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题型:简答题
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简答题 · 12 分

一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。

(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4

①Mn2+基态的电子排布式可表示为                                       。

②NO3的空间构型                           (用文字描述)。

(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化成CO2,HCHO被氧化成CO2和H2O。

①根据等电子原理,CO分子的结构式为                        。

②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为                        。

③1molCO2中含有的σ键数目为                        。

(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为                        。

正确答案

见解析。

解析

(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)

②平面三角形

(2)①C≡O  ②sp3     ③2×6.02×1023个(或2mol)

(3) 

本题科学研究铜锰氧化物作背景,考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间构型、等电子体原理、[Cu(OH)4]2-结构等《选修三》基础知识的掌握和应用能力。本题基础性较强,重点特出。

知识点

原子核外电子排布判断简单分子或离子的构型“等电子原理”的应用原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:

2NH3+3F2 NF3+3NH4F

①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有    (填序号)。

a。离子晶体  b。分子晶体  c,原子晶体  d。金属晶体

②基态铜原子的核外电子排布式为        。

(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:

①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及        (填序号)。

a.离子键

b.共价键  

c.配位键   

d.金属键 

e.氢键 

f.范德华力

②R中阳离子的空间构型为        ,阴离子的中心原子轨道采用        杂化。

(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)    Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是        。

正确答案

见解析。

解析

(1)

(2)①a、b、d     ②1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

(3)①a、d      ②三角锥型   sp3

(4)<   中形成分子内氢键,使其更难电离出H+

知识点

元素电离能、电负性的含义及应用化学键判断简单分子或离子的构型原子轨道杂化方式及杂化类型判断分子间作用力
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

碳族元素包括C 、Si、Ge .Sn、Pb

(1)碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过___________杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠___________结合在一起。

(2)CH4共用电子对偏向C,SiH4中偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为___________。

(3)用阶层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br键的键角__________120(填“>、<、=”)

(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:Pb4+处于立方晶胞定点,Ba2+处于晶胞中心,O2-处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为____________,每个Ba2+与________个O2-配位。

正确答案

(1)sp2    范德华力

(2)C>H >Si

(3) <

(4)PbBaO3,12。

解析

(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合,形成无限的六边形平面网状结构,每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2p轨道,并含有一个未成对电子,这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似,可得答案。

(2)共用电子对偏向电负性大的原子,故电负性:C>H >Si。

(3) SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数目是(4+2)/2=3,配位原子数为2,故Sn原子含有故对电子,SnBr2空间构型为V型,键角小于120°。

(4)每个晶胞含有Pb4+:8×=1个,Ba2+:1个,O2-:12×=3个,故化学式为:

PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心,只有1个,O2-处于晶胞棱边中心,共12个,

故每个Ba2+与12个O2-配位

知识点

元素电离能、电负性的含义及应用原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

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下图所示。

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YZ2-

①YZ2-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]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为    。

正确答案

见解析。

解析

(1)①4  ②ZnS

(2)sp3

(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键

(4)① 正四面体   ②CCl4 或SiCl4

(5)16 mol 或16伊6. 02×1023

知识点

元素周期律的应用判断简单分子或离子的构型原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。

回答下列问题:

(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为________,1mol Y2X2含有σ键的数目为________。

(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是________。

(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是________。

(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是________,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为________。

正确答案

(1)sp杂化;3mol或3×6.2×10 个

(2)NH3分子存在氢键

(3)N2O

(4)CuCl;CuCl+2HCl=H2CuCl(或CuCl+2HCl=H2[CuCl3])

解析

略。

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

(一)下列描述中正确的是

A.CS2为V形的极性分子

B.Cl0— 3 的空间构型为平面三角形

C.SF6中有6对完全相同的成键电子对

D.SiF4和SO2— 3 的中心原子均为sp3杂化

(二)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:

(1)Ni原子的核外电子排布式为______________________________;

(2)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO ________ FeO(填“<”或“>”);

(3)Ni0晶胞中Ni和O的配位数分别为_______________、_______________;

(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为_______________;

(5)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如右上图所示。

①该结构中,碳碳之间的共价键类型是键,碳氮之间的共价键类型是______________,氮镍之间形成的化学键是_______________;

②该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在_______________;

③该结构中,碳原子的杂化轨道类型有_______________。

正确答案

(一)CD

(二)(1)1s22s22p63s23p63d 84s2

(2)>

(3)6、6

(4)LaNi5

(5)①一个键、一个∏键;配位键

②氢键

③sp2、sp3

解析

(一)依据价层电子对互斥理论可知CS2为直线形的非极性分子,A错误;由价层电子对互斥理论可知Cl0— 3中中心原子的孤电子对数是1/2×(8-3×2)=1,所以Cl0— 3是三角锥形,B错误;硫原子最外层有6个电子,和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对,C正确;SiF4和SO2— 3 的空间构型分别为正四面体和三角锥形,但中心原子均采用的是sp3杂化,D正确。

(二)(1)镍属于28号元素,根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式,Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2

(2)Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO。

(3)因为Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6。

(4)晶胞中镧原子数=8×1/8=1;镍原子数=1+8×1/2=5,所以化学式为LaNi5

(5)①双键是由一个键和一个∏键构成;镍原子有空轨道,氮原子有孤电子对,因此二者形成配位键。②氧原子与氢原子之间可以形成氢键。③在该结构中碳原子既有单键又有双键,因此杂化类型是sp2和sp3杂化。

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 11 分

X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢气可以化合生成气体G,其水溶液pH>7;Y单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可以形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。

请回答下列问题:

(1)M固体的晶体类型是                 。

(2)Y基态原子的核外电子排布式是    ;G分子中X原子的杂化轨道的类型是     。

(3)L的悬浊液加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是                            。

(4)R的一种含氧酸根RO42-具有强氧化性,在其钠盐中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色气体产生,该反应的离子方程式是                                              。

正确答案

见解析。

解析

(1)M的晶体类型,M为NH4Cl,属离子晶体;

(2)Y基态原子的电子排布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p4,G分子中X原子的杂化轨道类型为sp3杂化;

(3)AgCl悬浊液中加入Ag2S,Ksp(AgCl)<Ksp(Ag2S),则溶液中的AgCl转化为Ag2S,由白色沉淀变为黑色沉淀;

(4)R的含氧酸跟RO42-为FeO42-,向其钠盐溶液中加入硫酸,溶液变黄,说明生成Fe3+,并有无色气体生成,反应中Fe的化合价降低,只能是O元素的化合价升高,则无色气体比为O2,反应的离子方程式为:4FeO42-+20H+==4Fe3++3O2↑+10H2O



①气体G可溶于水且水溶液呈碱性,知气体G为NH3,气体G由X的单质与H2化合得到,则X为N元素。

②Y的单质为黄色晶体,知Y为S元素。

③R的3d轨道电子数为为4s轨道的三倍,则R为第四周期元素,4s轨道电子数为2,3d轨道为6,R原子的电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2,则R为Fe元素。

④Z的原子序数大于Y,且能与Na化合,则X为Cl元素。

⑤则Q为Na2S,J为NaCl,I为AgCl,M为NH4Cl

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 13 分

氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。

(1)基态硼原子的电子排布式为_________。

(2)关于这两种晶体的说法,正确的是_________(填序号)。

a. 立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大  

b. 六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软

c. 两种晶体中的B-N键均为共价键          

d. 两种晶体均为分子晶体

(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为_________,其结构与石墨相似却不导电,原因是_________。

(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为_________。该晶体的天然矿物在青藏高原在下约300Km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是_________。

(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mo NH4BF4含有_________mol配位键。

正确答案

(1)1s22s22p1

(2)b、c

(3)平面三角形;层状结构中没有自由移动的电子

(4)sp3;高温、高压

(5)2

解析

略。

知识点

原子核外电子排布原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由AI.Cu.Fe 三种金属元素组成,回答下列问题:

(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过       方法区分晶体.准晶体和非晶体。

(2)基态 Fe原子有       个未成对电子,Fe3+的电子排布式为      可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为_        。

(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛〔CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为_           ,1mol乙醛分子中含有的σ健的数目为_      。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是        。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有_      个铜原子。

(4)Al单质为面心立方晶体,,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为_     。列式表示Al单质的密度_          g·cm-3〔不必计算出结果)。

正确答案

(1)X-射线衍射 

(2)4     血红色     

(3)   

  6      

的相对分子质量大于乙醛并且醋酸存在分子间氢键                

 16

(4) 12                  

         

解析


知识点

原子核外电子排布原子轨道杂化方式及杂化类型判断氢键的存在对物质性质的影响
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

氧是地壳中含量最多的元素。

(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为_______个。

(2)H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_______。的沸点比高,原因是_______。

(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+原子采用_______杂化。H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为_______。

(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a g·cm-3, NA表示阿伏伽德罗常数,则CaO晶胞体积为_______cm3

正确答案

(1)  2

(2)O—H键、氢键、范德华力;形成的是分子内的氢键,而可形成分子间的氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大。

(3)sp3;H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小

(4)

解析

(1)氧元素的基态核外电子排布式为:1s22s22p4,4个电子在三个轨道中排布,故未成对的电子个数是两个。

(2)化学键是强烈的相互作用;氢键的作用力比化学键弱,但比范德华力的作用力要强。可形成分子间的氢键,而形成的是分子内的氢键,故前者比后者的沸点要高。

(3) H3O+的空间构型为三角锥型,故O原子的杂化方式为sp3;H3O+中O原子只有一对故对电子,排斥力较小,使得键角变大。

(4)根据NaCl的晶胞可知,一个晶胞含有4个CaO,设晶胞的体积为V,则:×NA×a=56,则V=

知识点

晶胞的计算原子轨道杂化方式及杂化类型判断不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

石墨烯(如图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(如图乙)。

(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为_______。

(2)图乙中,1号C的杂化方式是_______,该C与相邻C形成的键角_______(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。

(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_______(填元素符号)。石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部,该晶胞中M原子的个数为_______,该材料的化学式为_______。

正确答案

(1)3;

(2);<;

(3)O、H;

(4)12;M3C60

解析

略。

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

已知X,Y,Z,Q为短周期非金属元素,R是长周期元素,X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍;Y的基态原子有7种不同运动状态的电子;Z元素在地壳中含量最多;Q是电负性最大的元素;R+离子只有三个电子层且完全充满电子。回答下列问题:(答题时,X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示)
(1)X元素为____,X、Y、Z中第一电离能最大的是____

(2)已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构(球棍模型,短线不一定代表单键):

该分子中Y原子的杂化方式是____

(3)X与Y元素可以形成一种超硬新材料,其晶体部分结构如图所示,有关该晶体的说法正确的是_____(填正确答案编号)。

A.该晶体属于分子晶体

B.此晶体的硬度比金刚石还大

C.晶体的化学式是X3Y4

D.晶体熔化时破坏共价键

(4)有一种AB型分子与Y单质分子互为等电子体,它是一种常用的还原剂,其化学式

为______

(5)R的基态原子的电子排布式为_____,R与Z形成的某离子晶体的晶胞结构如图,则该晶体的化学式为____,该晶体的密度为则晶胞的体积是____cm3。

正确答案

解析


知识点

元素原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 20 分

(1)下列分子中,属于非极性的是_______。

A. SO2

B. BeCl2

C. BBr3

D. COCl2

(2)铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题:

1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为_______;

2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是_______;

3)SO42-的立体构型是_______,其中S原子的杂化轨道类型是_______;

4)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,Au原子最外层电子排布式为_______;一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______;该晶体中,原子之间的作用力是_______;

5)上述晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为_______。

正确答案

(1)BC

(2)1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;2)白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4·5H2O,显示水合铜离子特征蓝色;3)正四面体,sp3;4)6s1,3:1,金属键;5)H8AuCu3

解析

(1)根据价层电子对互斥理论(VSEPR)可得四种分子的结构如下:

(2)本题各小题内容考查点相互的联系不大,仍属于“拼盘”式题。3)硫酸根中心原子的价层电子对为:孤对电子数6-2×4+2=0,成键电子对数4,所以为正四面体结构,中心原子为sp3杂化;4)Au电子排布或类比Cu,只是电子层多两层,由于是面心立方,晶胞内N(Cu)=6×=3,N(Au)=8×=1;5)CaF2结构如下图所示,所以氢原子在晶胞内有4个,可得储氢后的化学式为H8AuCu3


知识点

判断简单分子或离子的构型极性分子和非极性分子原子轨道杂化方式及杂化类型判断铜金属及其重要化合物的主要性质
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。A的核外电子总数与其电子层数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同主族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:

(1)b、c、d中第一电离能最大的是                   (填元素符号),e的价层电子轨道示意图为                      。

(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为    ;分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是             (填化学式,写两种)。

(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是       ;酸根呈三角锥结构的酸是          。(填化学式)

(4)c和e形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为         。

(5)这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中阴离子为         ,阳离子中存在的化学键类型有           ;该化合物加热时首先失去的组分是        ,判断理由是                       。

正确答案

(1)N

(2)           

(3)       

(4) +1

(5)     共价键和配位键     

的配位键比的弱

解析

略 

知识点

元素电离能、电负性的含义及应用化学键原子轨道杂化方式及杂化类型判断
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

碳、氮、氧是构成生命物质的三种主要元素。

(1)碳、氮、氧三种元素中,原子核外电子未成对电子数最多的是_________(用元素符号表示)。

(2)已知CN与N2结构相似,则HCN分子中键与键数目之比为_________。

(3)H2O2分子中氧原子的杂化方式为_________。

(4)与NO2互为等电子体的微粒有_________、_________(举2例),NO3的空间构型是_________。

(5)已知元素A的氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为_________。

正确答案

(1)N 

(2)1:1

(3)sp3

(4)CO2、N2O、CNO、SCN等;平面三角形

(5)AO2

解析

略。

知识点

原子轨道杂化方式及杂化类型判断
下一知识点 : 化学反应原理
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