第三章第四节配合物与超分子训练
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第三章第四节配合物与超分子
一、选择题(共16题)
1.下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是
A .利用超分子的分子识别特征,可以分离60C 和70C
B .配合物中只含配位键
C .()226Cu H O +
⎡⎤⎣⎦中2+Cu 提供空轨道,2H O 中氧原子提供孤对电子,从而形成配位键 D .配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用
2.下列不属于配位化合物的是( )
A .六氟合铝酸钠:Na 3[AlF 6]
B .氢氧化二氨合银:Ag[NH 3]2OH
C .六氟合铁酸钾:K 3[FeF 6]
D .十二水硫酸铝钾:KAl(SO 4)2·12H 2O
3.在碱性溶液中,Cu 2+可以与缩二脲形成紫色配离子,其结构如图所示。
下列说法错误的是
A .该配离子与水分子形成氢键的原子只有N 和O
B .该配离子中铜离子的配位数是4
C .基态Cu 原子的价电子排布式是 3d 104s 1
D .该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O >N >C >H
4.碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。
工业上用CH 4与H 2O 、
CO 2重整生产H 2,CH 4(g)+H 2O(g)CO(g)+3H 2(g) ΔH=+161.1kJ·mol -1。
CO 是常见的还原剂,可用CH 3COO[Cu(NH 3)2]溶液吸收CO 。
CO 2可以用于生产CH 4、CH 3OCH 3等有机物,CO 2还是侯氏制碱的原料。
下列有关说法正确的是 A .CH 4能形成分子间氢键
B .CO 2中的键角比CH 4的大
C .CO 23-
的空间构型为三角锥形
D .CH 3COO[Cu(NH 3)2]中有6个配位键
5.氮及其化合物在生产生活中具有广泛用途。
3NH 是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用
于硝酸、纯碱等工业;合成氨反应为223N 3H (g)2NH (g)+ 1ΔH=92.4kJ mol --⋅。
氮的氧化物对空气有污染,需要进行治理。
已知NO 能被4FeSO 溶液吸收生成配合物()245Fe(NO)H O SO ⎡⎤⎣⎦。
下列说法不正确...的是 A .该配合物中阴离子空间构型为正四面体形
B .配离子为()225Fe(NO)H O +
⎡⎤⎣⎦,配位数为6
C .2Fe +被氧化为3Fe +,失去的电子位于3d 轨道
D .2H O 分子是含有极性键的非极性分子
6.在[RuBr 2(NH 3)4]+中.Ru 的化合价和配位数分别是
A .+2和4
B .+2和6
C .+3和4
D .+3和 6 7.短周期元素X 、Y 、Z 、W 的原子序数依次增大,元素X 与Z 可形成三角锥形的3ZX 分子,W 与Y 可形成平面三角形的3YW 分子,X 2遇W 2即发生爆炸。
下列说法中错误的是
A .3ZX 分子中Z 原子的杂化方式为3sp
B .最高价氧化物的水化物的酸性Z Y >
C .Z 的第一电离能在4种元素中最大
D .3ZX 分子与3YW 分子间可形成配位键
8.As 2O 3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示),与盐酸反应能生成AsCl 3,AsCl 3和LiAlH 4反应的产物之一为AsH 3。
下列说法正确的是
A .As 2O 3分子中存在配位键
B .4LiAlH 为共价化合物
C .AsCl 3的空间构型为平面正三角形
D .AsH 3与NH 3相比,As -H 的键能比N -H 的小
9.下列说法正确的是
A .3AlCl 溶液与过量NaOH 溶液反应生成[]-4Al(OH),则3AlCl 溶液与过量氨水反应生成[]-
4Al(OH) B .22Na O 与2CO 反应生成23Na CO 和2O ,则22Na O 与3SO 反应生成24Na SO 和2O
C .硫酸铜溶液在空气中蒸干得到硫酸铜固体,则硫酸亚铁溶液在空气中蒸干得到硫酸亚铁固体
D .少量硫酸铜溶液与NaOH 溶液反应生成氢氧化铜沉淀,则少量硫酸铜溶液与氨水反应生成氢氧化铜沉淀 10.分子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为多核配合物,如右图为Co(II)双核配合物的内界,下列说法正确的是
A .每个中心离子的配位数为6
B .如图结构中的氯元素为Cl -,则其含有极性键、非极性键和离子键
C .配合物中的C 原子都是sp 2杂化
D .如图结构中所有微粒共平面
11.下列各项叙述中,正确的是
A .配合物n Fe(CO)内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=6
B .价电子排布为1ns 的元素,不一定是s 区元素
C .水中的氢键可以表示为O—H…O ,冰中每摩尔2H O 有A 4N 个氢键
D .与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素还有4种
12.以CO 2和甲醇(MeOH)为原料合成碳酸二甲酯(
)的催化反应机理如图所示。
下列说法不正确的
是
A .总反应为:22MeOH+CO 2+H O
B .乙是该反应的中间体
C .甲→乙过程中Sn 的配位数未发生改变
D .加入缩醛能使总反应平衡逆向移动
13.HCHO 与[Zn(CN)4]2—在水溶液中发生反应:4HCHO+[Zn(CN)4]2—+4H ++4H 2O=[Zn(H 2O)4]2-+4HOCH 2CN ,下列说法正确的是
A .甲醛(HCHO)的键角约为120°,分子之间存在氢键
B .HCN 的空间构型为直线形,中心原子的杂化方式为sp
C .与Zn 2+的配位能力:CN —<H 2O
D .Zn 2+与CN —-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中,σ键和π键的数目之比为2:1
14.3Fe +的配位化合物较稳定且用运广泛。
3Fe +可与2H O 、SCN -、F -等配体形成溶液呈浅紫色的()326Fe H O -⎡⎤⎣⎦、红色的()36Fe SCN -⎡⎤⎣⎦、无色的[]36FeF -
配离子。
某同学按如下步骤完成实验:
已知:向2Co +的溶液中加入KSCN 溶液生成蓝色的()24Co SCN -
⎡⎤⎣⎦的配离子;2Co +不能与F -形成配位离子。
下列说法正确的是
A .Fe 第四电离能(4I )大于第三电离能(3I )
B .向溶液Ⅰ中滴加少量NaOH 溶液,溶液逐渐变为浅紫色
C .配离子()326H-O-H Fe H O -
⎡⎤⎣⎦的键角与2H O 分子中H-O-H 的键角相等 D .可用NaF 和KSCN 溶液检验3FeCl 溶液中是否含有2Co +
15.向[]24K PtCl 的稀盐酸溶液中通入乙烯气体可得到金黄色沉淀()243K Pt C H Cl ⎡⎤⎣⎦,该沉淀的阴离子结构如图所示.下列有关该沉淀的阴离子说法正确的是
A.该沉淀的阴离子所有原子共平面
B.乙烯分子中碳原子的杂化方式为2
sp杂化
C.配位键的形成均为电子给予体提供孤电子对
D.由其组成的物质可以燃烧
16.下列说法中正确的是
A.五碳糖分子(HOCH2−CHOH−CHOH−CHOH−CHO)及其与氢气的加成产物分子中的手性碳原子数均为3个
B.杂化轨道可用于形成σ键或π键,也可用于容纳未参与成键的孤电子对
C.[Co(NH3)4Cl2]+的中心离子配位数为6
D.AB2是V形,其A一定为sp2杂化
二、综合题
17.[Ag(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,则该配离子的空间构型是_______。
18.H5O2Ge(BH4)3是钙钛矿型化合物(ABX3型),量子化学计算结果显示,其具有良好的光电化学性能。
请回答下列问题:
(1)基态Ge的价电子轨道表示式___________。
(2)根据杂化轨道理论,-
4
BH由B的4个___________(填杂化轨道类型)杂化轨道与4个H的1s轨道重叠而
成,请画出-
4
BH的结构式___________。
(3)CsPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型,CsPbI3的晶体结构如图所示:
Ⅰ原子1的坐标为(1
2
,0,0),则原子2和3的坐标分别为___________、___________。
ⅠI-位于该晶体晶胞的___________(填“棱心”、“体心”或“顶角”)。
19.按要求完成下列空白
(1)结构示意图溴离子_______
(2)简化电子排布式锰原子_______
(3)价电子排布图第五周期第V A 原子_______
(4)电子式H 2O 2_______
(5)氯化银溶于浓氨水的离子方程式_______
(6)配位化合物Fe(CO)5常温呈液态,易溶于非极性溶剂,则Fe(CO)5的晶体类型为_______,配体中提供孤对电子的原子是_______
20.臭氧(3O )在()226Fe H O +
⎡⎤⎣⎦催化下能将烟气中的2SO 、NO x 分别氧化为24SO -和3NO -,NO x ,也可在其他条件下被还原为2N 。
(1)2
4SO -中心原子轨道的杂化类型为___________;3NO -
的空间构型为___________(用文字描述)。
(2)()226Fe H O +
⎡⎤⎣⎦的配位数是___________。
(3)2N 分子中σ键与π键的数目比n(σ):n(π)=___________。
(4)OCN -中所含三种元素的第一电离能从大到小的顺序为___________(用元素符号表示,下同),电负性从大到小的顺序为___________。
(5)与3O 分子互为等电子体的一种阴离子为___________(填化学式)。
21.A 、B 、C 、D 、E 、F 是原子序数依次递增的六种元素。
已知:
ⅠF 的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;
ⅠE 原子价电子(外围电子)排布为ms n mp n -1;
ⅠD 原子最外层电子数为偶数;
ⅠA 、C 原子p 轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)下列叙述正确的是___________(填序号)。
A .金属键的强弱:D >E
B .基态原子第一电离能:D >E
C .五种短周期元素中,原子半径最大的原子是E
D .晶格能:NaCl <DCl 2
(2)F 基态原子的核外电子排布式为___________;与F 同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与F
原子相同的元素为___________(填元素符号)。
(3)已知原子数和价电子数相同的分子或离子为等电子体,互为等电子体的微粒结构相同,-
3
B中心原子的杂化轨道类型为___________。
(4)向F的硫酸盐(FSO4)溶液中,逐滴加入氨水至过量,请写出该过程中涉及的所有离子方程式___________、___________。
(5)灼烧F的硫酸盐(FSO4)可以生成一种红色晶体,其结构如图,则该化合物的化学式是___________。
(6)金属F的堆积方式为___________。
铜与氧可形成如图所示的晶胞结构,其中Cu均匀地分散在立方体内
部,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(1
2,1
2
,1
2
),则d点的坐标参数为___________。
22.蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素,食物中的铁主要以三价铁与蛋白质和羧酸结合成络合物的形式存在。
(1)在蛋白质中涉及的碳、氮、氧元素第一电离能由小到大的顺序是________________;基态铁原子的价电子排布式为____________。
(2)KSCN是检验Fe3+的试剂之一,与SCN-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
1 mol CN-中含有的π键的数目为____________________。
(3)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子(其分子式为Fe2Cl6)存在的结构式为
________________,其中Fe的配位数为____________。
(4)金属化合物Cu2Zn合金能导电,熔点较高,强度、硬度较大。
Cu2Zn合金的晶体类型是_______。
(5)某含铜化合物的离子结构如图所示。
Ⅰ该离子中存在的作用力有_______________;
a.离子键
b.共价键
c.配位键
d.氢键
e.范德华力
Ⅰ该离子中N原子的杂化类型有________。
(6)铜晶体为面心立方最密堆积,即在晶体结构中可以分割出一块正立方体的结构单元,金属原子处于正立方体的八个顶点和六个面上,已知铜的原子半径为127.8 pm,列式计算晶体铜的密度:
ρ=______________g·cm-3(列出计算式即可)。
23.[化学—选修3:物质结构与性质】W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。
W是宇宙中最丰富的元素;X、Z元素原子基态时,核外电子均排布在3个能级上,且它们的价电子层上均有两个未成对电子;向含有Q2+的溶液中滴加氨水,形成蓝色沉淀,再滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液。
回答下列问题:
(l)第一电离能YZ,电负性YZ(均选填“大于”、“小于”或“等于’,)。
(2)写出与XZ分子互为等电子体的一种离子的化学式。
(3)若向含有Q2+的硫酸盐溶液中滴加过量氨水,得到深蓝色溶液后再加乙醇,有深蓝色晶体析出,原因是;该深蓝色晶体中,中心离子的电子排布式为,配体为
(4)已知W、Y形成的一组二元化合物化学式为:YW3、Y2W4、Y3W5、Y4W6……其中,YW3分子中Y 原子的杂化类型为;这组化合物的通式为W、Y形成的化合物的种类比W、X形成的化合物的种类(填“多”或“少”)。
(5)Q单质的晶体属于面心立方最密堆积。
已知Q单质的密度是dg·cm-3,N A表示阿伏伽德罗常数的值,Q的相对原子质量为M,则Q晶体中最邻近的原子核间距为cm(用含M、d、N A的代数式表示)。
Q原子在晶胞中的空间利用率为(用含 的代数式表示)。
参考答案
1.B
【详解】
A.利用超分子的分子识别特征,可以分离C60和C70,A正确;
B.配位化合物中不一定只含有配位键,可能含有共价键、离子键,如[Cu(H2O)4]SO4,B错误;
C.配离子中中心原子提供空轨道,配体提供孤电子对,所以[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤对电子,两者结合形成配位键,C正确;
D.配合物的应用:Ⅰ生命体中,许多酶与金属离子的配合物有关;Ⅰ科学研究和生产实践:进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的,D正确;
故选B。
2.D
【详解】
A.六氟合铝酸钠中六氟合铝酸根离子是铝离子提供空轨道,氟离子提供孤电子形成的配离子,因此六氟合铝酸钠是配合物,A不符题意;
B.氢氧化二氨合银中二氨合银离子是银离子提供空轨道,氨分子中氮原子提供孤电子形成的配离子,因此氢氧化二氨合银是配合物,B不符题意;
C.六氟合铁酸钾中六氟合铁酸根离子是铁离子提供空轨道,氟离子提供孤电子形成的配离子,因此六氟合铁酸钾是配合物,C不符题意;
D.十二水硫酸铝钾是由K+、Al3+、SO2-
及H2O分子组成的离子化合物,属于复盐,不是
4
配合物,D符合题意。
答案选D。
3.A
【详解】
A.该配离子中的H原子也可以和水分子中的O原子形成氢键,A错误;
B.根据配离子的结构可知,铜离子为受体,N和O为配体,铜离子的配位数为4,B正确;C.Cu为29号元素,基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1,C正确;
D.非金属性越强元素的电负性越大,所以电负性大小顺序为O>N>C>H,D正确;
综上所述答案为A。
4.B
【详解】
A.F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子,在某些含N-H、O-H、F-H的化合物中形成氢键,故甲烷分子间不能形成氢键,A错误;
B.已知CO2是直线形分子,键角为180°,CH4为正四面体结构,键角为109°28′,故CO2
中的键角比CH 4的大,B 正确;
C .已知2-3CO 的中心原子C 周围的价层电子对数为:3+1(4+2-3?2)2
=3,故其空间构型为平面三角形,C 错误;
D .已知CH 3COO[Cu(NH 3)2]中只有配位离子[Cu(NH 3)2]+中Cu +与NH 3之间形成了2个配位键,D 错误;
故答案为:B 。
5.D
【详解】
A .配合物中阴离子为硫酸根离子,硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形,故A 正确;
B .配离子()225Fe(NO)H O +
⎡⎤⎣⎦中亚铁离子为中心离子,
一氧化氮和水为配位体,配位数为6,故B 正确;
C .亚铁离子的价电子排布式为3d 6,失去3d 轨道上一个d 电子被氧化为价电子排布式为3d 5的铁离子,故C 正确;
D .水分子的空间构型为结构不对称的V 形,则水分子是含有极性键的极性分子,故D 错误;
故选D 。
6.D
【详解】
设在[RuBr 2(NH 3)4]+中Ru 的化合价为x ,x -1×2+0×4=+1,x=+3;含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Ru 3+、有孤对电子的原子、分子或离子为配体,所以配体为Br -、NH 3,配位数就是配体的个数,所以配位数为2+4=6,故选D 。
7.C
【详解】
A .氨气分子中氮原子的价层电子对数为4,则氮原子的杂化方式为sp 3杂化,故A 正确;
B .元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,氮元素的非金属性强于硼元素,则硝酸的酸性强于硼酸,故B 正确;
C .同周期元素,从左到右第一电离能呈增大的趋势,氮原子的2p 轨道为稳定的半充满结构,第一电离能大于相邻的碳元素和氧元素,但小于氟元素,则4种元素中氟元素的第一电离能最大,故C 错误;
D .氨分子中氮原子具有孤对电子,三氟化硼分子中硼原子具有空轨道,则氨分子中氮原子和三氟化硼中硼原子能形成配位键,故D 正确;
故选C 。
8.D
【详解】
A .由As 2O 3分子的结构可知,分子中不存在配位键,A 错误;
B .LiAlH 4中含离子键,为离子化合物,B 错误;
C .AsCl 3的中心原子价电子对数为3+12
⨯(5-1⨯3)=4,采取sp 3杂化,有1对孤对电子和3对成键电子,空间构型为三角锥形,C 错误;
D .As 的原子半径比N 大,As -H 的键长比N -H 的键长长,因此,
As -H 的键能比N -H 的小,D 正确;
答案选D 。
9.B
【详解】
A .由于Al(OH)3只溶于强碱溶液中不溶于弱碱溶液中,故3AlCl 溶液与过量NaOH 溶液反应生成[]-4Al(OH),而3AlCl 溶液与过量氨水反应生成Al(OH)3,A 错误;
B .22Na O 与2CO 反应生成23Na CO 和2O 反应为2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2,则22Na O 与3SO 反应生成24Na SO 和2O 反应为2Na 2O 2+2SO 3=2Na 2SO 4+O 2,B 正确;
C .硫酸铜溶液在空气中蒸干得到硫酸铜固体,但由于亚铁离子已被空气中的氧气氧化,硫酸亚铁溶液在空气中蒸干得不到硫酸亚铁固体,而是得到三价的铁盐,C 错误;
D .少量硫酸铜溶液与NaOH 溶液反应生成氢氧化铜沉淀,但由于Cu 2+能与NH 3形成络合物,故则少量硫酸铜溶液与氨水反应生成Cu(NH 3)4SO 4溶液,D 错误;
故答案为:B 。
10.A
【详解】
A .在Co(II)双核配合物中,每个中心离子与5个N 原子、1个Cl -形成配位键,则配位数为6,A 正确;
B .如图结构中的氯元素为Cl -,则其含有
C -H 、C -N 极性键、C -C 非极性键,但不含有离子键,B 不正确;
C .分析中所标记的“Ⅰ”碳原子,与周围4个原子形成共价键,都发生sp 3杂化,C 不正确;
D .图中“Ⅰ”标记碳原子与周围4个原子以共价键相连接,5个原子不可能共平面,D 不正确;
故选A 。
11.D
【详解】
A .铁是26号元素,基态铁原子的价电子排布式为3d 64s 2,价电子数为8,配合物n Fe(CO)
中,中心原子是铁原子,提供空轨道,配体是CO,每个配体提供的电子数是2,所以8+2n=18,则n=5,故A错误;
B.价电子排布为1
ns的元素处于第IA元素,一定处于元素周期表的s区,故B错误;
2N个氢键,故C错误;C.一个氧原子里有2对孤对电子,都可以生成氢键,1mol冰有
A
D.与基态钾原子同周期且未成对电子数相同的元素是第四周期、未成对电子数为1的元素:钪、铜、镓、溴共四种元素,故D正确;
故选D。
12.D
【详解】
A.不考虑水和缩醛的副反应,将实验过程中的催化剂都消去,总反应就是:2
2MeOH+CO
+H O,故A正确;
2
B.二氧化碳和催化剂甲反应生成中间产物乙,乙是该反应的中间体,故B正确;
C.一个二氧化碳和催化剂甲反应生成中间产物乙,仅固定了一个二氧化碳分子,甲→乙过程中Sn的配位数未发生改变,均为5,故C正确;
D.副反应缩醛和水反应生成醛,主反应生成水,加入缩醛能使总反应平衡正向移动,故D错误;
故选D。
13.BC
【详解】
A.甲醛分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化,分子的空间构型为平面三角形,由于羰基氧原子的排斥作用,分子中的键角小于120°,故A错误;
B.氢氰酸的结构式为H—C≡N,分子中碳原子的杂化方式为sp杂化,故B正确;
C.由离子反应向着离子浓度更小的方向进行的原则可知,氰酸根离子与锌离子的配位能力小于水,故C正确;
D.配位键属于σ键,三键中含有1个σ键和2个π键,Zn2+与CN-生成的配离子[Zn(CN)4]2-中,σ键和π键的数目之比=(4+4):(4×2)=1:1,故D错误;
故选BC。
14.AD
【详解】
A.Fe的原子序数为26,核外电子排布为[Ar]3d64s2,失去3个电子后形成三价铁离子,核外排布为:[Ar]3d5,d轨道处于半满结构,能量低、稳定,失去电子难,所以Fe第四电离能(I4)远大于第三电离能(I3),故A正确;
B.向溶液Ⅰ中滴加少量NaOH溶液,会生成氢氧化铁沉淀,溶液棕黄色变浅,故B错误;
C .配离子[Fe(H 2O)6]3+Fe 与O 之间的配位键与水中成键电子对之间的斥力小于故电子对与孤电子对之间的斥力,这样导致[Fe(H 2O)6]3+H -O -H 的键角比H 2O 分子中H -O -H 的键角大,故C 错误;
D .可用NaF 和KSCN 溶液检验FeCl 3溶液中是否含有Co 2+,具体操作为向溶液中加入NaF 使铁离子转化为无色的[FeF 6]3-配离子,在加入KSCN 溶液,若含有Co 2+,则生成蓝色的
[Co(SCN)4]2-配离子,故D 正确;
故选:AD 。
15.BD
【详解】
A .乙烯是平面形分子,而整个阴离子中所以原子不共平面,A 项错误;
B .乙烯分子中含有碳碳双键,所以碳原子的杂化方式为2sp 杂化,B 项正确;
C .在阴离子()243Pt C H Cl -
⎡⎤⎣⎦中,中心原子是Pt ,分别与3个氯离子形成σ键和一个乙烯分子形成配位键,根据图可知,配位键中2个C 原子各提供1个电子,C 项错误; D .该物质为有机配位化合物,可以燃烧,D 项正确;
答案选BD 。
16.AC
【详解】
A .醛基可与氢气加成,五碳糖分子的加成产物是HOCH 2−CHOH−CHOH−CHOH−CH 2OH ,与4种不同基团相连的碳原子称为手性碳原子,则五碳糖分子的和产物的都是3个,故A 正确;
B .杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,故B 错误;
C .配离子[Co(NH 3)4Cl 2]+中NH 3和Cl -均为配体,配位原子分别为N 和Cl ,所以[Co(NH 3)4Cl 2]+的中心离子配位数为 6,故C 正确;
D .AB 2是V 形,如果A 含有一个孤电子对,则A 的价层电子对数是3,则A 采取sp 2杂化,如SO 2的价层电子对个数=2+(6-2×2)/2=3,该分子为V 形结构,S 采取sp 2杂化,OF 2分子是V 形,分子中中心原子价层电子对个数=2+(6-2×1)/2=4,含有2个孤电子对,所以其中心原子采用sp 3杂化,故D 错误;
故选:AC 。
17.直线形
【详解】
[Ag(NH 3)2]+中Ag +空的5s 轨道和5p 轨道以sp 杂化成键,说明该配离子的空间构型是直线形。
18.sp3(0,0,1
2
)(
1
2
,1,1)棱
心
【详解】
(1)Ge是第四周期ⅠA元素,价电子排布式为4s24p2,基态Ge的价电子轨道表示式为。
(2)根据杂化轨道理论,-
4
BH中B的价电子对数为4,采用sp3杂化,由B的4个sp3杂化轨
道与4个H的1s轨道重叠而成,空间构型是正四面体,-
4
BH的结构式为。
(3)Ⅰ原子1的坐标为(1
2
,0,0),则由CsPbI3的晶体结构可知原子2和3的坐标分别为(0,
0,1
2
)、(
1
2
,1,1)。
Ⅰ由晶体结构可知Cs位于晶胞的体心,则1个晶胞中含有1个Cs,还有2种原子位于顶角
和棱心,根据均摊法可知,1个晶胞中位于顶角的原子的个数为:1
8=1
8
个,应为Pb,则
I-位于该晶体晶胞的棱心。
19.[Ar]3d54s2AgC
l+2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O分子晶体C
【详解】
(1)溴的原子序数为35,位于第四周期第ⅠA族,溴离子结构示意图为。
(2)锰的原子序数为25,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,简化的电子排布式为[Ar]3d54s2。
(3) 第五周期第V A原子是Sb,价电子排布式为5s25p3,价电子排布图为。
(4) H2O2是共价化合物,每个氢原子都和氧原子共用一对电子,两个氧原子之间也共用一对电子,其电子式为。
(5)氯化银溶于浓氨水,生成溶于水的配合物[Ag(NH 3)2]Cl ,离子方程式为
AgCl+2NH 3•H 2O=[Ag(NH 3)2]++Cl -+2H 2O 。
(6)配位化合物Fe(CO)5常温呈液态,易溶于非极性溶剂,则Fe(CO)5是分子晶体,配体是CO ,由于C 的电负性弱于O ,电负性弱的吸引电子能力弱,易提供孤对电子形成配位键,则Fe(CO)5中与Fe 形成配位键的是碳原子。
20.(1) sp 3 平面三角形
(2)6
(3)1:2
(4) N>O>C O>N>C
(5)2NO -
【分析】
根据元素周期律:同周期第一电离能从左到依次增大,同主族从上到下依次减弱、电负性同周期从左到右依次增强,同主族从上到下依次减弱。
(1)
根据价电子互斥理论(VSEPR),24SO -的价层电子对数为6242442
-⨯++=,其中心原子杂化方式为3sp ; 3NO -的价层电子对数为5231332
-⨯++=,其中心原子杂化方式为2sp ,空间构型为平面三角形,故填3sp 、平面三角形;
(2)
由()226Fe H O +
⎡⎤⎣⎦的结构可以看出,其配位数为6,故填6;
(3)
一个三键中含一个σ键和2个π键,2N 分子的机构为N N ≡,所以()()n σn π:=1:2,故填1:2; (4)
OCN -的三种元素分别为C 、N 、O ,均处于同一周期,根据元素周期律同周期第一电离能从左到右依次增强,因为N 原子3p 轨道半充满,所以第一电离能大于O ,其大小顺序为:
N>O>C ;同周期电负性从左到右依次增强,其大小顺序为:O>N>C ,故填N>O>C 、
O>N>C ; (5)
3O 中中心原子的价电子数为623332
-⨯+=,有3个O 原子,每个O 原子含有6个电子,其电子数为18,与其互为等电子体的阴离子有2NO -,故填2NO -。
21. BD 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 Cr sp 杂化 Cu 2++2NH 3·H 2O=Cu(OH)2↓+2
+4NH Cu(OH)2+4NH 3=[Cu(NH 3)4]2++2OH - Cu 2O 面心立方最密堆积 (331444
,,) 【详解】
(1)A .原子半径越小、单位体积内的自由电子数越多,金属键越强,D 为镁元素、E 为铝元素、金属键的强弱:D<E ,A 错误;B .Mg 、Al 的外围电子构型为3s 2、3s 23p 1,Mg 的3S 能级全充满失去一个电子较困难,故基态原子第一电离能:D >E ,B 正确;C .元素位于同主族时,核电荷数越大,电子层数越多,原子半径越大,同周期从左到右元素原子半径递减,五种短周期元素中,原子半径最大的原子是D 即镁;C 错误;
D .核电荷数越高、核间距越小,晶格能越高,氯化钠和氯化镁相比,核间距是氯化镁的小、阳离子的核电荷数是氯化镁的高,故晶格能是氯化镁的大,D 正确;故答案为BD ;
(2)F 为铜,核电荷数29,按基态原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1;F 最外层只有1个电子,与F 同一周期的副族元素的基态原子中外层电子数也为1的元素为Cr ,其核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1;
(3)-3B 即-3N 为3个原子其价电子数为16,则其等电子体有二氧化碳等,二氧化碳中心原子的孤电子对数为0、价层电子对数=4,杂化轨道类型为直线型;已知原子数和价电子数相同的分子或离子为等电子体,互为等电子体的微粒结构相同,则-3B 即-
3N 空间构型为直线型、杂化方式为sp ;
(4)向CuSO 4溶液中,逐滴加入氨水至过量,先生成氢氧化铜沉淀、后沉淀溶于氨水生成四氨合铜配合离子,离子方程式:Cu 2++2NH 3·H 2O=Cu(OH)2↓+2+4NH 、
Cu(OH)2+4NH 3=[Cu(NH 3)4]2++2OH -;
(5)从红色晶体结构示意图知,晶胞内O 原子位于顶点和体心,晶胞内含有氧原子数目为18128⨯+=, 4个Cu 原子位于晶胞内,则该化合物的化学式是Cu 2O ; (6)金属F 的堆积方式为面心立方最密堆积;从Cu 2O 的晶胞结构示意图可知,d 点的坐标参
数为(331444
,,)。
22. C<O<N 3d 64s 2 N 2O 或CO 2 2×6.02×1023
4 金属晶体 bc sp 2、sp 3杂化 ()310464
22127.810A N -⨯⨯⨯
【详解】 (1)碳、氮、氧元素都是第二周期的元素,由于同一周期元素的第一电离能呈增大趋势。
第IIA 元素处于轨道的全充满稳定状态、V A 的原子核外电子处于半充满的稳定状态,因此其电离能大于同一周期相邻元素,所以三种元素的第一电离能由小到大的顺序是C<O<N ;
Fe 原子核外电子排布为1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2,Fe 为过渡元素,除原子最外层电子为价电子外,还包含3d 电子,故价电子排布式为3d 64s 2,
(2)与SCN -互为等电子体,应含有3个原子,且最外层电子数相同,故为CO 2或N 2O 等; CN -与N 2互为等电子体,二者结构相似,故CN -离子中形成C≡N 三键,1mol CN -中含有的π键的数目为2×6.02×1023;
(3)FeCl 3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl 3的结构式为
,Fe 原子周围有4个Cl ,则其中Fe 的配位数为4;
(4)Cu 2Zn 合金能够导电,说明该晶体类型是金属晶体;
(5)Ⅰ由图可知,铜离子与N 、O 原子之间形成配位键,非金属原子之间形成共价键,故合理选项是bc ;
Ⅰ离子中存在C=N 双键中的N 原子形成3个σ键,另外N 原子形成4个σ键,均没有孤电子对,分别采取sp 2杂化、sp 3杂化;
(6)晶胞为面心立方密堆积,晶胞面对角线上的Cu 原子相邻,则晶胞棱长为2
2;晶胞中Cu 原子数目为8×18+6×12
=4,晶胞的质量为m=4×A 64N g ,所以晶胞的密度ρ=()310A m 464V N 2127.810-⨯=⨯g/cm 3。
23.(1)大于,大于;(2)CN -或C 22-;(3)乙醇极性比水小,[Cu(NH 3)4]SO 4·H 2O 在乙醇中的溶解度小,故有晶体析出;[Ar]3d 9,NH 3;(4)sp 3杂化,N n H n+2,少(5)
,
π/6。
【详解】
试题分析:根据题给信息推断,W 是宇宙中最丰富的元素,则W 为氢元素;X 、Z 元素原子基态时,核外电子均排布在3个能级上,且它们的价电子层上均有两个未成对电子,则X
为碳元素,Z 为氧元素,Y 为氮元素;向含有Q 2+的溶液中滴加氨水,形成蓝色沉淀,再滴加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,则Q 为铜元素。
(l )氧原子的价电子排布式为2s 22p 4,氮原子的价电子排布式为2s 22p 3,p 轨道处于半充满状态,较稳定,故第一电离能:N 大于O ,同周期元素由左向右元素的电负性逐渐增大,故电负性:N 小于O 。
(2)原子总数和价电子总数相等的微粒互为等电子体。
与CO 分子互为等电子体的离子的化学式CN -或C 22-。