Question

決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素是物質(zhì)結(jié)構(gòu)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題．

（1）CH₃⁺、?CH₃、CH₃^-都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，有關(guān)它們的說(shuō)法正確的是

 

A．它們均由甲烷去掉一個(gè)氫原子所得
B．它們的空間構(gòu)型相同，碳原子均可以采取sp²雜化
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺互為等電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp³雜化，所有原子均共面
（2）在極性分子中，正電荷重心同負(fù)電荷重心間的距離稱偶極長(zhǎng)，通常用d表示．極性分子的極性強(qiáng)弱同偶極長(zhǎng)和正（或負(fù)）電荷重心的電量（q）有關(guān)，一般用偶極矩（μ）來(lái)衡量．分子的偶極矩定義為偶極長(zhǎng)和偶極上一端電荷電量的乘積，即μ=d?q．試回答以下問(wèn)題：
①HCl、CS₂、H₂S、SO₂四種分子中μ=0的是

 

；
②實(shí)驗(yàn)測(cè)得：μ_PF3=1.03、μ_BCl3=0．由此可知，PF₃分子是

 

構(gòu)型，BCl₃分子是

 

構(gòu)型．
（3）對(duì)物質(zhì)的磁性研究表明：金屬陽(yáng)離子含未成對(duì)電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好．離子型氧化物V₂O₅和CrO₂中，適合作錄音帶磁粉原料的是

 

．
（4）利用光電子能譜證實(shí)：在潔凈鐵（可用于合成氨反應(yīng)的催化劑）的表面上存在氮原子，圖1為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖（圖中小黑色球代表氮原子，灰色球代表鐵原子）．則在單層晶面上

N

Fe

原子數(shù)之比為

 

．
（5）金屬晶體的結(jié)構(gòu)可用等徑圓球的密堆積來(lái)描述，在等徑圓球的最密堆積的各種形式中，立方最密堆積和六方最密堆積最為重要，請(qǐng)指出圖2中哪個(gè)為立方最密堆積

 

（填“A”或“B”）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）A．它們分別是由甲烷去掉一個(gè)氫離子、H原子、H離子形成的；
B．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定微�？臻g構(gòu)型及原子雜化方式；
C．價(jià)電子數(shù)相等、原子個(gè)數(shù)相等的微�；�為等電子體，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定微粒空間構(gòu)型；
D．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定原子雜化類型；
（2）①正負(fù)電荷重心重合時(shí)μ=0，即非極性分子μ=0；
 ②根據(jù)偶極矩知，PCl₃、BCl₃知，它們分別是極性分子、非極性分子，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子空間構(gòu)型；
（3）金屬陽(yáng)離子含未成對(duì)電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好，根據(jù)陽(yáng)離子中未成對(duì)電子數(shù)判斷；
（4）每個(gè)鐵原子被2個(gè)N原子共用，每個(gè)N原子被4個(gè)Fe原子共用；
（5）立方最密堆積中，最上層的三個(gè)原子構(gòu)成的三角形和最下層三個(gè)原子構(gòu)成的三角形不是對(duì)稱結(jié)構(gòu)．

解答： 解：（1）A．它們分別是由甲烷去掉一個(gè)氫離子、H原子、H離子形成的，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知，它們的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)分別是3且不含孤電子對(duì)、4且含有一個(gè)孤電子、4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型分別是平面三角形、三角錐形、正四面體結(jié)構(gòu)，C原子分別采用sp²雜化、sp³雜化、sp³雜化，故B錯(cuò)誤；
C．價(jià)電子數(shù)相等、原子個(gè)數(shù)相等的微�；�為等電子體，這幾種微粒原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等，所以為等電子體，它們的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)都是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型為三角錐形，故C正確；
D．CH₃⁺中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3且不含孤電子對(duì)，所以碳原子采取sp²雜化，為平面三角形結(jié)構(gòu)，所有原子均共面，故D錯(cuò)誤；
故選C；
（2）①正負(fù)電荷重心重合時(shí)μ=0，即非極性分子μ=0，這幾種分子中只有CS₂為非極性分子，所以其偶極矩為0，故答案為：CS₂；
 ②根據(jù)偶極矩知，PCl₃、BCl₃知，它們分別是極性分子、非極性分子，它們價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)分別是4、3，且氯化磷分子中含有一個(gè)孤電子對(duì)，氯化硼分子中不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥知，它們的分子空間構(gòu)型分別為三角錐形、平面三角形，故答案為：三角錐形；平面三角形；
（3）金屬陽(yáng)離子含未成對(duì)電子越多，則磁性越大，磁記錄性能越好，V₂O₅中陽(yáng)離子未成對(duì)電子數(shù)是0、CrO₂中金屬陽(yáng)離子未成對(duì)電子數(shù)是4，所以適合作錄音帶磁粉原料的是CrO₂，故答案為：CrO₂；
（4）該晶胞中，每個(gè)Fe原子共用兩個(gè)N原子、每個(gè)N原子共用4個(gè)Fe原子，所以單層晶面上

N

Fe

原子數(shù)之比為1：2，故答案為：1：2；
（5）立方最密堆積中，最上層的三個(gè)原子構(gòu)成的三角形和最下層三個(gè)原子構(gòu)成的三角形不是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以立方最密堆積構(gòu)型為A，故選A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查微�？臻g構(gòu)型判斷、原子雜化方式判斷、晶胞計(jì)算、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，這些知識(shí)點(diǎn)都是高考高頻點(diǎn)，利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論、均攤法、電子排布規(guī)律等知識(shí)點(diǎn)即可解答，題目難度不大．