1、 1.钾和碘的相关化合物在化工医药材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)基态 K 原子中,核外电子的空间运动状态共 种,占据最高能层的电子的电子云轮廓图形状为 。 (2)K 和 Cr 属于同一周期 ,且核外最外层电子构型相同。第一电离能比较:K (填“”或“”或“” “CSi (2)sp 直线形 (3)N 球形(4)8 16 将 NaCl 晶胞中面心上的 Na+和棱边上的 Cl-全部去掉, 将顶角上的 Na+替换为 Cs+(或其他合理答案)解析 (1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,同一主族元素从上到下,原子半径增加,第一电离能逐渐变小, 所以元素的第一电离能由大到小的顺序是
2、OCSi 。(2)CS 2 分子中碳原子的价层电子对数是 2,所以碳原子采用 sp 杂化,该分子空间构型为直线形。(3)基态 Fe 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以核外电子占据的最高能层符号为 N;Fe 原子最外层4s 轨道电子云轮廓图形状为球形。(4) 由晶胞图可知 ,8 个 Si 位于顶角,6 个 Si位于面心,则可得出 Si 原子个数为 8+ 6+4=8,每两个距离最近的 Si 原子中18 12心连线的中点处增添一个 O 原子,则 Si、O 原子的个数比为 12,O 原子个数为16。 利用 NaCl 晶胞推导出 CsCl 晶胞的方法:将 NaCl 晶胞中
3、面心上的 Na+和棱边上的 Cl-全部去掉,将顶角上的 Na+替换为 Cs+。4.(1)Ar3d84s2(或 1s22s22p63s23p63d84s2) 吸收(2)N sp 2、sp 3NH 3H2SCH4 CH 4 为非极性分子,NH 3、H 2S 均为极性分子,且 NH3 能与水形成氢键(3)立方体 没有自由移动的离子和电子 a-b34解析 (1)Ni 的原子序数为 28,根据能量最低原理可写出电子排布式为Ar3d84s2 或 1s22s22p63s23p63d84s2。(2)组成该晶体的元素有C、H、N、O、S,O 、S 属于同一主族元素, 同一主族元素的第一电离能从上而下依次减小,故
4、 OS;C、N、O 属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第A 族的大于第A 族的,所以第一电离能大小顺序是 NOC,故第一电离能最大的是 N。该晶体甲基中的碳为 sp3 杂化,C(NH 2 中的 C 为 sp2 杂化。 元素 C、N、S 的气态氢化)+3物在水中的溶解度从大到小的顺序为 NH3H2SCH4,原因是 CH4 为非极性分子,NH 3、H 2S 均为极性分子, 且 NH3 能与水之间形成氢键。 (3)由图可知,晶胞中 Na 堆积形成立方体空隙,He 占据一半空隙, 另一半由 e-占据。Na 2He 晶体中没有自由移动的离子和电子,因
5、此不能导电。已知晶胞边长为 a nm,Na 与 He原子之间的最短距离为 a nm,晶胞中 Na 的半径为 b nm,则 He 的半径为34nm。(34-)5.(1)1s22s22p63s23p63d74s2 或Ar3d 74s2 ClPS(2)sp3 V 形(3)Fe(CO)5 11 分子(4)正八面 Mg 2+半径比 Ni2+小, MgO 的晶格能比 NiO 大 25322解析 (1)钴元素是第 27 号元素, 位于第四周期第族, 基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2 或Ar3d 74s2;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,P 元素原子的 3p 轨道为半
6、充满结构,第一电离能较高,高于 S 元素而低于Cl 元素,故第一电离能大小顺序为 ClPS。(2)SCl 2 中 S 原子杂化轨道数为 4,采取 sp3 杂化方式,该分子空间构型为 V 形。(3)CO 作配体时可提供的电子数为2,Fe 的价电子排布式是 3d64s2,一共有 8 个价电子,遵循 18 电子规则,则 Fe 与CO 形成的配合物的化学式为 Fe(CO)5。每个 CO 分子内含有 1 个 键和 2 个 键,而每个 CO 分子同时又通过 1 个 配位键与 Ni 原子连接,所以 键和 键个数之比为 11。Ni(CO) 4 的熔沸点较低, 所以该物质是分子晶体。(4)由图可知,氧原子形成的
7、正四面体空隙中不含镍原子, 形成的正八面体空隙中含有一个镍原子,则该晶体中镍原子填充在氧原子形成的正八面体空隙中。晶体结构相似时,离子半径越小离子键强度越高,Mg 2+半径比 Ni2+小,MgO 的晶格能比 NiO 大, 故熔点 MgONiO。图中的 “单分子层”可以如图画出一维重复单元 :重复单元呈平行四边形,由相邻四个 O 原子中心的连线组成,每个重复单元包含1 个 O 原子和 1 个 Ni 原子,NiO 相对分子质量为 75。重复单元所占的平行四边形面积: S=2a a=2 a2 m2,则 1 平方米上该晶体的质量为3 3g,即 g。(1232175)253226.(1)4 配位键 C(
8、2)直线形 sp NOC ONC(3)NCCN(4)6 4.5810 -8 465(6.4810-8)3解析 (1)铁为 26 号元素,基态 Fe 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,3d 中有 4 个未成对电子 ;K4Fe(CN)6中 Fe2+与 CN-的中心原子形成的化学键为配位键,提供孤电子对的成键原子是 C。(2)KOCN 中阴离子 OCN-与 CO2 互为等电子体,结构相似, 几何构型为直线形, 中心原子的杂化轨道类型为 sp 杂化;同一周期, 从左到右, 元素的第一电离能呈增大趋势,但第A族、第A 族元素的第一电离能大于相邻元素,O、C、N 的第一电离能从
9、大到小的顺序为 NOC;一般元素的非金属性越强, 电负性数值越大,电负性从大到小的顺序为 ONC。(3) 氰分子为直线形,因 C 形成 4 个化学键、N 形成 3 个化学键,则其结构式为 NCCN。(4)KCN 的晶胞中含 CN-数目为12 +1=4,含 K+数目为 8 +6 =4,晶体中 K+周围紧邻的 CN-数为 6,即晶体14 18 12中 K+的配位数为 6;紧邻的两个 K+的距离为面对角线的一半=0.648 nm 4.5810-8 cm;晶胞的体积为(0.64810 -7)3 cm3,NA 个晶胞的质量为224(39+12+14) g=(465) g,则 KCN 晶体的密度为 gcm
10、-465(6.4810-8)33。7.(1)d (2)共价键和配位键(3)sp3 3.0110 24 或 5NA 1,2-二碘乙烷的相对分子质量较大,分子间作用力较强,沸点相对较高(4)8 (5)12 4140(51610-10)3解析 (1)钪为 21 号元素,核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2,则钪元素位于周期表的 d 区,基态原子价电子排布图为 。(3) 在 ICH2CH2I 分子中碳原子只形成了单键,有四个单键, 故碳原子杂化轨道类型为 sp3;1 个 CH2 CH2 分子中含有 5 个 键,故 1 mol CH2 CH2 中含有的 键数目为 5NA;由于 1
11、,2-二碘乙烷的相对分子质量较大,分子间作用力较强, 沸点相对较高, 所以常温下 1,2-二碘乙烷为液体而乙烷为气体。(4)在晶胞 中,Y 为镨原子,X 为氧原子,可以看到氧原子在晶胞的内部, 故此晶胞中应有 8 个氧原子。(5)Ce(铈)单质为面心立方晶体,以晶胞顶点的铈原子为例, 与之距离最近的铈原子分布在经过该顶点的所有立方体的面心上,这样的面有 12 个, 所以铈原子的配位数为 12。晶胞中铈原子位于顶点和面心,数目为 8 +6 =4,该晶胞体积为 a3,该晶胞的质18 12量为 g,根据 = 可知, 密度为 gcm-3。4140 4140(51610-10)38.(1)空间运动状态
12、9(2)4s 1 (3)ClSSe(4)共价键 2 N 、O sp 3 sp 2(5) -b10-1022 3389解析 (1)原子轨道是指电子在原子核外的空间运动状态,基态 S 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4,s 轨道只有 1 个轨道、p 轨道有 3 个轨道,所以其原子轨道数是 9 个。(2) 基态 Cu 原子中, 核外电子占据的原子轨道为球形的最高能级的符号是 4s,占据该能级的电子数为 1。(3)Cl、S、Se 在元素周期表中处于相邻的位置,Cl 和 S 同周期、S 和 Se 同主族, 其第一电离能的大小顺序为ClSSe。(4)该有机化合物结构中含有的化学键类型是
13、共价键、配位键;该有机物分子中 Cu 原子与 3 个 N 原子和 1 个 O 原子成键,根据 N 和 O 的原子结构及其成键情况,可以判断 1 个该有机物分子中配位键的数目为 2 个, 这些配位键中提供孤电子对的元素是 N、O。该有机物分子中 S 原子有 2 个 键和 2对孤电子对,故 S 原子的杂化方式为 sp3;带*N 原子的杂化方式为 sp2。(5)由Cu-Au 合金的晶胞结构可知,其晶胞中 Cu、Au 原子分别位于晶胞的面心和顶点,所以晶胞中 Cu、Au 原子数分别为 3 和 1。已知该合金的密度为 d gcm-3,阿伏伽德罗常数的值为 NA,若 Au 原子的半径为 b pm(1 pm=10-10 cm),设 Cu原子的半径为 x pm,晶胞的边长为 a pm,则 2a2=(2x+2b)2,a= (x+b)。 NA 个2晶胞的质量和体积分别为 389 g 和 NA (x+b)10-10 cm3,所以 d=2,则铜原子的半径为 cm。389 2(+)10-103 ( 223389-10-10)
