1、培優(yōu)訓(xùn)練13：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1(1)Na2SO4的熔點(diǎn)為884 ，NaNO3的熔點(diǎn)為307 ，Na2SO4熔點(diǎn)更高的原因是_。(2)晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石非常相似。金剛石、晶體硅和金剛砂(碳化硅)的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)開(kāi)(填化學(xué)式)。(3)下表是一組物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)：有機(jī)物甲醇(CH3OH)丙烯(CH3CH=CH2)一氟甲烷(CH3F)相對(duì)分子質(zhì)量324234沸點(diǎn)/64.747.778.2甲醇相對(duì)分子質(zhì)量較小，沸點(diǎn)卻高于其他兩種物質(zhì)的原因是_。解析(1)由于Na2SO4和NaNO3均為離子晶體，SO所帶電荷比NO的多，故Na2SO4的晶格能較大，所以硫酸鈉熔點(diǎn)較高。(2)金剛石、晶體硅和金剛砂(碳

2、化硅)均是原子晶體，原子半徑CSiCSi。(3)由于甲醇分子間存在氫鍵，從而導(dǎo)致甲醇沸點(diǎn)高。答案(1)Na2SO4和NaNO3均為離子晶體，SO所帶電荷比NO的多，故Na2SO4晶格能較大，熔點(diǎn)較高(2)CSiCSi(3)甲醇分子間存在氫鍵2.鈦的很多化合物受到廣泛關(guān)注，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Cr摻雜能夠顯著提高TiO2薄膜的光催化活性?；鶓B(tài)Cr原子中，占據(jù)最高能層的核外電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)，其價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_(kāi)。(2)四乙醇鈦能增加橡膠在金屬表面的粘附性。其制備原理如下：TiCl44CH3CH2OH4NH3=Ti(OCH2CH3)44NH4ClTiCl4的熔點(diǎn)為25

3、 ，沸點(diǎn)為136.45 ，常溫下是無(wú)色液體，則TiCl4的晶體類型為_(kāi)。N和O位于同一周期，且O的核電荷數(shù)比N的多，但N的第一電離能比O高，原因是_。NH3的空間構(gòu)型為_(kāi)，CH3CH2OH分子中C原子的雜化軌道類型為_(kāi)。(3)鈦酸鍶(SrTiO3)可用作電子陶瓷材料和人造寶石。其一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，Ti處于體心位置，則Sr處于_位置，O處于_位置。已知晶胞參數(shù)a0.390 5 nm，其密度為_(kāi) gcm3(列出計(jì)算式即可)。解析(1)24號(hào)元素Cr核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，可見(jiàn)基態(tài)Cr原子的核外電子占據(jù)的最高能層為N，處于N能層的1個(gè)電子位于s軌道，s電子云輪

4、廓圖形狀為球形，價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為。(2)通常低熔點(diǎn)、易溶于有機(jī)溶劑的晶體屬于分子晶體，所以TiCl4屬于分子晶體。依據(jù)洪特規(guī)則，原子軌道處于全空、半充滿、全充滿狀態(tài)時(shí)較穩(wěn)定。N的2p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而O的2p軌道上有4個(gè)電子，失去一個(gè)電子后處于半充滿狀態(tài)，因此N的第一電離能較大。NH3的中心原子N的鍵電子對(duì)數(shù)為3，孤電子對(duì)數(shù)為1，則NH3的中心原子N的雜化軌道類型為sp3，NH3的空間構(gòu)型為三角錐形。乙醇分子中兩個(gè)C原子形成的鍵數(shù)均為4，因此兩個(gè)碳原子均采用sp3雜化。(3)已知鈦酸鍶的化學(xué)式為SrTiO3，Sr、Ti、O三種粒子的個(gè)數(shù)比為113，既然Ti處于體心位

5、置，根據(jù)均攤法，晶胞中Ti的數(shù)目為1，處于面心位置的屬于一個(gè)晶胞的粒子數(shù)為3，所以，處于面心位置的為O，那么，處于頂角位置的就是Sr。因?yàn)樵摼О橇⒎骄?，且在一個(gè)晶胞中含有1個(gè)SrTiO3，則 gcm3。答案(1)球形(2)分子晶體N的2p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，而O的2p軌道有4個(gè)電子，失去一個(gè)電子后處于半充滿狀態(tài)，因此N的第一電離能較大三角錐形sp3(3)頂角面心 3.2017年4月26日，中國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母在大連正式下水，標(biāo)志著我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造航空母艦取得重大階段性成果。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成。硅原子價(jià)層電子的軌道表示式(電子排布圖)為_(kāi)。Fe3比Fe2穩(wěn)定的

6、原因是_。FeO、NiO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相同。其中Fe2與Ni2的離子半徑分別為7.8102 nm、6.9102 nm。則熔點(diǎn)FeO_(填“”或“”)NiO，原因是_。(2)航母螺旋槳主要用銅合金制造。含銅廢液可以利用銅萃取劑M，通過(guò)如下反應(yīng)實(shí)現(xiàn)銅離子的富集，進(jìn)行回收。M所含元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)(用元素符號(hào)表示)。上述反應(yīng)中斷裂和生成的化學(xué)鍵有_(填序號(hào))。A.共價(jià)鍵 B.配位鍵C.金屬鍵 D.范德華力(3)航母艦艇底部涂有含Cu2O的防腐蝕涂料。已知Cu2O的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞結(jié)構(gòu)中銅原子的配位數(shù)是_。已知該晶體的密度為d gcm3，阿加德羅常數(shù)的值為NA，則該

7、立方晶胞的參數(shù)是_ pm。解析(1)硅原子最外層有4個(gè)電子，價(jià)層電子數(shù)為3s23p2，其價(jià)層電子的軌道表示式為。Fe3的價(jià)電子排布式為3d5，處于半充滿狀態(tài)，而Fe2的價(jià)電子排布式為3d6，故Fe3比Fe2穩(wěn)定。兩離子晶體的陰離子均為O2，陽(yáng)離子所帶電荷相同，但離子半徑r(Fe2)r(Ni2)，故FeO的晶格能較小，熔點(diǎn)較低。(2)M中含有C、H、O、N四種元素，元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的電負(fù)性越大，即電負(fù)性：ONCH。反應(yīng)過(guò)程中斷裂和生成的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵和配位鍵。(3)由題圖可知，該晶胞中黑球?yàn)镃u，白球?yàn)镺，晶胞中與Cu等距離且最近的O有2個(gè)，即該晶胞中Cu原子的配位數(shù)為2。由均攤法可知該

8、晶胞內(nèi)含4個(gè)Cu原子，O原子數(shù)目為181/82，即晶胞內(nèi)含Cu2O數(shù)目為2，設(shè)該立方晶胞的參數(shù)為x，則x3d gcm3144 g，解得x cm1010 pm。答案(1) Fe3的價(jià)電子排布式為3d5，處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定r(Ni2)，所以FeO的晶格能較小，熔點(diǎn)較低(2)ONCHAB(3)210104.2018陜西省高三教學(xué)質(zhì)檢(一)，35鈦(22Ti)鋁合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為Ar_，其中s軌道上總共有_個(gè)電子。(2)六氟合鈦酸鉀(K2TiF6)中存在TiF62配離子，則鈦元素的化合價(jià)是_，配體是_。(3)TiCl3可用作烯烴定向聚合的催

9、化劑，例如，丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦?zhàn)鞔呋瘎r(shí)，可以發(fā)生下列聚合反應(yīng)：nCH3CH=CH2CH(CH3)CH2，該反應(yīng)涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有_；反應(yīng)涉及的元素中電負(fù)性最大的是_。三乙基鋁是一種易燃物質(zhì)，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產(chǎn)物中分子的空間構(gòu)型是直線形的是_。(4)鈦與鹵素形成的化合物熔沸點(diǎn)如表所示：化合物熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/TiCl425136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)呈現(xiàn)一定規(guī)律的原因是_。(5)金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a0.295 n

10、m，c0.469 nm，則該鈦晶體的密度為_(kāi) gcm1(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計(jì)算式即可)。解析(1)Ti為22號(hào)元素，基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為Ar3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2，其中s軌道上共有8個(gè)電子。(2)由化合物中正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，知鈦元素的化合價(jià)為4，配體是F。(3)該反應(yīng)涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有sp3雜化、sp2雜化。同一周期主族元素，從左到右元素的電負(fù)性遞增，同一主族元素，自上而下元素的電負(fù)性遞減，故涉及的元素中電負(fù)性最大的是Cl。三乙基鋁在O2中燃燒生成Al2O3、CO2和H2O，其中分子的空間構(gòu)型是直線形的是CO2

11、。(4)三者都是分子晶體，對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔、沸點(diǎn)越高。(5)該晶胞的底面正六邊形的面積Sa2，則該晶胞的體積為a2c(2.95108)2(4.69108)cm3，又該晶胞中含有的鈦原子的數(shù)目為23126，則該晶胞的質(zhì)量為 g，故該鈦晶體的密度為 gcm3。答案(1)3d24s28(2)4F(3)sp2、sp3ClCO2(4)TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶體，而且組成和結(jié)構(gòu)相似，其相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力逐漸增大，因而三者的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)依次升高(5) 5.2013年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們?cè)陂_(kāi)發(fā)多尺度復(fù)雜化

12、學(xué)系統(tǒng)模型方面所做的貢獻(xiàn)。這種模型可以用量子化學(xué)計(jì)算小區(qū)間內(nèi)(如生物固氮時(shí)固氮酶中)的化學(xué)反應(yīng)。(1)固氮酶有鐵蛋白和鉬鐵蛋白兩種，它們不僅能夠催化N2還原成NH3，還能將環(huán)境底物乙炔(HCCH)催化還原成乙烯。乙炔是_(填“非極性”或“極性”)分子。碳負(fù)離子CH的空間構(gòu)型為_(kāi)。根據(jù)等電子原理，NO的電子式為_(kāi)。(2)釩可用于合成電池電極，也可用于人工合成二價(jià)的釩固氮酶(結(jié)構(gòu)如圖a)。V2基態(tài)時(shí)核外電子排布式為_(kāi)。釩固氮酶中釩的配位原子有_(填元素符號(hào))。(3)煙酰胺(結(jié)構(gòu)如圖b)可用于合成光合輔酶NADPH，煙酰胺分子中氮原子的雜化軌道類型有_，1 mol該分子中含鍵的數(shù)目為_(kāi)。(4)12 g石墨烯(結(jié)構(gòu)如圖c)中含有的正六邊形數(shù)目約為_(kāi)；請(qǐng)你預(yù)測(cè)硅是否容易形成類似石墨烯的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明理由：_。解析(1)乙炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CHCH，為四原子直線對(duì)稱結(jié)構(gòu)，為非極性分子。CH的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3(4131)4，故CH的空間構(gòu)型為三角錐形。NO與N2