物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)1.鐵被譽(yù)為“第一金屬”，鐵及其化合物在生活中有廣泛應(yīng)用。⑴基態(tài)Fe3 +的簡化電子排布式為(2)實(shí)驗(yàn)室用KSCN、苯酚(OH)檢驗(yàn)Fe3+。N、O、S的第一電離能由大到小的順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)，苯酚中碳原子的雜化軌道類型為。(3)FeCl3的熔點(diǎn)為306℃,沸點(diǎn)為315℃。FeCl3的晶體類型是。FeSO4常作凈水劑和補(bǔ)鐵劑，SO廠的立體構(gòu)型是。(4)羰基鐵［Fe(CO)J可用作催化劑、汽油抗爆劑等。1molFe(CO)5分子中含molo鍵，與CO互為等電子體的離子是(填化學(xué)式，寫一種)。(5)氮化鐵晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。該晶體中鐵、氮的微粒個(gè)數(shù)之比為。(6)氧化亞鐵晶體的晶胞如圖2所示。已知：氧化亞鐵晶體的密度為pg-cm-3,1代表阿伏加德羅常數(shù)的值。在該晶胞中，與Fe2+緊鄰且等距離的Fez+數(shù)目為；Fe2+與O2-最短核間距為pm。圖1 圖2解析：(1)鐵離子的簡化電子排布式為［Ar］3d5。(2)N、O、S的第一電離能：N>O>S。苯酚中碳原子的雜化軌道類型為sp2雜化。⑶氯化鐵晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低，它是分子晶體。SO2-中硫的價(jià)層有4個(gè)成鍵電子對(duì)，無孤電子對(duì)，SO2-的立體構(gòu)型為正四面體形。(4)CO與44N2互為等電子體，1個(gè)CO分子中有1個(gè)o鍵，1個(gè)CO分子與Fe形成1個(gè)配位鍵，配位鍵也是o鍵，所以1molFe(CO)5含10molo鍵。與CO互為等電子體的離子有CN-、C2「。(5)氮化鐵晶胞為六棱柱，頂點(diǎn)貢獻(xiàn)率為1棱點(diǎn)貢獻(xiàn)率為1面點(diǎn)貢獻(xiàn)率為1觀察晶胞知，12個(gè)鐵632位于頂點(diǎn)，2個(gè)鐵位于面心，3個(gè)鐵位于體內(nèi)；2個(gè)氮位于體內(nèi)。1個(gè)晶胞含鐵微粒數(shù)為12X16+2x1+3=6,含氮微粒數(shù)為2,故鐵、氮微粒數(shù)之比為6：2=3：1。(6)氧化亞鐵晶胞類似2氯化鈉晶胞。棱上3個(gè)離子相切，晶胞參數(shù)等于相鄰兩個(gè)離子核間距的2倍。觀察題圖2知，上、中、下三層各4個(gè)氧離子(共12個(gè)氧離子)與中心的氧離子緊鄰且等距離，而氧化亞鐵中氧離子、亞鐵離子個(gè)數(shù)比為1：1,所以，有12個(gè)Fez+與Fe2+緊鄰且等距離。1個(gè)氧化亞鐵晶胞含F(xiàn)e2+數(shù)為8X1+6X1=4,含O2-數(shù)為12X1+1=4,所以，1個(gè)氧化亞鐵晶胞含4個(gè)8 2 4“FeO”“FeO”。設(shè)Fe2+與02-的最短核間距為dpm,4X72P=N-(2dX10-i0)3,A3 36解得d=\i'，n_TxA1010pm。答案：(1)[Ar]3d5(2)N>0>Ssp2雜化⑶分子晶體正四面體形(4)10CN-或C2-(合理即可)2⑸3：1⑹12 \'NA^7X10102.錫是大名鼎鼎的“五金”一一金、銀、銅、鐵、錫之一，早在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們便發(fā)現(xiàn)并使用了錫?；卮鹣铝袉栴}：(1)錫是50號(hào)元素，在元素周期表中位于 區(qū)。(2)SnO2是一種重要的半導(dǎo)體傳感器材料，用來制備靈敏度高的氣敏傳感器，SnO2與熔融NaOH反應(yīng)生成Na2snO3,Na2snO3中陰離子的空間構(gòu)型為。(3)比較下列鹵化錫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因SnCl4SnBr4SnI4熔點(diǎn)/℃一3331144.5沸點(diǎn)/℃114.1202364(4)汽車廢氣中常含有有毒的一氧化碳?xì)怏w，但在二氧化錫的催化下，在300℃時(shí)，一氧化碳可大部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳。C、O、Sn電負(fù)性由大至小的順序是(5)灰錫具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Sn原子的雜化方式為，微粒之間存在的作用力是。(6)①原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，如圖為灰錫的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),B為， )錫的配位數(shù)為②已知灰錫的晶胞參數(shù)a=0.6489nm,其密度為g*cm-3(NA為6.02X1023mol-1,不必算出結(jié)果，寫出簡化后的計(jì)算式即可)。解析：(1)Sn是50號(hào)元素，價(jià)電子排布式為5s25P2,在元素周期表中位于p區(qū)。(2)SnO2「中Sn原子為sp2雜化，無孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型為平面三角形。(3)錫元素的鹵化物都為分子晶體，分子之間通過分子間作用力結(jié)合。對(duì)于組成類型相似的物質(zhì)來說，相對(duì)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(duì)分子質(zhì)量：SnCl4〈SnBr4〈SnI4,所以它們的熔沸點(diǎn)由低到高的順序：SnCl4<SnBr4<SnI4o(4)C、O、Sn電負(fù)性由大至小的順序是O>C>Sn。(5)灰錫具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Sn原子的雜化方式為sp3雜化?；义a是同一元素的原子通過共用電子對(duì)形成的單質(zhì)，所以微粒之間存在的作用力是非極性共價(jià)鍵(或共價(jià)鍵)。(6)①根據(jù)各個(gè)原子的相對(duì)位置可知，d在體對(duì)角線的1/4處，所以其坐標(biāo)參數(shù)是14,4,4}②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的Sn原子個(gè)數(shù)是8X1/8+6X1/2+4=8,所以晶胞的密度為8X118.78X118.7..密度為8X118.78X118.7..6.02X1023X(0.6489X10-7)3g〃cm-3=6.02X648.93X107g〃時(shí)。答案：(1)p(2)平面三角形(3)SnCl4、SnBr4、SnI4熔沸點(diǎn)依次升高；原因是它們分子結(jié)構(gòu)相似，隨相對(duì)分子質(zhì)量增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng) (4)O>C>Sn(5)sp3雜化非極性共價(jià)鍵(或共價(jià)鍵)/1 …8X118.7⑹①444②6.02X648.93X1073.X、Y、M、Z、R為前四周期元素，且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體；X與氫元素可形成XH3；M是周期表中電負(fù)性最大的元素；Z基態(tài)原子的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍；R2+的3d軌道中有9個(gè)電子。請(qǐng)回答下列問題：(1)基態(tài)Y原子的價(jià)電子排布圖是Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是(寫元素名稱)。(2)離子XY-的立體構(gòu)型是；R2+的水合離子［R(H2O))+中，提供孤電子對(duì)的原子是(填元素符號(hào))。(3)已知XH3易與R2+形成配離子，但XM3不易與R2+形成配離子，其原因是(4)X與R所形成的化合物晶體晶胞如圖所示，該晶體的化學(xué)

式為;晶胞參數(shù)如圖所示，則該晶胞密度是g-cm-3（列式并計(jì)算結(jié)果，保留小數(shù)點(diǎn)后一位）。（5）圖1表示某種含氮有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，其分子內(nèi)4個(gè)氮原子分別位于正四面體的4個(gè)頂點(diǎn)（見圖2），分子內(nèi)存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個(gè)氫鍵予以識(shí)別。下列分子或離子中，能被該有機(jī)化合物識(shí)別的是（填字母）。a.CF4a.CF4 b.CH4c.NH+d.H2O解析：X、Y、M、Z、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，XY2是紅棕色氣體，X與氫元素可形成XH3，則X為氮元素、Y為氧元素；M是周期表中電負(fù)性最大的元素，則M為氟元素;Z基態(tài)原子的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，則Z原子M層電子數(shù)為6,故Z為硫元素；Rz+的3d軌道中有9個(gè)電子，R原子外圍電子排布為3dMs1，故R為銅元素。（1）基態(tài)Y原子的價(jià)電子排布式為2s22P的價(jià)電子排布式為2s22P4,價(jià)電子排布圖為2s一 一 一一 一5+1—2X2期為第三周期，第三周期中Cl的第一電離能最大。（2）NO-中氮原子孤電子對(duì)數(shù)為——22=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+1=3,故其空間構(gòu)型為V形；CU2+提供空軌道，H2O中氧原子提供孤電子對(duì)，形成配離子。（3）由于電負(fù)性F>N>H,NF3分子中共用電子對(duì)偏向氟原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難與CU2+形成配合物。（4）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中白色球數(shù)目為1+111 42*5+4*4+8*8=4,黑色球數(shù)目為4,故化學(xué)式為CuO,晶胞質(zhì)量為討X80g,晶胞密度A為4X80g4-（600X10-10cmX600X10-10cmX700X10-10cm）N2.1g?cm-3。（5）F、O、NA電負(fù)性很大，與氫元素形成的微粒之間可以形成氫鍵，正四面體頂點(diǎn)氮原子與嵌入空腔的微粒形成4個(gè)氫鍵，該微粒應(yīng)含有4個(gè)氫原子，選項(xiàng)中只有NH+符合。4TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2s 2PWI**1 *答案：（1）1 1 氯（2）V形O（3）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H,所以NH3中共用電子對(duì)偏向N,而在N%中，共用電子對(duì)偏向F,偏離N(4)CuO2.1(5)c4.南京理工大學(xué)化工學(xué)院胡炳成教授團(tuán)隊(duì)于2017年1月成功合成世界首個(gè)全氮陰離子鹽，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。請(qǐng)根據(jù)材料回答以下問題：⑴N、0、F三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?填元素符號(hào))；與N2互為等電子體的全氧離子化學(xué)式為；具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚氮結(jié)構(gòu)如圖1所示，則N70的沸點(diǎn)(填”>”“<”或“=")高聚氮的沸點(diǎn)，原因是N70和高聚氮屬于(選填序號(hào))。A.同素異形體 B.同分異構(gòu)體C.同位素 D.同系物圖1(2)疊氮化物是研究較早的含全氮陰離子的化合物，如氫疊氮酸(HNJ、疊氮化鈉(NaN3)等。疊氮化物能形成多種配合物，在［Co(N3)(NH3)JS04中鉆顯價(jià)，它的配體是,SO：-的立體構(gòu)型為。(3)HN3是一種全氮陰離子酸，可由肌(N2H4)被HN02氧化制得。下列說法正確的是。A.酸性:HN02>HN03N2H4分子中氮原子均采取sp3雜化NaN3的晶格能小于KN3的晶格能D.上述生成氫疊氮酸的化學(xué)方程式為N2H4+HN02===2H0+HN3(4)N8是一種由全氮陽離子和全氮陰離子構(gòu)成的特殊物質(zhì)，已知陽離子由5個(gè)氮原子排列成V形，每個(gè)氮原子均達(dá)到八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則陽離子的電子式為。(5)一種氮鐵化合物的結(jié)構(gòu)如圖2所示，若圖中六棱柱的體積為Vcm3,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體的密度為。圖2解析：(1)N、0、F三種元素均為第二周期元素，通常第一電離能隨核電荷數(shù)增大呈遞增

的趨勢，但N的3p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，則三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)镕>N>0;等電子體應(yīng)具有相同的原子數(shù)目且價(jià)電子數(shù)相等，則與N2互為等電子體的全氧離子化學(xué)式為02+;N是分子晶體，而高聚氮為原子晶體，則高聚氮的沸點(diǎn)大于N的沸點(diǎn)；N2 70 70 70和高聚氮均為氮元素的不同單質(zhì)，兩者屬于同素異形體。(2)配合物［Co(N3)(NH3)JS04中存在S02-、N-、NH，根據(jù)元素正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,可知Co為+3價(jià)，其中Co的配體為N-、43 3 36+2-2X4NH，硫酸根中心原子的價(jià)層電子對(duì)為孤對(duì)電子數(shù) ； =0,成鍵電子對(duì)數(shù)為4,所以32為正四面體結(jié)構(gòu)，中心原子為sp3雜化。(3)酸性：HN02<HN03，A錯(cuò)誤；N2H4分子中氮原子均采取sp3雜化，B正確；NaN3與KN3結(jié)構(gòu)相似，鈉離子半徑小于鉀離子，NaN3的晶格能大于KN3的晶格能，C錯(cuò)誤；肼(N2H)被HN02氧化制得HN3，化學(xué)方程式為N2H4+HN02===2H0+HN3,D正確。(4)全氮陽離子由5個(gè)氮原子排列成V形，每個(gè)氮原子均達(dá)到八電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可知陽/