- 分子结构与性质
- 共1817题
[化学-物质结构与性质]
氨和水都是常用的试剂．请回答下列问题：
（1）氮元素基态原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为______．
（2）NH3分子可结合一个H+形成铵根离子(N
①NH3分子中N原子的杂化类型是______．
②NH3分子与H+结合的过程中未发生改变的是______．（填序号）
a．微粒的空间构型 b．N原子的杂化类型 c．H-N-H的键角
（3）将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液．该过程中微粒的变化是：[Cu（H2O）6]2+→Cu（OH）2→[Cu（NH3）4]2+．[Cu（H2O）6]2+和[Cu（NH3）4]2+中共同含有的化学键类型是______．
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ•mol-1（已知冰的升华热是51kJ•mol-1，水分子间范德华力的能量为11kJ•mol-1）；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是______．
正确答案
（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，故未成对电子数与成对电子数之比为3：4，故答案为：3：4；
（2）①NH3分子中N原子呈3个N-H，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp3；
②NH3分子是三角锥型，NH4+是正四面体型，键角不变，NH4+中N原子呈4个N-H，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，都采取sp3杂化，故答案为：b；
（3）铜离子与水分子、氨气分子之间形成配位键，水分子中O-H键、氨分子中N-H键都是共价键，
故答案为：共价键、配位键；
（4）每个氢键为1个水分子提供
2E kJ/mol+11kJ/mol=51kJ/mol，解得E=20，
由于氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙，故冰的密度小于水，
故答案为：20；氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙．
原子序数依次递增的X、Y、Z、W是周期表中前30号元素，其中只有X、Y同周期。已知X的最外层电子数是其内层电子数的2倍；X与Y形成的常见化合物之一常被用于高炉炼铁；Z与X同主族，其单质在同周期元素形成的单质中熔点最高；W原子M能层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个。回答下列问题：
(1)X能形成多种常见单质，其熔点最低的单质为___晶体；在熔点最高的两种单质中，X的杂化方式分别为 ____、____。
(2)X、Y分别与氢元素形成的化学键的极性大小为X-H____Y-H，键能大小为X-H____Y-H（填“<”、 “>”或“=”）。
(3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2，依次还有 I3、I4、I5…，推测Z元素的电离能突增应出现在第___电离能。
(4)W原子的电子排布式为___；W基态原子有___种不同形状的原子轨道；W晶体的配位数为____；下图___表示的是W晶体中原子的堆积方式（填“甲”、“乙”或“丙”）。
(5)向W的硫酸盐溶液中逐滴滴加氨水至过量，最终形成的化合物中含___键（填化学键 类型）。
正确答案
(1)分子；sp2；sp3
(2)<； <
(3)五
(4)[ Ar]3d104s1；3； 12；丙
(5)共价键、离子键、配位键
有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A+比B-少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中 A与D离子数之比为2:1。 请回答下列问题：
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的____（填序号）：
①A单质>B单质>R
②R>A单质>B单质
③B单质>R>A单质
④A单质>R>B单质。
(2)在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是____杂化，其固体时的晶体类型为____。
(3)写出D原子的核外电子排布式____，C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大得多的可能原因____。
(4)下图是D和Fe形成的晶体FeD2最小单元“晶胞”，FeD2晶体中阴、阳离子数之比为____，FeD2物质中具有的化学键类型为____。
正确答案
(1)②
(2)sp3 ；分子晶体
(3) 1s22s22p63s23p4；NH3与水分子形成氢键且更易发生化学反应
(4)1：1；离子键、（非极性）共价键
氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。
(1)NF3的空间构型为三角锥形，沸点-129℃。NF3属于___________晶体。
(2)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H+和N3-。
①与N3-互为等电子体的分子、离子有：________、_______（各举1例），N3-的空间构型是______ 形。
②叠氮化物、氰化物能与Fe3+、Cu2+、Co3+等形成络合物，如：Co[(N3)(NH3)5]SO4、Fe(CN)64-。写出钴原子在基态时的价电子排布式：_______________。Co[(N3)(NH3)5]SO4中钴的配位数为_______，CN-中C原子的杂化类型是_______。
(3)化学式为Pt(NH3)2Cl2的化合物有两种异构体，其中一种异构体可溶于水，则该异构体是_______（填“极性”或“非极性”）分子。
(4)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2：2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g)，有关说法正确的是_______（选填序号）。
A．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小
B．第一电离能(I1)：N>P>S
C．钠的晶胞结构如上图，该晶胞分摊2个钠原子
D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小
正确答案
(2)分子
(2)①N2O或CO2或CS2或BeCl2；SCN-或OCN-或CNO-；直线；②3d74s2；6；sp杂化
(3)极性
(4) BC
零排放、太阳能、绿色光源等高科技点亮2010上海世博会。
（1）世博园区外围设置生态化停车场，有害尾气被纳米光触媒涂料分解为无毒物质，汽车尾气中下列物质属于由极性键构成的非极性分子为_____________。
a. CO b. NO c. NO2 d. CO2（2）“一轴四馆”中安装了高亮度节能的陶瓷金卤灯，金卤灯中填充物通常包含Na、81Tl、49In、Sc、N等元素的单质及化合物。下列说法正确的是_____________。
a. 第ⅢA元素铊和铟，第一电离能铊小于铟
b. 元素Sc 位于周期表s区
c. 钠的熔点低，是因为金属键较弱
d. 纯净的N2（光谱纯）可由叠氮化钠（NaN3）加热分解而得到，由等电子体理论可推知N3-呈直线型 （3）世博馆广泛采用了冰蓄冷空调。冰蓄冷空调采用液态化合物乙二醇（HOCH2CH2OH）介质，乙二醇沸点高，是由于_____________。
（4）上海地区大规模集中使用“21世纪绿色光源”LED半导体照明， LED晶片采用砷化镓（GaAs）等材料组成。其中Ga原子在基态时，核外电子排布式为_____________。GaAs的晶胞结构如图，晶胞中含砷原子数为_____________。砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD方法在700℃时制备得到。AsH3的空间形状为_____________，(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为_____________。
（5）“东方之冠”（中国馆）表面装有7000多块红色铝板，红色铝板为新型氟碳喷涂型材，一种氟碳涂层聚酯（FEP），它的单体为CF3-CF=CF2，该分子中碳原子的杂化方式有_____________ 。
正确答案
（1）d
（2）acd
（3）乙二醇分子间存在氢键
（4）1s22s22p63s23p63d104s24p1；4；三角锥形；sp2（5）sp2、sp3
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC形成的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为29。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）AC2在H2C（C的氢化物）中的溶解度不大，其主要原因是_________________________。
（2）B的氢化物的分子空间构型是______________。其中心原子采取______________杂化。
（3）写出化合物AC2的电子式______________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为______________。
（4）向ESO4中逐滴加氨水至氨水过量，其现象为______________；产生此现象的原因（用离子方程式表示） ______________；______________。
（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是____________________________。
正确答案
（1）CO2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相容原理，CO2在H2O中的溶解度不大
（2）三角锥形；sp3
（3）
（4）先出现蓝色絮状沉淀，沉淀溶解成深蓝色溶液；Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓ +2NH4+；
Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-（5）4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
氧气是化工生产的重要原料，很多金属和非金属都能和氧气直接作用．
（1）第二周期某种元素形成的氧化物分子中，既含有σ键又含有π键且二者数目相同的物质的结构式为______，其中心原子杂化方式为______．氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为______．氮元素的电负性______（填“＞”、“=”或“＜”）氧，主要原因是______．
（2）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如Cr2O3、Fe2O3、V2O5．基态铬原子外围电子排布式为______．核电荷数比Fe大1的元素在元素周期表中的位置为第______周期______族．
（3）四种同主族元素的氧化物晶体的晶格能数据如下表：
四种氧化物的共熔物冷却时，首先析出的是______．根据表中数据，说明影响上表中晶格能大小的主要因素______．
（4）某种由氧和钾元素形成的化合物，其晶胞结构如右图所示，该晶体的化学式为______．
正确答案
（1）第二周期元素形成的氧化物分子有：CO，CO2，NO、NO2、SO2、SO3等、满足要求的是：O=C=O，有2个σ键和2个π键，由于CO2 是直线型分子，故C原子采取sp 杂化；由于OF2的分子构型与H2O相似，H2O的分子构型为V形，所以OF2的分子构型V形，由于同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以氮的电负性＜氧的电负性，由于氧原子半径比氮原子小，吸S电子能力较强，故氧的电负性大；
故答案为：O=C=O；sp；V形＜氧原子半径比氮原子小，吸电子能力较强，
（2）24号元素铬的电子排布式为：1S22S22P63S23P63d54s1，外围电子排布式：3d54s1；在元素周期表中第四周期，第Ⅷ族包括Fe、Co、Ni三种元素，故核电荷数比Fe大1的元素Co在元素周期表中仍处于第四周期，第Ⅷ族，
故答案为：3d54s1；四；Ⅷ，
（3）从共熔物冷却时，首先析出的为熔点高的氧化物，而离子晶体中晶格能越大，熔点越高，所以先首先析出的是
MgO，Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+为同主族元素的离子，从上到下，离子半径逐渐增大，对应氧化物的晶格能在逐渐减少，因此同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
故答案为：MgO；同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
（4）每个晶胞中：K+=8×
下列分子结构图中的
表示氢原子，
表示短周期的相邻的三种元素原子．小黑点表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键
（1）以上分子中，中心原子采用sp2杂化的是______（填化学式）；
（2）在③的分子中有______个σ键．在③与溴的四氯化碳溶液反应中，断裂的是③分子中的______键（填“σ”或“π”），形成的是______键（填“σ”或“π”）．
（3）4种分子中，属于极性分子的是______（填序号，下同）．键角由大到小的顺序是______，能结合质子（即H+）形成稳定离子的是______，形成______键（按电子对提供方式分类）．
（4）已知液态①和④相似，也可发生微弱的电离，电离出含有相同电子数的微粒，则①的电离方程式为：______．
正确答案
由结构模型可知①为NH3，②为CH4，③为C2H4，④为H2O或H2S，
（1）①为sp3杂化，②为sp3杂化，③为sp2杂化，④为sp3杂化，故答案为：C2H4；
（2）③为C2H4，含有5个δ键，C=C中有1个δ键，1个π键，π键不稳定，加成反应时易断裂，重新生成δ键，
故答案为：5；π；δ；
（3）①④结构部对称，属于极性分子，键角由大到小的顺序是③②①④，①④含有孤对电子，可形成配位键，
故答案为：①④；③②①④；①④；配位；
（4）①为NH3，可水的电离相似，则应存在2NH3⇌NH4++NH2-，故答案为：2NH3⇌NH4++NH2-．
用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论完成下表。
正确答案
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_____________。
（2）B的氢化物分子的空间构型是___________，其中心原子采取___________杂化。
（3）写出化合物AC2的电子式____________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为____________。
（4）E的核外电子排布式是_____________，ECl3形成的配合物的化学式为_________________
（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学式方程式是_______________________
正确答案
（1）C
（2）三角锥形；sp3
（3）
（4）
（5）4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
2010年上海世博会场馆，大量的照明材 料或屏幕都使用了发光二极管( LED)。 目前市售LED品片，材质基本以GaAs （砷化镓）、AlGaInP（磷化铝镓铟）、InGaN（氮化铟镓）为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如图。试回答
(1)镓的基态原子的电子排布式是_____________。
(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子（白色球）个数为__________， 与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为__________。
(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是__________。（用氢化物分子式表示）
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为____________。
(5)比较二者的第一电离能：As__________Ga(填“<”、“>”或 “=")。
(6)下列说法正确的是__________（填字母）。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B．GaP与GaAs互为等电子体
C．电负性：As> Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(2)4 正四面体
(3)NH3>AsH3>PH3(4)sp2(5)>
(6)BCD
Ⅰ铂（Pt）单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
（1）由图可知，金属晶体铂的堆积方式为__________，一个晶胞中含有__________个铂原子，距离每个铂原子最近且等距离的铂原子有____________个。
Ⅱ 铂元素的一种化合物：PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度较大，请回答下列问题：
（2）PtCl2(NH3)2是___________ (填写选项字母)；
A．平面四边形结构 B．四面体结构
（3）请在下侧空格内画出淡黄色固体分子的几何构型图：
（4）黄绿色固体物质是由_________组成(填“极性分子”或“非极性分子”)；
（5）两种固体在水中的溶解性差异，可以用__________原理来解释；
（6）NH3中的N—H键是__________ (填写选项字母)；
A．sp3—s σ键 B．sp2—s σ键 C．sp3—p σ键 D．sp3—s ?键
Ⅲ 碳铂是1，1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，是第二代铂族抗癌药物。碳铂的结构为：
（7）化学键种类很多，如：A．极性共价键 B．非极性共价键 C．配位键 D．离子键 E．金属键 F．σ键 G．π键。碳铂中含有的作用力有___________（填数字）。
①ABCFG ②ABDF ③ACEG ④DE
（8）在碳铂分子中，C原子的杂化方式有____________种。
正确答案
（1）面心立方 ；4 ；12
（2）A
（3）
（4）极性分子
（5）相似相溶
（6）A
（7）①
（8）2
超细铜粉主要应用于导电材料、催化剂等领域中．超细铜粉的某制备方法如下：
试回答下列问题：
（1）下列关于[Cu（NH3）4]SO4的说法中，正确的有______．（填字母序号）
A．[Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B．[Cu（NH3）4]SO4含有NH3分子，其水溶液中也含有NH3分子
C．[Cu（NH3）4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D．[Cu（NH3）4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体
（2）NH4CuSO3中的金属阳离子的核外电子排布式为：______．
（3）SO
（4）NH3易液化的原因是______．
（5）如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，由此可确定该氧化物的化学式为______．
（6）NH4CuSO3与硫酸微热时除得到超细铜粉外，还可看到溶液变蓝，同时有使品红褪色的气体．则该反应的离子方程式为______．
正确答案
（1）A．[Cu（NH3）4]SO4中硫酸根离子和[Cu（NH3）4]2+存在离子键，N原子和铜原子之间存在配位键，NH3中H和N之间存在共价键，所以[Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有共价键、离子键、配位键，故A正确；
B．NH3为配体分子，溶液中不存在NH3，故B错误；
C..元素周期律中，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但N原子最外层达到半饱和的稳定结构，难以失去电子，所以其第一电离能大小为N＞O，故C错误
D．SO42-离子中价层电子对数为4+
故答案为：AD．
（2）Cu原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，NH4CuSO3中Cu的化合价为+1价，则金属阳离子的核外电子排布式为
[Ar]3d10，故答案为[Ar]3d10：
（3）SO32-中含有3个δ键和1个孤电子对，故为sp3杂化，离子含有4的原子，价电子总数为26，对应的等电子体有NF3（或PF3、NCl3、PCl3等），故答案为：sp3；NF3（或PF3、NCl3、PCl3等）；
（4）N元素的非金属性较强，对应的氢化物中含有氢键，沸点较高，易液化，故答案为：NH3分子间可形成氢键，
（5）晶胞中4个Cu位于晶胞内部，O位于晶胞的顶点和面心，共有8×
故答案为：CuO；
（6）除得到超细铜粉外，还可看到溶液变蓝，同时有使品红褪色的气体，说明生成Cu、Cu2+和SO2，反应的离子方程式为2NH4CuSO3 +4H+
故答案为：2NH4CuSO3 +4H+
常用于除去高速公路冰雪的是“氧盐类”融雪剂，如NaCl、MgCl2等．请回答
（1）“氯盐类”融雪剂主要成分的晶体类型为______；
（2）冰比硫化氢溶点高的原因是______，其分子中氧原子的杂化轨道类型为______；
（3）已知X、Y和Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：
则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为______（用元素符号表示），元素Y的第一电离能大于X的原因是______；
（4）融雪时刻对环境危害很大，如和路基上的铁等金属形成原电池，会加快路面面破损．铁元素应用广泛，Fe2+与KCN溶液反应得Fe（CN）2沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成黄血盐，其配离子结构如图．
①铁元素基态原子价电子排布式为______；
②已知CN-与N2结构相似，1mol CN-中π键数目为______；
③上述沉淀溶解过程的化学方程式为______．
正确答案
（1）NaC1、MgC12等为活泼金属与活泼非金属性形成的化合物，为离子晶体，故答案为：离子晶体；
（2）由于O元素的电负性较强，形成的氢化物中含有氢键，沸点较高，故答案为：冰（或水）中含有氢键；sp3；
（3）从表中原子的第一至第四电离能可以看出，Z的第一电离能较小，而第二电离子能较大，说明易失去1个电子，则Z的化合价为+1价，应为Na元素，Y的第一、第二电离能较小，可失去2个电子，即最外层应有2个电子，应为Mg元素，而X的第一、第二、第三电离能都较小，可失去3个电子，最高化合价为+3价，应为Al元素，周期表中，同周期元素从左到右电负性逐渐增强，则X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为Al、Mg、Na，因为元素Mg价电子排布式为3s2完全充满状态，比Al稳定，所以Mg的第一电离能大于Al，
故答案为：Al、Mg、Na；因为元素Mg价电子排布式为3s2完全充满状态，比Al稳定；
（4）①铁元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2，故答案为：3d64s2；
②N2中，N原子之间含有2个π键，已知CN-与N2结构相似，则1molCN-中π键数目为2NA，故答案为：2NA；
③由配离子结构示意图可知黄血盐的化学式为K4[Fe（CN）6]，则反应的化学方程式为Fe（CN）2+4KCN=K4[Fe（CN）6]，故答案为：Fe（CN）2+4KCN=K4[Fe（CN）6]．
能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。
(1)目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。
①Ni原子的价电子排布式是________________。
②该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H2的数目为___________。
(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料-对硝基苯酚水合物（化学式为C6H5NO3·1.5H2O）。实验表明，加热至94℃时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。
①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是__________________。
②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是_______________。
(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO42-互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是__________，其中心原子N的杂化方式是___________。
正确答案
(1)①3d84s2；②3NA (2)①O>N>C>H；②氢键
(3)
扫码查看完整答案与解析