选修三物质结构和性质带答案

1.已知A. B. C. D. E都是周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数
A<B<C<D<E.其中B. D. E原子最外层电子层的P能级(轨道)上的电子处于半充满状态。

通常情况下,A的一种氧化物分子为非极性分子,其晶胞结构如右图所示。

原子序数为31的元素镓(Ga)与元素B形成的一种化合物是继以C单质为代表的第一类半导体材料和GaE为代表的第二代半导体材料之后，在近10年迅速发展起来的第三代新型半导体材料。

试回答下列问题：
(1)基态Ga原子的核外电子排布式为：__ _.
(2)A、B. C的第一电离能由大到小的顺序： (用元素符号表示).
(3)B元素的单质分子中有___个π键,与其互为等电子体的物质的化学式可能为___(任写一种).
(4)上述A的氧化物分子中心原子采取__ _杂化，其晶胞中微粒间的作用力为___.
(5)EH3分子的空间构型为___,其沸点与BH3相比___(填“高”或“低”)，原因是___
(6)向CuSO4溶液中逐滴加入BH3的水溶液，先生成蓝色沉淀，后沉淀逐渐溶解得到深蓝色的透明溶液。

请写出沉淀溶解的离子方程式___.
解答：
A. B. C. D. E都是周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E.其中B. D. E原子最外层电子层的P能级(轨道)上的电子处于半充满状态,外围电子排布式为ns2np3,则B为N元素、D为P元素、E为As;通常情况下,A的一种氧化物分子为非极性分子,由其晶胞结构可知为CO2,A为碳元素;原子序数为31的元素镓(Ga)与元素B形成的一种化合物是继以C单质为代表的第一类半导体材料和GaE为代表的第二代半导体材料之后，可推知C为Si.
(1)Ga与Al同主族相邻,Ga原子核外电子数为13+18=31,核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1,故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p1；
(2)同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素的，同主族自上而下第一电离能增大，故第一电离能：N>C>Si，
故答案为：N>C>Si；
(3)B元素为N2,结构式为N≡N,分子中有2个π键,与其互为等电子体的物质的化学式可能为CO或CN−，
故答案为：2;CO或CN−；
(4)上述A的氧化物为CO2，为直线形结构，分子中C原子采取sp杂化，属于分子晶体，其晶胞中微粒间的作用力为分子间作用力，
故答案为：sp；分子间作用力；
(5)AsH3分子与NH3分子构型相似,为三角锥形结构,由于NH3分子之间存在氢键,故AsH3的沸点比NH3的低，
故答案为：三角锥形;低;NH3分子之间存在氢键；
(6)向CuSO4溶液中逐滴加入NH3的水溶液,先生成Cu(OH)2蓝色沉淀,后沉淀逐渐溶解得到深蓝色的透明溶液,生成[Cu(NH3)4]2+,沉淀溶解的离子方程式：
Cu(OH)2+4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O，
故答案为：Cu(OH)2+4NH3⋅H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH−+4H2O.
2.氮元素可以形成多种分子和离子，如NH3、N2H4、N3-、NH4+、N2H62+等．
回答以下问题：
（1）某元素原子与N3- 含有相同的电子数，其基态原子的价电子排布式是______．（2）C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是______．
（3）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被一NH2（氨基）取代形成的另一种氮的氢化物．NH3分子的空间构型是______；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是______
（4）胼能与硫酸反应生成N2H6S04．N2H6S04晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6S04的晶体内不存在______（填标号）
a．离子键b．共价键c．配位键d．范德华力
（5）NH3、N2H4、NH4+、N2H62+四种微粒中，能形成氢键的有______；不能作为配位体的有______．
（1）某元素原子的电子数为22，该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式为：3d24s2，故答案为：3d24s2；
（2）C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（3）NH3分子中N原子形成3个δ键，且有1个孤电子对，则为三角锥形，由于N2H4分子中N原子所形成共价键的数目与NH3相同，故其原子轨道的杂化类型与NH3中的N原子一样，也是sp3杂化；
故答案为：三角锥形；sp3杂化；
（4）N2H6SO4和（NH4）2SO4都是离子晶体，N2H6 2+和SO42-之间存在离子键，N2H62+中N和H之间形成6个共价键（其中2个配位键），N和N之间形成共价键，SO42-中S和O之间形成共价键，不含范德华力，
故选：d；
（5）氢键的形成原因是孤电子对与原子核之间的引力，这就要求另一个条件为原子核要小，所以一般为O，N，F原子，像NH3有一对孤电子对，N2H4有两对孤电子对．所以NH3，N2H4等能形成氢键，而NH4+，N2H62+中孤电子对都与H+离子共用，从而也就没有了孤电子对；不能作为配位体的有NH4+，N2H62+，
故答案为：NH3，N2H4；NH4+，N2H62+．
3.硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。

(1)基态硒原子的价层电子排布式为___.
(2)锗、砷、硒的第一电离能大小排序为.H2SeO4的酸性比H2SeO3的强，其原因是___.
(3)H2SeO3的中心原子杂化类型是___;H2SeO3的立体构型是___.与H2SeO3互为等电体的分子有(写一种物质的化学式即可)___.
(4)H2Se属于___ (填“极性”或“非极性”)分子；单质硒的熔点为217℃，它属于___ 晶体。

(5)硒化锌(SnSe)是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为___;若该晶胞密度为ρg⋅cm−3,硒化锌的摩尔质量为Mg/mol.N A 代表阿伏加德罗常数，则晶胞参数a为___pm.
解答：
(1)硒为34号元素,有6个价电子,所以硒的价层电子排布式为4s24p4，
故答案为：4s24p4；
(2)同一周期中,元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,所以Ge、As、Se三种元素的第一电离能的大小顺序是：As>Se>Ge,含氧酸分子中非羟基氧越多,酸性越强,H2SeO4分了中非羟基氧数大于H2SeO3,所以H2SeO4的酸性比H2SeO3的强，
故答案为：As>Se>Ge;H2SeO4分了中非羟基氧数大于H2SeO3；
(3)H2SeO3的中心原子的价层电子对数为6+22=4,所以Se杂化方式为sp3杂化,SeO2−3的中心原子Se的价层电子对数为6+22=4,离子中有一个孤电子对,所以SeO2−3的立体构型是三角锥形,等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒,与SeO2−4互为等电体的分子有CCl4(或SiF4)，
故答案为：sp3; 三角锥形;CCl4(或SiF4)；
(4)H2Se分子中有孤电子对,所以H2Se属于极性分子，单质硒的熔点为217℃，比较小，所以它属于分子晶体，
故答案为：极性；分子；
(5)根据硒化锌晶胞结构图可知,每个锌原子周围有4个硒原子,每个硒原子周围也有4个锌原子,所以硒原子的配位数为4,该晶胞中含有硒原子数为
8×18+6×12=4,含有锌原子数为4;根据ρ=mV=4MN A V,所以V=4MρN A,则晶胞的边长为4MρN A−−−−√cm=4MρN A−−−−√×1010pm，
4.世界上最早现并使用锌的是中国，明朝末年《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载．回答下列问題：
（1）基态Zn原子的电子占据能量最高的能层符号为___，与Zn同周期的所有副族元素的基态原子中，最外层电子数与Zn相同的元素有___种．
（2）硫酸锌溶于过量的氨水可形成[Zn（NH3）4]SO4溶液．
①在[Zn（NH3）4]SO4中，阴离子的中心原子的轨道杂化类型为___；
②在[Zn（NH3）4]SO4中，与Zn2+形成配位键的原子是___（填元素名称）；
③写出一种与SO42-互为等电子体的分子的化学式___；
④NH3极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为___．
（3）Zn与S所形成化合物晶体的晶胞如图所示．
①与Zn原子距离最近的Zn原子有___个；
②该化合物的化学式为___；
③已知该晶体的晶胞参数a=541pm，其密度为___g•cm-3（列出计算式即可）．。