题目内容
【题目】【化学——选修3:物质结构与性质】
第四周期的过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有重要作用。请回答:
(1)科学研究表明用TiO2作光催化剂可将废水中CN转化为OCN、并最终氧化为N2、CO2。OCN—中三种元素的第一电离能由大到小的顺序为。与OCN互为等电子体的一种分子为(填化学式)。
(2)Ti(BH4)2是一种储氢材料。写出基态Ti2+的电子排布式 , BH4中B原子的杂化轨道类型是。
(3)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr的配位数为;
已知CrO5中Cr为+6价,则CrO5的结构式为。
(4)金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成无色挥发性液态Ni(CO)4 , 该物质晶胞呈正四面体构型。试推测Ni(CO)4的晶体类型为 , Ni(CO)4易溶于下列(填选项字母)中。
A.水 B.四氯化碳 C.苯 D.硫酸镍溶液
(5)FeO、NiO晶体中r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO FeO(填“>”或“<”),原因为。
(6)硒化锌(SnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,则该晶胞中硒原子的配位数为;若该晶胞密度为ρ g·cm3 , 硒化锌的摩尔质量为M g/mol。NA代表阿伏加德罗常数,则晶胞参数a为pm。
【答案】
(1)N>O>C;CO2、N2O等
(2)1s22s22p63s23p63d2(或[Ar]3d2);sp3
(3)6;
(4)分子晶体;BC
(5)>;r(Ni2+)小于r(Fe2+),NiO的晶格能大于FeO
(6)4;
×1010pm
【解析】解:(1)OCN-中三种元素是同周期元素,N原子2p轨道半满为相对稳定结构第一电离能最大,所以C、N、O的第一电离能为N>O>C;与OCN-互为等电子体的一种分子为CO2、N2O等; (2)基态Ti2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d2(或[Ar]3d2),BH4
中B原子的杂化轨道类型是sp3。(3)[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中Cr与4个H2O,2个Cl-形成配位键,所以配位数为6, CrO5中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O键,在4个Cr-O键中Cr为+1价,在Cr=O键中Cr为+2价,则结构式为 (4) Ni(CO)4是易挥发液体,晶胞为正四面体形,所以Ni(CO)4为分子晶体,根据相似相溶原理,则Ni(CO)4易溶于有机溶剂,所以答案选BC.(5)、r(Ni2+)和r(Fe2+)分别为69 pm和78 pm,则r(Ni2+)<r(Fe2+),阴离子都是氧离子,所以阳离子半径小的晶格能大,则熔点高,所以NiO的熔点大于FeO;Mn2+的价电子排布为3d5 , 3d轨道半充满,较稳定,由较稳定的3d5半充满态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多,Fe2+的价电子为3d6,不稳定,由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态,需要的能量相对要少。(6)根据硒化锌晶胞结构图可知,每个锌原子周围有4个硒原子,每个硒原子周围也有4个锌原子,所以硒原子的配位数为4,该晶胞中含有硒原子数为:
,含有锌原子数为4,根据
,所以
,则晶胞的边长为
×cm=
×1010pm。
【考点精析】掌握晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系是解答本题的根本,需要知道不同晶体类型的物质:原子晶体>离子晶体>分子晶体;同种晶体类型的物质:晶体内微粒间的作用力越大,溶、沸点越高.
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