(5)下图是钛晶体在空间的一种堆积方式,此堆积方式叫 ,钛原子的配位数为 。已知:a=0.295 nm,c=0.469 nm,则该钛晶体的密度为 g·cm(NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。
-3
答案(1)
(2)< 氮原子的2p轨道为半充满状态,具有较高的稳定性,故不易失去一个电子 (3)分子 TiCl4+(x+2)H2O(4)(TiO
2+
TiO2·xH2O↓+4HCl
3
(或TiO) sp CCl4(或SiCl4等)
(5)六方最密堆积 12
解析(1)Ti是22号元素,价层电子排布式为3d4s,所以价层电子排布图为:
2
3
2
2
;(2)
氯元素的非金属性比硫强,所以Cl的电负性大于S,氮元素原子的价层电子排布式为2s2p,是一种半充满的稳定结构,具有较高的稳定性,不易失去一个电子,所以第一电离能O TiO2·xH2O↓+4HCl;(4) 由题图可知,每个钛原子连接2个氧原子,每个氧原子连接2个钛原子,说明Ti与O两种原子的个数比为1∶1,则该阳离子的化学式为(TiO (或TiO),S 2+ 中硫原子的价层电子对数 为:4+=4+0=4,所以硫原子的杂化方式为sp,S 3 的原子数为5、价层电子数为32,根据等电 子体原理,与S互为等电子体的分子有CCl4、SiCl4等;(5)由题图可知,所给晶体的堆积方式为六 方最密堆积,与钛原子最近且等距离的钛原子有12个,所以钛原子的配位数为12,题中所给晶体结 构中含有的钛原子数为6,质量为密度为 g,体积为×(2.95×10)×4.69×10 cm,则该钛晶体的 -82-83 g·cm。 5.(2018广东佛山普通高中高三教学质量检测)(16分)硫和钒的相关化合物,在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题: (1)基态钒原子的外围电子排布图为 ,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是 ,V 的几何构型为 。 -3 (2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图1)是副作用小的有效调节血糖的新型药物。 ①基态S原子中原子核外未成对电子数为 ,该药物中硫原子的杂化方式是 。所含第二周期元素第一电离能按由大到小顺序的排列是 。 ②2-巯基烟酸(图2)水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是 。 (3)多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域Π键”,下列物质中存在“离域Π键”的是 。 A.SO2 C.H2S B.SD.CS2 -3 (4)某六方硫钒化合物晶体的晶胞如图3所示,该晶胞的化学式为 。图4为该晶胞的俯视图,该晶胞的密度为 g·cm(列出计算式即可)。 答案(1)3 +5 正四面体 (2)①2 sp N>O>C ②2-巯基烟酸的羧基可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大 (3)AD (4)VS ρ= 2 2 6 2 6 3 2 3 2 解析(1)钒为23号元素,电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s,所以外围电子排布图为 。其最稳定的化合价应该是+5价,即失去所有的价电子,形成最外层8电子的稳定 结构。根据价层电子对互斥原理,V 中的中心原子V的价电子为5,配位原子O不提供电子,带有 三个单位负电,所以外层电子为8个,共4对,空间构型为正四面体。 (2)①硫原子的电子排布为[Ne]3s3p,所以硫原子的3p能级上有4个电子,分配在三个轨道中,有两个单电子。从图中得到S的配位数为2,所以此时S的外层有6+2=8个电子,电子对为4,所以S应该的杂化方式是sp杂化。其中含有的第二周期元素是C、N、O,同周期元素从左向右应该是第一电离能有增大趋势,因为N的2p能级上有3个电子,是p能级的半满稳定结构,所以N的第一电离能反常增大,所以第一电离能:N>O>C。②2-巯基烟酸有羧基可以与水分子形成氢键,所以其水溶性会更好。 (3)从题目表述来看,形成离域Π键的要求是:①原子共平面;②有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论,二氧化硫为平面三角形,硫酸根为正四面体,硫化氢为角形,二硫化碳为直线形。所以选项B一定错误。而硫化氢的氢原子不存在p轨道。所以选项C错误。由上正确的是选 3 2 4 项A和选项D。(4)晶胞中有V:8×+4×=2个;有S:2×1=2个,所以化学式为VS。因为该 晶胞中有2个VS,所以一个晶胞质量为 g。根据图4得到晶胞底面的面积为 a×a nm2,所以晶胞的体积为a×a×b nm3。1 nm=10-7 cm,所以晶体密度为 g·cm= -3 g·cm。 -1 -3 6.(2018湖北八校高三联考)(18分)根据下列五种短周期元素的电离能数据(单位:kJ·mol),回答下面各题。 元素I1 代号 Q I2 I3 I4 I5 R S 2 3 800.427.659.6 1 7 6 495.4 910.8 562 3 1 2 577.816.744.5 7 8 25 32 025.826.8 7 9 13 543 354 11 14 577 842 T U 1 402.3 2 080.7 4 2 578.856 1 3 6 952.122 3 7 9 475.444.0 9 9 12 371 177 (1)在这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是 (填元素符号),S元素最可能是 区元素。 (2)基态Q元素原子的价电子排布式是 。Q和T同周期。化合物QT中T元素的化合价为 ;第一电离能介于Q、T之间的同周期元素有 种。 (3)化合物RT3中化学键类型为 ,RT3的阴离子的几何构型为 。 (4)下列元素中,化学性质和物理性质最像U元素的是 。 A.硼 B.铍 C.锂 D.氦 E.碳 (5)R的某种氧化物X晶胞结构如图所示,晶胞参数a=0.566 nm,X的化学式为 ;列式并计算晶体X的密度为 g·cm。 -3 答案(1)B和Al p (2)2s2p -3 3 (3)离子键、共价键 直线形 (4)D 2 1 (5)Na2O ≈2.27 解析Q元素的I4?I3,Q元素的原子最外层有3个电子,Q处于ⅢA族;R元素的I2?I1,R元素的原子最外层有1个电子,R处于ⅠA;S元素的I4?I3,S元素的原子最外层有3个电子,S处于ⅢA族;T、U元素的I1~I5没有突变,T、U的最外层电子至少有5个。 (1)根据上述分析,这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是Q和S,Q和S都处于ⅢA族,Q的I1大于S的I1,Q为硼元素,S为铝元素。最可能处于同一族的两种元素是B和Al。S元素为铝元素,基态铝原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p,最后一个电子填入3p能级,Al是p区元素。(2)Q为硼元素,硼原子核外有5个电子,基态硼原子核外电子排布式为1s2s2p,基态硼原子的价电子排布式为2s2p。Q的化合价为+3价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,QT中T元素的化合价为-3价。Q属于第二周期,Q和T同周期,T也属于第二周期,T为氮元素,第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O,共3种元素。(3)R为ⅠA族元素,R原子核外电子数大于5,R为钠元素;T为氮元素,RT3为NaN3,其中含有离子键和共价键。NaN3中阴离子为 与CO2互为等电子 2 1 2 2 1 2 2 6 2 1 体,CO2为直线形,则也为直线形。(4)U的最外层电子数至少5个,U不可能是ⅠA族~ⅣA族 元素,U的第一电离能较大,U可能是0族元素,化学性质和物理性质最像U元素的是氦。(5)用“均 摊法”,小黑球(Na):8个,大白球(O):8× 3 -73 3 +2- +6×=4,X的化学式为Na2O。晶胞的体积为 -73 3 (0.566 nm)=(0.566×10) cm,1 mol晶胞的体积为(0.566×10) cm×NA,1 mol晶胞的质量为 4×62 g,则晶体X的密度为 ≈2.27 g·cm-3 。
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