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1、简答题 选修《物质结构》
三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在半导体加工,太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用.NF3是一种三角锥型分子,键角102°,沸点-129℃;可在铜的催化作用下由F2和过量NH3反应得到.
(1)写出制备?NF3的化学反应方程式:______.
(2)NF3的沸点比NH3的沸点(-33℃)低得多的主要原因是______.
(3)与铜属于同一周期,且未成对价电子数最多的元素基态原子核外电子排布式为______.
(4)理论上HF、NaAlO2和NaCl按6:1:2的物质的量之比恰好反应生成HCl、H2O和一种微溶于水的重要原料,该物质含有三种元素,则该物质的化学式为______其中心离子是______,配位数为______.
(5)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ?mol-1?),回答下面各题:
元素代号 | I1 | I2 | I3 | I4 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900
|
①在周期表中,最可能处于同一族的是______和______.
②T元素最可能是______区元素.若T为第二周期元素,E是第三周期元素中原子半径最小的元素,则T、E形成化合物的空间构型为______,其中心原子的杂化方式为______.
参考答案:(1)根据反应物和生成物以及质量守恒定律可知反应还应有NH4F生成,故答案为:4NH3+3F2=NF3+3NH4F;
(2)NH3存在氢键,而NF3只存在分子间作用力,两种作用力前者较强,物质的沸点较高,故答案为:NH3能形成氢键,NF3只有范德华力;
(3)与铜在同一周期,且未成对价电子数最多,可推知外层价电子排布为3d54s1,应为Cr,原子序数为24,根据能量最低原理、构造原理、洪特规则可写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);
(4)有题意可知该反应的化学方程式应为:6HF+NaAl02+2NaCl═2HCl+2H2O+Na3AlF6,该微溶物为:Na3AlF6,中心离子为Al,配位数为6,故答案为:Na3AlF6;Al;6;
(5)①根据电离能的跳跃确定最外层有几个电子,表中R和U的第一电离能较小,但跳跃至第二电离能时突然变大,说明失去一个电子后变为稳定结构,最外层有一个电子,故R和U处于同族,故答案为:R;U;
②由T元素电离能的变化可知T最外层有三个电子,位于周期表中第ⅢA族,在P区,若T为第二周期元素,应为B元素,E是第三周期元素中原子半径最小的元素,应为Cl元素,二者形成的化合物为BCl3,根据价层电子对模型可知应为平面正三角形结构,中心原子的杂化方式为?sp2杂化,故答案为:P;平面正三角形;sp2.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 下列关于杂化轨道的叙述中,不正确的是
[? ]
A.分子中中心原子通过SP3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构
B.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子
C.H2SO4硫酸分子中三种原子均以杂化轨道成键
D.N2分子中N原子没有杂化,分子中有一个σ键、2个π键
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
3、填空题 生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式____。
(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式____。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛, 甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是___ ;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_______________。
②甲醛分子的空间构型是_____;1 mol甲醛分子中σ键的数目为__________________。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为_____________________。

参考答案:(1)
(2)
(3)①甲醇分子之间形成氢键sp2杂化;②平面三角形3NA; ③4
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 试用杂化轨道理论说明下列分子或离子的几何构型。
(1)CO2(直线形)_______________
(2)SiF4(正四面体形)________________
(3)H2O(V形)________________
(4)NO2-(V形)________________
参考答案:(1)CO2中C采取sp杂化,两个sp杂化轨道分别与两个O的2p原子轨道形成两个σ键。C上另两个未杂化的
p轨道分别与两个O上的p轨道形成π键,分子构型为直线形。
(2)SiF4中Si采取sp杂化,四个sp3杂化轨道分别与四个F原子的2p原子轨道形成σ键,分子构型为正四面体形。
(3)H2O中O采取sp3杂化,四个sp3杂化轨道其中有两个被O原子的两对孤电子对占据,其余的两个sp3杂化轨道分别与两个H原子的s原子轨道形成σ键,分子构型为V形。
(4)NO2-中N采取sp2杂化,其中两个杂化轨道分别与两个O的2p原子轨道形成σ键,另一个杂化轨道被一对孤电子对占据,未杂化的p轨道与两个O原子上的p轨道形成了π 键,形成V形分子结构。
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 下列各组分子中,中心原子的杂化方式都是sp3杂化的是
[? ]
A. CO2;H2S
B. C2H4;CH4
C. BCl3;C2H2
D. NH3;H2O
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单