。
(3)基态的核外电子排布式为___________ ;常温下为无色液体,写出两种与CO互为等电子体离子的化学式___________ 、___________ 。
(4)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则四面体空隙的占有率为___________ ;该晶体的化学式为___________ 。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,称为原子的分数坐标,如A点、B点原子的分数坐标分别为、,则c点原子的分数坐标为___________ ;晶胞中C、D间距离d=___________ pm。
(1)基态Fe原子的核外电子中,两种自旋状态的电子数之比为
(2)可形成,其中en代表。该化合物分子中,VSEPR模型为四面体的非金属原子共有
(3)基态的核外电子排布式为
(4)一种由Cu、In、Te组成的晶体属四方晶系,晶胞参数如图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则四面体空隙的占有率为
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5 . 大麻二酚(CBD)具有降血糖、抗肿瘤、抗焦虑等多种生物活性。以下是CBD在医药工业上的一种合成路线,回答下列问题。(1)CBD中所含元素的电负性由大到小的顺序为___________ 。
(2)B的结构为,其化学名称是___________ ;D中含氧官能团的名称是___________ 。
(3)写出由E生成G的化学方程式___________ ,该反应类型为___________ 。
(4)已知X和A具有不同的官能团,其相对分子质量比A小14,同时满足如下条件的X的同分异构体Y共有___________ 种。(不考虑立体异构)
①1molY能与2mol[Ag(NH3)2]OH反应;②含有六元碳环。
满足上述条件的同分异构体中,只含有一个手性碳原子的Z是___________ (写出结构简式)。
(5)已知:R-CNR-COOH.设计以Z与HCN为原料合成的路线(用流程图表示,其他无机试剂自选):___________ 。
(2)B的结构为,其化学名称是
(3)写出由E生成G的化学方程式
(4)已知X和A具有不同的官能团,其相对分子质量比A小14,同时满足如下条件的X的同分异构体Y共有
①1molY能与2mol[Ag(NH3)2]OH反应;②含有六元碳环。
满足上述条件的同分异构体中,只含有一个手性碳原子的Z是
(5)已知:R-CNR-COOH.设计以Z与HCN为原料合成的路线(用流程图表示,其他无机试剂自选):
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6 . 褪黑素是迄今发现的最强的内源性自由基清除剂。褪黑素的基本功能就是参与抗氧化系统,防止细胞产生氧化损伤,在这方面,它的功效超过了已知的所有体内物质。某研究小组以乙炔为原料,设计合成褪黑素,合成路线如下(部分反应条件已省略):
已知:无水乙酸钠在碱石灰作用下发生反应:
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型为___________ ,C中含氧官能团的名称为___________ ,C分子是否为手性分子:___________ (填“是”或“否”)。
(2)已知:,通常用酯基和氨基生成酰胺基,不用羧基和氨基直接反应,结合成键元素间电负性差值大小 解释原因___________ 。
(3)E→F过程中,反应i的化学方程式为:___________ 。
(4)J的结构简式为___________ ,其中氮原子的杂化轨道类型为___________ 。
(5)写出符合下列条件的H的一种同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式___________ 。
i.含有3个六元环,其中1个是苯环;
ii.含有结构,不含键;
iii.含有4种不同化学环境的氢原子。
(6)综合上述信息并结合所学知识,在下图方框中填写合适的物质(写结构简式)。①________ ;②_________ ;③___________ 。
已知:无水乙酸钠在碱石灰作用下发生反应:
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型为
(2)已知:,通常用酯基和氨基生成酰胺基,不用羧基和氨基直接反应,结合成键元素间
元素 | H | C | O |
电负性 | 2.1 | 2.5 | 3.5 |
(3)E→F过程中,反应i的化学方程式为:
(4)J的结构简式为
(5)写出符合下列条件的H的一种同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式
i.含有3个六元环,其中1个是苯环;
ii.含有结构,不含键;
iii.含有4种不同化学环境的氢原子。
(6)综合上述信息并结合所学知识,在下图方框中填写合适的物质(写结构简式)。①
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7 . 含硼物质在生产生活中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)基态硼原子的价电子轨道表示式是___________ ,最高能量的原子轨道的空间形状是___________ 。
(2)BN可以水解成硼酸(H3BO3)和NH3,B、N、O中,第一电离能最大的元素是___________ 。人工合成的一种BN晶体硬度已超过金刚石,是一种超硬材料,常用作刀具材料和磨料。可预测该BN晶体属于___________ 晶体。用___________ 法可以测得该晶体的结构,其中B的化合价为___________ ,请解释原因:___________ 。
(3)N-甲基咪唑的结构为,它的某种衍生物与NaBF4形成的离子化合物是离子液体。离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,由于其具有良好的化学稳定性,较低的熔点和良好的溶解性,应用越来越广泛。
①0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,其热化学方程式为___________ ;
②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一、以NaBH4为硼源、某配合物为氨源可用于制备氨硼烷。为测定该配合物的结构,取2.32 g配合物进行如下实验:用重量法分析金属元素,测得镍元素的质量为0.59 g;在碱性条件下加热蒸出NH3,用滴定法测出其物质的量为0.06 mol;滴加过量硝酸银溶液,有白色沉淀生成,加热,沉淀没有增加;用摩尔法分析含量,测得氯元素质量为0.71 g。
I.该配合物中镍离子的基态电子排布式为___________ 。
Ⅱ.该配合物的结构简式为___________ 。
(1)基态硼原子的价电子轨道表示式是
(2)BN可以水解成硼酸(H3BO3)和NH3,B、N、O中,第一电离能最大的元素是
(3)N-甲基咪唑的结构为,它的某种衍生物与NaBF4形成的离子化合物是离子液体。离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,由于其具有良好的化学稳定性,较低的熔点和良好的溶解性,应用越来越广泛。
①1mol离子化合物中,阿伏加德罗常数的值为NA,则根据价电子对互斥(VSEPR)理论,杂化方式为sp3的原子共有
②离子化合物熔点低的原因是
①0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,其热化学方程式为
②氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一、以NaBH4为硼源、某配合物为氨源可用于制备氨硼烷。为测定该配合物的结构,取2.32 g配合物进行如下实验:用重量法分析金属元素,测得镍元素的质量为0.59 g;在碱性条件下加热蒸出NH3,用滴定法测出其物质的量为0.06 mol;滴加过量硝酸银溶液,有白色沉淀生成,加热,沉淀没有增加;用摩尔法分析含量,测得氯元素质量为0.71 g。
I.该配合物中镍离子的基态电子排布式为
Ⅱ.该配合物的结构简式为
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8 . B、C、N、O、F是重要的非金属元素,在日常生活和化工生产中有广泛的应用。回答下列问题:
(1)C、N、O的第三电离能由大到小的顺序是_______ ,电负性由大到小的顺序是_______ 。
(2)三氟化硼是一种无色气体,用于制造火箭的高能燃料。水解生成和另一种一元无氧酸(甲),甲中B的杂化方式是,则甲的化学式是_______ 。
(3)已知:中存在大π键:中键的键能是,而中键的键能仅。的分子构型是_______ ;中键的键能大于中键的键能的原因是_______ 。
(4)亚肼分子中四个原子在同一平面上,有两种结构:和。试推测在水中的溶解度:_______ (填“大于”或“小于”)。
(5)超高热导率半导体材料一砷化硼的晶胞结构如图所示,已知阿伏加德罗常数的值为,若该晶体的密度为,则该晶胞中原子到B原子的最近距离为_______ (列出含p、的计算式即可)。
(1)C、N、O的第三电离能由大到小的顺序是
(2)三氟化硼是一种无色气体,用于制造火箭的高能燃料。水解生成和另一种一元无氧酸(甲),甲中B的杂化方式是,则甲的化学式是
(3)已知:中存在大π键:中键的键能是,而中键的键能仅。的分子构型是
(4)亚肼分子中四个原子在同一平面上,有两种结构:和。试推测在水中的溶解度:
(5)超高热导率半导体材料一砷化硼的晶胞结构如图所示,已知阿伏加德罗常数的值为,若该晶体的密度为,则该晶胞中原子到B原子的最近距离为
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9 . 有机物K合成路线如下图 (部分条件已省略)。
已知:
①
②(表示烃基)。
请回答下列问题。
(1)K的分子式为_______ 。
(2)A中官能团的名称是_______ ,G→H的反应类型是_______ 。
(3)B→D的化学方程式为_______ 。
(4)F→G中NaOH的作用是_______ 。
(5)D+H→J中形成酰胺键。在有机合成中常用酯基和生成酰胺基,而不是用羧基和直接反应生成酰胺基,请结合元素电负性和键的极性解释原因:_______ 。(元素电负性:H-2.1 C-2.5 O-3.5)
(6)由J生成K可以看作三步反应,如下图所示。
①P中有两个六元环结构。P的结构简式为_______ 。
②Q和K是互变异构关系,K比Q稳定的原因是_______ 。
(7)X是D的同分异构体,符合下列条件的X的结构简式是_______ 。
a.1molX能与足量银氨溶液反应生成4molAg
b.X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为1:1:3
已知:
①
②(表示烃基)。
请回答下列问题。
(1)K的分子式为
(2)A中官能团的名称是
(3)B→D的化学方程式为
(4)F→G中NaOH的作用是
(5)D+H→J中形成酰胺键。在有机合成中常用酯基和生成酰胺基,而不是用羧基和直接反应生成酰胺基,请结合元素电负性和键的极性解释原因:
(6)由J生成K可以看作三步反应,如下图所示。
①P中有两个六元环结构。P的结构简式为
②Q和K是互变异构关系,K比Q稳定的原因是
(7)X是D的同分异构体,符合下列条件的X的结构简式是
a.1molX能与足量银氨溶液反应生成4molAg
b.X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为1:1:3
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10 . 甲硅烷可用于制备多种新型无机非金属材料。
(1)原子与原子结合时,表现为正价,则电负性:___________ H(填“>”“<”或“=”),分子的空间结构为___________ 。
(2)利用与反应可制得碳化硅晶体,晶胞结构如图,硅原子位于立方体的顶点和面心,碳原子位于立方体的内部。
①碳化硅晶体中每个原子周围距离最近的原子数目为________ ,的晶体类型是_______ 。
②基态原子的价层电子轨道表达式为___________ 。
(3)利用与可制得氮化硅()材料。
①热稳定性:___________ (填“>”“<”或“=”)。
②中的键角___________ 中的键角(填“>”“<”或“=”),其键角差异的原因是___________ 。
(1)原子与原子结合时,表现为正价,则电负性:
(2)利用与反应可制得碳化硅晶体,晶胞结构如图,硅原子位于立方体的顶点和面心,碳原子位于立方体的内部。
①碳化硅晶体中每个原子周围距离最近的原子数目为
②基态原子的价层电子轨道表达式为
(3)利用与可制得氮化硅()材料。
①热稳定性:
②中的键角
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