題型特訓(xùn)17第11題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)A1.(2019山東聊城一模)二氟草酸硼酸鋰LiBF2(C2O4)是新型鋰離子電池的電解質(zhì),乙酸錳(CH3COO)3Mn可用于制造離子電池的負極材料。合成方程式如下:2H2C2O4+SiCl4+2LiBF42LiBF2(C2O4)+SiF4+4HCl4Mn(NO3)2·6H2O+26(CH3CO)2O4(CH3COO)3Mn+8HNO2+3O2+40CH3COOH(1)基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為。 (2)草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子軌道的雜化類型是,1 mol草酸分子中含有鍵的數(shù)目為(用含NA的式子表示)。 (3)與SiF4互為等電子體的兩種陰離子的化學(xué)式為。 (4)CH3COOH易溶于水,除了它是極性分子外,還因為。 (5)向硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成配離子Cu(NH3)42+。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子的原因是。 (6)硼氫化鈉的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該晶胞中Na+的配位數(shù)為,若硼氫化鈉晶體的密度為d g·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則a=(用含d、NA的代數(shù)式表示);若硼氫化鈉晶胞上、下底心處的Na+被Li+取代,則得到晶體的化學(xué)式為。 2.(2019陜西漢中一模)氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,具有優(yōu)良性能。(1)基態(tài)氮原子的電子排布式為,基態(tài)硅原子未成對電子數(shù)是,碳、氮、硅的電負性由大到小的順序是。 (2)碳熱還原法制氮化硅是在氮氣中用碳還原SiO2,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。氮化硅一般不與酸反應(yīng),但能與氫氟酸反應(yīng),寫出氮化硅與過量氫氟酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 (3)三氯硅烷(SiHCl3)也可用于制備氮化硅,三氯硅烷分子的空間構(gòu)型為,其分子中硅原子的雜化軌道類型為。 (4)氮化硅與碳化硅、氮化硼等作用可產(chǎn)生性能更好的材料。氮化硅、碳化硅的化學(xué)性質(zhì)都很穩(wěn)定,其原因是。 (5)碳化硅立方晶系晶胞如圖所示,其中CSiC鍵的夾角是,其晶體類型是,若立方晶系的碳化硅密度為 g·cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞的棱長為。 3.(2019福建漳州二模)鉑鈷合金是以鉑為基含鈷的二元合金,在高溫下,鉑與鈷可無限互溶,其固溶體為面心立方晶格。鉑鈷合金磁性極強,磁穩(wěn)定性較高,耐化學(xué)腐蝕性很好,主要用于航天航空儀表電子鐘表磁控管等。(1)基態(tài)鈷原子的價電子排布圖(軌道表示式)為。 (2)二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl-和吡啶結(jié)合形成的鉑配合物,有順式和反式兩種同分異構(gòu)體(如圖)?？茖W(xué)研究表明,順式分子具有抗癌活性。吡啶分子是大體積平面配體,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,每個分子中含有的鍵數(shù)目為。二氯二吡啶合鉑分子中所含的C、N、Cl三種元素的第一電離能由大到小的順序是。 二氯二吡啶合鉑中存在的微粒間作用力有(填字母)。 a.范德華力b.氫鍵c.金屬鍵d非極性鍵反式二氯二吡啶合鉑分子是(填“極性分子”或“非極性分子”)。 (3)某研究小組將平面型的鉑配合物分子進行層狀堆砌,使每個分子中的鉑原子在某一方向上排列成行,構(gòu)成能導(dǎo)電的“分子金屬”,其結(jié)構(gòu)如圖所示?！胺肿咏饘佟笨梢詫?dǎo)電,是因為能沿著其中的金屬原子鏈流動。 “分子金屬”中,鉑原子(填“是”或“不是”)以sp3的方式雜化?其理由是。 (4)筑波材料科學(xué)國家實驗室一個科研小組發(fā)現(xiàn)了在5 K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性的晶體CoO2,該晶體具有層狀結(jié)構(gòu)(如圖所示,小球表示Co原子,大球表示O原子),圖中用粗線畫出的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元示意圖不能描述CoO2的化學(xué)組成的是(填字母)。 (5)金屬鉑晶體中,鉑原子的配位數(shù)為12,其立方晶胞沿x、y或z軸的投影圖如圖所示,若金屬鉑的密度為d g·m-3,則晶胞參數(shù)a= nm(列計算式)。 參考答案題型特訓(xùn)17第11題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)A1.答案 (1)Ar3d54s2(或1s22s22p63s23p63d54s2)(2)sp27NA(3)SO42-、PO43-(4)乙酸與水分子之間可形成氫鍵(5)F的電負性大于N,NF成鍵電子對偏向F,導(dǎo)致NF3中的N原子核對孤對電子吸引力增強,難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子(6)8376×1021·NANa3Li(BH4)4或LiNa3(BH4)4解析 (1)Mn為25號元素,核外電子數(shù)為25,基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為Ar3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2。(2)由草酸(HOOCCOOH)分子的結(jié)構(gòu)可知,一個中心碳原子有3個鍵和一個鍵,沒有孤電子對,屬于sp2雜化,每個草酸(HOOCCOOH)分子中共含有7個鍵,則1mol草酸分子中含有鍵的數(shù)目為7NA。(3)原子數(shù)和電子數(shù)都相等的微?；榈入娮芋w。所以與SiF4互為等電子體的兩種陰離子的化學(xué)式分別為SO42-、PO43-。(4)CH3COOH易溶于水,除了它是極性分子外,還因為CH3COOH分子與水分子之間可形成氫鍵。(5)NF3不易與Cu2+形成配離子的原因是F的電負性大于N,NF成鍵電子對偏向F,導(dǎo)致NF3中的N原子核對孤電子對吸引力增強,難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子。(6)以上底面處的Na+為研究對象,與之距離最近的BH4-共有8個。該晶胞中Na+個數(shù)為4,BH4-個數(shù)是4,則晶體的化學(xué)式為NaBH4,該晶胞的質(zhì)量為38×4NAg,該晶胞的體積為2a3nm3=2a3×10-21cm3,則2a3×10-21cm3×g·cm-3=38×4NAg,a=376×1021·NA;若NaBH4晶胞底心處的Na+被Li+取代,則晶胞中BH4-數(shù)目為4,鈉離子個數(shù)為3,鋰離子個數(shù)為1,晶體的化學(xué)式為Na3Li(BH4)4或LiNa3(BH4)4。2.答案 (1)1s22s22p32N>C>Si(2)6C+2N2+3SiO2Si3N4+6COSi3N4+16HF3SiF4+4NH4F(3)四面體形sp3雜化(4)晶體中原子之間形成共價鍵,鍵能大(5)109°28'原子晶體3160NA cm解析 (1)N原子核外電子數(shù)為7,由能量最低原理可以知道核外電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)硅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2,其中未成對電子數(shù)目為2;同周期自左而右元素電負性增大,同主族自上而下元素電負性減小,故電負性N>C>Si。(2)碳熱還原法制氮化硅是在氮氣中用碳還原SiO2,反應(yīng)生成Si3N4、CO,化學(xué)方程式為6C+2N2+3SiO2Si3N4+6CO。氮化硅一般不與酸反應(yīng),但能與氫氟酸反應(yīng),反應(yīng)生成SiF4與NH4F,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si3N4+16HF3SiF4+4NH4F。(3)三氯硅烷(SiHCl3)分子中Si原子形成4個鍵,沒有孤電子對,三氯硅烷分子的空間構(gòu)型為四面體形,雜化軌道數(shù)目為4,Si原子采取sp3雜化。(4)氮化硅、碳化硅晶體中原子之間形成共價鍵,鍵能大,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。(5)碳化硅立方晶系晶胞中,立方體內(nèi)Si原子與周圍的4個C原子形成正四面體結(jié)構(gòu),CSiC鍵的夾角是109°28'原子之間形成共價鍵,形成向空間延伸的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),屬于原子晶體;晶胞中硅原子數(shù)目為4、碳原子數(shù)目為8×18+6×12=4,則一個晶胞質(zhì)量為4×(28+12)NAg,碳化硅密度為g·cm-3,則晶胞棱長=34×(28+12)NAgg·cm-3=3160NAcm。3.答案 (1)(2)11N>Cl>Cad非極性分子(3)電子不是若鉑原子軌道為sp3雜化,則該分子結(jié)構(gòu)為四面體,非平面結(jié)構(gòu)(4)B(5)3780602d或3780NAd×10-21解析 (1)過渡金屬的價電子包含3d能級與4s能級的電子,基態(tài)鈷原子的價電子排布圖(軌道表示式)為。(2)相鄰兩原子間的第一條共價鍵為鍵,則吡啶分子()中的鍵數(shù)目為11;C、N、Cl三種元素的第一電離能由大到小的順序為N>Cl>C。二氯二吡啶合鉑中,CC間存在非極性鍵,Pt和N之間存在配位鍵,分子間存在范德華力。根據(jù)圖像可知,反式二氯二吡啶合鉑分子的結(jié)構(gòu)為完全對稱,正負電荷中心重合,分子是非極性分子。(3)已知每個分子中的鉑原子在某一方向上排列成行,構(gòu)成能導(dǎo)電的“分子金屬”,則Pt金屬的價電子可在金屬Pt間傳遞而導(dǎo)電?！胺肿咏饘佟敝?鉑原子的配位數(shù)為4,若鉑原子以sp3的方式雜化,應(yīng)為四面體構(gòu)型,與題中信息不符。(4)根據(jù)晶體的化學(xué)式可知,n(Co)n(O)=12。以粗線畫出的結(jié)構(gòu)為基本單元,A中Co原子數(shù)為1,O原子數(shù)為4×12=2,符合比例;B中Co原子數(shù)為1,O原子數(shù)為4×14=1,不符合比例;C中Co原子數(shù)為1+4×14=2,O原子為4,符合比例;D中Co原子數(shù)為4×14=1,O原子數(shù)為4×12=2,符合比例。(5)金屬鉑晶體中,鉑原子的配位數(shù)為12,為最密堆積,根據(jù)投影圖可知,則晶體為面心立方最密堆積,一個晶胞中含有的鉑原子個數(shù)為8×18+6×12=4,金屬鉑晶體的棱長為a,=mV=195×4a3×NA,則a=3780602d或3780NAd×10-21。