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大題精做十三有機(jī)物的綜合推斷
精選大題
1.(2018江蘇模擬)W、Y、Z、Q、R是周期表中前四周期的元素,且原子序數(shù)依次增大?;鶓B(tài)W的原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子,Q是電負(fù)性最大的元素,基態(tài)R的原子核外未成對(duì)電子數(shù)是W原子核外未成對(duì)電子數(shù)的2倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題(答題時(shí),W、Y、Z、Q、R用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示):
(1)一種由Y、Z元素組成的化合物與WZ2互為等電子體,其分子式為_(kāi)_________。
(2)已知Y2Q2分子存在如圖所示的兩種結(jié)構(gòu)(球棍模型,短線不一定代表單鍵),該分子中Y原子的雜化方式是__________雜化。
(3)W的電子式為_(kāi)_________,基態(tài)R原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_________。
(4)YQ3分子的空間構(gòu)型為_(kāi)___________,Y和Q兩元素的簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)較高的是__________(寫(xiě)分子式)。往硫酸銅溶液中通入過(guò)量的YH3(H代表氫元素),可生成配離子[Cu(YH3)4]2+,但YQ3不易與Cu2+形成配離子,其原因是__________________________。
(5)科學(xué)家通過(guò)X射線探明RZ的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似,在RZ晶體中距離R2+最近且等距離的R2+有________個(gè)。若在RZ晶體中陰陽(yáng)離子間最近距離為a pm,晶體密度為ρgcm-3,則阿伏加德羅常數(shù)NA的表達(dá)式為_(kāi)_______mol-1。
【解析】由電負(fù)性信息知Q是氟元素,反推W是碳元素,故Y是氮元素、Z是氧元素;由基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)目關(guān)系知R是鐵元素。(1)CO2屬于三原子分子,16個(gè)價(jià)電子,故對(duì)應(yīng)的等電子體為N2O。(2)N2F2中每個(gè)氮原子與氟原子各形成一個(gè)單鍵,兩個(gè)氮原子之間形成一個(gè)雙鍵,還有一對(duì)孤電子對(duì),故其為sp2雜化。(3)C與N2互為等電子體,兩個(gè)碳原子之間共用三對(duì)電子。(4)NF3中N原子為sp3雜化,故NF3為三角錐形分子。HF分子之間氫鍵強(qiáng)于NH3分子之間的氫鍵,故HF的沸點(diǎn)較高。配位鍵形成要求提供孤電子對(duì)的原子最好呈負(fù)電性,NF3中共用電子對(duì)偏向電負(fù)性大的氟原子,故導(dǎo)致其難與銅離子形成配位鍵。(5)FeO晶胞中,與Fe2+距離最近且相等的Fe2+共有12個(gè)。FeO晶胞的邊長(zhǎng)為2a10-10 cm,晶胞體積為810-30a3 cm3,一個(gè)晶胞中含有4個(gè)“FeO”組成單元,晶胞質(zhì)量為g,故有810-30a3ρ=,由此可求出NA的數(shù)值。
【答案】(1)N2O
(2)sp2
(3) 3d64s2
(4)三角錐形 HF 由于電負(fù)性F>N>H,在NF3分子中,共用電子對(duì)偏向F原子,使得N原子上的孤電子對(duì)難與Cu2+配位
(5)12 1030
1.已知A、B、C、D都是周期表中的短周期元素,它們的核電荷數(shù)依次增大。A原子、C原子的L電子層中都有兩個(gè)未成對(duì)的電子,C、D同主族。E、F都是第四周期元素,E原子核外有4個(gè)未成對(duì)電子,F(xiàn)原子除最外電子層只有1個(gè)電子外,其余各電子層均為全充滿。根據(jù)以上信息填空:
(1)基態(tài)D原子中,電子占據(jù)的最高電子層符號(hào)為_(kāi)_____,該電子層具有的原子軌道數(shù)為_(kāi)_______。
(2)E2+的價(jià)層電子排布圖是________,F(xiàn)原子的電子排布式是________。
(3)A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分子結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______,其中心原子采取的軌道雜化方式為_(kāi)_______,B的氣態(tài)氫化物的價(jià)層電子對(duì)斥模型為_(kāi)_______。
(4)化合物AC2、B2C和陰離子DAB?互為等電子體,它們結(jié)構(gòu)相似,DAB?的電子式為_(kāi)_______。
(5)配合物甲的焰色反應(yīng)呈紫色,其內(nèi)界由中心離子E3+與配位體AB?構(gòu)成,配位數(shù)為6。甲的水溶液可以用于實(shí)驗(yàn)室中E2+的定性檢驗(yàn),檢驗(yàn)E2+的離子方程式為_(kāi)________________________________________。
(6)某種化合物由D、E、F三種元素組成,其晶胞如圖所示,則其化學(xué)式為_(kāi)_______。
【解析】根據(jù)題中信息不難推出A是C,B是N,C是O,D是S,E是Fe,F(xiàn)是Cu。(2)由H2CO3的結(jié)構(gòu)式可以直接看出中心原子C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3,因此軌道雜化方式是sp2;B的氣態(tài)氫化物是NH3,N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,所以NH3的價(jià)層電子對(duì)互斥模型是四面體形。(4)CO2的結(jié)構(gòu)式是O=C=O,SCN-與CO2互為等電子體,結(jié)構(gòu)相似,其結(jié)構(gòu)式應(yīng)是[S=C=N]-,所以其電子式是。(6)晶胞中F(Cu)原子數(shù)目是8+4+1=4,E(Fe)原子數(shù)目是4+6=4,D(S)原子全部位于晶胞內(nèi)部,數(shù)目是8,所以Cu、Fe、S原子數(shù)目之比是4∶4∶8=1∶1∶2,故其化學(xué)式為CuFeS2。
【答案】(1)M 9
(2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(3) sp2 四面體形
(4)
(5)3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓
(6)CuFeS2
2.在周期表中1~36號(hào)之間的W、X、Y、Z、Q五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,已知W與其余四種元素既不同周期也不同主族;X和Z的基態(tài)原子的核外電子均排布在3個(gè)能級(jí)上,且均有2個(gè)未成對(duì)電子;Q元素原子質(zhì)子數(shù)為29。
(1)按電子排布,Q元素在周期表中屬____________區(qū)。
(2)第一電離能Y______Z,電負(fù)性Y______Z(填“>”,“=”或“<”)。
(3)W與Z形成的常見(jiàn)化合物有W2Z、W2Z2;W與Y能形成多種二元化合物,如YW3、Y2W4、Y3W5、Y4W6……,W2Z分子中Z原子的雜化類型為_(kāi)_____,YW3分子的立體構(gòu)型為_(kāi)____,YW3極易溶于W2Z的主要原因有___________________。(寫(xiě)出兩點(diǎn)即可)
(4)Q+基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)_______________________________。
(5)Q+與Y3?形成的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,陰、陽(yáng)離子間的核間距為a pm,阿伏加德羅常數(shù)用NA表示,則晶體的密度為_(kāi)____________gcm?3。
o-Y3??-Q+
【解析】(1)由以上分析知道Q為Cu,按電子排布,Cu元素在周期表中屬ds區(qū);本題答案為:ds。(2)氮原子核外電子2p能級(jí)處于半滿狀態(tài),所以第一電離能Y>Z,同周期從左到右電負(fù)性增大,所以電負(fù)性Y
、<。(3)由分析可知,W2Z分子即H2O,H2O中O原子的雜化類型為sp3,YW3分子即NH3分子,NH3的立體構(gòu)型為三角錐形,YW3極易溶于W2Z的主要原因有:都是極性分子,相似相溶,NH3與H2O分子間可形成氫鍵,氨氣與水反應(yīng)生成一水合氨;本題答案為:sp3;三角錐形;都是極性分子,相似相溶;NH3與H2O分子間可形成氫鍵;NH3與H2O發(fā)生反應(yīng)。(4)Q為Cu,Cu+基態(tài)核外電子排布式為: 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;本題答案為:1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(5)Cu+與N3-形成的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,陰、陽(yáng)離子的核間距為apm,則晶胞邊長(zhǎng)為2apm,該晶胞中N3?:818=1、Cu+:1214=3,晶體的化學(xué)式為Cu3N,該晶體的密度ρ==(364+14)/[NA(2a10?10)3]gcm?3;本題答案為:(364+14)/[NA(2a10?10)3]。
【答案】(1)ds
(2)><
(3)sp3 三角錐形都是極性分子,相似相溶;NH3與H2O分子間可形成氫鍵;NH3與H2O發(fā)生反應(yīng)
(4)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
(5)(364+14)/[NA(2a10?10)3]
3.A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種前四周期元素。A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同;B的價(jià)電子排布式為nsnnpn+2;C、D為同周期元素,C是同周期元素中離子半徑最小的元素,D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子;E位于元素周期表的第四周期第IVB族,常用加熱ED4溶液的方法制備納米材料。
回答下列問(wèn)題,
(1)D原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)__________,E原子核外有_____個(gè)未成對(duì)電子,五種元素中電負(fù)性最大的是___________(填元素符號(hào))。
(2)化合物D2B的中心原子的雜化方式為_(kāi)_____________,分子的立體構(gòu)型為_(kāi)____________。
(3)由A、B、D三種元素所形成的一系列化合物中氧化性最強(qiáng)的是_______(填化學(xué)式,下同),酸性最強(qiáng)的是_________________。
(4)C與D能形成化合物Q。在1.01105Pa、T1℃時(shí),氣體摩爾體積為53.4L/mol,實(shí)驗(yàn)測(cè)得Q的氣態(tài)密度為5.00g/L,則此時(shí)Q的化學(xué)式為_(kāi)___________________。
(5)E單質(zhì)有兩種同素異形體,高溫下是體心立方堆積,但在常溫下的晶體結(jié)構(gòu)為如圖所示的六方最密堆積。已知晶胞參數(shù)分別為acm和ccm,則該晶體的密度可表示為_(kāi)_____gcm?3。(用含a和c的式子表示,用NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值)。
【解析】A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的五種前四周期元素。A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,則為氫元素;B的價(jià)電子排布式為nsnnpn+2,n為2,則為氧元素;C、D為同周期元素,C是同周期元素中離子半徑最小的元素,則C為鋁元素,D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子,則為氯元素;E位于元素周期表的第四周期第IVB族,常用加熱ED4溶液的方法制備納米材料,則E為T(mén)i,ED4為T(mén)iCl4。(1)D為氯元素,價(jià)電子排布式為3s23p5,原子的價(jià)電子排布圖為,E為T(mén)i,是22號(hào)元素,原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子,元素非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,則五種元素中電負(fù)性最大的是O;(2)化合物Cl2O的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為6+122=4,中心原子雜化軌道類型是sp3雜化;Cl2O中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+12(6-21)=4,含有2個(gè)孤電子對(duì),分子的立體構(gòu)型為V形;(3)由A、B、D三種元素所形成的一系列化合物中氧化性最強(qiáng)的是HClO,酸性最強(qiáng)的是HClO4;(4)實(shí)驗(yàn)測(cè)得氣態(tài)無(wú)水Q在1.01ⅹ105Pa,t1℃的密度為5.00g/L,氣體摩爾體積為53.4L/mol,該化合物的摩爾質(zhì)量為5.00g/L53.4L/mol=267g/mol,令化合物Q化學(xué)式為(AlCl3)n,所以:n(27+35.53)=267,解得n=2,所以化合物Q化學(xué)式為Al2Cl6;(5)每個(gè)晶胞中有1216+3+212=6個(gè)原子,已知晶胞參數(shù)分別為acm和ccm,體積為936a2c,則該晶體的密度可表示為643a2cNA。
【答案】(1) 2 O
(2)sp3雜化 V形
(3)HClO HClO4
(4)Al2Cl6
(5)643a2cNA
4.a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素,原子序數(shù)依次增大,相關(guān)信息如下表所示。
a
原子核外電子分別占3個(gè)不同能級(jí),且每個(gè)能級(jí)上排布的電子數(shù)相同
b
基態(tài)原子的p軌道電子數(shù)比s軌道電子數(shù)少1
c
在周期表所列元素中電負(fù)性最大
d
位于周期表中第4縱行
e
基態(tài)原子M層全充滿,N層只有一個(gè)電子
請(qǐng)回答:
(1)d屬于______區(qū)的元素,其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)____________。
(2)b與其同周期相鄰元素第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________(用元素符號(hào)表示)。
(3)c的氫化物水溶液中存在的氫鍵有________種,任意畫(huà)出一種_________。
(4)a與其相鄰?fù)髯逶氐淖罡邇r(jià)氧化物的熔點(diǎn)高低順序?yàn)開(kāi)__________(用化學(xué)式表示)。若將a元素最高價(jià)氧化物水化物對(duì)應(yīng)的正鹽酸根離子表示為A,則A的空間構(gòu)型為_(kāi)___________;A的中心原子的軌道雜化類型為_(kāi)_____________,與A互為等電子體的一種分子為_(kāi)___________(填化學(xué)式)。
(5)e與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體,在晶胞中e原子處于面心,該晶體具有儲(chǔ)氫功能,氫原子可進(jìn)入到由e原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中,儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石晶胞結(jié)構(gòu)相似,該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為_(kāi)_____________,若該晶體的相對(duì)分子質(zhì)量為M,密度為a g/cm3,則晶胞的體積為_(kāi)_______(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。
【解析】(l)d為T(mén)i元素,屬于d區(qū)的元素,基態(tài)原子的價(jià)電子排布3d24s2,故其基態(tài)原子的價(jià)電子排布圖為,故答案為:d;;(2)與b同周期相鄰元素分別為C、O,同周期隨原子序數(shù)增大,第一電離能呈增大趨勢(shì),但N元素原子2p能級(jí)容納3個(gè)電子,為半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篘>O>C,故答案為:N>O>C;(3)c的氫化物為HF,水溶液中存在的氫鍵有、、、,共4種,故答案為:4;、、、任意一種;(4)a與其相鄰?fù)髯逶氐淖罡邇r(jià)氧化物分別為CO2、SiO2,前者屬于分子晶體,后者屬于原子晶體,故熔點(diǎn)高低順序?yàn)镾iO2>CO2.a(chǎn)元素最高價(jià)氧化物水化物對(duì)應(yīng)的正鹽酸根離子為CO,離子中C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+4+2-232=3,沒(méi)有孤電子對(duì),故碳酸根離子為平面三角形結(jié)構(gòu),中心C原子的軌道雜化類型為 sp2雜化;與CO32-互為等電子體的一種分子為SO3等,故答案為:SiO2>CO2;平面三角形;sp2雜化;SO3;(5)Cu與Au的合金可形成面心立方最密堆積的晶體,在晶胞中Cu原子處于面心,Au原子處于頂點(diǎn),該晶體具有儲(chǔ)氫功能,氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中,儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石晶胞結(jié)構(gòu)相似,金剛石晶胞結(jié)構(gòu)為,則形成的晶體中晶胞中原子為H原子,共有有4個(gè),Cu原子數(shù)目為612=3,Au原子數(shù)目為818=1,該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為H4Cu3Au,若該晶體的相對(duì)分子質(zhì)量為M,晶胞質(zhì)量為MNAg,晶體密度為ag/cm3,則晶胞的體積為MNAgag/cm3=MaNAcm3,故答案為:H4Cu3Au;MaNAcm3。
【答案】(1)d
(2) N>O>C
(3)4 F-H…F或F-H…O或O-H…F或O-H…O
(4)SiO2>CO2 平面三角形sp2 SO3或BF3
(5)H4Cu3Au
5.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。其中A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1。C是電負(fù)性最大的元素。D原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍,E是第Ⅷ族中原子序數(shù)最小的元素。
(1)寫(xiě)出基態(tài)C原子的電子排布式_________________。
(2)A、B、C三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____________(用元素符號(hào)表示),原因是___________________。
(3)已知DC4常溫下為氣體,則該物質(zhì)的晶體類型是_________,組成微粒的中心原子的軌道雜化類型為_(kāi)___________,空間構(gòu)型是___________。
(4)Cu2+容易與AH3形成配離子[Cu(AH3)4]2+,但AC3不易與Cu2+形成配離子,其原因是_______________
___________。
(5)A、B兩元素分別與D形成的共價(jià)鍵中,極性較強(qiáng)的是__________。A、B兩元素間能形成多種二元化合物,其中與A互為等電子體的物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_________。
(6)已知E單質(zhì)的晶胞如圖所示,則晶體中E原子的配位數(shù)為_(kāi)_________,一個(gè)E的晶胞質(zhì)量為_(kāi)__________。
【解析】(1)C為F,基態(tài)C原子的電子排布式1s22s22p5。(2)A、B、C三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镕>N>O(用元素符號(hào)表示),原因是N原子的2p 能級(jí)處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)故N>O,F(xiàn)最大。(3)已知DC4即四氟化硅常溫下為氣體,則該物質(zhì)的晶體類型是分子晶體,組成微粒的中心原子的軌道雜化類型為sp3,空間構(gòu)型是正四面體形。(4)Cu2+容易與AH3形成配離子[Cu(AH3)4]2+,但NF3分子中,共用電子對(duì)偏向F原子,使得N原子上孤電子對(duì)難與銅離子形成配位鍵,其原因是由于電負(fù)性F>N>H,在NF3分子中,共用電子對(duì)偏向F原子,使得N 原子上的孤電子對(duì)難與Cu2+形成配位鍵。(5)A、B兩元素分別與D形成的共價(jià)鍵中,O元素的非金屬性大于N,則極性O(shè)-Si鍵>N-Si鍵;等電子體中原子個(gè)數(shù)相等及價(jià)電子數(shù)相等,N中含有3個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)是16,與該離子互為等電子體的氮氧化物為N2O。(6)該晶胞是體心立方晶胞,所以鐵原子的配位數(shù)為8,該晶胞中Fe原子個(gè)數(shù)=1+81/8=2,體心上的Fe原子被頂點(diǎn)上的8個(gè)原子包圍,所以其配位數(shù)是8,每個(gè)Fe原子的質(zhì)量=M/NAg,則該晶胞質(zhì)量就是兩個(gè)Fe原子質(zhì)量=2M/NAg=256/NAg=112/NAg。
【答案】(1)1s22s22p5
(2)F>N>O N原子的2p 能級(jí)處于較穩(wěn)定的半充滿狀態(tài)
(3)分子晶體 sp3 正四面體形
(4)由于電負(fù)性F>N>H,在NF3分子中,共用電子對(duì)偏向F原子,使得N 原子上的孤電子對(duì)難與Cu2+形成配位鍵
(5)Si-O鍵 N2O
(6)8 112/NA g
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