PAGEPAGE13物質結構與性質1.鈦（22Ti）鋁合金在航空領域應用廣泛。回答下列問題：（1）基態Ti原子的核外電子排布式為[Ar]，其中s軌道上總共有個電子。（2）六氟合鈦酸鉀（K2TiF6）中存在[TiF6]2－配離子，則鈦元素的化合價是，配體是。（3）TiCl3可用作烯烴定向聚合的催化劑，例如，丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦作催化劑時，可以發生下列聚合反應：nCH3CH=CH2eq\o(→,\s\up7(Al（C2H5）3－TiCl3))CH（CH）3—CH2，該反應涉及的物質中碳原子的雜化軌道類型有；反應涉及的元素中電負性最大的是。三乙基鋁是一種易燃物質，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產物中分子的立體構型是直線形的是。（4）鈦與鹵素形成的化合物熔沸點如表所示：化合物熔點/℃沸點/℃TiCl4－25136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點和沸點呈現肯定規律的緣由是_______________________________________________________________________。（5）金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方積累，高溫下是體心立方積累。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞結構，晶胞參數a＝0.295nm，c＝0.469nm，則該鈦晶體的密度為g·cm（用NA表示阿伏加德羅常數的值，列出計算式即可）。胞的底面正六邊形的面積S＝eq\f(3\r(3),2)a2，則該晶胞的體積為eq\f(3\r(3),2)a2c＝eq\f(3\r(3),2)×（2.95×10－8）2×（4.69×10－8）cm3，又該晶胞中含有的鈦原子的數目為2×eq\f(1,2)＋3＋12×eq\f(1,6)＝6，則該晶胞的質量為eq\f(6×48,NA)g，故該鈦晶體的密度為eq\f(6×48,\f(3\r(3),2)×（2.95×10－8）2×4.69×10－8NA)g·cm－3。（4）分子（5）①32②1243.2024年4月26日，中國首艘國產航母在大連正式下水，標記著我國自主設計建立航空母艦取得重大階段性成果。請回答下列問題：（1）航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成。①硅原子價層電子的軌道表示式（電子排布圖）為。②Fe3＋比Fe2＋穩定的緣由是____________________________________________。③FeO、NiO的晶體結構與NaCl的晶體結構相同。其中Fe2＋與Ni2＋的離子半徑分別為7.8×10－2nm、6.9×10－2nm。則熔點FeO（填“<”“>”或“＝”）NiO，緣由是______________________________________________________________________________。（2）航母螺旋槳主要用銅合金制造。含銅廢液可以利用銅萃取劑M，通過如下反應實現銅離子的富集，進行回收。①M所含元素的電負性由大到小的依次為（用元素符號表示）。②上述反應中斷裂和生成的化學鍵有（填序號）。A.共價鍵 B.配位鍵 C.金屬鍵 D.范德華力（3）航母艦艇底部涂有含Cu2O的防腐蝕涂料。已知Cu2O的晶胞結構如圖所示。①該晶胞結構中銅原子的配位數是。②已知該晶體的密度為dg·cm－3，阿加德羅常數的值為NA，則該立方晶胞的參數是pm。答案（1）①②Fe3＋的價電子排布式為3d5，處于半充溢狀態，結構穩定③<FeO和NiO的陰離子相同，陽離子所帶電荷相同，但r（Fe2＋）>r（Ni2＋），所以FeO的晶格能較小，熔點較低④設Ti4＋的半徑為r，則2r＋2×1.40×10－10m＝4.03×10－10m，r＝6.15×10－11m。答案（1）第四周期第ⅡA族1s22s22p63s23p6（2）直線形sp高于（3）①TiO2＋BaCO3（熔融）=BaTiO3＋CO2↑②6③6.15×10－116.已知a、b、c、d、e、f都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大。其中a、c原子的L層均有2個未成對電子。d與e同主族，d的二價陽離子與c的陰離子具有相同的電子層結構。f3＋的M層3d軌道電子為半滿狀態。請回答下列問題（答題時，用所對應的元素符號表示）：（1）寫出f原子的電子排布式，f位于周期表第族。（2）a、b、c的第一電離能由小到大的依次為______________________。（3）f和g（質子數為25）兩元素的部分電離能數據如下表：元素gf電離能/（kJ·mol－1）I1717759I215091561I332482957比較兩元素的I2、I3可知，氣態g2＋再失去一個電子比氣態f2＋再失去一個電子難。對此，你的說明是_____________________________________________。在f的配離子f（SCN）eq\o\al(＋,2)中，供應空軌道接受孤對電子的微粒是。（4）H2S和c元素的氫化物（分子式為H2c2）的主要物理性質比較如下：熔點/K沸點/K標準狀況時在水中的溶解度H2S1872022.6gH2c2272423以隨意比互溶H2S和H2c2的相對分子質量相同，造成上述物理性質差異的主要緣由是_________________________________________________________。（5）已知f晶體的積累方式與金屬鉀相同，則f晶胞中f原子的配位數為，一個晶胞中f原子的數目為。（6）如圖為a元素某種氧化物的晶胞，其分子中中心原子實行雜化，每個分子四周有個分子與之距離相等且最近。若晶胞棱長為xpm，則該晶體密度的表達式為g·cm－3。H2O2，氧元素電負性很強，H2O2分子間存在氫鍵，所以熔沸點比H2S高；H2O2分子與水分子可形成氫鍵，所以能與水以隨意比互溶。（5）Fe晶體的積累方式與金屬鉀相同，金屬鉀為體心立方結構，則Fe晶胞中Fe原子的配位數為8；晶胞中Fe原子的數目為1＋8×1/8＝2。（6）由晶胞示意圖可知，該a元素某種氧化物為CO2，其中心原子的價電子對數為2，因此中心原子采納sp雜化。由圖可知該晶體為面心立方晶胞，則每個分子四周有12個分子與之距離相等且最近。一個晶胞中含有4個CO2分子，晶體密度＝eq\f(4×44,NA（x×10－10）3)g·cm－3。答案（1）8O>Cl>S（2）sp3V形（3）4（4）C>SiC>Si（5）甲醇分子間存在氫鍵8∶1（6）eq\f(4×\f(4,3)πr3,（q×1010）3)11.已知A、B、C、D、E為其次至第四周期的元素，其原子序數依次增大。A原子最外層電子數是其內層電子總數的2倍，B原子s軌道上的電子數與p軌道上的電子數相等，C在元素周期表的各元素中電負性最大，D的基態原子核外有6個能級且全部充溢電子，E原子基態時未成對電子數是同周期元素中最多的。請回答下列問題：（1）基態E原子的價電子排布式為。（2）A和B中，第一電離能較大的是（填元素符號）；B的簡潔氫化物的立體構型是，中心原子的雜化類型是。（3）Aeq\o\al(2－,2)和Beq\o\al(2＋,2)互為等電子體，Beq\o\al(2＋,2)的電子式可表示為，1molBeq\o\al(2＋,2)中含有的π鍵數目為。（4）用氫鍵表示式寫出C的氫化物水溶液中存在的全部氫鍵。（5）化合物DC2的晶胞結構如圖所示，該離子化合物晶體的密度為ag·cm－3，則晶胞的體積是（只要求列算式，阿伏加德羅常數的值為NA）。有鈣原子的數目為8×1/8＋6×1/2＝4，含有氟原子的數目為8，故該晶胞的質量為eq\f(4×78g,NA)，該離子化合物晶體的密度為ag·cm－3，則晶胞的體積＝eq\f(4×78,NAa)cm3＝eq\f(312,aNA)cm3。狀結構的晶體熔點>3550℃，該單質的晶體類型屬于________；基態D原子共有________種不同運動狀態的電子。(2)A與C形成的最簡潔分子的中心原子雜化方式是____________，該分子與D2＋、H2O以2∶1∶2的配比結合形成的配離子是________(填化學式)，此配離子中的兩種配體的不同之處為________(填標號)。①中心原子的價層電子對數②中心原子的孤電子對的個數③中心原子的化學鍵類型④VSEPR模型(3)1molBC－中含有的π鍵數目為________；寫出與BC－互為等電子體的分子和離子各一種__________、__________。(4)D2＋的硫酸鹽晶體的熔點比D2＋的硝酸鹽晶體的熔點高，其緣由是____________。(5)D3C具有良好的電學和光學性能，其晶體的晶胞結構如圖所示，D＋和C3－的半徑分別為apm、bpm，D＋和C3－都是緊密接觸的剛性小球，則C3－的配位數為________，晶體的密度為________g·cm－3能層排布18個電子，且最外層有1個電子，即D原子核外電子個數為29，則D為Cu元素。(1)依據H元素能形成H2，不能形成H3或H4，說明共價鍵具有飽和性。依據該碳元素單質的熔點很高，可知該單質的晶體類型屬于原子晶體?；鶓BCu原子核外有29個電子，故原子核外有29種不同運動狀態的電子。(2)NH3分子中中心原子N實行sp3雜化；NH3、Cu2＋、H2O以2∶1∶2形成的配離子為[Cu(H2O)2(NH3)2]2＋，H2O和NH3兩種配體中，中心原子的價層電子對數相同，①不符合題意；中心原子的孤電子對的個數分別為2和1，②符合題意；中心原子形成的化學鍵均為共價鍵，③不符合題意；VSEPR模型均為正四面體構型，④不符合題意。(3)依據CN－的電子式[eq\o(·,\s\up6(·))C??Neq\o(·,\s\up6(·))]－可知該離子中含1個三鍵，即1molCN－中含2molπ鍵。CN－中含2個原子，且價層電子數為10，則與其互為等電子體的分子為CO或N2，離子為Ceq\o\al(2－,2)。(4)CuSO4晶體的晶格能比Cu(NO3)2晶體的晶格能高，故晶體的熔點：CuSO4＞Cu(NO3)2。(5)由Cu3N的晶胞結構可看出與N3－等距離且最近的Cu＋有6個，即N3－的配位數為6。由晶體的結構和均攤法可知該晶胞中含N3－的個數為eq\f(1,8)×8＝1，含Cu＋的個數為eq\f(1,4)×12＝3，即該晶胞中含1個Cu3N，晶胞的邊長為2(a＋b)×10－10cm，則晶胞的密度＝eq\f(\f(1,NA)×206g,[2a＋b×10－10cm]3)＝eq\f(103×1030,4NAa＋b3)g·cm－3[或eq\f(206×1030,8NAa＋b3)g·cm－3]。(4)NHeq\o\al(＋,4)中的氮原子上均為成鍵電子，而NH3分子中的氮原子上有一對孤電子對，孤電子對與成鍵電子之間的排斥力強于成鍵電子與成鍵電子之間的排斥力，導致NHeq\o\al(＋,4)中H—N—H的鍵角比NH3中的大由于O原子半徑小，電負性大，供應孤對電子的實力比N原子弱，故水分子形成的配位鍵弱于氨分子形成的配位鍵(5)4eq\f(3π×10－30NAr\o\al(3,N)＋r\o\al(3,B),25)×100%14．CuCl廣泛應用于有機合成催化。例如，回答下列問題：(1)CuCl中Cu＋的核外電子排布式為____________，Cu與Cl相比，第一電離能較大的是________。(2)已知為平面分子，則—CHO中碳原子的雜化方式為________。(3)寫出與CO互為等電子體的非極性分子的電子式______，14gCO中含______molπ鍵。合成氨工業中用銅洗液汲取CO，形成協作物[Cu(NH3)3CO]Ac(HAc代表醋酸)，其中________(填粒子符號)接受孤電子對形成配位鍵，配位數是________。(4)單質銅的熔點比單質鈣高，其緣由是__________________，銅、鈣可形成合金，其中一種合金的晶胞結構如圖所示，已知：該晶體的密度為ρg·cm－3，NA是阿伏加德羅常數的值，則其中兩個Ca原子之間的距離為________。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10{或[Ar]3d10}Cl(2)sp2(3)1Cu＋4(4)銅晶體中的金屬鍵比鈣晶體中的金屬鍵強度大(答案合理即可)eq\f(\r(2),2)×eq\r(3,\f(4×104,ρNA))cm15．硒化鋅是一種半導體材料，回答下列問題：(1)鋅在元素周期表中的位置是________；Se基態原子價電子排布圖為________。元素鋅、硫和硒第一電離能較大的是________(填元素符號)。(2)Na2SeO3分子中Se原子的雜化類型為________；H2SeO4的酸性比H2SeO3強，緣由是____________。(3)氣態SeO3分子的立體構型為________；下列與SeO3互為等電子體的有________(填序號)。A．COeq\o\al(2－,3) B．NOeq\o\al(－,3)C．NCl3 D．SOeq\o\al(2－,3)(4)硒化鋅晶體的晶胞結構如圖所示，圖中X和Y處所積累的原子均為________(填元素符號)；該晶胞中硒原子所處空隙類型為____________(填“立方體”“正四面體”或“正八面體”)，該種空隙的填充率為________；若該晶體的密度為ρg·cm－3，硒化鋅的摩爾質量為Mg·mol－1，用NA代表阿伏加德羅常數的數值，則晶胞參數a為________nm。答案：(1)第四周期第ⅡB族S(2)sp3H2SeO4的非羥基氧比H2SeO3多(或H2SeO4中Se的化合價更高)(3)平面三角形AB(4)Zn正四面體50%eq\r(3,\f(4M,NAρ))×10716．Fe、Co、Ni均為第Ⅷ族元素，它們的化合物在生產、生活中有著廣泛的應用。(1)基態Co原子的價電子排布式為________，Co2＋核外3d能級上有________對成對電子。(2)Co3＋的一種配離子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位數是________。1mol配離子中所含σ鍵的數目為____________，配位體Neq\o\al(－,3)中心原子的雜化類型為____________。(3)Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入過量氨水可生成更穩定的[Co(NH3)6]2＋，其緣由是__________________________。(4)某藍色晶體中，Fe2＋、Fe3＋分別占據立方體互不相鄰的頂點，而立方體的每條棱上均有一個CN－，K＋位于立方體的某恰當位置上。據此可知該晶體的化學式為________，立方體中Fe2＋間連接起來形成的空間構型是________。(5)NiO的晶胞結構如圖甲所示，其中原子坐標參數A為(0,0,0)，B為(1,1,0)，則C原子坐標參數為________。(6)肯定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為O2－為密置單層排列，Ni2＋填充其中(如圖乙)，已知O2－的半徑為apm，每平方米面積上分散的該晶體的質量為________g(用含a、NA的代數式表示)。(5)依據題圖甲知，C原子坐標參數為(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))。(6)如圖所示，以1個小菱形為探討對象，該菱形中含有1個Ni2＋、1個O2－，該菱形的邊長為2apm，則該菱形的面積為2a×10－12m×2a×10－12m×eq\f(\r(3),2)＝2eq\r(3)a2×10－24m2；該菱形中含有該晶體的質量為eq\f(75,NA)g，故每平方米面積上分散的該晶體的質量為eq\f(75,NA)÷(2eq\r(3)×10－24a2)g＝eq\f(75×1024,2\r(3)a2NA)g。答案：(1)3d74s22(2)623NAsp(3)N元素電負性比O元素電負性小，N原子供應孤電子對的傾向更大，與Co2＋形成的配位鍵更強(4)KFe2(CN)6正四面體形(5)(1，eq\f(1,2)，eq\f(1,2))(6)eq\f(75,2\r(3)a2NA×10－24)(或eq\f(25\r(3),2a2NA)×1024)17.(1)氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時，會生成紫色協作物，其配離子結構如圖所示。①此協作物中，基態鐵離子的價電子排布式為__________。②此協作物中碳原子的雜化軌道類型有________。③此配離子中含有的化學鍵有________(填字母)。A．離子鍵 B．金屬鍵C．極性鍵 D．非極性鍵E．配位鍵 F．氫鍵G．σ鍵 H．π鍵④氯化鐵在常溫下是固體，熔點為306℃，沸點為315℃，在300℃以上升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據此推斷氯化鐵的晶體類型為____________。(2)基態A原子的價電子排布式為3s23p5，銅與A形成化合物的晶胞如圖所示(黑球代表銅原子)。①該化合物的化學式為________，A原子的配位數是________。②該化合物難溶于水，但易溶于氨水，其緣由可能是_________________________________________；與NH3互為等電子體的分子有________(寫化學式，一種即可)。NH3的鍵角大于H2O的鍵角的主要緣由是___________________________________________。③已知該化合物晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶體中Cu原子和A原子之間的最短距離為____________pm。(列出計算表達式即可)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))；設晶體中Cu原子與Cl原子間的最短距離為xcm，則x＝eq\f(\r(3)a,4)＝eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))，即Cu原子與Cl原子之間的最短距離為eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))×1010pm。答案：(1)①3d5②sp2、sp3③CDEGH④分子晶體(2)①CuCl4②Cu＋可與NH3形成易溶于水的配位化合物PH3(或AsH3等)NH3、H2O分子中N、O原子的孤電子對數分別是1、2，孤電子對數越多，對成鍵電子對的排斥力越強，鍵角越小③eq\f(\r(3),4)eq\r(3,\f(4×99.5,ρNA))×101018．核平安與