(选修三——物质结构与性质)氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛,请根据提示回答下列问题:
(l)科学家合成了一种阳离子为“N5n+”、其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”化学式分“N8”的离子晶体,其电子式为__________________,其中的阴离子的空间构型为_________。
(2)2001年德国专家从硫酸钱中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质,经测定,该物质易溶于水,在水中以SO42-和N4H44+两种离子的形式存在。N4H44+根系易吸收,但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子,不能被植物吸收。1个N4H44+中含有______个σ键。
(3)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物,其键角分别为107°和93.6°,试分析PH3的键角小于NH3的原因_________________________。
(4)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图l所示。
①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______。
②每个P4S3分子中含孤电子对的数月为_______。
(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示,该化合物的化学式为______。若晶胞底边长为a nm,高为c nm,则这种磁性氮化铁的晶体密度为_______g/㎝3(用含a c和NA的式子表示)
(6)高温超导材料,是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]______;化合物中,稀土元素最常见的化合价是+3 ,但也有少数的稀土元素可以显示+4价,观察下面四种稀土元素的电离能数据,判断最有可能显示+4价的稀土元素是_____________。
几种稀土元素的电离能(单位:KJ/mol)
元素 | I1 | I2 | I3 | I4 |
Se(钪) | 633 | 1235 | 2389 | 7019 |
Y(铱) | 616 | 1181 | 1980 | 5963 |
La(镧) | 538 | 1067 | 1850 | 4819 |
Ce(铈) | 527 | 1047 | 1949 | 3547 |
高三化学简答题困难题
(选修三——物质结构与性质)氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛,请根据提示回答下列问题:
(l)科学家合成了一种阳离子为“N5n+”、其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”化学式分“N8”的离子晶体,其电子式为__________________,其中的阴离子的空间构型为_________。
(2)2001年德国专家从硫酸钱中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质,经测定,该物质易溶于水,在水中以SO42-和N4H44+两种离子的形式存在。N4H44+根系易吸收,但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子,不能被植物吸收。1个N4H44+中含有______个σ键。
(3)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物,其键角分别为107°和93.6°,试分析PH3的键角小于NH3的原因_________________________。
(4)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图l所示。
①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_______。
②每个P4S3分子中含孤电子对的数月为_______。
(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示,该化合物的化学式为______。若晶胞底边长为a nm,高为c nm,则这种磁性氮化铁的晶体密度为_______g/㎝3(用含a c和NA的式子表示)
(6)高温超导材料,是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]______;化合物中,稀土元素最常见的化合价是+3 ,但也有少数的稀土元素可以显示+4价,观察下面四种稀土元素的电离能数据,判断最有可能显示+4价的稀土元素是_____________。
几种稀土元素的电离能(单位:KJ/mol)
元素 | I1 | I2 | I3 | I4 |
Se(钪) | 633 | 1235 | 2389 | 7019 |
Y(铱) | 616 | 1181 | 1980 | 5963 |
La(镧) | 538 | 1067 | 1850 | 4819 |
Ce(铈) | 527 | 1047 | 1949 | 3547 |
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氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛,请根据提示回答下列问题:
(1)科学家合成了一种阳离子为“N5n+”,其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子都达到8电子稳定结构,且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”化学式为“N8”的离子晶体,其电子式为___,其中的阴离子的空间构型为___。
(2)2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质,经测定,该物质易溶于水,在水中以SO42-和N4H44+两种离子的形式存在。N4H44+根系易吸收,但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子,不能被植物吸收。1个N4H44+中含有___个σ键。
(3)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物,其键角分别为107°和93.6°,试分析PH3的键角小于NH3的原因___。
(4)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图1所示。
①P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___。
②每个P4S3分子中含孤电子对的数目为___。
(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图2所示,该化合物的化学式为___。若晶胞底边长为anm,高为cnm,则这种磁性氮化铁的晶体密度为__g·cm−3(用含a、c和NA的式子表示)
(6)高温超导材料,是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+。基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]__;化合物中,稀土元素最常见的化合价是+3,但也有少数的稀土元素可以显示+4价,观察下面四种稀土元素的电离能数据,判断最有可能显示+4价的稀土元素是___(填元素符号)。
几种稀土元素的电离能(单位:kJ·mol−1)
元素 | I1 | I2 | I3 | I4 |
Sc(钪) | 633 | 1235 | 2389 | 7019 |
Y(铱) | 616 | 1181 | 1980 | 5963 |
La(镧) | 538 | 1067 | 1850 | 4819 |
Ce(铈) | 527 | 1047 | 1949 | 3547 |
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氮的化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛,请根据提示回答下列相关问题:
(1)基态氮原子的价层电子排布式为__________________,碳、氮、氧元素的第一电离能由小到大的顺序为_________________(用元素符号表示)。
(2)NH4Cl中氮原子的杂化方式为____________,与NH4+互为等电子体的一种非极性分子的化学式为_______________。
(3)NH4Cl受热易分解产生氨气,向CuSO4溶液中通入氨气至过量,产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解得到深蓝色溶液,该溶液中存在的配离子的结构式为___________________。
(4)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物,其键角分别为107°和93.6°,试分析PH3的键角小于NH3的原因__________________________________________________。
(5)第VA族气态氢化物沸点如下图所示,试解释沸点PH3<NH3,PH3<AsH3<SbH3的原因____________________________________________________________________。
(6)氮化镓是具有重要应用价值的半导体,其部分晶体结构如下图所示,每个晶胞中Ga原子个数为____个,若晶胞底边长为a nm,高为c nm,则氮化镓的晶体密度为___________g/cm3
(用含a、c的代数式表示,阿伏加德罗常数用NA表示)。
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【化学-选修3:物质结构与性质】磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态磷原子核外共有________个未成对的电子。
(2)P4S3可用于制造火柴,其结构如图所示。
①电负性:磷_______硫;第一电离能:磷_______硫; (填“>”或“<)。
②P4S3中硫原子的杂化轨道类型为_______。
(3)N、P、As、Sb均是第VA族的元素。
①上述元素的氢化物的沸点关系如图乙所示,沸点:PH33,原因是_______;沸点:PH333,原因是_______。
②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为_______。
(4)磷化铝熔点为2000℃,它与晶体硅互为等电子体,磷化铝晶胞结构如图丁所示。
①图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示,则C点的原子坐标参数为_______。
②磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3用NA表示阿伏加德罗常数的数值,则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为_______cm。
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【化学一一选修3:物质结构与性质】过渡金属元素的单质及化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,根据所学知识回答下列问题:
(1)基态Ni2+的核外电子排布式_______________;配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4,苯等有机溶剂,固态Ni(CO)4,属于_______________晶体;镍的羰基配合物Ni(CO)4是获得高纯度纳米镍的原料,该配合物中镍原子的价电子排布为3d10,则其杂化轨道类型为_______________,Ni(CO)4是_______________(填“极性”或“非极性” )分子。
(2)氯化亚铜是一种白色固体,实验测得其蒸气密度是同条件下氢气密度的99.5倍,则氯化亚铜的分子式为_______________;氯化亚铜的盐酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu2(CO)2Cl2·2H2O(结构如图所示),该反应可用于测定空气中CO的含量,每个Cu2(CO)2Cl2·2H2O分子中含_______________个配位键。
(3)铜能与类卤素(SCN)2 反应生成 Cu(SCN)2,(SCN)2 分子中含有σ键与π键的数目比为__________; 类卤素 (SCN)2 对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点,其原因是_______________。
(4)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示,其晶胞边长为apm,列式表示NiO晶体的密度为_______________g/cm3(不必计算出结果,阿伏加德罗常数的值为NA)。
人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图):一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成Ni0.96O,该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比为_______________。
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[化学——选修3:物质结构与性质]
铜、镓、砷等元素形成的化合物在现代工业中有广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的核外电子占有的能级数为________,轨道数为________。
(2)根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立体构型为________,其中As的杂化轨道类型为________。
(4)铜与CN-可形成络合离子[Cu(CN-)4]2-,写出一种与CN-等电子体的分子化学式________;若将[Cn(CN-)4]2-中二个CN-换为Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间位置关系为________。
(5)GaAs的熔点为1238ºC,密度为p g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。
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[化学——选修3:物质结构与性质]
铜、镓、砷等元素形成的化合物在现代工业中有广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的核外电子占有的能级数为________,轨道数为________。
(2)根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立体构型为________,其中As的杂化轨道类型为________。
(4)铜与CN-可形成络合离子[Cu(CN-)4]2-,写出一种与CN-等电子体的分子化学式________;若将[Cn(CN-)4]2-中二个CN-换为Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间位置关系为________。
(5)GaAs的熔点为1238ºC,密度为p g·cm-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________,Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为rGa pm和rAs pm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。
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【化学——选修3:物质结构与性质】钴(Co)是人体必需的微量元素。含钴化合物作为颜料,具有悠久的历史,在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用。
请回答下列问题:
(1)Co基态原子的电子排布式为 ;
(2)酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学疗法中的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用。其结构如图所示,中心离子为钴离子。
①酞菁钴中三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为 ;(用相应的元素符号作答);碳原子的杂化轨道类型为 ;
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是 ;
(3)CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色。
CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂,烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶。简述硅胶中添加CoCl2的作用: ;
(4)用KCN处理含Co2+的盐溶液,有红色的Co(CN)2析出,将它溶于过量的KCN溶液后,可生成紫色的[Co(CN)6]4-,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式: ;
(5)Co的一种氧化物的晶胞如右图所示,在该晶体中与一个钴原子等距离且最近的钴原子有_________个;筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶体,该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示,小球表示Co原子,大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成是 。
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【化学—选修3:物质结构与性质】铜是重要的过渡元素,其单质及化合物具有广泛用途。回答下列问题:
(1)铜元素基态原子的价电子排布式________。
(2)铜能形成多种配合物,如Cu2+与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成如图所示配离子。
①Cu2+与乙二胺所形成的配离子中含有的化学键是________。
a.配位键 b.离子键 c. 键 d. 键
②乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为________,C、N、H三种元素的电负性由大到小顺序是________。
③乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,乙二胺的沸点比三甲胺高很多,原因是________。
(3)Cu2+在水溶液中以[Cu(H2O)4]2+形式存在,向含Cu2+的溶液中加入足量氨水,可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+,其原因是________。
(4)Cu和S形成某种晶体的晶胞如图所示。
①该晶体的化学式为________。
②该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0)。则C原子的坐标参数为________。
③已知该晶体的密度为d g·cm-3,Cu2+和S2-的半径分别为a pm和b pm,阿伏加德罗常数值为NA。列式表示该晶体中原子的空间利用率________。
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(化学——选修3:物质结构与性质)
镍及其化合物在工业生产和科研领域有重要的用途。请回答下列问题:
(1)基态 Ni 原子中,电子填充的能量最高的能级符号为______,价层电子排布式为________。
(2)Ni(CO)4 常用作制备高纯镍粉,其熔点为-19.3 ℃, 沸点为 43 ℃。则:
①Ni(CO)4 的熔、沸点较低的原因为________。
②写出一种与CO 互为等电子体的分子的化学式________。
③Ni(CO)4中 σ 键和 π 键的数目之比为________。
(3)NiSO4 常用于电镀工业,其中 SO42-的中心原子的杂化轨道类型为________,该离子中杂化轨道的作用是________。
(4)氧化镍和氯化钠的晶体结构相同,可看成镍离子替换钠离子,氧离子替换氯离子。 则:
①镍离子的配位数为________。
②天然的和人工合成的氧化镍常存在各种缺陷,某缺陷氧化镍的组成为Ni0.97O(相对分子质量为73), 其中 Ni 元素只有+2 和+3 两种价态, 两种价态的镍离子数目之比为________;若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为 ρ g·cm-3,则该晶胞中最近的 O2-之间的距离为________pm(列出表达式)。
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