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③在M晶体中,Z4+的氧配位数为 ; ④已知O2-半径为1.40×10-10m,则Z4+半径为 m。
7.(13分)(能力挑战题)(2013·贵州模拟)在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替),起到降低Al2O3的熔点等诸多作用,冰晶石的生产原理如下: 2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3====2A+3CO2↑+9H2O 根据题意完成下列填空:
(1)冰晶石的化学式为 ,含有离子键、 等化学键;
(2)生成物中含有10个电子的分子是 (写分子式),该分子的空间构型为 ,中心原子的杂化方式为 ;
(3)反应物中电负性最大的元素为 ,写出其原子最外层的电子排布图: 。
(4)冰晶石由两种微粒构成,冰晶石晶胞结构如图所示,位于大立方体顶点和面心,位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心,那么大立方体的体心处
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所代表的微粒是 (填具体的微粒符号)。
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答案解析
1.【解析】由于该结构为“气态团簇分子”,给出的结构就是一个“完整”的分子,因此结构中的每个原子都是构成分子的一部分。由于该“气态团簇分子”结构含有14个Ti和13个C,所以该物质的化学式为Ti14C13。 答案:Ti14C13
2. 【解析】根据元素的结构及有关性质可知,A、B、C、D、E五种元素分别是C、N、O、Si、Cu。
(1)氮元素的质子数是7,位于第2周期第ⅤA族;氨气分子存在氢键,所以其熔沸点是同主族元素的氢化物中最高的,而最低的是PH3。
(2)价电子数与原子数分别都相等的是等电子体,所以与NO?2互为等电子体的是CO2。由于CO2是直线形结构,碳原子是sp杂化,所以NO? 2中氮原子也是sp杂化。(3)电负性最大与最小的两种非金属元素分别是O和Si,形成的氧化物是SiO2,属于原子晶体。
(4)硅元素的最外层电子数是4个,最高价是+4价,所以硅元素的电离能突增应出现在第五电离能。
(5)碳元素的一种相对分子质量为28的氢化物是乙烯,分子中含有碳碳双键。而双键是由1个σ键与1个π键构成的,而单键都是σ键,所以分子中σ键与π键的个数之比为5∶1。
(6)铜原子的基态原子有s、p、d 3种形状不同的原子轨道;根据构造原理可知,铜离子的价电子排布式为3d9;根据晶胞可知,甲是体心立方堆积,乙是六方最密堆积,丙是面心立方最密堆积,所以答案选丙。 答案:(1)第2周期第ⅤA族 PH3
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(2)sp (3)原子晶体
(4)五(或I5) (5)5∶1 (6)3 3d9 丙
3.【解析】因为A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,E原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn-1,则n=2,故E是铝元素;A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,则A是碳元素,C是氧元素,故B是氮元素,D原子的最外层电子数为偶数,是镁元素,F是铜。
(1)根据电荷数和离子半径知金属键的强弱Al>Mg,A错;由于镁原子的s轨道上是全充满状态,故基态原子的第一电离能是Mg>Al,B对;AlN的化学式正确,但其属于原子晶体,C错;C、N、O三元素的电负性,其顺序为O>N>C,D对。(2)和铜同周期且最外层是1个电子的副族元素是铬元素,其核外价电子排布为3d54s1。(3)A、C形成的非极性分子为CO2,其结构中含有碳氧双键,其中σ键与π键的个
?数比为1∶1,N3的空间构型和CO2相同,则其中氮原子的杂化方式为sp杂化。
(4)分析晶胞结构,根据均摊法计算,Cu:8×1/8+6×1/2=4,氧原子位于晶胞内部,是4个,所以个数比是4∶4=1∶1。
(5)一般地,有机溶剂是由分子通过分子间作用力形成的,而离子液体由阴、阳离子通过离子键形成,后者沸点较高、较难挥发,所以可用作溶剂。 答案:(1)A、C (2)3d54s1 (3)1∶1 sp (4)CuO (5)小 b
4.【解析】(1)周期表中属于s区的是ⅠA族和ⅡA族,有①⑤⑧,它们分别是H、Mg、Ca;
(2)元素⑨为铬元素,根据洪特规则特例知基态原子的价电子排布图为
;
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(3)③为氮元素,价电子排布为2s22p3,p轨道为半充满,④为氧元素,价电子排布为2s22p4,故电离能N>O;
(4)元素③气态氢化物是氨气,它的VSEPR模型为四面体形,该分子为极性分子;向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,先生成氢氧化铜沉淀之后沉淀溶解,现象为先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液;
(5)⑥为铝,观察图乙可知晶胞中铝原子的配位数为12;由图丙算出晶胞棱长为
22dcm,均摊法计算每个晶胞中含有4个铝原子,由密度公式计算密度为
M2M-3-3
g·cm或g·cm。 338dNA42dNA答案:(1)H、Mg、Ca
(2) (3)大于
(4)四面体形 极性 先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液 (5)12
M2M-3-3g·cm(或g·cm) 338dNA42dNA5.【解析】(1)由题知基态b原子的2p轨道处于半充满状态,故b为N,根据a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,I1(a) (3)根据晶胞的粒子个数求算方法知,图中黑点d处于顶点和面心,共4个;白球c处于棱的中心和体心,共8个,甲的化学式为KO2; (4)乙为C3N4,为原子晶体,碳原子半径比氮原子半径大即C—N键的键长小于 C—C,C—N键的键能大于C—C键,所以硬度超过金刚石。由乙图知a、b两种元 华仔出品 华仔出品 素原子的杂化方式均为sp3杂化。 答案:(1) 1s22s22p63s23p63d104s1 (2)两种氢化物都是极性分子 分子间都能形成氢键 (3)KO2 (4)①原子晶体 C—N键的键长小于C—C,C—N键的键能大于C—C键 ②sp3杂化 6.【解析】由X的一种1∶1型氢化物分子中既有σ键又有π键,可得氢化物中除含有单键外还有其他键,X应是碳,氢化物是乙炔,分子中碳原子采用sp杂化。次外层有2个未成对电子的价电子排布式为3d24s2或3d84s2,又由于Z的核电荷数小于28,则只有3d24s2符合题意,是钛,根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48,可得Y的原子序数等于20,为钙。 (1)钙元素位于第4周期ⅡA族,Ti4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。 (2)符合条件的碳的氢化物分子为乙炔,分子中碳原子采用sp杂化。碳和钙形成的化合物为碳化钙,其为离子化合物,熔点高于分子晶体碳的氢化物的熔点。 (3)在BaTiO3晶体中,氧位于Ti4+的前、后、左、右、上、下,故配位数为6。根据均摊法晶胞中Ba2+含有8×=1(个),则阳离子所带电荷为4+1×2=6,则需要有3个O2-,O2-应处于正方体的面心,因为6×=3。晶胞边长为4.03×10-10m,则2×1.40×10-10m+2r(Ti4+)=4.03×10-10m,r(Ti4+)=6.15×10-11m。 答案:(1)第4周期第ⅡA族 1s22s22p63s23p6 (2)直线形 sp 高于 (3)①TiO2+BaCO3====BaTiO3+CO2↑ ②面心 华仔出品 1812华仔出品 ③6 ④6.15×10-11 7.【解析】(1)根据质量守恒可推知A的化学式为Na3AlF6,Na3AlF6是配合物,其中含有离子键、配位键、极性共价键等。 (2)含10e-的生成物分子为H2O,其空间构型为V形,中心原子采取sp3杂化。 (3)氟元素的电负性最大,其原子最外层的电子排布图为。 18(4)冰晶石中Na+与AlF63?的个数比应为3∶1,由晶胞图分析,个数为8×+6× 11=4,个数为12×+8=11,故晶胞中心还应有1个,据此可推知“24”为Na+。 答案:(1)Na3AlF6 配位键(或共价键) (2)H2O V形 sp3 (3)F (4)Na+ 关闭Word文档返回原板块。 华仔出品