[物质结构与性质一选修3]种类繁多的碳族元素的单质及其化合物，有着重要的研究价值。(1)锗...

[物质结构与性质一选修3]

种类繁多的碳族元素的单质及其化合物，有着重要的研究价值。

(1)锗(Ge)的含量十分稀少，但它被广泛应用于电子、光学、化工、生物医学、能源及其他高新科技领域。

①现代化学中，常利用__________上的特征谱线来鉴定元素。基态锗原子中，核外能级最高的原子轨道上，具有的电子数为___________。

②通常状况下GeCl4是无色液体，易挥发，其熔点为-51.50C，沸点为86.55℃，能溶于乙醚。由此可推知GeCl4应属于共价化合物，其理由是_______，也即氯和锗两元素的电负性相差应该_______1.7(填“小于”或“大于”)。

(2)在硅酸盐中，如图a所示为四面体结构，它可以通过公用顶角0原子，形成链状层状、岛状和网状结构的不同硅酸盐。图b表示由n个四面体连接成的硅酸根，其中Si的杂化形式为_____，Si与O的原子个数比为________，化学式可表示为__________。

(3)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图(a)所示。图(b)是一个石墨的六方晶胞示意图。

①请在图中画出晶胞沿c轴的投影 (用“·”标出碳原子位置即可)_________。

②假设石墨晶胞高为h cm，C-C键长为r cm，则石墨晶体密度的表达式为__________g.cm-3(阿伏加德罗常数为NA)。

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【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

碳族元素C、Si、Ge的单质及其化合物在材料、医药等方面有重要的应用。请回答下列问题。

（1）Ge原子核外电子排布式为________________________。

（2）C元素的三种单质的晶体结构如图。

①金刚石晶体中碳原子与碳碳键的个数比为______；石墨晶体中碳原子的杂化类型为__________。

②石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单层碳原子组成的二维晶体，每个碳原子提供一个p轨道上的电子形成大π键，π电子可以自由移动。将氢气加入到石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是_______.

A．石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体　　　

B．石墨烯是一种强度很高的材料

C．石墨烯与石墨烷均为高分子化合物　　　　　　

D．石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应

（3）碳元素的电负性比硅元素_______(填“大”或“小”)。CO2分子中碳氧原子之间化学键的成键方式为_________________。

（4）CO可以和很多金属形成配合物，如Ni(CO)4。

①其中Ni与CO之间的键型为_______。Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl４、苯等有机溶剂，则固态Ni(CO)4属于________晶体。

②与配体CO互为等电子体的阴离子有________(任写一种)。NH3也可作为很多配合物的配体。其中N原子的杂化类型为_____________。若配离子[Ni(NH3)6]2-为正八面体结构，则[Ni(CO)2（NH3)4]2+的结构有____________种。

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【选修3物质结构与性质】（15分）

VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VIA族元素的化台物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：

（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是　　　　 ；

（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离

子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　　　 ；

（3）Se原子序数为　　　　　 ，其核外M层电子的排布式为　　　　　　　　　　　　　 ；

（4）H2Se的酸性比H2S　　　　　　 （填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型

为　　　　　　　　　　　　 ，SO32-离子的立体构型为　　　　　　　　　　　　　 ；

（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7x l0-3和2.5x l0-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，

K2为1.2X10-2，请根据结构与性质的关系解释：

①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

② H2SeO4比 H2SeO3酸性强的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm．密度为　　　　　　　　　　　　　　 （列式并计算），a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为　　　　　　　　　　 pm（列示表示）

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【化学——选修3：物质结构与性质】

金属钛被誉为21世纪金属，其单质和化合物具有广泛的应用价值。以TiCl4为原料，经过一系列反应可以制得TiN和纳米TiO2(如下图所示)。

图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表：

请回答下列问题：

（1）M是___(填元素符号)，该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积，配位数为____。

（2）查阅资料得知TiCl4熔点为-24℃，沸点为136.4℃，常温下是无色液体，可溶于甲苯和氯代烃。

①固态TiCl4属于________晶体。

②用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得一种绿色的配合物TiCl3·6H2O。通过实验确定该配合物的结构，具体操作为：向含有1mol该配合物的溶液中逐滴滴加酸化的AgNO3溶液，过滤并干燥所得白色固体，称得其质量为143.5g，则该配合物的化学式为___________，该配合物中含有化学键的类型有___________________，　 1mol该化合物中含有的σ键的数目为_____________。

（3）Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。基态Ti2+的电子排布式为_______，电子占据的最高能层符号为________， BH中B-H键的夹角为________。

（4）纳米TiO2是一种应用广泛的高效催化剂。电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下CNO－继续被NaClO氧化成N2和CO2。C、N、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________；与CN－互为等电子体微粒的化学式为________(任写两种)。

（5）某种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有_____个：与Ti原子等距离且距离最近的N原子围成的空间构型为_____；该晶胞Ti原子之间的最近距离为a pm。则该氮化钛晶体的密度为______g·cm-3、NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。

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【化学选修3：物质结构与性质】

元素周期表中第四周期的金属元素在生产和科研中有非常重要的使用价值。

（1）测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁，再采用邻啡罗啉作显色剂，用比色法测定，若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰．相关的反应如下：

4FeCl3+2NH2OH•HCl→4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O

①Fe2+在基态时，核外电子排布式_________________________；

①羟胺中(NH2OH)采用SP3杂化的原子有___________________；

③Fe2+与邻啡罗啉形成的配合物中，配位数为__________；

（2）向硫酸铜溶液中加入过量氨水，然后加入适量乙醇，溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体，该晶体中含有的化学键类型是_______________；

（3）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2+，已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3 不易与Cu2+形成配离子，其原因是___________________；

（4）配合物Ni(CO)4常温下呈液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂．固态Ni(CO)4属于______ _____晶体；

（5）如果把晶胞顶点与最近三个面心所围成的空隙叫做四面体空隙，第四周期电负性最小的原子可作为容体掺入C60 晶体的空隙中，形成具有良好的超导性的掺杂C60 化合物．现把C60抽象成质点，该晶体的晶胞结构如图2所示，若每个四面体空隙填入一个原子，则全部填满C60 晶体的四面体空隙后，所形成的掺杂C60 化合物的化学式为

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[化学—选修3：物质结构与性质]（15分）

（1）锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。

①指出锌元素在周期表中的位置：　　　　　 周期，　　　　 族，　　　　 区。

②NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为　　　　 　　　　 ，基态氮原子的核外电子排布式是　　　　　　 　　 ；

③下图表示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通过共价键结合，该化合物的化学式为　　　　　　　 ；该化合物的晶体熔点比干冰高得多，原因是　　　　　　　　　　 。

（2）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，C60可用作储氢材料。

①已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm，C60中C-C键长为140-145pm，有同学据此认为C60的熔点高于金刚石，你认为是否正确 　　　　　　 ，并阐述理由　　　　　　　　　　 。

②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示，该物质在低温时是一种超导体。该物质的K原子和C60分子的个数比为　　　　　　　　　　　 。

③继C60后，科学家又合成了Si60、N60。C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是　　　　　　　　　 。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键，且每个硅原子最外层都满足8电子稳定结构，则 Si60分子中的数目为　　　　　　　　　　　　 。

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[化学一选修3:物质结构与性质]碳、氮、锌的单质及其化合物有广泛的应用。

(1)写出基态碳原子的价电子电子排布图____；1mol葡萄糖分子中含有σ键___个。

(2)Ge和C同主族，性质差异却很大。C原子间可以形成双键、三键，但是Ge原子之间难以形成双健或三键，从结构上分析，原因是______________________________。

(3)金属镍与氨气能形成配合物，在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为____________________，提供孤电子对的成键原子是_____________________。氨的沸点高于膦(PH3)，原因是___________________。

(4)ZnO晶体具有四种晶体结构：闪锌矿结构、氯化钠结构、氯化铯结构、纤锌矿结构(六方结构，氧原子层呈六方紧密排列)

①氧化锌晶体容易发生结构改变的主要因素是____________。

a.电荷因素　　　 b.键性因素　　 c.几何因素

②闪锌矿结构如图，品胞中Zn2+和O2-的最近距离为__________cm。(设晶胞边长为bmm)

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选做(12分)【化学——物质结构与性质】第二周期中碳、氮、氧是构成生命物质的三种主要元素，其单质及化合物在生产生活中也有着重要的应用。

（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VIII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在痕量(C2H5O)P=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________。CH3COOH的沸点比HCOOCH3高的主要原因是_______________________。

（4）CH2=CHCN是制备晴纶的原料，其分子中键和键的个数之比为______(填最简整数比)。

（5）碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有________个。

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［化学一选修3：物质结构与性质](15分）

氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。回答下列问题：

（1）基态砷原子的电子排布式为　　　　 。

（2）K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN一之间化学键类型为　　　　 键，与CN一互为等电子体的化合物分子式为　　　　　　 。

（3）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有(PAN）等二次污染物。

N2O结构式可表示为N=N=O,N2O中中心氮原子的杂化轨道类型为　 　 　 ，1 mol PAN中含σ键数目为　　　 。

测定大气中PM2.5的浓度方法之一是一射线吸收法，一射线放射源可用85 Kr。Kr晶体为面心立方晶体，若晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个，晶胞中含Kr原子为n个，则=　　　　 （填数字）。已知Kr晶体的密度为g/cm3 ,摩尔质量为Mg/ mol,阿伏伽德罗常数用NA表示，列式表示Kr晶胞参数a=　　 　 nm

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