1、專(zhuān)題13選彳3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1. (12分)(2017Q蘇-21)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)?、丙酮和乙醇參與。(1) Fe3+基態(tài)核外 電子排布式為 。(2)丙酮(CH3COCH3)分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是 , 1mol丙酮分子中含有(T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)?。(5)某FexNy的晶胞如圖-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) CunNy. FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖-2所示

2、，其中更穩(wěn)定白C Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為 。 上位更除 O bUXte A N題21圖卜之義晶胞結(jié)構(gòu)承意圖題2】圖-2 轉(zhuǎn)化過(guò)作的量變隹【答案】Ar3d 5 或 1s (2017漸課標(biāo)I -35)化學(xué)一一選彳3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(15分)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?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為 nm (填標(biāo)號(hào))。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(hào)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

3、電子構(gòu)型相同，但 金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬 Cr低，原因是 O2s22p63s23p63d5sp2 和 sp3 9N a HvCvO乙醇分子間存在氫鍵Fe3CuN【解析】(1) Fe的原子序數(shù)為26, Fe3+基態(tài)核外電子數(shù)為 23,且3d電子為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可知Fe3+基態(tài)核外電子排布式為Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5。故答案為：Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5；(2) CH3COCH3中單鍵均為 b鍵，雙鍵中含1個(gè)b鍵，甲基上C形成4個(gè)b鍵，C=O中C形成3 個(gè)(T鍵，均為孤對(duì)電子，則玻基上 C為sp2雜化，甲基上 C為sp3雜化，1mol丙酮

4、共有9mol(r鍵， 數(shù)目為9Na個(gè)。故答案為：sp2和sp3; 9Na；(3)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镠<C< O。故答案為：HvCvO;(4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)橐掖挤肿娱g存在氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)高。故答案為：乙醇分子間 存在氫鍵；(5)由圖2可知，Cu替彳弋a(chǎn)位置的Fe時(shí)能量較低，更穩(wěn)定，則 Cu位于頂點(diǎn)，N (Cu) =8X1/8=1 , Fe位于面心，N (Fe) =6M/28=3, N位于體心，則只有 1個(gè)N,其化學(xué)式為 Fe3CuN ,故答案為： Fe3CuN。(3) X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3ASF6中存在I3離子，I

5、3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(zhǎng)為a 0.446nm,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(gè)數(shù)為。(5) 在KIO3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，O處于位置。 【答案】【解析】【考點(diǎn)】 【答案】(1) A(2) N ;球形； K的質(zhì)子數(shù)較少，半徑較大，原子核對(duì)最外層電子的束縛作用較Cr更弱，形成的金屬鍵較弱，導(dǎo)致熔沸點(diǎn)較低。(3) V 形；sp3(4) 0.446 0.315nm ;122(5) K:體心；O

6、:棱心【解析】 紫色光在可見(jiàn)光中波長(zhǎng)最短。紫光的波長(zhǎng)范圍約為390 435mm ,故A正確。K是第四周期元素，核外有四層電子，所以占據(jù)的最高能層為N能層。(6)K的核外電子排布為 Ar 4s ,在n層只占據(jù)了 4 s軌道，為球形。對(duì)于金屬單質(zhì)，決定其熔沸點(diǎn)高低的主要因素是金屬鍵的強(qiáng)弱，在這里通過(guò)比較K與Cr單質(zhì)中金屬鍵的強(qiáng)弱，會(huì)發(fā)現(xiàn)K的金屬鍵弱于Cr ,故熔沸點(diǎn)較低。 方法1： I3的中心原子為I,有2對(duì) 鍵電子對(duì) m=2 ；中心原子上的孤電子對(duì)數(shù) 7 12 1=2 n=2 。由價(jià)層電子對(duì)互斥理論，價(jià)層電子總對(duì)數(shù)為2 2=4,中心I原子為23 .sp雜化，由于孤電子對(duì)數(shù)為 2,分子的空間構(gòu)型為

7、 V形。最近的K和O是晶胞中頂點(diǎn)的 K和面心的O,其距離為邊長(zhǎng)的 正/2倍。故20. 446nm =0. 315nm。 2從晶胞中可以看出，在一個(gè)晶胞中與頂點(diǎn)K緊鄰的O為含有該頂點(diǎn)的三個(gè)面面心的O,1 1 一一即為3金個(gè)。由于一個(gè)頂點(diǎn)的 K被八個(gè)晶胞共用，故與一個(gè)K緊鄰的O有：3 - 8=12(個(gè))。 KIO3晶體以K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置的鄰近 4個(gè)晶胞如圖a并對(duì)K、O 作相應(yīng)編號(hào)。由圖a得，以I處于各頂角位置的 KIO3晶胞如圖bo圖b由圖b得，K處于體心位置，O處于棱心位置。3. （15分）（2017漸課標(biāo)H -35）我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽（N5）6

8、（H3O）3（NH 4）4Cl （用R代表）。回答下列問(wèn)題：（1）氮原子價(jià)層電子對(duì)的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為 。（2）元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱(chēng)作第一電子親和能（Ei）。第二周期部分元素的 Ei變化趨勢(shì)如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的Ei自左而右依次增大的原因是 ;氮元素的Ei呈現(xiàn)異常的原因（3）經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物 R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為 ,不同之處為 。（填標(biāo)號(hào)）A.中心原子的雜化軌道類(lèi)型B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵類(lèi)型R中陰離子N5一中的b鍵總數(shù)為 個(gè)。分子

9、中的大 兀鍵可用符號(hào) Hmn表示，其中m代表 參與形成的大兀鍵原子數(shù)，n代表參與形成的大兀鍵電子數(shù)（如果分子中的大 兀鍵可表示為口66）, 則N 5中的大兀鍵應(yīng)表不為。圖（b）中虛線代表氫鍵，其表布式為（NH4+） N - HCl、qE3- 號(hào)星贈(zèng)（4） R的晶體密度為dg?cm 3,其立方晶胞參數(shù)為 anm,晶胞中含有y個(gè)（N5） 6（H3O） 3（NH4）4Cl單 元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為 M,則y的計(jì)算表達(dá)式為 。illFFTF1【答案】 Ns 2口同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大N的2P能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定，不易結(jié)合電子。 ABD

10、, C 5Na 口56 (H3O+)O-H- N 、(NH/) N - HF- NdX(aX107) 3X Na/MofB 什If】【解析】(1)氮原子價(jià)層電子為最外層電子，即2s22p3,則電子排布圖為 三臺(tái) 工口 ，(2)元素的非金屬性越強(qiáng)，越易得到電子，則第一電子親和能越大，同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，從左到右易結(jié)合電子，放出的能量增大，N的最外層為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，不易結(jié)合一個(gè)電子，故答案為：同周期從左到右核電荷數(shù)依次增大，半徑逐漸減小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大；N的2p能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定，不易結(jié)合電子；(3)A.陽(yáng)離子為H3O+和NHJ, N

11、H4+中心原子N含有4個(gè)鍵，孤電子對(duì)數(shù)為(5-1-4X1) =0, 價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化類(lèi)型為sp3, H3O+中心原子是 O,含有3b鍵，孤電子對(duì)數(shù)為(6-1-3/2=1, 價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,為sp3雜化；B,由以上分析可知 H3O+和NH4+中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都為4;C. NH 4+為空間構(gòu)型為正四面體，H3O+為空間構(gòu)型為三角錐形；D.含有的共價(jià)鍵類(lèi)型都為(T鍵。兩種陽(yáng)離子的相同之處為ABD ,不同之處為 C;故答案為：ABD ; C;根據(jù)圖(b) N5中鍵總數(shù)為5Na個(gè)，根據(jù)信息，N5有6個(gè)電子可形成大 兀鍵，可用符號(hào) 跳6表 示，故答案為：5Na； 口56;O、N的非金屬性較強(qiáng)

12、， 對(duì)應(yīng)的O-H、N-H都可與H形成氫鍵，還可表示為(H3O+)O-HKN、 (NH4+) N - HKN ,故答案為:(H3O+) O-HKN、(NH4+) n-h- n ;(4)由 d=m/V=y/(N a x M)/(a x 10 7) 3可知，y= dX(aX10 7) 3xNa/M。4. (15分)(2017漸課標(biāo)出-11)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。 回答下列問(wèn) 題：(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

13、 ,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是 。(2) CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為 和。(3)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 O(4)硝酸鎰是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn (NO3) 2中的化學(xué)鍵除了 b鍵外，還存在 (5) MgO具有NaCl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(cè) 得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r (O2 )為 nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為 a'=0.448nm,則r (Mn2+)為 nm?！敬鸢浮?1s22s22p63s23p63d74s2 或Ar3d

14、 74s2 O Mnsp sp3H2O>CH3OH>CO2>H2 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；水分子中有兩個(gè)氫原子都可以參與形成分子間氫鍵，而甲醇分子中只有 一個(gè)羥基上的氫原子可用于形成分子間氫鍵，所以水的沸點(diǎn)高于甲醇；二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量比 氫氣大，所以二氧化碳分子間作用力較大、沸點(diǎn)較高。兀鍵、離子鍵(忑/4) 0.420 (而/4)佟S/2) 0<448【解析】(1) Co是27號(hào)元素，位于元素周期表第 4周期第VIII族，其基態(tài)原子核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d 74s2.元素Mn與。中

15、，由于。元素是非金屬性而 Mn是過(guò)渡元素， 所以第一電離能較大的是O, O基態(tài)原子價(jià)電子為 2s22p4,所以其核外未成對(duì)電子數(shù)是2,而Mn基態(tài)原子價(jià)電子排布為 3d54s2,所以其核外未成對(duì)電子數(shù)是5,因此核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn。故答案為：1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d 74s2； O; Mn ;(2) CO2和CH30H的中心原子 C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2和4,所以CO2和CH30H分子中C原子的雜化形式分別為 sp和sp3。故答案為：sp； sp3;(3)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)镠2O>CH3OH>CO2>H2,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；水分子中有 兩個(gè)氫原子都可以參與形成分子間氫鍵，而甲醇分子中只有一個(gè)羥基上的氫原子可用于形成分子間氫鍵，所以水的沸點(diǎn)高于甲醇；二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量比氫氣大，所以二氧化碳分子間作用力較 大、沸點(diǎn)較高，故答案為：H2O>CH3OH>CO2>H2；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；水分子中有兩個(gè)氫原子都可以參與形成分子間氫鍵，而甲醇分子中只有一個(gè)羥基上的 氫原子可用于形成分子間氫鍵，所以水的沸點(diǎn)高于甲醇；二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量比氫氣大，所以