(本题共12分)
沸石是一大类天然结晶硅铝酸盐的统称。自然界中已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石NaAlSi2O6·H2O、钠沸石Na2Al2Si3O10·2H2O和钙沸石CaAl2Si3O10·3H2O等。
完成下列填空:
23.钠原子核外共有 种不同能量的电子,这些电子分占 种不同的轨道。
24.常温下,下列5种钠盐浓度均为0.1mol·L-1的溶液,对应的pH如下:
| 溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN |
| pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 |
25.NaOH在实验室中常用来进行洗气和提纯,当300mL 1mol·L-1的NaOH溶液吸收标准状况下4.48LCO2时,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为__________________________。
26.金属铝与一般的金属比较,在化学性质上表现出的三大特性为:
。
27.晶体硅、金刚石和金刚砂(SiC)硬度由大到小的顺序是 。
28.钙沸石CaAl2Si3O10·3H2O改写成氧化物的形式为 。
(7分)决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题:
(1)铜是过渡元素。化合物中,铜常呈现+1价或+2价。右图为某铜氧化物晶体结构单元,该氧化物的化学式为 。
(2)第三周期部分元素氟化物的熔点见下表:
| 氟化物 | NaF | MgF2 | SiF4 |
| 熔点/K | 1266 | 1534 | 183 |
(3)A和B为第三周期元素,其原子的部分电离能如下表所示:
| 电离能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
| A | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
| B | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
(4)研究物质磁性表明:金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5、CrO2、Fe3O4中,更适合作录音带磁粉原料的是__________(填化学式)。
(5)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀。
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为4)。
(16分)等电子原理的基本观点是:原子数相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的化学键类型和空间构型,互称为等电子体。等电子体的结构相似,物理性质相近。如:N2、CO与C22-、CN-为等电子体。
(1)已知CaC2为离子化合物,则CaC2的电子式为 。
(2)聚丙烯腈俗称人造羊毛,由丙烯腈分子CH2=CH—CN经聚合反应生成;则CH2=CH—CN中C原子的杂化方式为 ;分子中σ键和π键数之比为 。
(3)CO常与过渡金属原子M形成配合物M(CO)n ,其中满足中心原子价电子数与配位体提供电子总数之和为18,若M为Fe,则n= 。
(4)CO与N2的结构相似,分子中含有共价三键,可表示为C≡O ;下表是两者的键能数据(单位:kJ·mol-1)
| | C-O | C=O | C≡O |
| CO | 357.7 | 798.9 | 1071.9 |
| | N-N | N=N | N≡N |
| N2 | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
(5)Fe3+,Fe2+,Co3+,Co2+都能与CN-形成配合物。硫酸亚铁溶液中加入过量KCN溶液,可析出黄色晶体K4[Fe(CN)6];若在上述溶液中再通入氯气后,可析出深红色晶体K3[Fe(CN)6];在K4[Fe(CN)6]和K3[Fe(CN)6]晶体中都不存在的微粒间作用力是 。(填标号)
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力
(6)写出与NO3-互为等电子体的分子 (写出一种)。
(15分) 已知A、B、C、D、E都是元素周期表中的前四周期元素,它们原子序数的大小关系为A<C<B<D<E。又知A原子的p轨道为半充满,其形成的简单氢化物的沸点是同主族非金属元素的氢化物中最高的。D原子得到一个电子后其3p轨道将全充满。B+离子比D原子形成的离子少一个电子层。C与B可形成BC型的离子化合物。E的原子序数为29。
请回答下列问题:
(1) 元素A简单氢化物中A原子的杂化类型是 ,B、C、D的电负性由小到大的顺序为
__ (用所对应的元素符号表示)。C的气态氢化物易溶于水的原因是 。![]()
(2)E原子的基态电子排布式为 。元素E的单质晶体在不同温度下可有两种堆积方式,晶胞分别如右图a和b所示,则其面心立方堆积的晶胞与体心立方堆积的晶胞中实际含有的E原子的个数之比为 。
(3)实验证明:KCl、MgO、CaO、TiN这4种晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图所示),其中3种离子晶体的晶格能数据如下表:
| 离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
| 晶格能/kJ·mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
(4)金属阳离子含未成对电子越多,则磁性越大,磁记录性能越好。离子型氧化物V2O5和CrO2中,适合作录音带磁粉原料的是 。
[化学—选修3物质结构与性质](15分)
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它们。
(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形式存在的。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 |
(5)碘在水中的溶解度虽然小,但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应I-+I2=I3-。I3-离子的中心原子周围σ键电子对对数为_____,孤电子对对数为______, I3-离子的空间构型为___________。
与KI3类似的,还有CsICl2等。已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列_____式发生。 A.CsICl2=CsCl+ICl B.CsICl2=CsI+Cl2
(6)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___________,写出一个ClO2-的等电子体__________。
(7)下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
(8)已知CaF2晶体(见下图)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___________。
[物质结构与性质,13分]
(1)与铜同周期、基态原子最外层电子数相同的过渡元素,其基态原子的电子排布式 。
(2)下图曲线表示部分短周期元素的原子序数(按递增顺序排列)和其常见单质沸点的关系。其中A点表示的单质是 (填化学式)。![]()
| 键长/(pm) | B—F | B—Cl | B—Br |
| 计算值 | 152 | 187 | 199 |
| 实测值 | 130 | 175 | 187 |
(4)海产品添加剂多聚磷酸钠是由Na+与多聚磷酸根离子组成的,某种多聚磷酸根的结构如图。
①磷原子的杂化类型为 。
②这种多聚磷酸钠的化学式为 。
(5)已知HF与F-通过氢键结合成HF
。