化學通用版二輪專題復習創(chuàng)新文檔：2－1　物質結構與性質 含答案

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精eq\a\vs4\al（\o（\s\up7（選考大題)，\s\do5（押題訓練)))2－1物質結構與性質1．鈦是一種非常優(yōu)越的金屬,尤其是抵抗海水腐蝕的能力很強，被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬?；卮鹣铝袉栴}：（1)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為________________。金屬鈦晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)a＝b＝295.08pm，c＝468.55pm，α＝β＝90°，γ＝120°。金屬鈦為________堆積（填堆積方式)，其中鈦原子的配位數(shù)為________。(2）現(xiàn)有Ti3＋的配合物［TiCl（H2O）5］Cl2·H2O。該配合物的配體是________,配位數(shù)是________。（3）C、N、O等元素可與鈦形成二元化合物。C、N、O元素的電負性由大到小的順序是____________.已知：中心原子相同時，配位原子的電負性越大,鍵角越小;配位原子相同時，中心原子的電負性越大，鍵角越大，則NF3、PF3、NH3的鍵角由大到小的順序為______________.(4)鈣鈦礦晶體的結構如圖所示。晶體的化學式為____________；晶胞中的原子可用x、y、z組成的三數(shù)組來表達它在晶胞中的位置，稱為原子坐標。已知原子坐標為A（0，0，0）；B(0，eq\f(1,2）,0）;則Ca2＋的原子坐標為________。解析:(1）Ti是22號元素，原子核外有22個電子,根據(jù)構造原理知Ti基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，價電子排布式為3d24s2；根據(jù)金屬鈦晶胞所示，晶胞參數(shù)a＝b＝295。08pm，c＝468.55pm,α＝β＝90°，γ＝120°.金屬鈦為六方最密堆積,其中鈦原子在晶胞的頂點，配位數(shù)為12。(2）配合物[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O的配體是H2O、Cl－，配位數(shù)是1＋5＝6。(3）同周期主族元素從左到右,元素的電負性逐漸變大，則電負性O>N〉C；NF3與PF3配位原子相同，電負性N>P，則鍵角NF3>PF3，NF3與NH3中心原子相同，電負性F>H，則鍵角NH3>NF3,即NH3>NF3>PF3。（4）根據(jù)結構示意圖,可知Ca在晶胞的體心所占原子個數(shù)為1，O在棱上所占原子個數(shù)為12×eq\f（1，4）＝3，Ti在頂點所占原子個數(shù)為8×eq\f(1，8)＝1，故分子式為TiCaO3.已知原子坐標為A（0,0，0）;B(0，eq\f(1，2），0）；Ca2＋在體心，Ca2＋離原點的三軸都是eq\f（1,2），其原子坐標為（eq\f(1，2），eq\f(1,2)，eq\f(1,2）)。答案：(1）3d24s2六方最密12（2）H2O、Cl－6（3）O＞N＞CNH3＞NF3＞PF3(4)CaTiO3（eq\f(1，2），eq\f(1,2），eq\f（1,2)）2．鉻、鐵、鈷、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。請回答下列問題:（1）基態(tài)鉻原子的核外電子排布式為________________________________________________________________________。（2)元素Ni的一種碲（Te）化物晶體的晶胞結構如圖1所示，則該化合物的化學式為________________。（3）NiO、FeO的晶體結構均與氯化鈉的晶體結構相同，其中Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為6.9×10－2nm和7。8×10－7nm，則熔點：NiO________FeO(填“<”“＝”或“〉”）。（4）金屬鈷的堆積方式如圖2所示，若一個鈷原子的半徑為r,則晶胞的體積V(晶胞)＝________。(5)Ni（CO)4是一種無色揮發(fā)性劇毒液體。熔點為－25℃，沸點為43℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有機溶劑。Ni（CO）4的晶體類型為____________；請寫出一種由第二周期主族元素組成的且與CO互為等電子體的陰離子的電子式________________________________________________________________________。解析：(1）基態(tài)鉻原子核外有24個電子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar］3d54s1。(2）該晶胞中Ni的個數(shù)為1，Te的個數(shù)為2，則該化合物的化學式為NiTe2。(3）離子半徑：Ni2＋〉Fe2＋，則NiO中離子鍵比FeO中離子鍵強，熔點：NiO〉FeO。（4）該晶胞為面心立方堆積,設晶胞邊長為a,則eq\r（2）a＝4r，a＝2eq\r（2)r，晶胞的體積V＝(2eq\r(2)r）3＝16eq\r(2)r3。（5)Ni（CO)4的熔、沸點較低,為分子晶體;由第二周期主族元素組成的且與CO互為等電子體的陰離子有CN－、Ceq\o\al（2－，2）,電子式分別為答案:（1）1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar］3d54s1）(2）NiTe2（3）〉(4）16eq\r(2)r3(5）分子晶體3．鈦的化合物如TiO2、Ti（NO3）4、TiCl4、Ti(BH4）2等均有著廣泛用途。（1）寫出Ti的基態(tài)原子的核外電子排布式:_______________________________。（2）TiCl4熔點是－25℃，沸點136.4℃,可溶于苯或CCl4，該晶體屬于________晶體;BHeq\o\al(－，4）中B原子的雜化類型為____________。（3）在TiO2催化作用下，可將CN－氧化成CNO－，進而得到N2。與CNO－互為等電子體的分子化學式為__________(只寫一種即可）。（4）Ti3＋可以形成兩種不同的配合物:［Ti（H2O)6］Cl3(紫色）,[TiCl(H2O）5］Cl2·H2O（綠色）,兩者配位數(shù)________（填“相同”或“不同"),紫色晶體中配體是________。(5）TiO2難溶于水和稀酸，但能溶于濃硫酸，析出含有鈦酰離子的晶體,鈦酰離子常成為鏈狀聚合形式的陽離子，其結構形式如圖1，化學式為____________.（6)金屬鈦內(nèi)部原子的堆積方式是面心立方堆積方式，如圖2。若該晶胞的密度為ρg·cm－3,阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶胞的邊長為______________cm。解析：(1)鈦是22號元素,根據(jù)構造原理知其基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2.（2）因TiCl4在常溫下是無色液體,熔點－25℃,沸點136。4℃,熔沸點低,由此可判斷TiCl4是由共價鍵結合的分子,晶體類型屬于分子晶體；BHeq\o\al(－，4）中B原子價層電子對＝4，且沒有孤電子對,則BHeq\o\al（－，4）中B原子的雜化類型為sp3.(3）CNO－中含有3個原子,16個價電子,所以其等電子體中分子為CO2或N2O、CS2、BeCl2等，離子為SCN－或Neq\o\al(－，3）等.（4）［Ti(H2O）6]Cl3(紫色），配體為H2O，配位數(shù)為6，[TiCl（H2O）5］Cl2·H2O(綠色)，配體為Cl－、H2O,配位數(shù)為6，兩者配位數(shù)相同.(5）每個O原子被兩個Ti原子共用、每個Ti原子被兩個O原子共用,利用均攤法計算二者原子個數(shù)之比為1∶1；Ti元素為＋4價、O元素為－2價，據(jù)此書寫其化學式為[TiO]eq\o\al（2n＋,n).（6)在每個鈦的晶胞中含有鈦原子數(shù)為8×eq\f(1,8）＋6×eq\f（1,2)＝4，設晶胞的邊長為a，根據(jù)ρ＝eq\f（m,V）有,ρ＝eq\f(\f(4×48，NA)，a3）,所以a＝eq\r（3，\f(4×48，ρNA)）cm＝eq\r（3，\f（192,NAρ）)cm。答案：（1）1s22s22p63s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2)（2）分子晶體sp3(3)CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可）（4）相同H2O(5)［TiO]eq\o\al（2n＋，n)(6）eq\r（3，\f(192，NAρ）)4．金屬釩(V）廣泛應用于航空、化工、能源等行業(yè)。（1）釩元素基態(tài)原子的電子排布式為____________________________________，3d能級上的未成對電子數(shù)為________。（2）VCl2溶液與乙二胺(H2N—CH2—CH2-NH2)可形成配離子[V（En)2]2＋（En是乙二胺的簡寫）,該配離子中所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是__________(用元素符號表示）.乙二胺分子中氮原子的雜化軌道類型為______________,乙二胺和三甲胺［N(CH3)3]均屬于胺，且相對分子質量相近,但乙二胺比三甲胺的沸點高得多，原因是________________________________________________________________________。(3)LiVH4是一種特殊的還原劑,可將乙酸直接還原成乙醇。CH3COOH和CH3CH2OH分子中σ鍵數(shù)目之比為________.(4）釩能形成多種配合物，釩的兩種配合物X、Y的化學式均為V（NH3）3ClSO4，取X、Y的溶液進行如下實驗（已知配體難電離出來）。XXYY試劑BaCl2溶液AgNO3溶液BaCl2溶液AgNO3溶液現(xiàn)象白色沉淀無明顯變化無明顯變化白色沉淀則X的配離子為_______________，Y的配體是__________________________________________________。（5）VO晶體的晶胞結構如圖所示,VO晶體中V2＋的配位數(shù)為______；若該晶胞邊長為bnm,則該晶體的密度為______________(用含b，NA的代數(shù)式表示）g·cm－3。解析：(1)V是23號元素,位于第四周期、第ⅤB族,基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2或［Ar］3d34s2，在最外層的4s能級上2個電子為成對電子，3d軌道中3個電子分別位于不同的軌道內(nèi),有3個未成對電子.（2）VCl2溶液與乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配離子［V(En）2］2＋(En是乙二胺的簡寫）,該配離子中所含非金屬元素為H、C、N，N原子的2p軌道為半充滿，較穩(wěn)定，故電負性由大到小的順序是N>C〉H；乙二胺中N原子呈3個δ鍵,含有1對孤電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp3雜化；乙二胺分子之間可以形成氫鍵,但三甲胺分子之間不能形成氫鍵。(3）CH3COOH分子中有7個σ鍵，CH3CH2OH分子中有8個σ鍵,則兩者數(shù)目之比為7∶8。(4）根據(jù)實驗現(xiàn)象可知，X能電離出SOeq\o\al(2－,4)，則X的配離子為［V（NH3)3Cl]2＋，Y能電離出Cl－,則Y的配離子為[V（NH3）3SO4］＋，則配體是NH3、SOeq\o\al（2－，4)。(5)VO晶體的晶胞結構如圖所示，VO晶體中與V2＋最近相鄰的O2－是6個，則V2＋的配位數(shù)為6；釩原子在頂點和面心，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f（1，2)＝4，氧原子在棱和體心，個數(shù)為12×eq\f（1,4)＋1＝4，則一個晶胞相當于4個VO，其密度為ρ＝eq\f（m，V）＝eq\f（\f(1,NA）×4×67g,b×10－73cm3)＝eq\f（4×67,b×10－73×NA)g·cm－3.答案：(1)1s22s22p63s23p63d34s2（或[Ar]3d34s2)3(2）N〉C〉Hsp3乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵（3)7∶8（4）［V（NH3）3Cl]2＋NH3、SOeq\o\al(2－,4)(5)6eq\f（4×67，b×10－73×NA）5．堿土金屬指第ⅡA族的鈹（Be）、鎂（Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba）等元素，它們的單質及其化合物有著廣泛的用途.(1）Be基態(tài)原子的軌道表示式為__________________；鎂和鋁的笫二電離能:I2(Mg)________I2(Al）（填“>”“<”或“＝”）。(2）在500～600℃氣相中，氯化鈹以二聚體Be2Cl4（）的形式存在,在1000℃，氯化鈹則以BeCl2形式存在.①在二聚體Be2Cl4中Be的雜化方式為________，1molBe2Cl4中含有________mol配位鍵。②MgCl2的熔、沸點比BeCl2高的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3)根據(jù)巴索洛規(guī)則：一般來講，鹽中陰、陽離子半徑相差較大時,其溶解度較大.則在水中溶解度S（SrF2)________S(BaF2)(填“〉”“<””或“＝”）。（4)石灰氮（CaCN2)是一種堿性肥料，可用作除草劑、殺菌劑、殺蟲劑等.①CaCN2中陰離子為CNeq\o\al（2－，2)，與CNeq\o\al（2－,2）互為等電子體的分子有N2O和________（填化學式），寫出CNeq\o\al(2－，2）的電子式：________________________。②CaCN2與水反應生成CaCO3和NH3兩種物質,則1molCaCN2與水反應的過程中,反應物斷裂的σ鍵總數(shù)為________________。(5)Mg2＋與Ni2＋、O2－形成晶體的晶胞結構如圖所示（Ni2＋未畫出），則該晶體的化學式為________。已知該晶胞參數(shù)apm,則該晶體的密度為_______g·cm－3（用a和NA表示).解析：（1）Be位于第二周期、第ⅡA族，因此Be的軌道式為；Mg的價電子排布式為3s2，Al的價電子排布式為3s23p1，Mg的價電子能級上電子排滿，電子相對穩(wěn)定，而Al的p能級上沒有排滿，因此Mg的第一電離能大于Al的第一電離能，Mg失去一個電子后電子排布式變?yōu)榘霛M，Al變?yōu)槿珴M，故Mg的第二電離能小于Al的第二電離能。(2)①Be2Cl4的結構中Be有3個σ鍵,無孤電子對，因此雜化類型為sp2;Be的最外層有2個電子，只能形成2個化學鍵，根據(jù)結構式，第三個化學鍵為配位鍵,因此1mol此物質含有配位鍵的物質的量為2mol.②根據(jù)結構，BeCl2屬于分子晶體,而MgCl2屬于離子晶體，一般來說離子晶體的熔沸點高于分子晶體，因此有MgCl2熔沸點高于BeCl2。（3)Sr在Ba的上一周期,同主族從上到下原子半徑增大,陰離子都是F－，根據(jù)信息,BaF2的陰陽離子半徑相差比SrF2大，因此SrF2的溶解度小于BaF2。（4）①等電子體:原子總數(shù)相同、價電子相同的微粒，因此與CNeq\o\al(2－，2)互為等電子體的分子是N2O和CO2；N和C分別形成3、4個鍵達到穩(wěn)定，因此CNeq\o\al(2－,2)的電子式為。②發(fā)生的反應為CaCN2＋3H2O=CaCO3＋2NH3，1molCaCN2中含有σ鍵物質的量為2mol，1molH2O中σ鍵物質的量為2mol，因此1molCaCN2與水反應斷裂的σ鍵物質的量為（2＋3×2)mol＝8mol,因此數(shù)目為8×6。02×1023＝4。816×l024。(5）Mg2＋位于面心，個數(shù)為4×eq\f（1,2）＝2,O2－位于棱上，個數(shù)為12×eq\f（1，4)＝3,根據(jù)化合價的代數(shù)和為0,則Ni2＋個數(shù)為1，化學式為Mg2NiO3；晶胞的質量為1×eq\f(155,NA）g，晶胞的體積為（a×10－10）3cm3，根據(jù)密度的定義,密度＝eq\f（155，a×10－103×NA)g·cm－3。答案:(1）<(2）①sp22②MgCl2是離子晶體，而BeCl2是分子晶體，發(fā)生狀態(tài)變化時,離子晶體要克服離子鍵,分子晶體要克服分子間作用力,離子鍵比分子間作用力強得多(3)<（4)①CO2②4.816×1024(5)Mg2NiO3eq\f（155,a×10－103×NA)6．第二代半導體材料——（Ⅲ－Ⅴ）A族化合物的特殊性能使之成為科學家的研究熱點之一.(1）基態(tài)鎵原子的價電子軌道表示式為______________。(2)N、P、As位于同一主族,基態(tài)氮原子的核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子，N2O的空間構型為________,NH4NO3中N的雜化方式為________________________________________________________________________，與POeq\o\al（3－，4）互為等電子體的分子有________(填一種即可)。（3）已知NH3分子的鍵角約為107°，而PH3分子的鍵角約為94°，試用價層電子對互斥理論解釋NH3的鍵角比PH3的鍵角大的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（4)第三周期主族元素中，按第一電離能大小排序,第一電離能在磷和鋁之間的元素有________________。(5)氮化硼、氮化鋁、氮化鎵的結構類似于金剛石，熔點如表中所示：物質BNAlNGaN熔點/℃300022001700試從結構的角度分析它們?nèi)埸c不同的原因_________________________________________________________________________________________。(6）磷化鋁晶胞如圖所示，Al原子的配位數(shù)為________，若兩個鋁原子之間的最近距離為dpm，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，則磷化鋁晶體的密度ρ＝________g·cm－3。解析：（1）鎵與鋁屬于同一主族元素，位于第四周期，基態(tài)鎵原子的價電子軌道表示式為。(2）N、P、As位于同一主族，基態(tài)氮原子的核外有7個電子，運動狀態(tài)各不相同；已知N2O與CO2互為等電子體，等電子體的結構相似，已知CO2為直線形的分子，所以N2O的空間構型為直線形；NH4NO3中有2種N,其中NHeq\o\al（＋,4）中N采用sp3雜化，NOeq\o\al(－,3)中的N采用sp2雜化;與POeq\o\al(3－，4)互為等電子體的分子有CCl4、SiF4等。（3）N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對間的距離較近,斥力更大。使得NH3分子的鍵角大于PH3分子的鍵角。（4)同一周期從左到右，第一電離能逐漸增大，但軌道全空或半充滿狀態(tài)時反常，在第三周期主族元素中，按第一電離能大小排序，第一電離能在磷和鋁之間的元素有Mg、Si、S。（5)氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體，鍵長依次增大，鍵能依次降低，熔點依次降低。（6)根據(jù)結構示意圖，每個P原子周圍有4個鋁原子形成正四面體結構，每個鋁原子周圍有4個P原子形成正四面體結構,Al原子的配位數(shù)為4，在晶胞中鋁原子的個數(shù)為8×eq\f（1，8)＋6×eq\f（1，2）＝4，P原子的個數(shù)為4，化學式為AlP，兩個鋁原子之間的最近距離為dpm＝d×10－10cm，則晶胞的邊長為eq\r（2）d×10－10cm,則磷化鋁晶體的密度ρ＝eq\f（4×58,NA×\r（2）d×10－10cm3)＝eq\f（58\r(2)，d3NA)×1030g·cm－3。答案：（1）（2）7直線形sp3、sp2CCl4(或SiF4等）(3)N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對間的距離較近，斥力更大（4）Mg、Si、S（5)氮化硼、氮化鋁、氮化鎵都是原子晶體,鍵長依次增大，鍵能依次降低，熔點依次降低（6）4eq\f（58\r(2)，d3NA）×10307．鈉是重要的堿金屬元素?；卮鹣铝袉栴}：（1）Na的焰色反應為________色，該現(xiàn)象與核外電子發(fā)生________有關，電子排布式為1s22s22p53s2是Na原子的________態(tài)原子。（2)將氨基乙酸鈉(H2NCH2COONa)溶液滴加到CuSO4溶液可得到結構簡式為的物質。1個中含________個π鍵,________個配位鍵。（3)丙酸鈉（CH3CH2COONa）和氨基乙酸鈉均能水解，水解產(chǎn)物有丙酸(CH3CH2COOH）和氨基乙酸（H2NCH2COOH),H2NCH2COOH中N原子的雜化軌道類型為________雜化,C原子的雜化軌道類型為________雜化,常溫下丙酸為液體，而氨基乙酸為固體，主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4)Na2O晶胞結構如圖所示，其中O原子為________(填