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1、阶段过关检测(六)(A) 物质结构与性质 (时间:90 分钟 满分:100 分) 可能用到的相对原子质量:Ti48 N14 Cu64 Ga70 As75 Au107 共 6 小题,共 100 分 1.(15 分)钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在 工业 上有重要用途。 (1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中 等优点。 Cu 的基态原子价电子排布式为 ; Ni 的基态原子共有 种不同能级的电子。 (2)制备 CrO2Cl2的反应为 K2Cr2O7+3CCl42KCl+2CrO2Cl2+3COCl2 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)
2、; COCl2分子中各原子均满足 8 电子稳定结构,COCl2分子中 键和 键 的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 ; NiO、FeO 的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中 Ni2+和 Fe2+的离 子半径分别为 6.910-2 nm 和 7.810-2 nm。则熔点 NiO (填 “” “ClC。 COCl2分子中有 1 个 C O 键和 2 个 CCl 键,所以 COCl2分子中 键的 数目为 3, 键的数目为 1,个数比为 31,中心原子 C 电子对数=3+ =3,故中心原子杂化方式为 sp2。 4 1 2 2 2 NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明两者都是离子晶体
3、, 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。因为 Ni2+的离子半径小于 Fe2+的离子半径,所 以熔点是 NiOFeO。 (3)该合金的晶胞中心有一个镍原子,其他 8 个镍原子都在晶胞面上,镧 原子都在晶胞顶点,所以晶胞实际含有的镍原子为 1+ 8=5,晶胞实际含 1 2 有的镧原子为 8 =1,所以晶体的化学式 LaNi5; 1 8 一个晶胞的质量 m=,根据 m=V,即 V=。 答案:(1)3d104s1 7 (2)OClC 31 sp2 两者均为离 子晶体,且阴、阳离子电荷数均为 2,但 Fe2+的离子半径较大,离子晶体晶 格能小 (
4、3)LaNi5 2.(17 分)金属钛(22Ti)号称航空材料。回答下列问题: (1)钛元素基态原子未成对电子数为 个,能量最高的电子占据的 能级符号为 ,该能级所在能层具有的原子轨道数为 。 (2)Ti(OH)2(H2O)42+中的化学键有 。 a. 键b. 键c.离子键 d.配位键 (3)纳米 TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米 TiO2催化的一个实例如图所 示:甲 乙 化合物甲的分子中采取 sp2杂化方式的碳原子个数为 ,化合 物乙 中采取 sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为 。 (4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将 TiO2(或天然的金红石) 和足量炭粉混合加热至
5、 1 0001 100 K,进行氯化处理,生成 TiCl4。写出 生成 TiCl4的化学反应式程式: 。 (5) 有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为 ,该 晶体中 Ti 原子周围与它距离最近且相等的 N 原子的个数为 。已知 晶体的密度为 gcm-3,阿伏加德 罗常数为 NA,则晶胞边长为 cm(用含 、NA的式子表示)。 解析:(1)Ti 元素价电子排布式为 3d24s2,基态原子价电子排布图为 ,可见钛元素基态原子未成对电子数为 2 个,能量最高的电 子占据的能级符号为 3d,该能级所在能层为 M 能层,M 能层有 3s、3p、3d, 分别含有原子轨道数目为 1、3、5,具有
6、的原子轨道数为 9。 (2)Ti(OH)2(H2O)42+中的化学键只有 键和配位键。 (3)采取 sp2杂化的碳原子价层电子对数是 3,该分子中碳原子价层电子对 数为 3 的有:苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子,所以一共有 7 个;采取 sp3杂化的原子价层电子对数是 4,价层电子对数是 4 的原子有:连接甲基 和羟基的碳原子、氧原子和氮原子,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 族元素大于相邻元素,所以这 三种元素第一电离能从小到大顺序是 C” “金刚石 B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面 C.12 g 石墨烯含 键数为 NA D.从石墨剥离得石墨
7、烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力 (2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、 钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种 或任意组合。 铜原子在基态时,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为 ;第 四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有 。 乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷,请解释原因: 。 下列分子属于非极性分子的是 。 a.甲烷b.二氯甲烷 c.苯 d.乙醇 酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中碳原子采用的杂化方式是 ;酞 菁铜分子中心原子的配位数为 。 金与铜可形成的金属互化物合金(如图,该晶胞中,Au 占据立方
8、体的 8 个 顶点):它的化学式可表示为 ;在 Au 周围最近并距离相等的 Cu 有 个,若 2 个 Cu 原子核的最小距离为 d pm,该晶体的密度可以表示为 g/cm3。(阿伏加德罗常数的值用 NA表示) 解析:(1)金刚石中碳原子之间只存在 键,石墨烯中碳原子之间存在 键和 键,因此键长:石墨烯ON,而且由于氮原子最外层电子处于半充满的较 稳定状态,使得氮的第一电离能大于氧,所以第一电离能:FNO。 (2)分子中编号为的碳原子和与其成键的另外几个原子形成单键,构成 的立体构型为四面体形;CSe2与 CO2是等电子体,CSe2是直线形分子,键角 是 180,H2Se 与 H2O 是等电子体
9、,H2Se 的键角小于 105,CCl4是正四面体 形分子,键角是 10928,所以上述三种分子的键角: CSe2CCl4H2Se。 (3)H2SeO3分子有两个羟基,中心原子价层电子对数为 4,杂化类型是 sp3,H2SeO3、H2SeO4和 H2SO4三种酸的非羟基氧原子数分别是 1、2、2,非 金属性 SSe,酸性:H2SO4H2SeO4H2SeO3。 (4)石墨晶胞中碳原子 A、B 的坐标参数分别为 A(0,0,0)、B(0,1, ),则 1 2 C 原子的坐标参数为( , , )。 1 3 2 3 1 2 石墨晶胞六元环平均含有 2 个碳原子,底面积为a2pm2,晶胞体积为 d 3 2 a2pm3,则石墨的密度为1030 g/cm3(写出表达式即可)。 3 2 2 12 3 2 2 平均每 4 个六元环含有 1 个 Li+,每个六元环平均含有 2 个碳原子,所以 W 的化学式为 C8Li,微粒之间存在的化学键有金属原子与非金属原子之间 形成的离子键和非金属原子之间的共价键。 答案:(1)Ar3d104s24p4 FNO (2)四面体形 CSe2CCl4H2Se (3)sp3 H2SO4H2SeO4H2SeO3 (4)( , , ) 1030 C8Li 离子键和共价键 1 3 2 3 1 2 2 12 3 2 2
