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1、选修 3综合练习 时间： 50 分钟 1已知反应 3NaHFe2O3= 一定条件 2Fe3NaOH。 (1)基态 Fe 原子核外共有 _种运动状态不相同的电子； Fe 3 的价电子排布图为 _。 (2)NaH 的电子式为 _ ；1 mol NaOH 含有 键数目为 _，其中 O 原子的杂化类型为 _；Fe 3可以 和 SCN 形成配合物，该反应是典型的可逆反应，说明配位原子配位 能力_(填“强”或“弱” )。 (3)上述反应中含 Na 的化合物晶体类型均为 _晶体； NaH 的熔点显著高于 NaOH ， 主要原因是 _ _。 (4)某种单质铁的晶体为体心立方堆积，则铁原子的配位数为 _；若 r
2、(Fe)表示 Fe 原子的半径， 单质铁的原子空间利用率为 _ 列出含 r(Fe)的计算表达式 。 答案(1)26 (2)Na H NAsp 3 弱 (3)离子H 半径小， NaH 的晶格能大于 NaOH 的晶格能 (4)8 8 3 r 3 Fe 4r Fe 3 3 解析(1)基态 Fe 原子核外有26 个电子，每个电子的运动状态 均不相同，故基态 Fe 原子核外有 26 种运动状态不相同的电子； 基态 Fe 原子的核外电子排布式为Ar3d 64s2， 则 Fe3 的核外电子排布式为 Ar3d 5，其价电子排布图为 。 (2)NaH 是离子化合物，由Na 和 H 构成，其电子式为 Na H 。
3、NaOH 由 Na和 OH构成，其中 OH含有极性键 (OH 键)，故 1 mol NaOH 含有的 键数目为 NA。OH 中 O 原子形成 1 个 键， 且 O 原子有 3 对孤对电子，故O 原子采取 sp 3 杂化。 Fe3 与 SCN 形成配合物的反应为典型的可逆反应，说明生成的配合物稳定性较 弱，易分解生成Fe3 、SCN ，据此推知配位原子的配位能力较弱。 (3)NaH 和 NaOH 均由离子构成，均属于离子晶体；离子晶体的 熔点与晶格能的大小有关， 晶格能越大， 晶体的熔点越高， 而晶格能 的大小与离子半径、所带电荷数有关。H 的半径小于 OH 的半径， 则 NaH 的晶格能大于
4、NaOH，因此 NaH 的熔点高于 NaOH 的熔点。 (4)某单质铁的晶体为体心立方堆积，则Fe 原子的配位数为8； 每个晶胞中含有Fe 原子个数为181 82，结合球体的体积公式 “V 4 3 r 3”可知，2 个 Fe 原子的总体积为 8 3 r 3(Fe)；设晶胞的棱长 为 a，由4r(Fe)23a2可得 a 4r Fe 3 ，则晶胞的体积为 4r Fe 3 3，故 单质铁的原子空间利用率为 V 球 V 晶胞 8 3 r 3 Fe 4r Fe 3 3 。 22017 湖北襄阳调研 图 1 是 Na、Cu、Si、H、C、N 等元素 单质的熔点高低的顺序，其中c、d 均是热和电的良导体。回
5、答下列 问题(需要用到元素符号或分子式的，请用相应元素的元素符号或分 子式作答 )： 图 1 (1)a 与 b 对应的元素可形成10 电子中性分子 X，写出带一个单 位正电荷的 1 个 X 的等电子体 _。将 X 溶于水后的溶液滴入 到 CuSO4溶液中至过量， 再加入适量乙醇， 可析出一种深蓝色晶体， 其化学式为 _ 。 (2)元素 c 位于元素周期表的 _ 区，d 原子次外层有 _对自旋相反的电子， c、d 单质的晶体堆积方式类型分 别是_、_。 A简单立方堆积B体心立方堆积 C六方最密堆积D面心立方最密堆积 (3)d 的一种氯化物为白色立方结晶，熔点 430 ，沸点 1490 ， 其熔融
6、态导电性差， 晶胞结构如图 2。 该氯化物固体属于 _晶体， 其中氯原子的配位数为_ 。 图 2 (4)e 元素与氧可形成如图3 中 A 所示的正四面体离子eO4 4 ，其 中 e 在正四面体的体心， eO4 4 四面体通过共用顶角氧离子可形成B， 则 B 的化学式为 _。 图 3 (5)单质 a、f 对应的元素以11 的原子个数比形成的分子(相同 条件下对 H2的相对密度为 39)中含_个 键和 _ 个 键，其中 f 原子的杂化轨道类型为 _ 。 答案(1)H 3O Cu(NH 3)4SO4 H2O (2)s9BD (3)分子4 (4)Si3O6 9 (5)121sp 2 杂化 解析根据 c
7、、d 均是热和电的良导体，且d 的熔点高于 c，确 定 c 是 Na，d 是 Cu。根据熔点高低可判断a 是 H2，b 是 N2，e 是 Si，f 是金刚石。 (1)a 与 b 对应的关系为H 与 N，形成的 10 电子中性分子X 是 NH3，与 NH 3互为等电子体的带一个单位正电荷的是 H3O 。NH3与 Cu 2 可形成配位键，故深蓝色晶体为Cu(NH 3)4SO4 H2O。 (2)Na 位于第三周期 A 族，位于 s区，Cu 原子的 M 层有 9 个 轨道，均充满电子， 故有 9 对自旋相反的电子， 钠单质采用体心立方 堆积，铜单质采用面心立方最密堆积。 (3)根据这种氯化物熔、沸点较
8、低、熔融态导电性差确定其应为 分子晶体，其中与氯原子相连的Cu 原子有 4 个，故配位数为4。 (4)B 中含有 3 个 Si原子和 9 个 O 原子，根据化合价可判断其化 学式为 Si3O 6 9 。 (5)该分子的相对分子质量39278，则分子式为 C6H6，分子 中含有 6 个 CC 键和 6 个 CH 键，形成一个大键，C 原 子采用 sp 2 杂化。 3物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性 质的问题： (1)第二周期中，元素的第一电离能处于B 与 N 之间的元素有 _种。 (2)某元素位于第四周期第族，其基态原子的未成对电子数与 基态碳原子的未成对电子数相同， 则其基
9、态原子的价层电子排布式为 _。 (3)乙 烯酮 (CH2=C=O)是一 种重要 的有 机中 间 体， 可 用 CH3COOH 在(C2H5O)3P=O 存在下加热脱 H2O 得到。乙烯酮分子 中碳原子杂化轨道类型是_ ，1 mol(C2H5O)3P=O 分 子中含有的 键与 键的数目比为 _ 。 (4)已知固态 NH3、H2O、HF 的氢键键能和结构如下： 物质氢键/XHY 键能/kJmol 1 (HF)nFHF 28.1 冰OHO 18.8 (NH 3)n NHN 5.4 解释 H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因 _ 。 (5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示 )，其硬度仅次于金刚 石
10、，具有较强的耐磨性能。 碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距 离最近的硅原子有_个，与碳原子等距离最近的碳原子有 _个。已知碳化硅晶胞边长为a pm，则碳化硅的密度为 _gcm 3。 答案(1)3 (2)3d84s 2 (3)sp 2 和 sp251 (4)单个氢键的键能是 (HF)n冰(NH3)n，而平均每个分子含氢键 数：冰中 2 个，(HF) n和(NH3)n只有 1 个，汽化时要克服的氢键的总 键能是冰 (HF) n(NH3)n (5)412 1.610 32 NA a 3 解析(1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的 增大而呈增大趋势， 但第A 族、第A 族元素第一电离能
11、大于相邻 元素，即半充满的 N 原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期 相邻元素的原子高， 故第一电离能介于B、N 之间的第二周期元素有 Be、C、O 3 种元素。 (2)某元素位于第四周期第族，其基态原子的未成对电子数与 基态碳原子的未成对电子数相同，C 原子的未成对电子数为2，则该 元素为 Ni，价层电子排布式为3d84s 2。 (3)在 CH2=C=O 中， 左端碳原子形成一个键， 为 sp 2 杂化， 中间位置碳原子形成两个键，为 sp杂化；单键全是键，双键有 一个 键，1 mol(C2H5O)3P=O 分子中含有的 键的数目为 25NA， 键的数目为 NA，则 键与 键的数目比为
12、 251。 (4)单个氢键的键能是 (HF)n冰(NH3)n，而平均每个分子含氢键 数：冰中 2 个，(HF) n和(NH3)n只有 1 个，汽化时要克服的氢键的总 键能是冰 (HF) n(NH3)n。 (5)碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有 4 个，与碳原子等距离最近的碳原子有12 个。该晶胞中含有的碳原 子个数为 81/861/24，硅原子个数为 4，则根据公式 a 310 30 N A440 g mol 1，得 1.610 32 NA a3 g cm 3。 4黑火药是我国古代的四大发明之一。黑火药爆炸时发生的反 应为 2KNO 3S3C=K2SN23CO2。回答下列问
13、题： (1)基态钾原子的核外电子排布式为_ ，第一电离能： K_(填“”或“”)Na。 (2)NO 3的空间构型为 _。 (3)固态硫易溶于 CS2，熔点为 112 ，沸点为 444.8 。其分子 结构为，S8中硫原子的杂化轨道类型 是_，S8分子中至多有 _个硫原子处于同一平面。 (4)N2分子中 键与 键的个数比为 _，N2的沸点比 CO 的沸点 _(填“高”或“低” )。 (5)K2S 的晶胞结构如图所示。其中K 的配位数为 _，S2 的配位数为 _； 若晶胞中距离最近的两个 S2 核间距为 a cm， 则 K2S 晶体的密度为 _gcm 3(列出计算式，不必计算出 结果)。 答案(1)
14、1s 22s22p63s23p64s1 或Ar4s1 (2)平面正三角形 (3)sp 3 4 (4)12低 (5)48 4110 NA 2a 3 或 4110 6.0210 23 2a 3 解析(1)基态K 原子核外有19 个电子，核外电子排布式为 1s 22s22p63s23p64s1 或Ar4s1。同主族元素的第一电离能随原子核外电 子层数的增多而逐渐减小，故K 的第一电离能小于Na。 (2)NO 3中 N 原子形成 3 个 NO 键，且不含孤对电子，则 N 原 子采取 sp 2 杂化，故 NO 3的空间构型为平面正三角形。 (3)由 S8分子结构可知， 每个 S原子形成 2 个 SS键，且含有 2 对孤对电子，则 S原子的杂化轨道类型为sp 3 杂化，S8分子中至多有 4 个硫原子处于同一平面。 (4)N2分子的结构式为NN，每个 N2分子中含有 1 个 键和 2 个 键，故 键和 键的个数比为 12。N2和 CO 都是分子晶体， 其熔、 沸点主要受分子间作用力影响， 在相对分子质量相同的情况下， 分子的极性对其熔、沸点产生影响，CO 分子的极性使其分子间作用 力略大，故 N2的沸点低于 CO。 (5)K2S晶胞中，每个 K 周围等距离且最近的 S2 有 4 个，则 K 的配位数为 4。每个 S 2周围等距离且最近的 K 有 8 个
