高考化学二轮专题复习与测试题型物质结构与性质(选修)
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高考化学复习专题检测—物质结构与性质(含解析)一、选择题(本题包括25小题,每小题2分,共50分,每小题只有一个选项符合题意)1.(2023·黑龙江省绥化市第九中学高三质检)已知在一定条件下,SO2也能体现其氧化性,例如:2H2S+SO2=3S+2H2O,下列化学用语使用正确的是()A.SO2的VSEPR模型:B.HS-电离的离子方程式:HS-+H2O H2S+OH-C.基态硫原子p x轨道的电子云轮廓图:D.基态氧原子最外层电子的轨道表示式:【答案】C【解析】A项,二氧化硫中心原子S的价层电子对数为3,有1对孤电子对,S杂化类型为sp2,VSEPR模型为平面三角形,A错误;B项,HS-电离的离子方程式HS-H++S2-,B错误;C项,基态硫原子P x轨道的电子云轮廓为哑铃型,C正确;D项,基态氧原子最外层电子的轨道表示式:,D错误;故选C。
2.(2023·江苏省南京市江宁区高三期中)尿素CO(NH2)2是一种高效化肥,也是一种化工原料。
反应CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O可用于尿素的制备。
下列有关说法不正确...的是()A.NH3与CO(NH2)2均为极性分子B.N2H4分子的电子式为C.NH3的键角大于H2O的键角D.尿素分子σ键和π键的数目之比为6∶1【答案】D【解析】A项,NH3分子为三角锥形,为极性分子,CO(NH2)2中的N原子与NH3中的N成键方式相同,所以二者均为极性分子,A正确;B项,N原子的最外层电子数为5个,要达到稳定结构,N2H4的电子式为:,B正确;C项,NH3分子中有3个σ键,1对孤电子对,H2O分子中有2个σ键和2对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以H2O的键角小于NH3中的键角,C正确;D项,1个单键1个σ键,1个双键1个σ键和1个π键,尿素中含有6个单键和1个双键,7个σ键和1个π键,尿素分子σ键和π键的数目之比为7∶1,D错误;故选D。
2.物质结构与性质1.(2023·湖北,9)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。
下列说法正确的是()A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B.SO2-3和CO2-3的空间构型均为平面三角形C.CF4和SF4均为非极性分子D.XeF2与XeO2的键角相等答案 A解析甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4,水分子的中心原子价层电子对数也为4,所以VSEPR模型均为四面体,A正确;SO2-3中中心原子的孤电子对数为1,CO2-3中中心原子的孤电子对数为0,所以SO2-3的空间构型为三角锥形,CO2-3的空间构型为平面三角形,B 错误;CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4的中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;XeF2和XeO2分子中,中心原子孤电子对数不相等,所以键角不等,D错误。
2.(2023·浙江1月选考,12)共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3===2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是()A.Al2Cl6的结构式为B.Al2Cl6为非极性分子C.该反应中NH3的配位能力大于氯D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应答案 D解析由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,是结构对称的非极性分子,故A、B正确;由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;溴元素的电负性小于氯元素,原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误。
3.(2023·北京,10)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是() A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能B.三氟乙酸的K a大于三氯乙酸的K aC.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子答案 A解析F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,F—F不稳定,因此F—F的键能小于Cl—Cl的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—C 的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—H的极性大于Cl—H的极性,导致HF分子极性强于HCl,C不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在(HF)2,D不符合题意。
物质结构与性质选择题(选修)【原卷】1.(2021·湖北高三模拟)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,其结构简式如图所示。
下列说法错误的是A.基态Zn原子价电子排布式为1023d4sB.Cu与Zn相邻,第一电离能:Zn Cu<C.该物质中,2Zn+的配位数为5,配原子为O、ND.电负性由小到大的顺序为Zn H C N O<<<<2.(2021·江苏常州市·高三开学考试)氨硼烷(NH3·BH3)是一种颇具潜力的固体储氢材料,具有较高的稳定性和环境友好性。
下列关于氨硼烷的说法错误的是( )A.氨硼烷结构与乙烷相似,固态时均为分子晶体B.氨硼烷与水分子间可形成氢键,故易溶于水C.分子中N原子的第一电离能小于B原子D.分子中由N原子提供孤电子对与B原子形成配位键3.(2021·南京市中华中学高三月考)2020年人类在金星大气中探测到PH3.实验Δ室制备PH3的方法有:①PH4I+NaOH=NaI+PH3↑+H2O;②P4+3KOH+3H2O3KH2PO2+PH3↑。
已知H3PO2是一元弱酸,其结构式为。
下列说法正确的是A.基态P的轨道表示式为B.1molP4分子中含有4molP-P键C.PH+4中提供孤电子对的原子是PD.反应②中若KOH过量会发生反应:P4+9KOH Δ3K3PO2+PH3↑+3H2O4.(2021·江苏省高淳高级中学高三月考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,且基态X 原子含2个未成对电子,Z单质可以在空气中燃烧生成形成淡黄色化合物,Y、W最外层电子数相同。
下列说法正确的是A.第一电离能:W>X>Y>Z B.简单离子的还原性:Y>X>WC.简单离子的半径:W>X>Y>Z D.氢化物水溶液的酸性:Y>W5.(2021·江苏无锡市·高三模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y的电负性仅次于氟元素,Z所在周期数等于族序数,W的外围电子排布为n s2n p5。
专题十四物质结构与性质真题研练·析考情真题研练1.[2023·全国乙卷][选修3:物质结构与性质]中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。
探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(Mg x Fe2 SiO4)。
回答下列问题:-x(1)基态Fe原子的价电子排布式为________。
橄榄石中,各元素电负性大小顺序为________,铁的化合价为________。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:物质熔点/℃NaCl 800.7SiCl4-68.8GeCl4-51.5SnCl4-34.1Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl4,原因是____________________。
分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔点变化趋势及其原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
SiCl4的空间结构为__________,其中Si的轨道杂化形式为________。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有________个Mg。
该物质化学式为________,B-B最近距离为________。
2.[2023·山东卷]卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。
回答下列问题:(1)-40℃时,F2与冰反应生成HOF和HF。
常温常压下,HOF为无色气体,固态HOF的晶体类型为____________,HOF水解反应的产物为____________(填化学式)。
(2)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键(。
【精品】高三化学二轮选修大题必练——物质结构与性质大题练学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、有机推断题1.下表是前20号元素中的部分元素的一些数据:试回答下列问题:(1)以上10种元素电负性最大的是_____(填元素符号)。
比元素B原子序数大7的元素在元素周期表中的位置:第_____周期,第_____族,其基态原子的核外电子排布式是________。
(2)H、I、J三种元素对应单质的熔点依次升高的顺序是(用单质的具体化学式排序)__________。
(3)元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子。
其分子中共形成________个σ键,________个π键。
(4)I与氢元素形成的10电子分子X的空间构型为________;将X溶于水后的溶液滴入到CuSO4溶液中至过量,得到的络离子的化学式为________,其中X与Cu2+之间以_____________键结合。
(5)下图是I元素形成的含氧酸的结构,请简要说明该物质易溶于水的原因:a._________________________________。
b._________________________________。
(6)如图是J和E组成的晶体结构,则每个与J周围最近J原子数目为_________,若晶胞边长为a cm,则晶体的密度为_______________(用含a、N A的代数式表示)(g/mL)。
2.A 、B 、C 、D 、E 、F 六种短周期元素,它们的原子序数依次增大,A 是周期表中原子半径最小的元素,B 元素的最高价氧化物的水化物与其氢化物能相互反应生成盐,C 元素原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,D 元素的主族序数等于其周期数,E 元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,G 单质是日常生活中用量最大的金属,易被腐蚀,试回答下列问题:()1A 元素的同位素有 ______ (写原子符号)()2实验室中制取B 的简单氢化物的化学反应方程式 ______()3C 、D 、E 的简单离子半径由大到小的顺序是 ______ (用离子符号表示),请用化学事实说明C 与E 这两种元素非金属性的强弱 ______ (举一例)()4向NaOH 溶液中通入一定量的F 单质,两者恰好完全反应,生成物中有三种含F 元素的离子,其中两种离子的物质的量()n 与反应时间()t 的曲线如图所示,请写出2t 时反应的化学方程式 ______3.X 、Y 、Z 、W 为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素,已知:X ①元素原子价电子排布式为22ns np ,且原子半径是同族元素中最小的。
物质结构与性质综合题(选修)【原卷】1.(2021·云南高三一模)Ag2[HgI4]是一种重要的无机热致变色示温材料。
回答下列问题:(1)Hg在元素周期表中位于第六周期,且与Zn同族,则基态Hg原子的价层电子排布式为_____。
(2)单质Hg在过量的Cl2中加热可生成HgCl2(熔点280℃,易升华,俗称升汞),则HgCl2的晶体类型为____。
(3)HIO3酸性强于HIO的原因是_____,IO3 的立体构型为_____。
(4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过鳌合配位成环而形成的配合物为螯合物。
一种Ag+配合物的结构如图所示。
(其中,PPh3=)1mol该配合物中通过鳌合作用与Ag+形成的配位键有_____ mol,该配合物中处于同周期的三种非金属元素,电负性最小的是_____ (填元素符号),其原子的杂化类型为_____。
(5)Ag2[HgI4]在低温条件下为四方晶系结构,晶胞参数分别为apm、bpm,a=β=y=90,其晶胞结构如图所示。
若Ag2[Hg l4]晶体的密度为ρg·cm-3,则N A=_____mol-1。
2.(2021·河北张家口市·高三一模)B和Ni均为新材料的主角。
回答下列问题:(1)基态B原子的核外电子有__种空间运动状态;基态Ni原子核外占据最高能层电子的电子云轮廓图的形状为__。
(2)硼的卤化物的沸点如表所示:①解释表中卤化物之间沸点差异的原因__。
②表中卤化物的立体构型均为__。
(3)高氯酸三碳酰肼合镍[Ni(NH2NHCONHNH2)3](ClO4)2是一种新型起爆药。
①该物质中含有3个六元环,与C相连的N原子不能提供形成配位键的孤电子对。
则1mol该物质中含有配位键的数目为__。
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__。
中Cl原子的杂化形式为__;该离子中的键角__(填“大于”或“小于”)N2H4③ClO4中的键角。
第36题 物质结构与性质(选修3)1. 氮元素是地球大气中含量最多的元素。
(1)氮元素基态原子核外电子成对电子数与未成对电子数之比为__________。
(2)氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是__________,在氨水中,分子间的作用力有 __________。
(3)甘氨酸是最简单的一种氨基酸,其相对分子质量为75,结构简式如图所示,而戊烷相对分子质量为72,与甘氨酸相差不大,但甘氨酸易溶于水,戊烷却难溶于水,出现这种差异的原因是____________________________。
原子N 。
在联氨分子中,2NH —N 2H 氮的氢化物除氨气外,还有联氨,其结构简式为(4)采用__________杂化,联氨中的六个原子 __________(填“在”或“不在”)同一个平面上。
(5)N 与Cu 形成的化合物的晶胞如图所示,其化学式为__________,Cu 的化合价为__________。
个成对电4,有两对成对电子,即32p 22s 21s 基态氮原子核外电子排布式为(1) 解析:子,3个未成对电子。
(2)氨分子中,氮原子与氢原子之间的作用力是共价键。
氨水中,氨分子与水分子,氨分子与氨分子,水分子与水分子之间都存在氢键及分子间作用力。
(3)甘分子2NH —N 2(4)H 氨酸分子与水分子之间能形成氢键,而戊烷与水分子之间不能形成氢键。
中,每个N 原子与两个H 原子和另外一个N 原子形成单键,N 原子还有一对孤对电子,故N 在晶胞的棱Cu 由晶胞结构可知,(5)中六个原子不可能共面。
2NH —N 2H 杂化;3sp 原子采用,1=188×的个数为N 在晶胞的顶点上,该晶胞中N ,3=1412×的个数为Cu 上,该晶胞中价。
1为+Cu ,由其化学式可判断N 3Cu 因此其化学式为 答案: (1)4:3(2)共价键 范德华力(或分子间作用力)、氢键(3)甘氨酸分子与水分子之间存在氢键,而戊烷与水分子之间不能形成氢键不在3(4)sp 1+ N 3(5)Cu 2.周期表中第二周期有八种元素。
专题18 物质结构与性质(选修)(讲)(1)考纲要求(一)原子结构与元素的性质1.了解原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子的排布。
了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。
4.了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。
(二)化学键与物质的性质1.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。
2.了解共价键的主要类型σ键和π键,能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3.了解简单配合物的成键情况。
4.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。
5.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。
6.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp,sp2,sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。
(三)分子间作用力与物质的性质1.了解化学键和分子间作用力的区别。
2.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质。
3.了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。
(2)命题规律从近几年的“物质结构与性质”选做题来看,试题本身的难度并不大,且对于知识点的考查基本稳定,尤其是对核外电子排布,等电子原理与等电子体,氢键对物质性质的影响,分子或离子的空间构型及中心原子的轨道杂化类型,分子中σ键、π键数目的确定,晶胞中微粒的个数,晶体结构的识别等这些知识点的考查成为固定形式。
但是由于化学试卷整体阅读信息量较大,不少考生在前面做题花费的时间过多,到选做题时时间仓促,又未能认真审题,导致实际得分并不是很理想。
展望2017年高考不会有较大调整,在复习过程中针对常考知识点,要切实地回归课本狠抓重要知识点,强化主干知识的巩固和运用。
【例1】【2016年高考新课标Ⅰ卷】化学——选修3:物质结构与性质](15分)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。
题型5物质结构与性质(选修)1.原子结构与性质。
2.分子结构与性质。
3.晶体结构与性质。
测试时间45分钟1.(2019·烟台诊断性测试)钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。
回答下列问题:(1)写出As的基态原子的电子排布式__________。
(2)N、P、As为同一主族元素,其电负性由大到小的顺序为____________,它们的氢化物沸点最高的是__________。
将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体,已知其中阴离子与SO2-4互为等电子体,则该阴离子的化学式为__________。
(3)Fe3+、Co3+与N-3、CN-3等可形成络合离子。
①K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为________。
②[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co的配位数为________,其配离子中含有的化学键类型为__________(填“离子键”“共价键”或“配位键”),C、N、O的第一电离能最大的为_______,其原因是______________。
(4)砷化镓晶胞结构如下图。
晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为______。
已知砷化镓晶胞边长为a pm,其密度为ρ g·cm -3,则阿伏加德罗常数的数值为__________(列出计算式即可)。
解析:(1)As的原子序数为33,由构造原理可知电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。
(2)As、P、N元素属于同一主族元素,其原子序数逐渐减小,则其电负性逐渐增大,即N>P>As;它们的氢化物中NH3中存在氢键,沸点最高;原子个数相等价电子数相等的微粒属于等电子体,且等电子体结构相似,阴离子与SO2-4互为等电子体,且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构,则该离子是NO3-4。
(3)①CN-中碳原子价层电子对数为1+12(4+1-1×3)=2,所以采取sp杂化;②配位化合物[Co(N3)(NH3)5]SO4中心原子的配位数为6;其配离子中含有的化学键类型为共价键、配位键;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有增大趋势,但氮原子2p轨道上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C。
(4)镓原子处于晶胞的顶点和面心,Ga与周围等距离且最近的As形成的空间构型为Ga在中心As在四个顶点形成的正四面体结构;一个晶胞占有4个镓原子和4个砷原子,若晶胞的边长为a pm,则晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,晶体的密度为ρ g·cm-3,则晶胞质量为(a×10-10)3cm3×ρg·cm-3=ρa3×10-30g,则ρa3×10-30g×N A=4×145 g·mol-1,则N A=4×145ρa3×10-30。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(2)N>P>As NH3NO3-4(3)①sp②6共价键、配位键N氮原子2p轨道上的电子为半充满,相对稳定,更不易失去电子(4)正四面体4×145ρa3×10-302.(2019·广东六校联考)英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。
共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。
制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。
石墨烯的球棍模型示意图1:(1)下列有关石墨烯说法正确的是________(填序号)。
A.键长:石墨烯>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σ键数为N AD.从石墨剥离得石墨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。
①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________。
②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还大的丁烷,请解释原因______________________________________。
③下列分子属于非极性分子的是________(填序号)。
a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图2,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________。
⑤金与铜可形成的金属互化物合金(如图3,该晶胞中,Au占据立方体的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个铜原子核的最小距离为d pm,该晶体的密度可以表示为______________ g·cm-3。
(阿伏加德罗常数用N A表示)解析:(1)金刚石中碳原子之间只存在σ键,石墨烯中碳原子之间存在σ键和π键,因此键长:石墨烯<金刚石,故A项错误;石墨烯是平面形分子,分子中所有原子可以处于同一平面,故B项正确;一个碳原子中含有32个单键,即32个σ键,所以12 g石墨烯含σ键数为32N A,故C项错误;石墨层内是共价键,石墨层与层之间的作用力是范德华力,所以从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力,故D项正确。
(2)①铜原子在基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为3d;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有K和Cr;②乙醇分子间存在氢键,使得其熔、沸点升高,而丁烷分子间不存在氢键;③甲烷为正四面体结构,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故a正确;二氯甲烷为四面体分子,结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故b错误;苯为平面正六边形,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故c 正确;乙醇结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故d 错误;④酞菁分子中碳原子形成3个σ键和1个π键,所以采取sp 2杂化;酞菁铜分子中能提供孤电子对的氮原子才是配位原子,所以酞菁铜分子中心原子的配位数为2;⑤该晶胞中含铜原子个数为6×12=3,含有金原子数为8×18=1,所以其化学式为Cu 3Au 或AuCu 3,根据图示,铜原子周围最近并距离相等的金原子有4个。
根据化学式,在Au 周围最近并距离相等的Cu 有12个;若2个铜原子核的最小距离为d pm ,则晶胞的棱长为2d pm =2d ×10-10 cm ,该晶体的密度=389 g N A (2d ×10-10 cm )3=389×2×10304N A d 3 g·cm -3。
答案:(1)BD(2)①3d K 、Cr ②乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键 ③a 、c ④sp 2 2 ⑤Cu 3Au(或AuCu 3) 12 389×2×1030N A ×d 3×43.钛被称为继铁、铝之后的第三金属,其单质及化合物在航天、军事、航海、医疗等领域都有着重要的应用。
请回答下列问题:(1)基态钛原子的价层电子排布图为________________。
(2)在TiO 、TiN 、TiS 2、TiCl 4等化合物中,S 、Cl 的电负性大小:S________Cl(填“>”“<”或“=”),O 、N 的第一电离能大小为O<N ,原因是______________________。
(3)TiCl 4的熔点是-23 ℃,沸点是136 ℃,可溶于CCl 4,该晶体是________晶体。
TiCl 4中加入大量水,同时加热,可制得二氧化钛的水合物(TiO 2·x H 2O),再经焙烧可得TiO 2,写出生成二氧化钛水合物(TiO2·x H2O)的化学方程式_____________________________。
(4)TiO2能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体,已知其中阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子,其结构如图1所示,其化学式为________。
阴离子SO2-4中硫原子的杂化方式为________________,写出一种与SO2-4互为等电子体的分子__________。
图1(5)如图2是钛晶体在空间的一种堆积方式,此堆积方式叫________,钛原子的配位数为________。
已知:a=0.295 nm,c=0.469 nm,则该钛晶体的密度为__________ g·cm-3(N A表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)。
解析:(1)Ti是22号元素,价层电子排布式为3d24s2,所以价层电子排布图为:。
(2)氯元素的非金属性比硫强,所以Cl的电负性大于S,氮元素原子的价层电子排布式为2s22p3,是一种半充满的稳定结构,具有较高的稳定性,不易失去一个电子,所以第一电离能O<N。
(3)由题中信息可知,TiCl4的熔点和沸点较低,可溶于有机溶剂,说明TiCl4是分子晶体,TiCl4中加入大量水的同时加热,发生水解反应生成TiO2·x H2O,反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H 2O=====△TiO 2·x H 2O ↓+4HCl 。
(4)由题图可知,每个钛原子连接2个氧原子,每个氧原子连接2个钛原子,说明Ti 与O 两种原子的个数比为1∶1,则该阳离子的化学式为(TiO)2n +n (或TiO 2+),SO 2-4中硫原子的价层电子对数为:4+6+2-4×22=4+0=4,所以硫原子的杂化方式为sp 3, SO 2-4的原子数为5、价层电子数为32,根据等电子体原理,与SO 2-4互为等电子体的分子有CCl 4、SiCl 4等。
(5)由题图可知,所给晶体的堆积方式为六方最密堆积,与钛原子最近且等距离的钛原子有12个,所以钛原子的配位数为12,题中所给晶体结构中含有的钛原子数为6,质量为6×48N A g ,体积为332×(2.95×10-8)2×4.69×10-8 cm 3,则该钛晶体的密度为48×6332×(2.95×10-8)2×4.69×10-8 N A g·cm -3。