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1、
第12章專題--物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題難點(diǎn)突破
李仕才
1.判斷σ鍵和π鍵及其個(gè)數(shù)
共價(jià)單鍵全為σ鍵,雙鍵中有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵,三鍵中有一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵。
2.判斷中心原子的雜化軌道類型
(1)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷
價(jià)層電子對(duì)數(shù)
雜化軌道類型
2
sp
3
sp2
4
sp3
(2)有機(jī)物中、及上的C原子都是sp2雜化,—C≡C—中的原子是sp雜化,C中的C原子是sp3雜化。
(3)根據(jù)等電子原理判斷
等電子體不僅結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似,中心原子的雜化軌道類型也相似。
3.判斷分子或離子的立體構(gòu)型
(1)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷。
(2)利用等電子原理
2、判斷陌生分子的立體構(gòu)型。如N2O與CO2是等電子體,空間構(gòu)型均為直線形,N2O的結(jié)構(gòu)式也和CO2相似,為N==N==O。
(3)有機(jī)物中CH2==CH2、為平面形結(jié)構(gòu),CH≡CH為直線形結(jié)構(gòu),HCHO為平面三角形結(jié)構(gòu)。
4.晶體結(jié)構(gòu)中的有關(guān)計(jì)算
(1)根據(jù)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定晶體的化學(xué)式
晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算(均攤法)
注意?、佼?dāng)晶胞為六棱柱時(shí),其頂點(diǎn)上的粒子被6個(gè)晶胞共用,每個(gè)粒子屬于該晶胞的部分為,而不是。
②審題時(shí)一定要注意是“分子結(jié)構(gòu)”還是“晶體結(jié)構(gòu)”,若是分子結(jié)構(gòu),其化學(xué)式由圖中所有實(shí)際存在的原子個(gè)數(shù)決定,且原子個(gè)數(shù)可以不互質(zhì)(即原子個(gè)數(shù)比可以不約簡(jiǎn))。
(2)根
3、據(jù)晶體晶胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有關(guān)數(shù)據(jù),求算晶體的密度或晶體晶胞的體積或晶胞參數(shù)a(晶胞邊長(zhǎng))
對(duì)于立方晶胞,可建立如下求算途徑:
得關(guān)系式:ρ=(a表示晶胞邊長(zhǎng),ρ表示密度,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量,M表示摩爾質(zhì)量)。
1.(2018福州質(zhì)檢)鋅是人體必需的微量元素,明朝《天工開(kāi)物》中有世界上最早的關(guān)于煉鋅技術(shù)的記載?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)基態(tài)Zn原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______________,在周期表中的位置為_(kāi)_______________。
(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①組成[Zn(
4、NH3)4]SO4的元素中,除H外其余元素的第一電離能由大到小順序?yàn)開(kāi)_______________。
②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液,未出現(xiàn)渾濁,其原因是_____________________
________________________________________________________________________。
③已知[Zn(NH3)4]2+的立體構(gòu)型與SO相同,則在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的雜化類型為_(kāi)_______。
④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶體中存在的有________。
A.離子鍵 B.極性共價(jià)
5、鍵
C.非極性共價(jià)鍵 D.配位鍵
E.范德華力 F.金屬鍵
(3)ZnS晶胞結(jié)構(gòu)如圖(已知a為硫離子,b為鋅離子)所示,ZnS晶體的熔點(diǎn)約為1700℃。
①已知晶體密度為ρgcm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。則1個(gè)ZnS晶胞的體積為_(kāi)_______cm3。
②ZnO與ZnS結(jié)構(gòu)相似,熔點(diǎn)為1975℃,其熔點(diǎn)較高的原因是________________________________________________________________________
__________________________________________________________
6、______________。
答案 (1)3d104s2 第四周期ⅡB族
(2)①N>O>S>Zn?、赱Zn(NH3)4]2+難電離,溶液中Zn2+濃度很小,無(wú)法產(chǎn)生沉淀?、踫p3 ④ABD
(3)①?、贠2-的半徑比S2-的小,ZnO晶體的晶格能較大
解析 (2)①N的2p軌道半充滿,處于較穩(wěn)定狀態(tài),故N、O、S、Zn的第一電離能由大到小的順序:N>O>S>Zn。②[Zn(NH3)4]2+難電離,溶液中Zn2+濃度很小,無(wú)法產(chǎn)生沉淀。③[Zn(NH3)4]2+的立體構(gòu)型為正四面體,Zn2+的雜化類型為sp3雜化。④[Zn(NH3)4]SO4中含有離子鍵、極性共價(jià)鍵、配位鍵。
(3
7、)①由題圖知,一個(gè)ZnS晶胞中含有4個(gè)Zn2+,含S2-的個(gè)數(shù)為8+6=4,1個(gè)ZnS晶胞的質(zhì)量為 g,故1個(gè)ZnS晶胞的體積為 cm3。
②O2-的半徑比S2-的小,故ZnO晶體的晶格能較大,熔點(diǎn)較高。
2.(2017太原模擬)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(HC≡CH)催化還原成乙烯。
①乙炔是________(填“非極性”或“極性”)分子。
②碳負(fù)離子CH
8、的立體構(gòu)型為_(kāi)_______。
③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)。
①V2+基態(tài)時(shí)核外電子排布式為_(kāi)___________________________________________。
②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________,1mol該分子中含σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。
9、(4)12g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:_______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)①非極性 ②三角錐形?、?
(2)①1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)②S、N
(3)sp2、sp3 15NA
(4)0.5NA 不容易,硅原子半徑大,3p軌道不易形成π鍵
解析 (1)
10、①乙炔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH≡CH,為四原子直線對(duì)稱結(jié)構(gòu),為非極性分子。
②CH的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+(4+1-31)=4,故CH的立體構(gòu)型為三角錐形。
③NO+與N2為等電子體,故電子式為。
(2)②根據(jù)圖a可知V的配位原子為N和S。
(3)根據(jù)圖b可知—N==為sp2雜化,為sp3雜化。
(4)石墨烯中形成大π鍵成正六邊形結(jié)構(gòu),而Si的原子半徑較大,難形成π鍵,故不易形成類似石墨烯的結(jié)構(gòu)。
3.(2017江西五市八校第二次聯(lián)考)有A、B、C、D、E五種原子序數(shù)依次增大的元素(原子序數(shù)均小于30)。A的基態(tài)原子2p能級(jí)有3個(gè)單電子;C的基態(tài)原子2p能級(jí)有1個(gè)單電子;E原子最外層有1個(gè)單電
11、子,其次外層有3個(gè)能級(jí)且均排滿電子;D與E同周期,價(jià)電子數(shù)為2。則:
(1)B元素的氫化物的沸點(diǎn)是同族元素氫化物中最高的,原因是________________________
________________________________________________________________________。
(2)A、B、C三種元素的氫化物穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_______________(用化學(xué)式表示)。
(3)A的最簡(jiǎn)單氫化物分子的立體構(gòu)型為_(kāi)_______,其中A原子的雜化類型是________雜化。
(4)A的單質(zhì)中σ鍵的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______,π鍵的個(gè)數(shù)
12、為_(kāi)_______。
(5)寫(xiě)出基態(tài)E原子的價(jià)電子排布式:_____________________________________________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知晶體的密度為ρgcm-3,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞邊長(zhǎng)a=________cm(用ρ、NA的計(jì)算式表示)。
答案 (1)H2O分子間存在氫鍵(2)HF>H2O>NH3 (3)三角錐形 sp3(4)1 2 (5)3d104s1 (6)
解析 根據(jù)題干信息不難推出A、B、C、D、E五種元素分別是N、O、F、Ca、Cu。
(2)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性與元素的非金屬性有關(guān),由于非金屬性
13、F>O>N,所以穩(wěn)定性HF>H2O>NH3。
(3)A的最簡(jiǎn)單氫化物是NH3,中心原子N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,孤電子對(duì)數(shù)是1,所以NH3分子的立體構(gòu)型是三角錐形,N原子的雜化類型是sp3雜化。
(4)N2的結(jié)構(gòu)式是N≡N,所以σ鍵個(gè)數(shù)是1,π鍵個(gè)數(shù)是2。
(6)C和D形成的化合物是CaF2,一個(gè)晶胞中有4個(gè)“CaF2”,所以一個(gè)晶胞質(zhì)量是 g,一個(gè)晶胞的體積是a3cm3,根據(jù)ρ==gcm-3,則a= cm。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375