题目内容

[物质结构与性质]碳是形成化合物种类最多的元素。
(1)CH2=CH—C≡N是制备腈纶的原料，其分子中σ键和π键的个数之比为________(填最简整数比)，写出该分子中所有碳原子的杂化方式：________________。
(2)乙醇(CH3CH2OH)和二甲醚(CH3OCH3)的分子式均为C2H6O，但CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点，其原因是_______________________________。
(3)某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为________________。
(4)碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。如图所示为碳化硅的晶胞(其中为碳原子，为硅原子)。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有________个。设晶胞边长为a cm，密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数可表示为________(用含a、b的式子表示)。
(1)2∶1　sp2、sp　(2)乙醇分子之间形成氢键
(3)3d84s2　(4)4　
(1)凡单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ键和2个π键，故CH2=CH—C≡N中含有6个σ键，3个π键，故σ键和π键的个数之比为2∶1。分子中所有碳原子的价电子均参与形成了共价键，第一个和第二个碳原子有3个σ键，采取sp2杂化，而第三个碳原子只有2个σ键，采取sp杂化。
(2)乙醇分子之间可形成氢键，故其沸点较高。
(3)基态碳原子的未成对电子数为2个，故第四周期第Ⅷ族元素的基态原子有2个未成对电子，其基态价层电子排布式为3d84s2。
(4)由题意碳化硅的结构与金刚石类似，则每个碳原子周围与其距离最近的硅原子应为4个。每个晶胞含有碳原子和硅原子各4个，故每个晶胞的质量为g，每个晶胞的体积为a3 cm3，则＝b g·cm－3，可得NA＝
练习册系列答案
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（1）过渡金属元素铁能形成多种配合物，如：[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3[三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]和Fe(CO)x等。
① 基态Fe3+的M层电子排布式为             。
② 尿素(H2NCONH2)分子中C、N原子的杂化方式分别是          、          ；
③ 配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18，则x=        。 Fe(CO)x常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)x晶体属于           （填晶体类型）

（2）O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物的晶胞结构如右图，距一个阴离子周围最近的所有阳离子为顶点构成的几何体为           。已知该晶胞的密度为ρ g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a=         cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
（3）下列说法正确的是           _。
A．第一电离能大小：S＞P＞Si       
B．电负性顺序：C＜N＜O＜F 
C．因为晶格能CaO比KCl高，所以KCl比CaO熔点低
D．SO2与CO2的化学性质类似，分子结构也都呈直线型，相同条件下SO2的溶解度更大　
E．分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔沸点越高
（4）图1是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序，其中c、d均是热和电的良导体。

① 图中d单质的晶体堆积方式类型是           。
② 单质a、b、f 对应的元素以原子个数比1:1:1形成的分子中含          个σ键，          个π键。
③ 图2是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构，请简要说明该物质易溶于水的原因：            。
X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大；X2－和Y＋有相同的核外电子排布；Z的气态氢化物的沸点比其上一周期同族元素气态氢化物的沸点低；R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多；W为金属元素，X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气体单质。回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）R的基态原子的核外电子排布式是____________。
（2）Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是________________________________________________________________________。
（3）X与Z中电负性较大的是________。Z的某种含氧酸盐常用于实验室制取X形成的单质，此酸根离子的空间构型为________，此离子中所含化学键的类型是________，X—Z—X的键角________109°28′（填“＞”、“＜”或“＝”，已知：孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对之间的斥力＞成键电子对之间的斥力）。
（4）X与Y形成的化合物Y2X的晶胞如图。其中X离子的配位数为________，与一个X离子距离最近的所有的Y离子为顶点的几何体为________。该化合物与MgO相比，熔点较高的是________。

（5）已知该化合物的晶胞边长为a pm，则该化合物的密度为________g·cm－3（只要求列出算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的数值为NA）。
（2013山东临沂一模）（15分）碳是形成化合物种类最多的元素。
（1）CH2CH—C≡N是制备腈纶的原料,其分子中σ键和π键的个数之比为　　　　（填最简整数比）,写出该分子中所有碳原子的杂化方式　　　　。 
（2）乙醇（CH3CH2OH）与二甲醚（CH3OCH3）的分子式均为C2H6O,但CH3CH2OH的沸点高于CH3OCH3的沸点,其原因是　                    。 
（3）某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为　　　　。 
（4）碳化硅的结构与金刚石类似,其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,右图所示的碳化硅的晶胞（其中为碳原子,为硅原子）。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有　　　　个。设晶胞边长为a cm,密度为b g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为　（用含a、b的式子表示）。 
镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：
（1）基态锗原子的价电子排布式为_________________________________。
（2）沸点:NH3________AsH3(填“＞”、“＜”或“＝”，原因是_____________________。
（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物的分子式为_______,As原子采取__________杂化。

（4）H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因________________________。
（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700℃下反应制得，反应的方程式为_________________；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为____________g(用NA表示阿伏加德罗常数的值）。
MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。
(1)写出基态Mn原子的核外电子排布式　。 
(2)CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子,周围距离最近的O原子数分别为　　　　个、　　　　个。 
(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。O2在其催化作用下,可将CN-氧化成CNO-,进而得到N2。与CNO-互为等电子体的分子、离子化学式分别为　　　　、　　　　(各写一种)。 
(4)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。

三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是　　　　,1 mol三聚氰胺分子中σ键的数目为　　　　。 
第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物。
（1）下列叙述正确的是      。（填字母）
A．CH2O与水分子间能形成氢键
B．CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化
C．C6H6分子中含有6个键和1个大键，C6H6是非极性分子
D．CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：
元   素
Mn
Fe
电离能
/kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
 
Mn元素价电子排布式为          ，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是                         。
（3）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于　　　　区。
（4）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则X的化学式为            。

（5）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－离子，可在X的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下CNO－继续被NaClO氧化成N2和CO2。
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为                   。
②与CNO－互为等电子体微粒的化学式为          （写出一种即可）。
③氰酸（HOCN）是一种链状分子，它与异氰酸（HNCO）互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式      　 。
请回答以下问题：
（1）第四周期的某主族元素，其第一至五电离能数据如下图1所示，则该元素对应原子的M层电子排布式为   ．
（2）如下图2所示，每条折线表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是   ．简述你的判断依据   ．
（3）CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如下图3所示．该晶体的类型属于   （选填“分子”“原子”“离子”或“金属”）晶体，该晶体中碳原子轨道的杂化类型为   。

（4）在离子晶体中正、负离子间力求尽可能多的接触，以降低体系的能量，使晶体稳定存在。已知Na+半径是Cl-的a倍，Cs+半径是Cl-的b倍，请回顾课本上NaCl和CsCl的晶胞，其晶胞边长比为   ．
（5）Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A-D图中正确的是   ．铁原子的配位数是   ，假设铁原子的半径是r cm，该晶体的密度是p g／cm3，则铁的相对原子质量为     （设阿伏加德罗常数的值为NA）。
铜锢稼硒(CIGS )等化合物薄膜太阳能电池是第三代太阳能电池之一。完成下列填空：
（1）亚铜离子（Cu＋）基态时的电子排布式为       。
（2）砷、硒、溴为第4周期相邻元素，其中电负性最大的是       （填元素符号，下同）；第一电离能最小的是       。
（3）硼、铝与镓处于同一主族。
① AlC13在NaCl、KCl融烙盐中能形成A12C17－其结构如图所示。其中A1  原子的杂化轨道类型为       ，配位键数目为       。

②B元素可形成B70单质，它与金属钾掺杂在一起的化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），则该化合物中B70与钾原子个数比为       ，该化合物中的化学键类型有       。
A．离子键B．极性键C．非极性键D．配位键

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