15.实验室测定铁的含量可用络合剂邻二氮菲 (
),它遇Fe形成红色配合物,结构如图,下面说法不正确的是( )
2+
A.邻二氮菲中C和N均采用sp杂化 B.该红色配离子中配位数为6 C.铁与氮之间的化学键为离子键 D.邻二氮菲中所有原子共平面
解析:选C。铁与氮之间的化学键为配位键。 二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
2
16.(6分)丁二酮肟常用于检验Ni:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图所示。
(1)该结构中,碳碳之间的共价键类型是σ键,碳氮之间的共价键类型是________________,氮镍之间形成的化学键是________________。
(2)该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在________。 (3)该结构中,碳原子的杂化轨道类型有________。 解析:(2)在
中,氧氢之间除形成共价键外,还可以形成氢键。(3)题述结构中,
2+
2+
中的碳原子是sp杂化、CN中的碳原子是sp杂化。
32
答案:(1)σ键、π键 配位键 (2)氢键 (3)sp、sp
17.(12分)下表中实线是元素周期表的部分边界,其中上边界并未用实线标出。
2
3
5
根据信息回答下列问题。
(1)周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为________________________。 (2)Fe元素位于周期表的________区;Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5,在Fe(CO)5中铁的化合价为______。已知:原子数目和价电子总数相同的微粒互为等电子体,等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为________(填化学式,下同)和________。
(3)在CH4、CO、CH3OH中,碳原子采取sp杂化的分子有________________。 (4)根据价层电子对互斥模型预测ED4离子的立体构型为________。B、C、D、E中两种原子相互化合形成的分子中,所有原子都满足最外层8电子稳定结构的是________________________(写2种,填化学式)。
解析:(2)配合物Fe(CO)5中铁原子是中心原子,一氧化碳是配体,铁的化合价是0。与CO互为等电子体的具有10个价电子的双原子分子是N2,离子是CN。
(3)形成4个单键的C原子采取sp杂化。
(4)由A、B、C、D、E在元素周期表中的位置可知,它们分别是H、C、N、O、Cl。ClO4
-
3
-
-
3
中1个Cl原子结合4个氧原子,是正四面体结构。B、C、D、E中两种原子相互化合形成的分子中,所有原子都满足最外层8电子稳定结构的有CO2、NCl3、CCl4等。
答案:(1)4s4p (2)d 0 N2 CN (3)CH4、CH3OH
(4)正四面体形 CO2、NCl3、CCl4(任意写2种,其他合理答案也可)
18.(8分)CrO3、NaBH4常用于醛、酮与醇的相互转化,由硼酸[H3BO3或B(OH)3]可以合成NaBH4。
(1)写出
Cr
元素原子在基态时的核外电子排布式:
-
2
1
__________________________________。
(2)与BH4互为等电子体的一种阳离子是________,BH4离子的空间构型为________。 (3)硼酸是一种片层状结构白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法正确的是________。
-
-
6
A.硼酸晶体属于原子晶体 B.H3BO3分子的稳定性与氢键有关 C.分子中硼原子最外层为8e稳定结构 D.1 mol H3BO3的晶体中含有3 mol氢键
解析:(1)Cr为24号元素,注意3d为半充满的特殊性。(2)等电子体必须原子数目及价电子数目均相等。BH4类似于B(OH)4,也为sp杂化,即为正四面体形。(3)硼酸中存在氢键,故为分子晶体,A项错。稳定性与键能有关,氢键只影响熔、沸点,B项错。分子中B原子最外层只有6个电子,C项错。1 mol H3BO3的晶体中含有3 mol氢键,D项正确。
答案:(1)1s2s2p3s3p3d4s(或[Ar]3d4s) (2)NH4 正四面体形 (3)D
19.(14分)W、X、Y 3种元素原子序数依次减小。W的原子序数为24;X原子p轨道共有11个电子;Y是第3周期主族元素,其部分电离能(I)如下表。请回答下列问题:
电离能/kJ · mol Y 3+-1+
2
2
6
2
6
5
1
5
1
-
-
3
-
I1 584 I2 1 823 I3 2 751 I4 11 584 I5 14 837 (1)W的电子排布式为________________。 (2)电负性:X________Y(填“>”“=”或“<”)。
(3)R是与X同主族的短周期元素。R的氢化物沸点比X的氢化物更高,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (4)氨为常见化工原料,氨分子中N原子采用________杂化,该分子的空间构型为________,分子中N、H原子之间形成________键(填“σ”或“π”);已知W能与氨分子形成配离子[W(NH3)6],该配离子中存在的化学键有________(填标号)。
A.金属键 C.共价键
B.离子键 D.配位键
3+
3+
3+
解析:(1)由W的原子序数为24可知W为铬元素,Cr
2
2
6
2
6
3
6
5
的电子排布式为
1s2s2p3s3p3d;(2)X原子p轨道共有11个电子,即2p和3p,故X为氯元素;Y是第3周期主族元素,其电离能I4远大于I3,判断Y为铝元素;电负性是氯>铝,即X>Y;(3)R是与X同主族的短周期元素,故R为氟元素,其氢化物为HF,HF分子间形成了氢键,而HCl
7
分子间只有范德华力,所以R的氢化物沸点比X的氢化物更高;(4)氨分子中N原子采用sp
3+
3
杂化,该分子的空间构型为三角锥形,分子中N、H原子之间形成σ键;Cr能与氨分子形成配离子[Cr(NH3)6],该配离子中存在的化学键有共价键、配位键。
答案:(1)1s2s2p3s3p3d (2)>
(3)HF分子间形成了氢键,而HCl分子间只有范德华力 (4)sp 三角锥形 σ CD
20.(15分)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:
(1)氮原子外围层电子的轨道表示式为__________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________________________;氮元素的E1呈现异常的原因是________________________________________________________________________。
3
2
2
6
2
6
3
3+
(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。
①从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为______________,不同之处为________。(填标号)
A.中心原子的杂化轨道类型 B.中心原子的价电子对数 C.立体结构 D.共价键类型
②R中阴离子N5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Пm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为П6),则N5中的大π键应表示为____________。
③图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(NH4)N—H…Cl、________、________。 (4)R的晶体密度为d g·cm
-3
+
6
--
n,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个
[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为________________________________________。
解析:(1)根据构造原理可知氮原子外围电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利不
8
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