資源簡介

熱點突破練4　物質結構與性質綜合題
1.(2024·山東威海期末)開發高效儲氫材料是重要的研究方向。回答下列問題:
(1)最新研究發現,在鎳的表面覆蓋石墨烯,可大大增加儲氫材料釋放氫氣的速率。石墨烯是單層碳原子組成的平面結構,具有良好的導電、導熱性。
①基態Ni原子的電子排布式為　　　　　。
②石墨烯中碳碳鍵長　　　　　乙烯中碳碳鍵長(填“>”“<”或“=”) 。
③下列反應常用來檢驗Ni2+,請補全方程式:
+　　　
鍵角α　　　　　β(填“>”“<”或“=”)。
(2)鑭(La)和氫原子可以形成一系列儲氫晶體材料LaHn,LaHn屬于立方晶系,La原子作面心立方堆積。La晶體吸附H2,形成LaH2,LaH2晶胞中H填充在La原子的正四面體空隙中,晶胞沿體對角線的投影如圖①所示。高壓下,LaH2中每個H再結合4個H構成小正四面體結構,其晶胞從各個面的投影均如圖②所示。
①LaH2晶胞中La原子的分數坐標有　　　　種,晶胞中La原子個數與正四面體空隙數之比為　　　　　,H原子的配位數為　　　　　。
②高壓下,LaH2吸附H2得到晶體LaHx的反應式為　　　　　(x用數字表示)。若LaHx晶胞棱長為a pm,La原子與最近的氫原子的距離為b pm,則LaHx晶胞中每個小正四面體內H—H的最短距離為　　　　　 pm(用含a和b的式子表示)。
2.(2024·山東煙臺質檢)將NH3轉化為高附加值精細化學品是合成化學研究的前沿領域。將氨氣轉化為含氨絡合物(如圖所示),進而與苯及其衍生物反應可制備芳胺及其衍生物。回答下列問題:
(1)基態銅原子的價電子排布式為　　　　,其M層上共有　　　　種不同空間運動狀態的電子。
(2)是芳胺衍生物,該物質涉及元素中,電負性由大到小的順序為　　　　　,第一電離能由大到小的順序為　　　　　,C的雜化類型為　　　　　　。
(3)NH3的空間構型為　　　　　　　,其鍵角　　　　　(填“>”“=”或“<”) Pd(NH3)4Cl2中NH3的鍵角。
(4)Pd(NH3)4Cl2中Pd—N化學鍵稱為　　　　鍵,其電子對由　　　　　提供(填元素符號)。
(5)白銅(銅鎳合金)的立方晶胞結構如圖所示,其中原子A的坐標參數為(0,1,0)。
①原子B的坐標參數為　　　。
②若銅鎳原子間最短距離為d nm,則該晶體的密度為　　　　　 g·cm-3(列出計算式即可,NA表示阿伏加德羅常數的值)。
3.(2024·四川德陽二模)因優越的光電特性,TiO2與ZnO成為稀磁半導體(DMS)熱門的基質材料。
(1)鋅原子的價層電子排布式為　　　　。核外電子占據的原子軌道共　　　　個。
(2)納米二氧化鈦是一種催化劑,如:
①與氧同周期的非金屬元素除稀有氣體元素以外,第一電離能由大到小的順序為　　　　　　　　　　　　　　　。
②甲中碳原子的雜化方式為　　　　,乙中手性碳原子個數為　　　　。
③1 mol [Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ鍵的數目為　　　　。
④與甲的相對分子質量相似,但是甲的沸點比它高得多,其原因是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)氧化鋅的一種晶胞結構如圖所示。
①O2-離子位于Zn2+離子圍成的　　　　形空隙的中心。
②已知O2-離子和Zn2+離子的最短距離為d nm,阿伏加德羅常數為NA,該晶體的密度為　　　　 g·cm-3。(用計算式表示)
4.(2024·浙江麗水二模)氮、磷、鐵及其化合物在工農業生產、生活和科研中有著廣泛的應用。回答下列問題:
(1)基態Fe3+的價層電子軌道表示式為　　　　。
(2)N、CO、CN-等易形成配合物,N的空間結構名稱為　　　　。
(3)已知HSCN的結構有兩種,這兩種分子結構中除氫外各原子均滿足八電子穩定結構(無配位鍵),請畫出沸點高的分子的結構式　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)下列關于N、P及其化合物結構與性質的論述正確的是　　　　。
A.N4與P4均為正四面體型的分子晶體,都難以分解和氧化
B.N的電負性比P的大,可推斷NCl3分子的極性比PCl3的大
C.NH3和PH3分子的VSEPR模型為四面體形,PH3中鍵角∠HPH大于NH3中∠HNH
D.研究發現固態PCl5中含有[PCl4]+和[PCl6]-,而PBr3中則含有[PBr4]+和Br-,存在差異的原因是Br-半徑大
(5)Fe與N形成的某化合物晶體的晶胞如圖,該化合物的化學式為　　　　。
(6)苯分子中含有大π鍵,可記為(右下角“6”表示6個原子,右上角“6”表示6個共用電子),雜環化合物咪唑結構如圖,其分子中的大π鍵可表示為,則其結合質子能力更強的氮原子是　　　　(填“①”或“②”),其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　。
5.(2024·陜西漢中二模)N、P及其化合物在工業生產中起著重要的作用。回答下列問題:
(1)基態氮原子的價電子排布式為　　　　　　,其最高能級的軌道形狀為　　　　　　(用文字描述)。
(2)比較鍵角大小:H2O　　　　NH3(填“>”或“<”);第一電離能用I1表示,已知I1(N)大于I1(O),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)鎳能形成多種配合物,其中常溫下Ni(CO)4是無色液體,K2[Ni(CN)4]是紅黃色晶體,熔融態下可以導電。K2[Ni(CN)4]的熔點高于Ni(CO)4的原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)某有機物,其環上所有原子共平面,則分子中N原子的雜化方式為　　　　　。
(5)P的空間構型為　　　　(用文字描述)。
(6)PCl5是一種離子化合物,為白色晶體,其晶胞如圖所示。晶胞中含有由P和Cl原子構成的一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子(黑色球:P,灰色球:Cl)。陽離子和陰離子中P原子的配位數之比為　　　　　,若晶胞參數為a pm,則晶體的密度為　　　　　 g·cm-3(列出計算式)。
熱點突破練4　物質結構與性質綜合題
1.(2024·山東威海期末)開發高效儲氫材料是重要的研究方向。回答下列問題:
(1)最新研究發現,在鎳的表面覆蓋石墨烯,可大大增加儲氫材料釋放氫氣的速率。石墨烯是單層碳原子組成的平面結構,具有良好的導電、導熱性。
①基態Ni原子的電子排布式為　　　　　。
②石墨烯中碳碳鍵長　　　　　乙烯中碳碳鍵長(填“>”“<”或“=”) 。
③下列反應常用來檢驗Ni2+,請補全方程式:
+　　　
鍵角α　　　　　β(填“>”“<”或“=”)。
(2)鑭(La)和氫原子可以形成一系列儲氫晶體材料LaHn,LaHn屬于立方晶系,La原子作面心立方堆積。La晶體吸附H2,形成LaH2,LaH2晶胞中H填充在La原子的正四面體空隙中,晶胞沿體對角線的投影如圖①所示。高壓下,LaH2中每個H再結合4個H構成小正四面體結構,其晶胞從各個面的投影均如圖②所示。
①LaH2晶胞中La原子的分數坐標有　　　　種,晶胞中La原子個數與正四面體空隙數之比為　　　　　,H原子的配位數為　　　　　。
②高壓下,LaH2吸附H2得到晶體LaHx的反應式為　　　　　(x用數字表示)。若LaHx晶胞棱長為a pm,La原子與最近的氫原子的距離為b pm,則LaHx晶胞中每個小正四面體內H—H的最短距離為　　　　　 pm(用含a和b的式子表示)。
答案　(1)①[Ar]3d84s2　②>
③+2H+　<　(2)①4　1∶2　4　②LaH2+4H2LaH10　a-b
解析　(1)①基態Ni為28號元素,原子的電子排布式為[Ar]3d84s2;②石墨烯中為碳碳單鍵和一個大π鍵,鍵長142 pm,乙烯中為碳碳雙鍵,鍵長134 pm,所以石墨烯中碳碳鍵長大于乙烯中碳碳鍵長;③根據原子和電荷守恒可知,離子方程式為+2H+;鍵角α對應的N原子有一對孤電子對,鍵角β對應的N原子沒有孤電子對,兩者均為sp2雜化,由于孤電子對與成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對與成鍵電子的排斥力,所以鍵角α<β;(2)①根據La為面心立方堆積,處在立方體的頂點和面心,8個頂點平移后坐標分數是一樣的,為(0,0,0),同理可得,上面面心與下面面心為(,,0),左面心與右面心為(,0,),前后面心為(0,,),則坐標分數有4種;晶胞中La原子個數為4,正四面體空隙為8個,所以晶胞中La原子個數與正四面體空隙數之比為1∶2;晶胞中H填充在La原子的正四面體空隙中,所以H原子的配位數為4;②高壓下,LaH2中每個H再結合4個H構成小正四面體結構,則H的原子個數為(8+32)個,所以LaHx為LaH10,反應式為LaH2+4H2LaH10;已知LaH10晶胞棱長為a pm,H位于La原子的正四面體空隙中,即體對角線的處,為a,La原子與最近的氫原子的距離為b pm,則LaH10晶胞中每個小正四面體內H—H的最短距離為(a-b) pm。
2.(2024·山東煙臺質檢)將NH3轉化為高附加值精細化學品是合成化學研究的前沿領域。將氨氣轉化為含氨絡合物(如圖所示),進而與苯及其衍生物反應可制備芳胺及其衍生物。回答下列問題:
(1)基態銅原子的價電子排布式為　　　　,其M層上共有　　　　種不同空間運動狀態的電子。
(2)是芳胺衍生物,該物質涉及元素中,電負性由大到小的順序為　　　　　,第一電離能由大到小的順序為　　　　　,C的雜化類型為　　　　　　。
(3)NH3的空間構型為　　　　　　　,其鍵角　　　　　(填“>”“=”或“<”) Pd(NH3)4Cl2中NH3的鍵角。
(4)Pd(NH3)4Cl2中Pd—N化學鍵稱為　　　　鍵,其電子對由　　　　　提供(填元素符號)。
(5)白銅(銅鎳合金)的立方晶胞結構如圖所示,其中原子A的坐標參數為(0,1,0)。
①原子B的坐標參數為　　　。
②若銅鎳原子間最短距離為d nm,則該晶體的密度為　　　　　 g·cm-3(列出計算式即可,NA表示阿伏加德羅常數的值)。
答案　(1)3d104s1　9　(2)N>C>H　N>H>C　sp、sp2　(3)三角錐形　<　(4)配位　N
(5)①(,,0)　②
解析　(1)銅位于第四周期第ⅠB族元素,即基態原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1,基態銅原子的價電子排布式為3d104s1,其M層共有9個軌道,故共有9種不同空間運動狀態的電子;
(2)含有C、N、H三種元素,電負性即對鍵合電子的吸引能力由大到小的順序為N>C>H,第一電離能H>C,由大到小的順序為N>H>C,中苯環上C的雜化類型為sp2,—CN中C與N之間為三鍵,C的雜化類型為sp,故碳原子的雜化類型為sp、sp2;(3)NH3的中心原子為N,價層電子對數為4,含有1個孤電子對,空間構型為三角錐形;Pd(NH3)4Cl2中N提供孤電子對與Pd形成配位鍵,缺少了孤電子對對共價鍵的排斥作用,故NH3的鍵角小于 Pd(NH3)4Cl2中NH3的鍵角。(4)Pd(NH3)4Cl2中Pd—N鍵是由N原子提供孤電子對Pd提供空軌道形成的配位鍵,其電子對由N提供;(5)由位于頂點的原子A的坐標參數為(0,1,0)可知,晶胞的邊長為1,根據晶胞中B原子的位置可得,晶胞中原子B的坐標參數為(,,0);由晶胞結構可知,晶胞中位于頂點的鎳原子的個數為8×=1,位于面心的銅原子的個數為6×=3,則晶胞的化學式為NiCu3,若銅鎳原子間最短距離為d nm,設晶胞的參數為a nm,則a2+a2=(2d)2,可得a=d,則晶胞的密度為=g·cm-3。
3.(2024·四川德陽二模)因優越的光電特性,TiO2與ZnO成為稀磁半導體(DMS)熱門的基質材料。
(1)鋅原子的價層電子排布式為　　　　。核外電子占據的原子軌道共　　　　個。
(2)納米二氧化鈦是一種催化劑,如:
①與氧同周期的非金屬元素除稀有氣體元素以外,第一電離能由大到小的順序為　　　　　　　　　　　　　　　。
②甲中碳原子的雜化方式為　　　　,乙中手性碳原子個數為　　　　。
③1 mol [Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ鍵的數目為　　　　。
④與甲的相對分子質量相似,但是甲的沸點比它高得多,其原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)氧化鋅的一種晶胞結構如圖所示。
①O2-離子位于Zn2+離子圍成的　　　　形空隙的中心。
②已知O2-離子和Zn2+離子的最短距離為d nm,阿伏加德羅常數為NA,該晶體的密度為　　　　 g·cm-3。(用計算式表示)
答案　(1)3d104s2　15
(2)①F>N>O>C>B　②sp3、sp2　2　③16NA　④甲分子間可形成氫鍵,沸點較高
(3)①正四面體　②
解析　(1)鋅原子序數30,價層電子排布式:3d104s2;核外電子占據的原子軌道共15個;(2)①同周期元素第一電離能從左到右逐漸增大,但N核外電子排布處于半充滿較穩定結構,其第一電離能大于相鄰族元素,即與氧同周期的非金屬元素除稀有氣體元素以外,第一電離能由大到小的順序:F>N>O>C>B;②甲中碳原子成鍵方式有單鍵和雙鍵,其雜化方式為sp3、sp2雜化;碳原子連接4個不同的原子或原子團時,稱為手性碳原子,一個化合物乙分子中含有2個手性碳原子,分別是與羥基和氨基相連的碳原子;③單鍵均為σ鍵,1 mol [Ti(OH)2(H2O)4]2+σ鍵數目:(6+1×2+2×4)NA=16NA;④與甲的相對分子質量相似,但是甲的沸點比它高得多,其原因是甲分子間可形成氫鍵,沸點較高;(3)①根據晶胞結構可知,O2-離子位于Zn2+離子圍成的正四面體形空隙的中心;②O2-位于體對角線處,O2-離子和Zn2+離子的最短距離為d nm,設晶胞棱長為a nm,則a2+a2+a2=(4d)2,解得a= nm,根據均攤法計算晶胞中,Zn2+個數為8×+6×=4,O2-個數為4,則晶胞密度:ρ== g·cm-3。
4.(2024·浙江麗水二模)氮、磷、鐵及其化合物在工農業生產、生活和科研中有著廣泛的應用。回答下列問題:
(1)基態Fe3+的價層電子軌道表示式為　　　　。
(2)N、CO、CN-等易形成配合物,N的空間結構名稱為　　　　。
(3)已知HSCN的結構有兩種,這兩種分子結構中除氫外各原子均滿足八電子穩定結構(無配位鍵),請畫出沸點高的分子的結構式　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)下列關于N、P及其化合物結構與性質的論述正確的是　　　　。
A.N4與P4均為正四面體型的分子晶體,都難以分解和氧化
B.N的電負性比P的大,可推斷NCl3分子的極性比PCl3的大
C.NH3和PH3分子的VSEPR模型為四面體形,PH3中鍵角∠HPH大于NH3中∠HNH
D.研究發現固態PCl5中含有[PCl4]+和[PCl6]-,而PBr3中則含有[PBr4]+和Br-,存在差異的原因是Br-半徑大
(5)Fe與N形成的某化合物晶體的晶胞如圖,該化合物的化學式為　　　　。
(6)苯分子中含有大π鍵,可記為(右下角“6”表示6個原子,右上角“6”表示6個共用電子),雜環化合物咪唑結構如圖,其分子中的大π鍵可表示為,則其結合質子能力更強的氮原子是　　　　(填“①”或“②”),其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)
(2)平面三角形
(3)H—NCS　(4)D　(5)Fe3N
(6)①　①號N原子單電子參與形成大π鍵,①號N原子有孤對電子(或②號N原子孤對電子參與形成大π鍵,②號N原子沒有孤對電子)
解析　(2)N中心原子價層電子對數為3+(5+1-3×2)=3,為sp2雜化,空間結構名稱為平面三角形;(3)HSCN的結構有兩種,這兩種分子結構中除氫外各原子均滿足八電子穩定結構(無配位鍵),N≡C—SH和H—NCS,H—NCS分子能形成分子間氫鍵,而N≡C—SH不能形成分子間氫鍵,所以HSCN的分子結構中分子間作用力較強,沸點較高的分子結構式為H—NCS;(4)A.N4與P4均為正四面體型的分子晶體,P4易氧化,錯誤;B.分子的極性大小取決于共價鍵極性大小和分子的結構,N、Cl的電負性十分接近,則N-Cl鍵極性小, 可推斷NCl3分子的極性比PCl3的小,錯誤;C.NH3和PH3分子的VSEPR模型為四面體形,因為P的電負性較N小,PH3中的成鍵電子云比NH3中的更偏向于H,同時P—H鍵長比N—H鍵長大,這樣導致PH3中成鍵電子對之間的斥力減小,孤對電子對成鍵電子的斥力使PH3鍵角更小,即PH3中鍵角∠HPH小于NH3中∠HNH,錯誤;D.Br-半徑大,與P原子半徑的比值較大,作為配位原子與P作用的配位數較少,不能形成[PBr6]-,正確;(5)由晶胞結構可知Fe個數:12×+2×+3=6,N個數為 2,該化合物的化學式為Fe3N;(6)由咪唑分子中的大π鍵可表示為可知咪唑分子中的碳原子和氮原子都為sp2雜化,由結構簡式可知,咪唑分子中的氮原子①具有孤對電子,氮原子②沒有孤對電子,則氮原子①能與氫離子形成配位鍵,氮原子②不能與氫離子形成配位鍵,所以氮原子①結合質子能力更強,原因①號N原子單電子參與形成大π鍵,①號N原子有孤對電子(或②號N原子孤對電子參與形成大π鍵,②號N原子沒有孤對電子)。
5.(2024·陜西漢中二模)N、P及其化合物在工業生產中起著重要的作用。回答下列問題:
(1)基態氮原子的價電子排布式為　　　　　　,其最高能級的軌道形狀為　　　　　　(用文字描述)。
(2)比較鍵角大小:H2O　　　　NH3(填“>”或“<”);第一電離能用I1表示,已知I1(N)大于I1(O),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)鎳能形成多種配合物,其中常溫下Ni(CO)4是無色液體,K2[Ni(CN)4]是紅黃色晶體,熔融態下可以導電。K2[Ni(CN)4]的熔點高于Ni(CO)4的原因是　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)某有機物,其環上所有原子共平面,則分子中N原子的雜化方式為　　　　　。
(5)P的空間構型為　　　　(用文字描述)。
(6)PCl5是一種離子化合物,為白色晶體,其晶胞如圖所示。晶胞中含有由P和Cl原子構成的一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子(黑色球:P,灰色球:Cl)。陽離子和陰離子中P原子的配位數之比為　　　　　,若晶胞參數為a pm,則晶體的密度為　　　　　 g·cm-3(列出計算式)。
答案　(1)2s22p3　啞鈴形　(2)<　O原子的價電子排布式為2s22p4,N原子的價電子排布式為2s22p3,p軌道處于半滿狀態,能量較低較穩定,I1(N)大于I1(O)　(3)K2[Ni(CN)4]屬于離子晶體,Ni(CO)4屬于分子晶體,離子晶體的熔點高于分子晶體　(4)sp2　(5)正四面體形　(6)2∶3　ρ=
解析　(3)K2[Ni(CN)4]是紅黃色晶體,熔融態下可以導電,屬于離子晶體,常溫下Ni(CO)4是無色液體,屬于分子晶體,離子晶體的熔點高于分子晶體。(4)某有機物,其環上所有原子共平面,則分子中N原子的雜化方式為sp2;(6)晶胞中含有由P和Cl原子構成的一種正四面體形陽離子[PCl4]+和一種正八面體形陰離子[PCl6]-,P原子的配位數之比為2∶3;根據均攤法可知晶胞中含有1個[PCl6]-和1個[PCl4]+,則晶體的密度為ρ= g·cm-3。(共27張PPT)
熱點突破練4　物質結構與性質綜合題
第一篇　新高考題型突破
板塊Ⅲ　物質結構與性質
1.(2024·山東威海期末)開發高效儲氫材料是重要的研究方向。回答下列問題:
(1)最新研究發現,在鎳的表面覆蓋石墨烯,可大大增加儲氫材料釋放氫氣的速率。石墨烯是單層碳原子組成的平面結構,具有良好的導電、導熱性。
①基態Ni原子的電子排布式為　　　　　。
②石墨烯中碳碳鍵長　　　　　乙烯中碳碳鍵長(填“>”“<”或“=”。)
③下列反應常用來檢驗Ni 2+,請補全方程式:
+　　　 鍵角α　　　　　β(填“>”“<”或“=”)。
[Ar]3d84s2
>
2H+
<
(2)鑭(La)和氫原子可以形成一系列儲氫晶體材料LaHn,LaHn屬于立方晶系,La原子作面心立方堆積。La晶體吸附H2,形成LaH2,LaH2晶胞中H填充在La原子的正四面體空隙中,晶胞沿體對角線的投影如圖①所示。高壓下,LaH2中每個H再結合4個H構成小正四面體結構,其晶胞從各個面的投影均如圖②所示。
①LaH2晶胞中La原子的分數坐標有　　　　種,晶胞中La原子個數與正四面體空隙數之比為　　　　　,H原子的配位數為　　　　　。
②高壓下,LaH2吸附H2得到晶體LaHx的反應式為　　　　　　　　　(x用數字表示)。若LaHx晶胞棱長為a pm,La原子與最近的氫原子的距離為b pm,則LaHx晶胞中每個小正四面體內H—H的最短距離為　　　　　 pm(用含a和b的式子表示)。
4
1∶2
4
a-b
2.(2024·山東煙臺質檢)將NH3轉化為高附加值精細化學品是合成化學研究的前沿領域。將氨氣轉化為含氨絡合物(如圖所示),進而與苯及其衍生物反應可制備芳胺及其衍生物。回答下列問題:
(1)基態銅原子的價電子排布式為　　　　,其M層上共有　　　　種不同空間運動狀態的電子。
3d104s1
9
解析　(1)銅位于第四周期第ⅠB族元素,即基態原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1,基態銅原子的價電子排布式為3d104s1,其M層共有9個軌道,故共有9種不同空間運動狀態的電子;
N>C>H
N>H>C
sp、sp2
三角錐形
<
配位
N
(5)白銅(銅鎳合金)的立方晶胞結構如圖所示,其中原子A的坐標參數為(0,1,0)。
①原子B的坐標參數為　　　。
②若銅鎳原子間最短距離為d nm,則該晶體的密度為　　　　　　　　 g·cm-3 (列出計算式即可,NA表示阿伏加德羅常數的值)。
(,,0)
解析　(5)由位于頂點的原子A的坐標參數為(0,1,0)可知,晶胞的邊長為1,根據晶胞中B原子的位置可得,晶胞中原子B的坐標參數為(,,0);由晶胞結構可知,晶胞中位于頂點的鎳原子的個數為8×=1,位于面心的銅原子的個數為6×=3,則晶胞的化學式為NiCu3,若銅鎳原子間最短距離為d nm,設晶胞的參數為a nm,則a2+a2=(2d)2,可得a=d,則晶胞的密度為=g·cm-3。
3.(2024·四川德陽二模)因優越的光電特性,TiO2與ZnO成為稀磁半導體(DMS)熱門的基質材料。
(1)鋅原子的價層電子排布式為　　　　。核外電子占據的原子軌道共　　個。
3d104s2
15
解析　(1)鋅原子序數30,價層電子排布式:3d104s2;核外電子占據的原子軌道共15個;
(2)納米二氧化鈦是一種催化劑,如:
F>N>O>C>B
sp3、sp2
2
16NA
甲分子間可形成氫鍵,沸點較高
(3)氧化鋅的一種晶胞結構如圖所示。
①O2-離子位于Zn2+離子圍成的　　　　形空隙的中心。
②已知O2-離子和Zn2+離子的最短距離為d nm,阿伏加德羅常數為NA,該晶體的密
度為　　　　　　　　　 g·cm-3。(用計算式表示)
正四面體
解析　(3)①根據晶胞結構可知,O2-離子位于Zn2+離子圍成的正四面體形空隙的中心;②O2-位于體對角線處,O2-離子和Zn2+離子的最短距離為d nm,設晶胞棱長為a nm,則a2+a2+a2=(4d)2,解得a= nm,根據均攤法計算晶胞中,Zn2+個數為8×+6×=4,O2-個數為4,則晶胞密度:ρ== g·cm-3。
4.(2024·浙江麗水二模)氮、磷、鐵及其化合物在工農業生產、生活和科研中有著廣泛的應用。回答下列問題:
(1)基態Fe3+的價層電子軌道表示式為　　　　　　　　。
(2)N、CO、CN-等易形成配合物,N的空間結構名稱為　　　　　　。
(3)已知HSCN的結構有兩種,這兩種分子結構中除氫外各原子均滿足八電子穩定結構(無配位鍵),請畫出沸點高的分子的結構式　　　　　　　　　　　　　　　。
平面三角形
H—N==C==S
解析　(2)N中心原子價層電子對數為3+(5+1-3×2)=3,為sp2雜化,空間結構名稱為平面三角形;(3)HSCN的結構有兩種,這兩種分子結構中除氫外各原子均滿足八電子穩定結構(無配位鍵),N≡C—SH和H—N==C==S,H—N==C==S分子能形成分子間氫鍵,而N≡C—SH不能形成分子間氫鍵,所以HSCN的分子結構中分子間作用力較強,沸點較高的分子結構式為H—N==C==S;
(4)下列關于N、P及其化合物結構與性質的論述正確的是　　　　。
A.N4與P4均為正四面體型的分子晶體,都難以分解和氧化
B.N的電負性比P的大,可推斷NCl3分子的極性比PCl3的大
C.NH3和PH3分子的VSEPR模型為四面體形,PH3中鍵角∠HPH大于NH3中∠HNH
D.研究發現固態PCl5中含有[PCl4]+和[PCl6]-,而PBr3中則含有[PBr4]+和Br-,存在差異的原因是Br-半徑大
D
解析　(4)A.N4與P4均為正四面體型的分子晶體,P4易氧化,錯誤;B.分子的極性大小取決于共價鍵極性大小和分子的結構,N、Cl的電負性十分接近,則N-Cl鍵極性小, 可推斷NCl3分子的極性比PCl3的小,錯誤;C.NH3和PH3分子的VSEPR模型為四面體形,因為P的電負性較N小,PH3中的成鍵電子云比NH3中的更偏向于H,同時P—H鍵長比N—H鍵長大,這樣導致PH3中成鍵電子對之間的斥力減小,孤對電子對成鍵電子的斥力使PH3鍵角更小,即PH3中鍵角∠HPH小于NH3中∠HNH,錯誤;D.Br-半徑大,與P原子半徑的比值較大,作為配位原子與P作用的配位數較少,不能形成[PBr6]-,正確;
(5)Fe與N形成的某化合物晶體的晶胞如圖,該化合物的化學式為　　　　。
(6)苯分子中含有大π鍵,可記為(右下角“6”表示6個原子,右上角“6”表示6個共用電子),雜環化合物咪唑結構如圖,其分子中的大π鍵可表示為,則其結合質子能力更強的氮原子是　　　　(填“①”或“②”),其原因是___________________________
_______________________________________________________________
______________________________。
Fe3N
①
①號N原子單電子參與形成大π
鍵,①號N原子有孤對電子(或②號N原子孤對電子參與形成大π鍵,②號N
原子沒有孤對電子)
解析　(5)由晶胞結構可知Fe個數:12×+2×+3=6,N個數為 2,該化合物的化學式為Fe3N;(6)由咪唑分子中的大π鍵可表示為可知咪唑分子中的碳原子和氮原子都為sp2雜化,由結構簡式可知,咪唑分子中的氮原子①具有孤對電子,氮原子②沒有孤對電子,則氮原子①能與氫離子形成配位鍵,氮原子②不能與氫離子形成配位鍵,所以氮原子①結合質子能力更強,原因①號N原子單電子參與形成大π鍵,①號N原子有孤對電子(或②號N原子孤對電子參與形成大π鍵,②號N原子沒有孤對電子)。
5.(2024·陜西漢中二模)N、P及其化合物在工業生產中起著重要的作用。回答下列問題:
(1)基態氮原子的價電子排布式為　　　,其最高能級的軌道形狀為　　　　(用文字描述)。
(2)比較鍵角大小:H2O　　　　NH3(填“>”或“<”);第一電離能用I1表示,已知I1(N)大于I1(O),其原因是__________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)鎳能形成多種配合物,其中常溫下Ni(CO)4是無色液體,K2[Ni(CN)4]是紅黃色晶體,熔融態下可以導電。K2[Ni(CN)4]的熔點高于Ni(CO)4的原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
2s22p3
啞鈴形
<
O原子的價電子排布式為2s22p4,N原子的價電子排布式為2s22p3,p軌道處于半滿狀態,能量較低較穩定,I1(N)大于I1(O)
K2[Ni(CN)4]屬于離子晶體,Ni(CO)4屬于分子晶體,離子晶體的熔點高于分子晶體
解析　(3)K2[Ni(CN)4]是紅黃色晶體,熔融態下可以導電,屬于離子晶體,常溫下Ni(CO)4是無色液體,屬于分子晶體,離子晶體的熔點高于分子晶體。
sp2
正四面體形
2∶3
ρ=

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