【化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)】(15分)


已知:

(1)測定土壤中鐵的含量時(shí)需先將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵,再采用鄰啡羅啉作顯色劑,用比色法測定,若土壤中含有高氯酸鹽時(shí)會對測定有干擾。相關(guān)的反應(yīng)如下:
4FeCl3+2NH2OH·HCl4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
 ①Fe2+在基態(tài)時(shí),價(jià)層電子排布式        。
 ②羥胺(NH2OH)中N原子的雜化方式                。
、跢e2+與鄰啡羅啉形成的配合物中,配位數(shù)為        。
(2)硫酸銅晶體的化學(xué)式也可以表達(dá)為Cu(H2O)4SO4·H2O晶體,該晶體中含有的化學(xué)鍵類型是              。
(3)多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽,其主要包括砷化鎵、硫化鎘、磷化鎵及銅錮硒薄膜電池等。其中元素P、As、Se第一電離能由小到大的順序?yàn)椋骸    ?nbsp;      。

     
       圖1              圖2         
(4)① 有機(jī)太陽能固體電池材料含有高純度C60,其結(jié)構(gòu)如圖1,則1 mol C60分子中π鍵的數(shù)目為     ,C60的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2,則其配位數(shù)為_______若此晶胞的密度為ρg/cm3則兩個(gè)最近C60間的距離為________cm(列式表達(dá),已知阿伏伽德羅常數(shù)為NA)
② 如果把晶胞頂點(diǎn)與最近三個(gè)面心所圍成的空隙叫做四面體空隙,第四周期電負(fù)性最小的原子可作為容體摻入C60晶體的空隙中,形成具有良好的超導(dǎo)性的摻雜C60化合物。若每個(gè)四面體空隙填入一個(gè)原子,則全部填滿C60晶體的四面體空隙后,所形成的摻雜C60化合物的化學(xué)式為      。


【知識點(diǎn)】核外電子排布、配合物的成鍵情況、晶體的類型與物質(zhì)熔點(diǎn)、晶胞的計(jì)算

【答案解析】(1)①3d6   ②  sp3  ③ 6。靠1分)
(2)離子鍵 共價(jià)鍵(配位鍵)(3)Se< As< P

(4)①30NA   12       ②K 2C60

 解析:(1) ①鐵是26號元素,鐵原子核外有26個(gè)電子,鐵原子失去2個(gè)電子變成亞鐵離子,F(xiàn)e2+在基態(tài)時(shí),核外電子排布式為ls22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6,故價(jià)層電子排布式是3d6

②羥胺分子中,N原子價(jià)層電子對為4,所以采用sp3雜化;③配位數(shù)就是在配位個(gè)體中與一個(gè)形成體成鍵的配位原子的總數(shù),所以Fe2+與鄰啡羅啉形成的配合物(形成過程如圖)中,配位數(shù)為6。

(2)Cu2+提供空軌道,O原子提供孤對電子,Cu2+水分子之間形成配位鍵,水分子中O、H原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合,內(nèi)界離子[Cu(H2O)4]2+與外界離子SO42-以離子鍵結(jié)合。

(3) 同主族元素從上到下,元素的第一電離能逐漸減小,同一周期中,第VA族元素第一電離能大于第VIA元素,As 和Se屬于同一周期,As是第VA元素,Se是第VIA元素,所以第一電離能Se< As< P ;

(4) ①利用均攤法計(jì)算每個(gè)碳原子含有幾個(gè)σ鍵,每個(gè)碳原子含有的π鍵個(gè)數(shù)為1/2,所以1molC60分子中π鍵的數(shù)目為1/2×60×NA=30NA;此晶胞的質(zhì)量為4x60x12/ NA此晶胞的體積為,兩個(gè)最近C60間的距離此晶胞的棱長的,即

② 三個(gè)球相切,擺成正三角形,然后上面放第四個(gè)球,這樣圍成的空隙,就叫正四面體空隙,如圖所示:

在面心立方結(jié)構(gòu)中,每個(gè)小立方體對應(yīng)1個(gè)四面體空隙,一共有8個(gè)正四面體空隙,上圖畫出了其中一個(gè),第四周期電負(fù)性最小的原子是K,所以晶胞中一共有8個(gè)K原子,1+6×1/2=4個(gè)C60分子,故組成 K8(C60)4,化學(xué)式為K2C60。

【思路點(diǎn)撥】本題本題目綜合性較大,涉及晶體、化學(xué)鍵、雜化軌道、晶胞計(jì)算等,注意第一電離能的規(guī)律及異,F(xiàn)象,晶胞計(jì)算難度較大,為易錯(cuò)點(diǎn)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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下列表格中除去括號內(nèi)的雜質(zhì),所選試劑和操作方法均正確的是 (  )

A

KCl(BaCl2)

加過量K2CO3溶液后過濾,再蒸干濾液。

B

NaNO3(AgNO3)

加足量NaCl溶液后過濾,再蒸餾濾液。

C

NaCl溶液(I2)

加足量酒精后萃取分液

D

KNO3溶液(CCl4)

直接進(jìn)行分液操作。

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將下列各組物質(zhì)按單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽分類順序排列,其中正確的是 (  )

A.銀、干冰、硫酸、燒堿、食鹽

B.碘酒、冰、鹽酸、燒堿、食鹽

C.氫氣、二氧化硫、硝酸、純堿、硝酸鉀

D.銅、氧化銅、醋酸、石灰水、氯化銅

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含CuSO4和H2SO4的混合溶液200mL,其中CuSO4物質(zhì)的量濃度為1mol.L-1, H2SO4物質(zhì)的量濃度為0.5mol.L-1,若用此溶液配成0.2mol.L-1 CuSO4和2mol.L-1 H2SO4的混合溶液,試求:

所得溶液的體積是多少毫升?

需加入密度為1.84g.cm-3、98%的濃硫酸多少毫升?

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常溫下,向20mL 0.2mol/L H2A溶液中滴加0.2 mol/L NaOH溶液。有關(guān)微粒的物質(zhì)的量變化如圖(其中I代表H2A,II代表HA-,III代表A2-,橫坐標(biāo)表示加入NaOH的體積)。根據(jù)圖示判斷,下列說法正確的是

A.當(dāng)V(NaOH)=40mL時(shí),c (Na+)+ c(H+)=2 c(A2-)+c(OH-)

B.當(dāng)V(NaOH)=20mL時(shí),溶液中離子濃度大小關(guān)系:

c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)

C.滴加過程中當(dāng)溶液呈中性時(shí),V(NaOH)<20mL

D.HA-的電離程度小于水解程度

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下列各組物質(zhì)中,酸性由強(qiáng)到弱排列順序錯(cuò)誤的是

  A.HClO4   H2 SO4  H3 PO4       B.HClO4  HClO3  HClO2

  C.HC1O   HBrO4   HIO4        D.H2 SO4  H2 SO3  H2 CO3     

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短周期元素X的原子最外電子層中具有最多的未成對電子,元素Y的價(jià)電子排布式為nsnnpn+2,則X、Y組成的微粒中,不可能存在的是

A.X2Y5         B.XY42-      C.XY2-        D. XY3-

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W、X、Y、Z、N四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大。其中Y原子的L電子層中,成對電子與未成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相等,且無空軌道;X原子的L電子層中未成對電子數(shù)與Y相同,但還有空軌道;W、Z的原子序數(shù)相差10,且Z原子的第一電離能在同周期中最。籒是地殼中含量最多的金屬。

(1)寫出下列元素的元素名稱:X         ,Y         ,Z         。

(2)與XY分子互為等電子體是          ;XY分子的電子式為         ,根據(jù)電子云重疊方式的不同,

  分子里共價(jià)鍵的主要類型有       ,其比值為         。

XY2與ZYW溶液反應(yīng)時(shí),通過控制反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比,可以得到不同的產(chǎn)物,相同條件下,在水

   中溶解度較小的產(chǎn)物是                 (寫化學(xué)式)。

(4) 用電子式表示Z2Y的形成過程                                     (2分)。

(5) Z、N兩種元素的最高氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的離子方程式為                             (2分)。

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化學(xué)概念在邏輯上存在如下圖所示關(guān)系:

對下列概念相互關(guān)系的說法中正確的是(    )

A.純凈物與混合物屬于包含關(guān)系       B.化合物與電解質(zhì)屬于包含關(guān)系  

C.單質(zhì)與化合物屬于交叉關(guān)系         D.氧化還原反應(yīng)與化合反應(yīng)屬于并列關(guān)系

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