(2)大于 n核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
nF2为离子化合物,nCl2、nBr2、nI2的化学键以共价键为主、极性较小
sp2
(3)离子键
(4)平面三角形
(5)六方最密堆积(A3型)
65?6NA?6?34
?a2c【解析】分析:本题是物质结构与性质的综合题,需要熟练掌握这一部分涉及的主要知识点,一般说,题目都是一个一个小题独立出现的,只要按照顺序进行判断计算就可以了。 详解:(1)n是第30号元素,所以核外电子排布式为[Ar]3d104s2。
(2)n的第一电离能应该高于Cu的第一电离能,原因是,n的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构,所以失电子比较困难。同时也可以考虑到n最外层上是一对电子,而Cu的最外层是一个电子,n电离最外层一个电子还要拆开电子对,额外吸收能量。
(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物,所以一定存在离子键。作为离子化合物,氟化锌在有机溶剂中应该不溶,而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物,分子的极性较小,能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。
(4)碳酸锌中的阴离子为CO32,根据价层电子对互斥理论,其中心原子C的价电子对为3+(4-3×2+2)/2=3对,所以空间构型为正三角形,中心C为sp2杂化。
(5)由图示,堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便,选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的,面心是两个六棱柱共用,所以该六棱柱中的锌原子为12×
+2×
+3=6个,所
-
以该结构的质量为6×65/NA g。该六棱柱的底面为正六边形,边长为a cm,底面的面积为6个边长为acm的正三角形面积之和,根据正三角形面积的计算公式,该底面的面积为6×
cm2,高为c cm,所以
体积为6× cm3。所以密度为:g·cm-3。
点睛:本题是比较常规的结构综合习题,考查的知识点也是多数习题考查的重点知识。需要指出的是最后一步的计算,可以选择其中的晶胞,即一个平行六面体作为计算的单元,直接重复课上讲解的密度计算过程即可。本题的解析中选择了比较特殊的解题方法,选择六棱柱作为计算单元,注意六棱柱并不是该晶体的晶胞(晶胞一定是平行六面体),但是作为一个计算密度的单元还是可以的。
8.[2018江苏卷]臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NO分别氧化为SO4和NO3,NO也
可在其他条件下被还原为N2。
(1)SO4中心原子轨道的杂化类型为___________;NO3的空间构型为_____________(用文字描述)。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为__________________。
(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式)。 (4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。
(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在
[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
2??2??
【答案】(1)sp3 平面(正)三角形 (2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)NO2? (4)1∶2
(5)
【解析】分析:(1)用价层电子对互斥理论分析SO42中S的杂化方式和NO3的空间构型。
(2)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理写出基态Fe的核外电子排布式,进一步写出Fe2的核外电子排布式。
(3)用替代法写出O3的等电子体。 (4)N2的结构式为N
N,三键中含1个σ键和2个π键。
+
--
(5)根据化学式,缺少的配体是NO和H2O,NO中N为配位原子,H2O中O上有孤电子对,O为配位原子。
1-详解:(1)SO42中中心原子S的价层电子对数为?(6+2-4
21心原子N的孤电子对数为?(5+1-3
22)+4=4,SO42中S为sp3杂化。NO3中中
--
2)=0,成键电子对数为3,价层电子对数为3,VSEPR模型为平
面三角形,由于N原子上没有孤电子对,NO3的空间构型为平面(正)三角形。
(2)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理,基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。
(3)用替代法,与O3互为等电子体的一种阴离子为NO2。 (4)N2的结构式为N(π)=1∶2。
(5)根据化学式,缺少的配体是NO和H2O,NO中N为配位原子,H2O中O上有孤电子对,O为配位原
N,三键中含1个σ键和2个π键,N2分子中σ键与π键的数目比为n(σ)∶n
-+
-
子,答案为:。
点睛:本题以“臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2催化下能将烟气中的SO2、NO分别氧化为SO42和NO3,NO也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材,考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、σ键和π键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对。
9.[2018海南卷]I.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_______________
A.第一电离能:Cl>S>P>Si B.共价键的极性:HF>HCI>HBr>HI C.晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI D.热稳定性:MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3 II.黄铜矿是主要的炼铜原料,CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题:
(1)CuFeS2中存在的化学键类型是________________。下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的_____________。
+--
(2)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时,有少量臭鸡蛋气味的气体产生。
①分子的立体构型是______,中心原子杂化类型为__________,属于_______(填“极性”或“非极性”)分子。
②的沸点比水低的主要原因是____________________。
(3)CuFeS2与氧气反应生成SO2,SO2中心原子的价层电子对数为_____,共价键的类型有_________。
(4)四方晶系CuFeS2晶胞结构如图所示。
①Cu+的配位数为__________,S2-的配位数为____________。
a=b=0.524 nm,c=1.032 nm,NA为阿伏加德罗常数的值,CuFeS2晶体的密度是_______g?cm-3(列②已知:出计算式)。 【答案】I.BC II.(1)离子键 CD
(2)V形 sp3 极性 水分子间存在氢键 (3)3 σ键和π键
4?64?4?56?8?32 (4)4 4
(0.5242?1.032)?10?21?NA【解析】I.A.当原子轨道填充为半满全满时,较稳定,P为半满结构,因此第一电离能最大,故不符合题意;
B.共价键的极性与原子得失电子能力有关,得失电子能力差别越大,极性越强,得电子能力,同主族元素从上到下依次减弱,故B符合题意;
C.晶格能与离子半径有关,离子半径越大,晶格能越小,离子半径,同主族元素从上到下依次增大,因此晶格能逐渐减小,故C符合题意;
D.热稳定性,同主族元素,越往下,越稳定,因此D不符合题意; 故答案选BC。
II.(1)CuFeS2中存在非金属与金属之间的化学键,为离子键;电子排布应先排满低能轨道,再排满高能轨道,因此,B不符合题意,而失去电子时,应先失去高能轨道电子,故CD符合题意。 (2)①臭鸡蛋气味的气体为硫化氢,分子中价层电子有4对,孤对电子为中心原子杂化类型为sp3,有孤对电子,为非对称结构,因此为极性分子。 ②由于在水分子中,氧元素吸引电子能力极强,故水分子中存在氢键,沸点升高。
6?2?1=2对,故构型是V形,2(3)SO2中心原子的价层电子对数为
6?0 =3,以双键结合,故共价键类型为σ键和π键。 211+--
(4)①Cu的配位数为6×+4×=4,S2占据8个体心,有两个S,因此S2的配位数为4。
24m64+4×56+8×32)/NA,体积V=0.524×0.524×1.032×10-21cm-3, ,质量m=(4×
V4?64?4?56?8?32g/cm3。 所以,CuFeS2晶体的密度是2?21(0.524?1.032)?10?NA②根据=
【点睛】本题要注意两个易错点:同一周期中,元素的第一电离能随原子序数的增大而增大,但价电子轨道为半满全满时,稳定,第一电离能较大;同一主族元素的氢化物沸点相对分子量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,但氢键能影响熔沸点。
10.[2017江苏]铁氮化合物(FeNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FeNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。 (2)丙酮(
)分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________,1 mol 丙酮分子中含有σ
键的数目为______________。
(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。 (4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为____________________。
(5)某FeNy的晶胞如题21图?1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu
替代型产物Fe(?n) CunNy。FeNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图?2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
【答案】(1)[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和sp3 9 mol (3)H (4)乙醇分子间存在氢键 (5)Fe3CuN 【解析】(1)铁是26号,Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5。 (2)丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个C―H σ键,1个C―C σ键,
相关推荐: