发布时间 : 星期一 文章2020届高考化学一轮复习选修3-2分子结构与性质作业更新完毕开始阅读a3e4c25985254b35eefdc8d376eeaeaad0f31622
(2)已知:蓝色晶体(CuSO4·5H2O)天蓝色溶液深蓝色溶液深蓝色晶体
①蓝色晶体中阴离子的空间构型是________;
②天蓝色溶液中的阳离子是________,其配体中心原子的杂化轨道类型是________; ③24.6 g深蓝色晶体(其摩尔质量为246 g·mol)中配离子含有的σ键数是________; ④实验测得无水乙醇易溶于水,其原因是________________________。
(3)砷化镓是具有空间网状结构的晶体,熔点为1230℃,是优良的第三代半导体材料。 砷化镓属于________晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是________________________(填化学式),其理由是__________ ____________________。上述两种晶体中的四种元素电负性最小的是________ (填元素符号)。 【解析】(1)基态硅
Si)原子核外电子数为14,基态原子核外电子排布为1s2s2p3s3p,
2
2
6
2
2
-1
电子占据的最高能层符号为M,该能层具有的原子轨道数为1+3+5=9。(2)①蓝色晶体CuSO4·5H2O中阴离子S
,根据价层电子对互斥理论,价层电子对个数=σ键+孤电子对
个数,S中心原子S的价层电子对数为=4,孤电子对数为
=0,不含孤电子对,所以空间构型是正四面体结构;②蓝色晶体溶于水
得到天蓝色溶液中的阳离子是[Cu(H2O)4];其配体H2O中心原子O原子杂化轨道数为
2+
=4,采取sp杂化方式;③每个配离子[Cu(NH3)4]含有的σ键数是3×4+4=16,故24.6
g深蓝色晶体{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}为0.1 mol,其中配离子[Cu(NH3)4]含有的σ键数是0.1 mol×16×NA mol=1.6NA;④乙醇分子与水分子间存在氢键,乙醇分子和水分子都是极性分子,故无水乙醇易溶于水; (3)①砷化镓是具有空间网状结构的晶体,熔点为1230℃,是优良的第三代半导体材料,与晶体硅相似,故砷化镓属于原子晶体;氮化硼与砷化镓都属于原子晶体,B、N间的键长比Ga、As的键长短,键能大,故BN晶体熔点较高;非金属性越强,电负性越强,则B、N、Ga、As四种元素电负性最小的是Ga。
答案:(1)9 (2)①四面体 ②[Cu(H2O)4] sp ③1.6NA ④乙醇分子与水分子间存在氢键,乙醇分子和水分子都是极性分子 (3)原子 BN 二者均为原子晶体,B、N间的键长比Ga、As的键长短,键能大 Ga
2.ⅣA族的碳、硅等元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
2+
3
-1
2+
32+
(1)在基态
14
C原子中,核外存在________对自旋相反的电子;C离子的几何构型为
________。
(2)利用反应Cu2Cl2+C2H2+2NH3→Cu2C2(乙炔亚铜,红色)+2NH4Cl可检验乙炔。乙炔分子中σ键与π键数目之比为________,NH4Cl中含有的化学键类型有________。
(3)“分子机器设计和合成”的研究对象之一为“分子开关”,“分子开关”与大环主体分子苯芳烃、杯芳烃等有关。
①如图为对叔丁基杯[4]芳烃,由4个羟基构成杯底,羟基间的相互作用力是__________________________。对叔丁基杯[4]芳烃中碳原子的杂化方式有________________________。
②杯芳烃可用于某些ⅢB族元素金属离子如57La及21Se的萃取,基态Se核外电子排布式为______________________。
(4)硅、硒均能与氢元素形成气态氢化物,若“Si-H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se________(填“>”或“<”)Si。 与Si同周期的部分元素的电离能(I)如图所示,其中代表第二电离能的图是________(填标号)。
3+
2+
2+
【解析】(1)C原子核外电子排布为1s2s2p,轨道式为如图所示:
2
2
2
,则在基态C原子中,核外存在2对自旋相反的电子;C
14
中心原子价层电子对个数==3,碳原子sp杂化,轨道构型为平面三角形,成键原子有
2
3个,分子空间构型为平面三角形;
(2)乙炔的结构式为H—C≡C—H,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,故乙炔分子中σ键与π键数目之比为3∶2;NH4Cl中铵根离子与氯离子之间存在离子键,氮与氢原子之间存在共价键和配位键;(3)①对叔丁基杯[4]芳烃中,O的非金属性很强,在羟基之间存在氢键;叔丁基杯[4]芳烃中含有苯环和饱和烃基,故碳原子的杂化方式有sp和sp;②Se是34号元素,Se原子核外有34个电子,Se原子失去2个电子变成Se,根据构造原理可知Se核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d;(4)若“Si—H”中键合电子偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,硒显负价,所以硒与硅的电负性相对大小为Se>Si;在第三周期中,钠失去1个电子后,就已经达到稳定结构,所以钠的第二电离能最大,镁最外层为2个电子,失去2个电子后为稳定结构,所以镁的第二电离能较小,铝最外层有3个电子,失去2个电子后还未达稳定结构,而铝的金属性比镁弱,所以第二电离能比镁略高,硅最外层上2p层有2个电子,失去后,留下2个电子,相对较稳定,所以硅的第二电离能比铝要低,磷、硫非金属性逐渐增大,第二电离能也增大,由于硫失去一个电子后,3p轨道上是3个电子,是较稳定结构,所以硫的第二电离能要高于氯,综上分析,代表第二电离能的图是a。 答案:(1)2 平面三角形
(2)3∶2 离子键、共价键、配位键(或离子键、共价键) (3)①氢键 sp、sp ②1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) (4)> a 【加固训练】
(2019·济南模拟)GaN、GaP、GaAs是人工合成的一系列新型半导体材料,其晶体结构均与金刚石相似。铜是重要的过渡元素,能形成多种配合物,如Cu与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如图所示配离子。回答下列问题:
2+
2
3
2
2
6
2
6
1
1
2
2
6
2
6
1
1
2+
2+
2
3
(1)基态As价电子的电子排布图为________; (2)熔点:GaN________GaP(填“>”或“<”); (3)第一电离能:As________Se(填“>”或“<”);
(4)Cu与乙二胺所形成的配离子内部不含有的化学键类型是________; a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
2+
(5)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为________,乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺。但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是__ ____________。
【解析】(1)As是33号元素,根据构造原理写出As的电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p,价电子为4s4p,基态As价电子的电子排布图为
2
3
2
2
6
2
6
10
2
3
。
(2)GaN晶体结构与单晶硅相似,GaN属于原子晶体,N原子半径小于P,共价键键能大,熔点:GaN>GaP。
(3)As的非金属性弱于Se,非金属性越强,第一电离能越大,但是由于As的p轨道电子处于半充满状态,故As的第一电离能>Se,第一电离能:As>Se。
(4)铜离子提供空轨道,乙二胺中氮原子提供孤对电子形成配位键,乙二胺中两个碳形成非极性键,Cu与乙二胺所形成的配离子内部不含有的化学键类型是离子键。
(5)氮原子形成3个σ键和一对孤电子对,乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为sp;乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键,故乙二胺比三甲胺的沸点高很多。 答案:(1)
3
3
2+
(2)> (3)> (4)c
(5)sp 乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键
3.(新题预测)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题: (1)基态锗原子的核外电子排布式为[Ar]____________,有____________个未成对电子。 (2)Ge与C是同族元素,碳原子之间可以形成双键、三键,但锗原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析
,原因是____________________________
__________________________________________________。
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_______________ ___________________________________________________________________________。
熔点 沸点 GeCl4 -49.5 83.1 GeBr4 26 186 Gel4 146 约400 (4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是__________。
(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中锗原子的杂化方式为____________,微粒之间存在的作用力是____________。
【解析】(1)锗为32号元素,根据原子核外电子的排布规律,可写出其电子排布式为