高二《物质结构与性质》.doc

1.年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。可以用量子化学计算小区间内（如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中）的化学反应。（1）固氮酶有由铁蛋白和钼铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3以外，还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有（不定项选择）。a.C2H2、C2H4都是非极性分子b.碳负离子CH3呈三角锥形c.NO+电子式为d.NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子（2）钒可合成电池电极也可人工合成的二价钒（V）固氮酶（结构如下图）。V2+基态时核外电子排布式为。钒固氮酶钒的配位原子有 (写元素符号)。钒固氮酶熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如下图所示，该晶胞中含有钒原子数目为。（3）烟酰胺（结构式如右图）可用于合成光合辅酶NADPH ，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有，1mol该分子中含键数目为。 （1）abc（2分）（2）1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3 （2分）。 S、N （2分，漏写得1分） 4（2分）。（3）sp2、sp3 （2分，漏写得1分，错写该空为零分）；15mol(或156.021023)（2分）。2.已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）即可得到配合物A。其结构如右图：Cu元素基态原子的外围电子排布式为 。元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为 。A中碳原子的轨道杂化类型为 。1mol氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）含有键的数目为 。氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体： （写化学式）。已知：硫酸铜灼烧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 。3d104s1NOC sp2、sp38molN2O（或SCN、N3等）Cu2O（每空2分，共12分）3.已知X、Y、Z、W、K五种元素均位于周期表的前四周期，且原子序数依次增大。元素X是周期表中原子半径最小的元素；Y的基态原子中电子占据了三种能量不同的原子轨道，且这三种轨道中的电子数相同；W位于第2周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；K位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同。请回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、W、K用所对应的元素符号表示）Y、Z、W元素的第一电离能由大到小的顺序是 。K的二价离子电子排布式是 。Y、Z元素的某些氢化物的分子中均含有18个电子，则Y的这种氢化物的化学式是 ；Y、Z的这些氢化物的沸点相差较大的主要原因是 。若X、Y、W形成的某化合物(相对分子质量为46)呈酸性，则该化合物分子中Y原子轨道的杂化类型是 ；1 mol该分子中含有 键的数目是 。Z、K两元素形成的某化合物的晶胞结构如右图所示，则该化合物的化学式是 ，Z原子的配位数是 。4.锂磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：2Na3PO4+4CuSO4+2NH3H2OCu4O(PO4)2+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O（1）写出基态Cu2+的核外电子排布式 ，上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为 。（2）PO43的空间构型是 。（3）与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 （各举一例）。（4）氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为 。（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物Cu(CN)42，则1 mol Cu(CN)42中含有的键的数目为 。（6）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如右图所示。则该化合物的化学式为 。 21A （1）Ar3d9 （1分）； ON（1分）（2）正四面体（2分）（3）PH3 或AsH3 （1分）、H3O或CH3 （1分） （4）sp3 sp2（2分）（5）8 mol（2分） （6）CuH（2分）5.氮元素可形成氢化物、卤化物、氮化物、叠氮化物和配合物等多种化合物。（1）肼（N2H4）可用作火箭燃料，其原理是：N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g)，若反应中有4mol NH键断裂，则形成的键有 mol。（2） F2和过量NH3在铜催化作用下反应生成NF3，NF3分子的空间构型为 。（3）铁和氨气在640可发生置换反应，产物之一的晶胞结构见图13。写出该反应的化学方程式： 。图13 图14 图15（4）叠氮化钠(NaN3)分解反应为：2NaN3(s)2Na(l)+3N2(g)，下列有关说法正确的是 (填序号)。a常温下，N2很稳定，是因为N的电负性大b钠晶胞结构见图14，每个晶胞含有2个钠原子c第一电离能（I1）：NOPSdNaN3与KN3结构类似，晶格能：NaN3KN3（5）配合物Y的结构见图15，Y中含有 （填序号）； a极性共价键 b非极性共价键 c配位键 d氢键 Y中碳原子的杂化方式有 。（1）3（2分）640 （2）三角锥形（2分）（3）8Fe2NH3 2Fe4N3H2 （2分，不标示正确的温度值只给1分）（4）b c（2分，只选对1个给1分，选错不给分）（5）a b c d （2分，只选1个不给分，选2或3个只给1分），sp2（1分） sp3（1分）6.用Cr3掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝(其晶胞如图14所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。（1）Cr3基态的核外电子排布式可表示为_。（2）氮化铝的化学式为_。（3）氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图15所示。在Al2Cl6中存在的化学键有_(填字母)。a离子键b共价键c配位键d金属键（4）一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为：Al2O33CCl4=2AlCl33COCl2。其中，COCl2分子的空间构型为_。一种与CCl4互为等电子体的离子的化学式为_。（5）AlCl3在下述反应中作催化剂。分子中碳原子的杂化类型为_。（1）1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3(2分)（2）AlN(2分)（3）bc(2分)（4）平面三角形(2分)SO或PO或ClO或SiO或PCl(2分) （5）sp2和sp3(2分)7.（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式 。（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能。富勒烯(C60)的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为 ；1 mol C60分子中键的数目为 。科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。该化合物中的K原子和C60分子的个数比为 。图1 图2 （3）砷化镓是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中，每个As与 个Ga相连。第一电离能：As Se(填“”、“”或“”)。（4）Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为 ，与其互为等电子体的一种分子为 。（1）Ar3d84s2（2分）（2）sp2 （2分） 90mol（2分） 3:1（2分）（3）4 （1分） （1分）（4）正四面体形（1分） CCl4 （1分）（或其他合理答案）8.元素X的基态原子中的电子共有7个能级，且最外层电子数为1，X原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中，常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量，其化学反应如下：2XCl2CO2H2OX2Cl22CO2H2OX基态原子的电子排布式为 。C、H、O三种原子的电负性由大到小的顺序为 。X2Cl22CO2H2O是一种配合物，其结构如右图所示：XCl与CO为互为等电子体的分子是 。该配合物中氯原子的杂化方式为 。在X2Cl22CO2H2O中，每个X原子能与其他原子形成3个配位键，在图中用“”标出相应的配位键 。XCl的晶胞如右图所示，距离每个X最近的Cl的个数为 。21A1s22s22p63s23p63d104s1或Ar 3d104s1OCHN2sp349原子序数依次增大的X、Y、Z、Q、E五种元素中，X元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q原子核外的M层中只有两对成对电子，E元素原子序数为29。请用元素符号或化学式回答下列问题：（1）X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为 。（2）已知YZ与XQ2互为等电子体，则1 mol YZ中含有键数目为 。（3）Z的气态氢化物沸点比Q的气态氢化物高的多，其原因是 。（4）X、Z与氢元素可形成化合物H2X2Z4，常用作工业除锈剂。H2X2Z4分子中X的杂化方式为 。（5）E原子的核外电子排布式为 ；E有可变价态，它的某价态的离子与Z的阴离子形成晶体的晶胞如右图所示，该晶体的化学式为 。A.（1）CON （2分） （2）1.2041024（或2mol） （2分）（3）H2O分子间存在氢键 （2分） （4）sp2 （2分） （5）Ar3d104s1 （2分） Cu2O （2分）10. 磁性材料氮化铁镍合金可用Fe(NO3)3、Ni(NO3)2、丁二酮肟、氨气、氮气、氢氧化钠、盐酸等物质在一定条件下反应制得。 (1) 基态Ni原子的价电子排布式是_。(2) 丁二酮肟(结构简式如右图所示)中碳原子的杂化方式为_。(3) NH3的沸点高于PH3，其主要原因是_。(4) 与N3离子具有相同电子数的三原子分子的空间构型是_。(5) 向N