2020屆專題——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修)

1、 專題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修) 1.Li 是最輕的固體金屬，采用 Li 作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、 能量密度大等優(yōu)良性能, 得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}： (1) 下列 Li 原子電子排布圖表示的狀態(tài)中， 能量最低和最高的分別為 (2) _ Li +與 H-具有相同的電子構(gòu)型，r(Li +)小于 r(H-)，原因是 _ (3) LiAIH 4是有機(jī)合成中常用的還原劑， LiAIH 4中的陰離子空間構(gòu)型是 _、中心原子的 雜化形式為 _ 。LiAIH 4中，存在 _ (填標(biāo)號)。 A .離子鍵 B . b鍵 C . n鍵 D .氫鍵 (4) Li 2O 是離子晶體，其晶格能可通過圖 (a)的 B

2、orn - Haber 循環(huán)計(jì)算得到。 _ (填標(biāo)號)。 C. 1 1040kJ.mol 2Li（g） J 1 31 SkJ/mol 2LK陽體）+ j 7O3 kJ. mol 249kJ-mol -2908kJ/mul a Li2O（JA 體） -59&kJ/mul 2? 叭 迅 迅 圖(b) 可知，Li 原子的第一電離能為 _ kJ mol-1, 0=0 鍵鍵能為 _ kJ mol-1, Li20 晶格 能為 _ kJ mol- 1o (5) Li 2O 具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖 (b)所示。已知晶胞參數(shù)為 0.4665 nm,阿伏加德羅常數(shù) 的值為 NA，則 Li2O 的密度為

3、_ g cm-3(列出計(jì)算式)。 【答案】(1)D C (2)Li +核電荷數(shù)較大 (3)正四面體 sp3 AB 8X7+4X16 (4)520 498 2908 (5) :J ：心“宀) 【解析】(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知 Li 的基態(tài)核外電子排布式為 1s22s1，則 D 中能量最 低；選項(xiàng) C 中有 2 個電子處于 2p 能級上，能量最高； (2) 由于鋰的核電荷數(shù)較大，原子核對最外層電子的吸引力較大，因此 Li +半徑小于 H； (3) LiAlH 4中的離子是 AIH4，中心原子鋁原子含有的價層電子對數(shù)是 4，且不存在孤對電子， 所以空間構(gòu)型是正四面體，中心原子的雜化軌道類型是

4、sp3雜化；陰陽離子間存在離子鍵， Al 與 H 之間還有共價單鍵，不存在雙鍵和氫鍵，答案選 AB ； (4) 第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能 量，根據(jù)示意圖可知 Li 原子的第一電離能是 1040 kJ/mol -2 = 520 kJ/mol ； 0.5mol 氧氣轉(zhuǎn)化 為氧原子時吸熱是 249 kJ,所以 O= O 鍵能是 249 kJ/mol 2 = 498 kJ/mol ;晶格能是氣態(tài)離 子形成 1摩爾離子晶體釋放的能量，根據(jù)示意圖可知 Li2O 的晶格能是 2908 kJ/mol ； -Li 4 o 與 OF?互為等電子體，OF?屬于 V

5、 形，因此+幾何構(gòu)型為V形，其中心原子的雜化類型為 (5) 根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知鋰全部在晶胞中，共計(jì)是 8 個，根據(jù)化學(xué)式可知氧原子個數(shù)是 4 個， 2鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題： (1) 元素 K 的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為 _ nm(填標(biāo)號)。 A 404.4 B 553.5 C. 589.2 D . 670.8 E. 766.5 (2) 基態(tài) K 原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是 _ ，占據(jù)該能層電子的電子云輪 廓圖形狀為 _ 。 K 和 Cr 屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬 K 的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬 Cr

6、低，原因是 _ 。 (3) _ X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3ASF6中存在I；離子。I+離子的幾何構(gòu)型為 _ ，中 心原子的雜化形式為 _ 。 (4) KIO 3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料， 具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長為 a=0.446 nm,晶胞中 K、I、O 分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。 K 與 O 間的最短距離為 _ nm，與 K 緊鄰的 O 個數(shù)為 _ 。 在 KIO;晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中， I處于各頂角位置， 則 K 處于 位置。 【參考答案】(1)A (2)N 球形 K 的原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱 3 V 形 sp (4)0.315 12 體心

7、棱心 【解析】(1)紫色波長 400m435m，因此選項(xiàng) A 正確；K 位于第四周期 IA 族，電子占據(jù) 最高 能層是第四層，即 N 層，最后一個電子填充在 s 能級上，電子云輪廓圖為球形； K 的原子 半徑大于 Cr 的半徑，且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱，因此 K 的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比 Cr 低；(引怙+ sp3; _位置，O 處于_ 與 OF?互為等電子體，OF?屬于 V 形，因此+幾何構(gòu)型為V形，其中心原子的雜化類型為 (4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，K 與 0 間的最短距離 是面對角線的一半，即為 2X0 446nm = 2 0.315nm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，距離 K 最近的 O 的個數(shù)為 12 個；根據(jù)

8、KIO 3的化學(xué)式，以 及晶胞結(jié)構(gòu)，可知 K 處于體心，O 處于棱心。 3鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： (1) 基態(tài) Ge 原子的核外電子排布式為Ar_ ，有 _ 個未成對電子。 (2) Ge 與 C 是同族元素，C 原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但 Ge 原子之間難以形成雙鍵或 叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是 _ 。 比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因 GeCl4 GeBr4 Gel4 熔點(diǎn)/C -49.5 26 146 沸點(diǎn)/C 83.1 186 約 400 (4) 光催化還原 CO2制備 CH4反應(yīng)中，帶狀納米 Zn 2GeO4

9、是該反應(yīng)的良好催化劑。 Zn、Ge、 O 電負(fù)性由大至小的順序是 _ 。 (5) Ge 單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中 Ge 原子的雜化方式為 _ ，微粒之間存在的作用力 (6) 晶胞有兩個基本要素： 原子坐標(biāo)參數(shù)， 表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置，下圖為 Ge 單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo) 參數(shù) A 為(0 , 0, 0); B 為(1 , 0, -); C 為(-,-,0)。貝 U D 原子的坐標(biāo)參數(shù)為 _ 2 2 2 2 晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知 Ge 單晶的晶胞參數(shù) a=565.76 pm，其密度為 _ g cm-3（列出計(jì)算式即可）。 【答案】（1）3d104s24p2 ； 2;

10、（2）Ge 原子半徑大，原子間形成的 b單鍵較長，p-p 軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重 疊，難以形成 n鍵； GeCl4、GeBs Geb 的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，分子量依次增大，分 子間相互作用力逐漸增強(qiáng)。 【解析】（1）Ge 是 32 號元素，與碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期 IVA 族；基態(tài) Ge 原子的核外電子排布式為Ar4s 24p2，也可寫為 3d104s24p2;在其原子的最 外層的 2個 4s 電子是成對電子，位于 4 軌道，2 個 4p 電子分別位于 2 個不同的 4 軌道上， 所以基態(tài) Ge 原子有 2 個未成對的電子 （2）Ge

11、與 C 是同族元素，C 原子原子半徑較小，原子之間可以形成雙鍵、三鍵；但 Ge 原子 之間難以形成雙鍵或三鍵，從原子結(jié)構(gòu)角度分析，這是由于鍺的原子半徑大，原子之間形成 的p單鍵較長，p-p 軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成 n鍵；（3）鍺元素 的鹵化物在固態(tài)時都為分子晶體， 分子之間通過微弱的分子間作用力結(jié)合。 對于組成和結(jié)構(gòu) 相似的物質(zhì)來說，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高。由于相對分子質(zhì)量： GeCl4 GeB4 Ge Zn ; (5)sp ;共價鍵; （， 1 1 8x73 - )* - ,八 吸引電子的能力就越強(qiáng)，元素的電負(fù)性就越大。元素 Zn、Ge、O

12、的非金屬性強(qiáng)弱 順序是：0 GeZn，所以這三種元素的電負(fù)性由大至小的順序是 0 GeZn ; (5) Ge 單 晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中 Ge 原子的雜化方式為 1 個 s 軌道與 3 個 p 軌道進(jìn)行的 sp3雜化； 由于是同一元素的原子通過共用電子對結(jié)合，所以微粒之間存在的作用力是非極性共價鍵 (或?qū)憺楣矁r鍵)；(6)根據(jù)各個原子的相對位置可知， D 在各個方向的 1/4 處，所以其坐 標(biāo)是(丄，丄，丄);根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的 Ge 原子數(shù)是 8X1/8+6 刈/2+4=8 , 4 4 4 所 以 晶 胞 的 密 度 m 8x73g/mol 8x73 . 3 = V 叫 X(

13、565.76pmx 10-10cm/pm)J 6.O2X1O23 x(565.76xlO1()3 4硫及其化合物有許多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示: H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔點(diǎn)/C -85.5 115.2 600(分解) -75.5 16.8 10.3 沸點(diǎn)/C -60.3 444.6 -10.0 45.0 337.0 回答下列問題: (1) 基態(tài) Fe 原子價層電子的電子排布圖 (軌道表達(dá)式)為 _ ，基態(tài) S 原子電子占據(jù)最 高能級的電子云輪廓圖為 _ 形。 (2) 根據(jù)價層電子對互斥理論， H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同

14、于其他分子的是 _ 。 圖為 S8 的結(jié)構(gòu)，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多，主要原因?yàn)?。8x73 6.02 x 565761 二心 2 2 2 （4）氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為 _ 形，其中共價鍵的類型有 _ 種；固體三氧化硫中存在如圖 （b）所示的三聚分子，該分子中 S 原子的雜化軌道類型 為 _ 。 FeS2晶體的晶胞如圖（c）所示。晶胞邊長為 a nm、FeS2相對式量為 M，阿伏加德羅常數(shù)的 值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為 _ g-cm-3;晶胞中 Fe2+位于 S22所形成的正 八面體的體心，該正八面體的邊長為 _ nm。 （2）H2S （3）

15、S8相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強(qiáng) 件 X1021 NALE 2 【解析】（1）基態(tài) Fe 原子的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2，則其價層電子的電子 子排布式為 1s22s22p63s23p4，則電子占提據(jù)最高能級是 3p,其電子云輪廓圖為啞鈴（紡錘）形 （2）根據(jù)價層電子對互斥理論可知 H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)分 6_1漢2 IM 的原因是 _ 。 某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 (4)根據(jù)密度的定義有, 丄M d NA d (a 10=)3 g/cm3，解得 y= d (a 10)3 NA M 602a3d 晶胞中銅原子

16、與鎳原子的數(shù)量比為 若合金的密度為 dg/cm3,晶胞參數(shù) a= _ nm。 【答案】(1)1s%22p63s23p63d84s2或Ar 3d 84s2 2正四面體 配位鍵 N高于 NH3分子間可形成氫鍵極性 sp3 金屬 金屬銅失去的是全充滿的 3d10電子，鎳失去的是 4s1電子 1 251 |3 賦 (4) 3:1 23 10 116.02 1023 d 【解析】 (1)鎳是 28 號元素，位于第四周期，第忸族，根據(jù)核外電子排布規(guī)則，其基態(tài)原子 的電子排布式為 1s22s22p63s23p63d84s2，3d 能級有 5 個軌道，先占滿 5 個自旋方向相同的電 子，剩余3 個電子再分別占

17、據(jù)三個軌道，電子自旋方向相反，所以未成對的電子數(shù)為 2 根據(jù)價層電子對互斥理論，SO42的b鍵電子對數(shù)等于 4，孤電子對數(shù)為(6+2-2 4) -2=0 , 則陰離子的立體結(jié)構(gòu)是正四面體形 根據(jù)配位鍵的特點(diǎn)，在Ni(NH 3)62+中 Ni2+與 NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為配位鍵，提供孤 電子對的成鍵原子是 N。 氨分子間存在氫鍵， 分子間作用力強(qiáng)，所以氨的沸點(diǎn)咼于膦 (PH3);根據(jù)價層電子對互斥 理論，氨中心原子 N 的b鍵電子對數(shù)等于 3,孤電子對數(shù)為(5-3) -=1，則中心原子是 sp3雜 化，分子成三角錐形，正負(fù)電荷重心不重疊，氨是極性分子。 (3) 銅和鎳屬于金屬，則單質(zhì)銅及鎳都

18、是由金屬鍵形成的晶體；銅失去的是全充滿的 3d10電 子，鎳失去的是 4S1電子，所以 lculNi。 (4) 根據(jù)均攤法計(jì)算，晶胞中銅原子個數(shù)為 6/2=3，鎳原子的個數(shù)為 8/8=1，則銅和鎳 原子的數(shù)量比為 3: 1。 dg/cm3，根據(jù)P =nrV,則晶胞 參數(shù) a= nm。 根據(jù)上述分析，該晶胞的組成為 Cu3Ni，若合金的密度為 7鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}: (1) _ Zn原子核外電子排布式為 。 黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由 Zn和 Cu組成。第一電離能I i(Zn) _ I i(Cu)(填 大于”或 小于”。原因是 _ 。 ZnF2具

19、有較高的熔點(diǎn)(872 C )，其化學(xué)鍵類型是 _ ;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而 ZnCl 2、 ZnBr2、Znl2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，原因是 _ 。 中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石 (ZnCO 3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng) 傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為 _ , C 原子的雜化形式為 _ 金屬 Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為 _ 。六棱柱 底邊邊長為 a cm,高為 c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為 NA ,Zn的密度為 _ g- cm 3 (列出計(jì)算式)。 【答案】(1) Ar3d 104s2 (2)大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子

20、 離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCg ZnB、Znl?的化學(xué)鍵以共價鍵為主、極性較小 2 (4) 平面三角形 sp 65 3 2 M a cN A 4 【解析】(1)Zn是第 30 號元素，所以核外電子排布式為 Ar3d 104s2 (2) Zh的第一電離能應(yīng)該高于 Cu的第一電離能，原因是， Zn的核外電子排布已經(jīng)達(dá)到了每 個能級都是全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以失電子比較困難。同時也可以考慮到 Zn最外層上是一對 (5)六方最密堆積(A3型) 電子，而 Cu的最外層是電子，Zn電離最外層一個電子還要拆開電子對，額外吸收能量。 (3) 根據(jù)氟化鋅的熔點(diǎn)可以判斷其為離子化合物，所以一定存在離子鍵。作

21、為離子化合物， 氟化鋅在有機(jī)溶劑中應(yīng)該不溶， 而氯化鋅、溴化鋅和碘化鋅都是共價化合物， 分子的極性較 小，能夠溶于乙醇等弱極性有機(jī)溶劑。 (4) 碳酸鋅中的陰離子為 CO32-，根據(jù)價層電子對互斥理論， 其中心原子 C 的價電子對為 3+(4 3X2+ 2)/2=3 對，所以空間構(gòu)型為正三角形，中心 C 為 sp2雜化。 (5) 由圖示，堆積方式為六方最緊密堆積。為了計(jì)算的方便，選取該六棱柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。 六棱柱頂點(diǎn)的原子是 6 個六棱柱共用的，面心是兩個六棱柱共用， 所以該六棱柱中的鋅原子 1 1 為 12X +2 X- +3=6 個，所以該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為 6X65/NA g。該六棱柱的底面為

22、正六邊形，邊 6 2 長為 a cm,底面的面積為 6 個邊長為 acm 的正三角形面積之和，根據(jù)正三角形面積的計(jì)算 cm2, 高為 c cm,所以體積為 6X3 a2c cm 3。所以密度為: 4 65 / 3 - - - - g/cm g 3 2 .3 2 6? a c a cN A 4 4 &研究發(fā)現(xiàn)，在 CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co 氧化物負(fù)載的 Mn 氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}： (1) Co 基態(tài)原子核外電子排布式為 _ 。元素 Mn與 O 中，第一電離能較大的是 _ ，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)

23、較多的是 _ 。 (2) CO2和 CH3OH 分子中 C 原子的雜化形式分別為 _ 和 _ 。 在 CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的 4 種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?，原因是 。 硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料， Mn(NO 3)2中的化學(xué)鍵除了 b鍵外，還存在 _ (5)MgO 具有 NaCI型結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式， X 射線衍射實(shí)驗(yàn) 測得 MgO 的晶胞參數(shù)為 a=0.420 nm,則 r(O2-)為_ nm。MnO 也屬于 NaCl 型結(jié)構(gòu)， 公式，該底面的面積為 6Xa2 4 6?65 NT -3 cm 。 晶胞參數(shù)為 a =0.448 nm,貝 U

24、r(Mn2+)為 _ nm。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2 或Ar3d 74s2 O Mn (2)sp sp3 H2OCH3OHCO2H2 H2O 與 CH3OH 均為極性分子， 出 0 中氫鍵比甲醇多； CO2與 H2均為非極性分子，CO2分子量較大、范德華力較大 離子鍵和n鍵（或口：鍵）（5）0.148 0.076 【解析】（1）Co 是 27 號元素，位于元素周期表第 4 周期第 V 族，其基態(tài)原子核外電子排布 式為 1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d 74s2。元素 M 與 O 中，由于 O 元素是非金屬元素而 Mn是金 屬元素，所以第一電

25、離能較大的是 O。O 元素的基態(tài)原子價電子排布式為 2s22p4，所以其核 外未成對電子數(shù)是 2,而 Mn元素的基態(tài)原子價電子排布式為 3d54s2，所以其核外未成對電 子數(shù)是 5，因此核外未成對電子數(shù)較多的是 Mn。 （2）CO2和 CH3OH 的中心原子 C 原子的價層電子對數(shù)分別為 2 和 4,所以 CO2和 CH3OH 分 子中 C原子除化形式分別為 sp 和 sp3 在 CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的 4 種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?H2OCH 3OHCO 2H 2，原因是常溫下水和甲醇是液體而二氧化碳和氫氣是氣體，液體的沸 點(diǎn)高于氣體；H2O 與 CH3OH 均為極性分子，H2

26、O 中氫鍵比甲醇多，所以水的沸點(diǎn)高于甲醇； CO2與 H2均為非極性分子，CO2分子量較大、范德華力較大，所以 CO2的沸點(diǎn)較高。 （4）硝酸錳是離子化合物，硝酸根和錳離子之間形成離子鍵，硝酸根中 N 原子與 3 個氧原子 形成 3 個b鍵，硝酸根中有一個氮氧雙鍵，所以還存在 n鍵。 o o Mg 因?yàn)?O2是面心立方最密堆積方式， 面對角線是 O2半徑的 4 倍，即 4r（O2）= 2 a,解得 r(O2 )= 0.420 nm=0.148nm ; MnO 也屬于 NaCI 型結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù) 4 =2 r(O )+2 r(Mn )，貝 U r(Mn )=(0.448 nm-2

27、 0.采 48 nm)/2=0.076nm。 9砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；?答下列問題： (1)_ 寫出基態(tài) As 原子的核外電子排布式 _ 。 根據(jù)元素周期律，原子半徑 Ga _ As，第一電離能 Ga _ As。(填大于”或 小于”) (3)_ AsCl 3分子的立體構(gòu)型為 _ ， 其中 As 的雜化軌道類型為 _ 。 GaF3的熔點(diǎn)高于 1000C, GaCb 的熔點(diǎn)為 779C，其原因是 _ 。 GaAs 的熔點(diǎn)為 1238 C,密度為p g Cm 其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 該晶體的類型為 _ , Ga 與 As 以 _ 鍵鍵合。Ga

28、 和 As 的摩爾質(zhì)量分別為 MGa g mol-1和 MAS g mol-1,原子半徑 分別為 pm 和 rAs pm,阿伏加德羅常數(shù)值為 NA，則 GaAs 晶胞中原子的體積占晶胞體積 的百分率為 _ 。 (1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3 或Ar3d 104s24p3 (2)大于小于 三角錐形 sp3 (4)GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，離子晶體 GaF3的熔沸點(diǎn)高; 【答 【解析】(1)As 的原子序數(shù)是 33 ,則基態(tài) As 原子的核外電子排布式為(5)原子晶體；共價鍵 4：八心100% ,22 62 6 10 2 3 1s 2s 2p 3s 3p

29、 3d 4s 4p。 2)同周期自左向右原子半徑逐漸減下，則原子半徑 Ga 大于 As，由于 As的 4 軌道電子處于 半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以第一電離能 Ga 小于 As 5 1 % (3) AsCl3分子的價層電子對數(shù)=3+5-； % =4，即含有一對孤對電子，所以立體構(gòu)型為三角錐 形，其中 As 的雜化軌道類型為 sp3 由于 GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，所以離子晶體 GaF3的熔沸點(diǎn)咼; GaAs 的熔點(diǎn)為 1238 C，密度為p g -Cm 其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，熔點(diǎn)很高，所以晶體的 類型為原子晶體，其中 Ga 與 As 以共價鍵鍵合。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中 Ca 和

30、As 的個數(shù) 4 (MGa MAS) 均是 4 個，所以晶胞的體積是 一A 。二者的原子半徑分別為 Sa pm 和 rAs pm, 阿伏加德羅常數(shù)值為 NA ,則 GaAs 晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為 4 4 nrGa rAs) 10 4 (MGa MAS) NA X1 % = 4nn 10認(rèn)嘰=3人 1 %。 3(M Ga + MAs) P FdNOXHiOMi構(gòu)示倉圈 【答案】（1）sp3 平面（正）三角形 （2）Ar3d 6或 1s22s22p63s23p63d6 （3）N0 2 【解析】(1)SO42一中中心原子 S 的價層電子對數(shù)為 1 (6+2)=4，故 S02中 S 為

31、 sp3雜化。N03 - 1 的中心原子 N 的孤電子對數(shù)為 2 5+1-3 為=0，成鍵電子對數(shù)為 3,價層電子對數(shù)為 3, VSEPR 模型為平面三角形，由于 N 原子上沒有孤電子對，故 NO3的空間構(gòu)型為平面(正) 三角形(或者根據(jù) NO3與 SO3、BF3是等電子體進(jìn)行判斷)。 (2) Fe 原子核外有 26 個電子，根據(jù)原子核外電子的排布的基本原理可以判斷，基態(tài) Fe 的核 外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2, Fe 失去最外層的 2 個電子后變?yōu)?Fe2+，故基態(tài) Fe2+ 的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d6 (3) O3分子中有 3

32、個原子、18 個價電子，根據(jù)等電子原理，可以找到與 O3互為等電子體的 陰離子為 NO2-。 N2的結(jié)構(gòu)式為 、，三鍵中含 1 個6鍵和 2 個n鍵，N2分子中b鍵與n鍵的數(shù)目比為 n( b： n( n )=1:2 （4）1 : OJI H.O 根據(jù)化學(xué)式，缺少的配體是 NO 和 H2O, NO 中 N 為配位原子，H2O 中 O 上有孤電子對, O 為配位原子，故答案為: ON OII2 Oil, HI 11 鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 某 FexNy的制備需鐵、氮?dú)狻?丙酮和乙醇參與。 (1) _ Fe3+基態(tài)核外電子排布式為 。 I O 丙酮(“！小)分

33、子中碳原子軌道的雜化類型是 _ ，1 mol 丙酮分子 I IjC CC Hj 中含有 b鍵的數(shù)目為 _ 。 (3) C、H、O 三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?_。 (4) 乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)?_ 。 某 FexNy的晶胞如題 21 圖-1 所示，Cu可以完全替代該晶體中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe, 形成 Cu替代型產(chǎn)物 Fe(x-n)CunNyoFexNy轉(zhuǎn)化為兩種 Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如題 21 圖-2 所示，其中更穩(wěn)定的 Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為 _ 。 轉(zhuǎn)化過程 【答案】(1)Ar3d 5 或 1s%22p63s23p63d5 (2)sp2 和 sp3 9

34、 mol (3)HC0 乙醇分子間存在氫鍵 (5)Fe3CuN 【解析】(1)鐵是 26 號，卩 63+基態(tài)核外電子排布式為Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5； (2)丙酮 .1 )分子中碳原子軌道的雜化類型是甲基中的 C 形成 3 個 C-Hb鍵，1 個 C-Cb 鍵，為 sp3雜化，羰基中的 C 形成 3 個 C-Cb鍵，一個n鍵，故 C 的雜化方式為 sp2;據(jù)以 上分析 1mol丙酮分子中含有 b鍵的數(shù)目為 9mol; (3)C、H、O 三種元素的電負(fù)性由小到大 的順序?yàn)?HCO ;乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)橐掖挤肿娱g存在氫鍵；丙酮分子中無 F訶 厶一匕H替代蠱位置電型 圖1 FcrN,晶胞結(jié)構(gòu)示意圖 圖2轉(zhuǎn)化過程的能鳳變化 O bttBFe 1 與電負(fù)性較大的 O 原子相連的 H 原子，不能形成氫鍵；(5)a 位置 Fe:8 無=1 , b 位置 Fe, 6 x2 =3, N 為 1 個，從題 21 圖-2 看出:Cu替代 a 位置 Fe 型產(chǎn)物的能量更低， 將化學(xué)式由 FesFeN 用銅