题目内容

我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导”材料研究上取得了重要成果，该研究项目荣获2013年度“国家自然科学奖”一等奖。
（1）基态Fe2+的核外电子排布式为_________________。
（2）氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是__________(用相应的元素符号填空)。
（3）Fe(SCN)3溶液中加人NH4F，发生如下反应：Fe(SCN)3+6NH4F=(NH4)3FeF6+3NH4SCN。
①(NH4)3FeF6存在的微粒间作用力除共价键外还有_________(选填序号，下同)。
a．配位键    b．氢键    c．金属键    d．离子键
②已知SCN一中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则C原子的杂化方式为_____________,该原子团中键与个数的比值为___________________。
（4）FeCl3晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，而FeF3晶体熔点高于1000oC，试解释两种化合物熔点差异较大的原因：_______________________________。
（5）氮、磷、砷虽为同主族元素，但其化合物的结构与性质是多样化的。
①该族氢化物RH3(NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如右图所示，则Y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能有________。

a．稳定性        b．沸点      c．R—H键能      d．分子间作用力
②碳氮化钛化合物在汽车制造和航空航天等领域有广泛的应用，其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图)顶点的氮原子，据此分析，这种碳氮化钛化台物的化学式为______。
（1）[Ar]3d6（2分） （2）F＞O＞As（1分）
（3）①ad（2分，漏选扣1分，错选不得分） ②sp（1分）  1:1（1分）
（4）FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体（2分，答案合理即可得分）
（5）①ac（2分，漏选扣1分，错选不得分） ②Ti4CN3（2分）

试题分析：（1）亚铁离子的核外电子数是24，因此根据核外电子的排布规律可知，基态Fe2+的核外电子排布式为[Ar]3d6。
（2）非金属性越强，电负性越大，则根据元素周期律可知氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是F＞O＞As。
（3）①(NH4)3FeF6是离子化合物，存在的微粒间作用力除共价键外还有离子键，另外还有配位键，即N和H、Fe与F之间存在配位键，答案选ad。
②已知SCN一中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则碳元素分别与S以及N元素形成1个双键，不存在孤对电子，因此C原子的杂化方式为sp杂化；由于单键都是键，双键是由1个键与1个键构成的，则该原子团中键与个数的比值为1:1。
（4）FeCl3晶体易溶于水、乙醇，用酒精灯加热即可气化，这说明氯化铁形成的晶体是分子晶体，而FeF3晶体熔点高于1000oC，这说明氟化铁形成的晶体类型是离子晶体，因此两种化合物熔点差异较大的原因是FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体。
（5）①a．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因此三种氢化物的稳定性逐渐降低，a正确；b．由于氨气分子间存在氢键，因此氨气的沸点最高，b不正确；c ．非金属性越强与氢元素形成的共价键越强，键能越大，因此R—H键能虽原子序数的增大而减小，c正确；d．三种氢化物生成的晶体均是分子晶体，分子间作用力随相对分子质量的增加而增大，d不正确，答案选ac。
②根据晶胞的结构特点并依据均摊法可知，晶胞中含有的碳原子数是8×＝1，氮原子数6×＝3，钛原子数是12×+1＝4，所以化学式为Ti4CN3。
练习册系列答案
相关题目
2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。可以用量子化学计算小区间内（如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中）的化学反应。
（1）固氮酶有由铁蛋白和钼铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3以外，还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有               （不定项选择）。
a.C2H2、C2H4都是非极性分子
b.碳负离子CH3－呈三角锥形
c.NO+电子式为
d.NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子
（2）钒可合成电池电极也可人工合成的二价钒（V）固氮酶（结构如下图）。

①V2+基态时核外电子排布式为               。
②钒固氮酶钒的配位原子有                (写元素符号)。
③熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如下图所示，该晶胞中含有钒原子数目为               。

（3）烟酰胺（结构式如图）可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有               ，1mol该分子中含σ键数目为               。
Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：

回答下列问题：
（1）Mn元素价电子的电子排布式为                       ，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fen再失去一个电子难。其原因是               。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是            。
②络离子[Fe(CN)6]4-的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是           ，写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子的电子式                          。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为                。
（4）金属铁晶体在不同的温度下有两种堆积方式，如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为             。
氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥生产等方面有重要应用。请回答下列问题：
（1）砷原子的核外电子排布式为_____________________________________。
（2）K3[Fe（CN）6]晶体中Fe3＋与CN－之间的键型为________，该化学键能够形成的原因是______________________________________________________。
（3）NH4＋中氮原子的杂化类型为________，NH4＋的空间构型为________。
（4）已知：
 
CH4
SiH4
NH3
PH3
沸点（K）
101.7
161.2
239.7
185.4
分解温度（K）
873
773
1 073
713.2
 
分析上表中四种物质的相关数据，请回答：
CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是___________________________________________________________________________。
CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是_________________________________________________________________________。
结合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。
（5）电负性（用X表示）也是元素的一种重要性质，下表给出8种元素的电负性数值：
元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
电负性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
0.8
 
请回答下列有关问题：
估计钙元素的电负性的取值范围：________<X<________。经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlCl3中形成的化学键的类型及其理由：__________________________。
由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成某配位化合物X，其原子个数比为14:4:5:1:1。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布为（n-l）dn+61Ns1，回答下列问题。
（1）该配位化合物X的化学式为             。
（2）元素B、C、D的第一电离能的由小到大排列顺序为         。（用元素符号表示）
（3）D元素原子的最外层电子轨道表示式为________                           。
（4）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1:1和l:2，两种化合物可任意比互溶，解释其主要原因为                               。
（5）碳铂是一种含BA3分子的具有抗癌活性的金属配合物，碳铂的结构如下图：其中碳原子的杂化方式有____                     。碳铂中含有的作用力有                  （填字母）。

A．共价键
B．配位键
C．金属键
D．键
E．键
（6）A元素与E元素可形成一种红色离子化合物Y，其原子个数比为1：1，该化合物Y可与稀硝酸反应，生成一种蓝色溶液和两种无色气体（其中一种为A元素的单质），写出该反应的化学方程式                       。单质E的晶胞如图所示，若设该晶胞的边长为acm，阿伏加德罗常数为NA，单质E的摩尔质量为Mg/mol，则表示该晶胞密度的计算式为p=       g/cm3。
卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解
（1）卤族元素位于周期表的_________区；溴的价电子排布式为______________
（2）在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在。使氢氟酸分子缔合的作用力是_______
（3）请根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___
 
氟
氯
溴
碘
铍
第一电离能
（kJ/mol）
1681
1251
1140
1008
900
 
（4）已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6（）和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱:H5IO6_____HIO4 （填“＞”、 “＜”或“＝”）
（5）已知ClO2-为角型，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为___________，写出CN-的等电子体的分子式__________（写出1个）
（6）如图为碘晶体晶胞结构。有关说法中正确的是_____________

A．碘分子的排列有2种不同的取向，2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形  成层结构
B．用均摊法可知平均每个晶胞中有4个碘原子
C．碘晶体为无限延伸的空间结构，是原子晶体
D．碘晶体中的碘原子间存在非极性键和范德华力
（7）已知CaF2晶体（见图）的密度为ρg/cm3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Ca2+的核间距为a cm，则CaF2的相对分子质量可以表示为___________
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。完成下列填空：
(1)亚铜离子(Cu＋)基态时的电子排布式为________；
(2)硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为________(用元素符号表示)，用原子结构观点加以解释：________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数)，其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为________，B与N之间形成________键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得如图所示的金刚砂(SiC)结构；在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为________。
元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________。
(4)Y与Z可形成YZ42-。
①YZ42-的空间构型为________(用文字描述)。
②写出一种与YZ42-互为等电子体的分子的化学式：________。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。
2012年12月，我国成功实现歼—15飞机在“辽宁号”航母上的起降实验，建造航母平台和舰载飞机离不开如钛、物质A等材料。请回答下列问题：
(1)写出钛基态原子的核外电子排布式：___________________________。
(2)已知元素A处于第3周期，其原子的第一至第四电离能数据如表所示：
电离能(kJ/mol)
I1
I2
I3
I4
A
738
1 451
7 733
10 540
 
①A的元素符号为________。
②与元素A同周期的电负性最大的元素为________(填元素符号)，该元素能与同周期的另一种非金属元素形成5原子分子，该分子的中心原子采用的杂化方式是________，该分子的空间构型为________。
(3)钛镁合金是制造高性能飞机的重要材料。已知钛、镁金属均采用六方最密堆积()，下列说法正确的是________(填序号)。
A．用钛镁合金来制造高性能飞机，主要由于其价格昂贵，制造出的飞机能卖个好价钱
B．在高温下切割金属钛不会产生任何安全事故
C．钛、镁金属晶体中，其配位数均为12
D．金属钛的熔点很高(1 668 ℃)，与金属键关系不大
(4)钙钛型复合氧化物(如图所示)可用于制造航空母舰中的热敏传感器，该晶体以A原子为晶胞的顶点，A可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B是V、Cr、Mn或Fe时，这种化合物具有很好的电化学性能。用A、B、O表示钙钛型复合氧化物晶体的化学式为________。

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网