3.4 配合物与超分子 同步练习
一、单选题
1.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如下图所示:下列叙述正确的是( )
A.Xm-的化学式为B4O8H42-
B.硼原子轨道的杂化类型有sp2、 sp3
C.配位键存在于4、6原子之间
D.硼砂晶体中有离子键、配位键两种化学键
2.向4 mL0.1 mol·L-1CuSO4溶液中滴加几滴浓度为1 mol·L-1的氨水,首先形成蓝色沉淀,继续滴加氨水并振荡,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,继续滴加8mL95%的乙醇,析出深蓝色的晶体。下列分析错误的是( )
A.深蓝色晶体的化学式为[ Cu(NH3)4]SO4·H2O
B.[Cu(NH3)4]2+属于配离子,NH3为配体
C.[Cu(NH3)4]2+可表示为[]2+,离子空间结构一定为正四面体形
D.五水硫酸铜CuSO4·5H2O可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O
3.某化合物的结构示意图如图,下列关于该化合物的叙述中正确的是( )
A.该化合物含有H、O、N、Ni 四种元素
B.该化合物属于配合物,中心离子是 N
C.该化合物中含有σ键、π键、极性键、非极性键、配位键和氢键
D.该化合物是配合物,中心离子的配位数是2,配体是氮元素
4.下列有关说法错误的是( )
A.基态Ti原子中能量最高的能级有3个空轨道
B.以双聚分子形式存在的FeCl3中Fe的配位数为4
C.乙醇比甲醚的沸点高是因为乙醇分子间能形成氢键
D.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,属于s区元素
5.下列现象的变化与配合物的形成无关的是( )
A.向FeCl3与溶液中滴加KSCN,出现红色
B.用王水(1体积浓硝酸和3体积浓盐酸混合而成)清洗金币,会使金币质量减轻
C.向AgNO3溶液中滴加氨水,先出现白色沉淀后溶解
D.向AlCl3溶液中逐滴加入NH3·H2O溶液至过量,出现白色沉淀
6.离子液体是一种由离子构成的液体,在低温下也能液态存在,是一种很有研究价值的溶剂。研究显示最常见的离子液体主要由如图所示正离子和负离子构成,图中正离子有令人惊奇的稳定性,它的电子在其环外结构中高度离域。下列说法错误的是( )
A.该化合物中不存在配位键和氢键
B.图中负离子的空间结构为正四面体形
C.图中正离子中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
D.C,N,H三种元素的电负性由大到小的顺序为N >C>H
7.我国科学家成功合成了一种具有超高能量且室温下稳定的盐(局部结构如图),其中含有两种10电子离子。下列说法错误的是 ( )
A.经X射线衍射实验可测得该盐的晶体结构
B.该盐可用于制造炸药
C.两种10电子离子中均含配位键
D.图中离子中Z原子采取杂化
8.下列关于物质(分子)的性质正确的是( )
A.熔点: B.沸点:
C.极性: D.配位数:干冰中冰中
9.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,用强碱处理并没有NH3放出,则下列有关说法中正确的是( )
A.NH3与NO3-中氮原子的杂化方式相同
B.配合物中心离子的电荷数和配位数均为4
C.PtCl4·2NH3的立体构型为正八面体形
D.Cl-和NH3分子均与中心离子Pt4+配位
10.下列有关化学实验的“操作→现象→解释”均正确的是( )
选项 操作 现象 解释
A 向溶液中滴加KSCN溶液 产生红色沉淀
B 向氯化铜固体中滴加蒸馏水 首先得到绿色浓溶液,然后变为蓝色
C 向黄色溶液滴入3滴2mol/L的稀硝酸 黄色加深
D 向悬浊液中滴加氨水 沉淀溶解 不溶于水,但溶于氨水,重新电离成和
A.A B.B C.C D.D
11.近年来,德国研究人员利用O2、N2、CH4、NH3、H2O和HCN这6种远古地球上存在的简单物质,再使用硫醇和铁盐等物质模拟当时环境,成功制得核酸的4种基本模块。下列说法正确的是( )
A.O2的沸点比N2的低
B.NH3分子呈三角锥形
C.配离子[Fe(H2O)6]3+中H与中心原子配位
D.元素C、N、O、S的第一电离能依次增大
12.近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe、Sm、As、F、O组成的化合物。下列说法正确的是( )
A.配合物,可用作催化剂,内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则
B.Fe成为阳离子时首先失去3d轨道电子
C.元素As与N同族可预测分子中键的键角小于中键的键角
D.每个分子最多可与两个分子形成两个氢键
13.下列说法错误的是( )
A.石墨晶体中层内导电性强于层间导电性
B.基态Cr3+的最高能层中成对电子与未成对电子的数目比为8∶3
C.N元素的电负性比P元素的大,可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
D.(CH3COO)2Ni 4H2O的空间构型为八面体,中心离子的配位数为6
14.某紫色配离子的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.该配离子与水分子可形成氢键
B.该配离子中铜离子的配位数是4
C.基态Cu原子的价层电子排布式是3d104s1
D.该配离子中铜元素的价态为+1价
15.氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料;NO能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。下列说法正确的是( )
A.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表的p区
B.提供孤电子对用于形成配位键
C.该配合物中阴离子空间结构为正四面体形
D.配离子为,中心离子的配位数为5
16.关于化学式[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是( )
A.配位体是Cl-和H2O,配位数是8
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中的Cl-的数目比是1:2
D.在1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3molAgCl沉淀
17.下列说法正确的是( )
A.范德华力非常微弱,破坏范德华力不需要消耗能量
B.H2O的沸点低于NH3
C.H2O是一种稳定的化合物,这是氢键所致
D.范德华力:HI>HBr>HCl
18.晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A.图1晶体密度为g cm-3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为
D.取代产生的空位有利于传导
19.向盛有硫酸铜蓝色溶液的试管里滴加氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色溶液,再加无水乙醇得到深蓝色晶体。溶液和晶体呈现深蓝色都是因为的存在。下列说法错误的是( )
A.配离子中为中心离子,为配体,配位数为4
B.加入乙醇的目的是降低配合物的溶解度
C.空间构型为正四面体形,和VSEPR模型不一致
D.配离子中N原子属于杂化,4个杂化轨道分别形成1个配位键和3个N-H σ键
20.下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间作用力完全相同的是( )
A.碘的升华和干冰气化 B.二氧化硅和干冰熔化
C.苯和硝酸钾熔化 D.食盐和冰熔化
二、综合题
21.东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对电子数为 。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 。
(3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1 958 kJ·mol–1、INi=1 753 kJ·mol–1,ICu> INi的原因是 。
22.二草酸根合铜(II)酸钾可用于无机合成、功能材料制备。回答下列有关问题:
(1)基态氧原子的电子排布式为 ,以下氧原子的激发态中能量最高的是 (填字母)。
a. b. c.
(2)二草酸根合铜(II)酸钾是一种配合物。
①其中配位体的化学式是 ,配位原子是氧而不是碳的原因是 。
②草酸分子的结构为,其中碳原子的杂化轨道类型为 ,草酸分子中含有的键数目为 (阿伏加德罗常数的值为),键能大于键能的判断依据是 。
23.含钴的化合物在金属有机化学的发展中占有相当重要的一席之地,回答下列问题:
(1)写出钴原子的价层电子排布式 。
(2)八羰基二钴Co2(CO)8可催化乙炔环三聚为苯,写出与CO互为等电子体的离子的电子式 (写出一种)。苯分子中碳原子的杂化方式为 ,1mol苯分子中含有的σ键的数目为 (NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)二茂钴可看作是Co2+与两个正五边形的环戊二烯负离子配体形成的夹心型分子(结构如下图所示:
①已知大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则环戊二烯负离子(C5H5)的大π键可表示为 ;
②二茂钴是紫黑色晶体,熔点约173℃,不溶于水和液氨,但能溶于有机溶剂,下列相互作用中,二茂钴晶体中不存在的是 ;
A.离子键 B.配位键 C.范德华力 D.氢键
(4)[Co(NH3)5Cl]Cl2晶胞中[Co(NH3)5Cl]2+和Cl-的排布具有类似氟化钙晶胞的结构(氟化钙晶胞如下图)
则一个氯离子周围距离最近的配离子的数目为 ,若此配合物晶体的密度为g·cm-3,则[Co(NH3)5Cl]2+与氯离子之间的最短距离是 nm(设配合物相对分子质量为M)。
24.Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道,能与一些分子或离子形成配合物。
(1)与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 。
(2)①六氰合亚铁离子[Fe(CN)6]4-中不存在 (填序号)。
A.共价键
B.非极性键
C.配位键
D.σ键
E.π键
②写出一种与CN-互为等电子体的单质的化学式: 。
25.A、B、C、D是四种短周期主族元素,其原子序数依次增大。只有B、C位于同一周期且位置相邻,其中C是地壳中含量最多的元素,D是其所处周期中电负性最强的元素。用元素相关化学符号回答下列问题:
(1)①A元素的原子结构示意图为 。
②B的基态原子电子的空间运动状态有 种。
③C的基态原子核外电子排布式为 。
④D的基态原子价层电子排布图为 。
(2)B、C两种元素形成的一种化合物B2C曾被用作麻醉剂,推测的空间构型为 ;写出的一种等电子体的结构式 。
(3)B、C两元素分别与A元素形成的两种阳离子中,中心原子的杂化方式都是采用sp3杂化,键角大的是 (填离子符号),原因 。
(4)如图是A、B、C、D四种元素组成的某化合物的局部晶体结构图,其中虚线表示氢键,氢键之一的表示式可写为,请据图任意再写出一种氢键的表示式 (用元素符号),阴离子中所含的键数目为 (用阿伏加德罗常数的值表示)。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.观察模型,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,可知Xm-是(H4B4O9)m-,依据化合价H为+1,B为+3,O为-2,可得m=2,则Xm-的化学式为:(H4B4O9)2-,故A不符合题意;
B.根据图知,B原子价层电子对个数是3的采用sp2杂化、是4的采用sp3杂化,故B符合题意;
C.含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间易形成配位键,B原子含有空轨道、O原子含有孤电子对,4,5(或5,4)原子之间存在配位键,故C不符合题意;
D.硼砂晶体中有离子键、配位键和共价键三种化学键,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题考物质结构和性质,涉及配合物成键情况、原子杂化、等知识点,为高频考点,知道配位键的构成条件,会判断原子杂化方式是解答关键。根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数= (a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数,1,3,5,6代表氧原子,2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化;3号氧原子形成2个单键,钠离子与Xm-形成离子键。
2.【答案】C
【解析】【解答】A,铜离子和NH3形成配位键,形成的配合物在乙醇中的溶解度降低,所以深蓝色晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,A不符合题意;
B.铜离子含有空轨道,NH3中氮原子含有孤电子对,因此[ Cu(NH3)4]2+属于配离子,其中NH,为配体,B不符合题意;
[C.Cu( NH3)4]2+可表示为,离子空间结构为平面正方形,C符合题意;
D.铜离子和水也可以形成配位键,所以五水硫酸铜CuSO4·5H2O可表示为[ Cu(H2O)4]SO4·H2O,D不符合题意。
【分析】弄清楚铜离子与氨分子间的反应,及生成的 [ Cu(NH3)4]SO4·H2O 的组成,配位键用“"表示。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.该化合物中含有C、H、O、N、Ni五种元素,A不符合题意;
B.该化合物属于配合物,中心离子为Ni离子,B不符合题意;
C.该化合物中有σ键和π键,极性键,非极性键,配位键和氢键,C符合题意;
D.该化合物是配合物,中心离子的配位数是4,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.元素种类的判断;
B.配合物中心离子的判断;
C.σ键和π键,极性键,非极性键,配位键和氢键的判断;
D.配位数的判断。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,其能量最高的能级为3d能级,含有3个空轨道,A不符合题意;
B.FeCl3的双聚分子的结构为,因此Fe的配位数为4,B不符合题意;
C.乙醇可形成分子间氢键,而甲醚不行,氢键的存在可使得沸点增大,因此乙醇的沸点高于甲醚,C不符合题意;
D.价电子排布为5s25p1的元素,其电子最后填入的是p能级,因此该元素属于p区元素,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、根据基态Ti原子的核外电子排布式分析;
B、根据双聚分子的结构分析;
C、乙醇可形成分子间氢键,使得沸点增大;
D、电子最后填充的是p能级,属于p区元素;
5.【答案】D
【解析】【解答】A.Fe3+和SCN-形成配合物离子,与配合物的形成有关,故A不符合题意
B.金币溶于王水生成HAuCl4,是配合物,故B不符合题意
C.出现白色沉淀是生成了AgOH,再进一步反应生成[Ag(NH3)2]OH,是配合物,故C不符合题题
D.AlCl3和NH3·H2O反应生成氢氧化铝沉淀,与配合物的形成无关,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】氯化铝与氨水发生的是复分解反应,与配合物无关,其他均与配合物有关
6.【答案】A
【解析】【解答】该化合物中负离子[ AlCl4]-存在配位键,故A符合题意;
图中负离子[ AlCl4]-中中心Al原子的价电子对数为=4,孤电子对数为0,因此空间结构为正四面体形,故B不符合题意;
图中正离子中环上的碳原子价电子对数为3 +0=3,杂化方式为sp3,-C2H5,中碳原子价电子对数为4 +0=4,杂化方式为sp3,故C不符合题意;
根据元素非金属性越强,电负性越大,得到C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H,故D不符合题意。
【分析】A.[ AlCl4]-存在配位键;
B.根据价层电子对互斥理论分析;
C.根据价层电子对互斥理论分析;
D.元素非金属性越强,电负性越大。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.由该盐得局部结构图可知经X射线衍射实验可以测定该盐的晶体结构,故A不符合题意;
B.该物质是一种具有超高能量的盐,则可用于制造炸药,故B不符合题意;
C.由分析知有两种10电子离子可能为,,两者中均含配位键,故C不符合题意;
D.图中离子为,图示的结构为平面正五边形,说明中N原子采取杂化,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体;
B.该物质具有超高能量,可用于制造炸药;
C.两种10电子离子可能为和,均含配位键;
D.离子为,N原子价层电子对数为3,采用sp2杂化。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.同一主族的碱金属元素对应的单质随着原子序数的递增熔点减小,A不符合题意;
B.是同一主族元素的简单氢化物,虽然氨气有氢键使之沸点出现异常,但由于的相对分子质量比氨气的大很多,分子间作用力更强, 的沸点大于氨气,B不符合题意;
C.二硫化碳是非极性分子,极性弱于COS,C不符合题意;
D.干冰中二氧化碳的配位数为12,冰中水的配位数为4,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、同一主族的碱金属元素从上到下熔点递减;
B、相对分子质量和氢键影响氢化物的沸点;
C、二硫化碳为非极性分子;
D、干冰中二氧化碳的配位数为12,冰中水的配位数为4。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.NH3中氮原子的价层电子对数=3+ =4,NO3-中氮原子的价层电子对数=3+ =3,氮原子的杂化方式不同,故A不符合题意;
B.配合物中中心原子的电荷数为4,配位数为6,故B不符合题意;
C.该配合物中中心原子的配位数为6,应是八面体结构,Pt与6个配体成键,但不是正八面体,故C不符合题意;
D.由上述分析可知,Cl-和NH3分子均与Pt4+配位,形成的配合物为[PtCl4(NH3)2],故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】加入AgNO3不产生沉淀,用强碱处理没有NH3放出,说明不存在游离的氯离子和氨分子,所以该物质的配位化学式为[PtCl4(NH3)2],据此分析解答。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.硫氰化铁溶于水得到红色溶液,不是红色沉淀,故A不符合题意;
B.向氯化铜固体中滴加蒸馏水时,氯化铜溶解得到含有四氯合铜离子的浓溶液,溶液呈绿色,继续加入蒸馏水时,溶液中的平衡向正反应方向移动,溶液由绿色变为蓝色,故B符合题意;
C.向黄色溶液滴入3滴2mol/L的稀硝酸时,溶液中的氢离子浓度最大,平衡向逆反应方向移动,溶液的黄色变浅,故C不符合题意;
D.氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子,四氨合铜离子不能电离出铜离子和氢氧根离子,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.Fe(SCN)3不是沉淀;
C.滴加稀硝酸,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;
D.氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.氧气和氮气均属于分子晶体,其沸点高低取决于分子间作用力的大小,氧气的相对分子质量大于氮气,其分子间作用力大,沸点高于氮气,故A不符合题意;
B.NH3分子中心N原子的价层电子对数= ,孤电子对数为4-3=1,分子构型为三角锥形,故B符合题意;
C.配离子中中心原子提供空轨道,配位原子提供孤电子对,而H不存在孤电子对,O存在孤电子对,因此是O原子与中心原子配位,故C不符合题意;
D.同周期元素第一电离能呈逐渐增大趋势,但是VA族最外层半满较稳定,第一电离能大于同周期VIA族元素,元素C、N、O的第一电离能的大小顺序:N>O>C,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.分子晶体的熔沸点与分子的相对分子质量有关,相对分子量越大,物质的熔沸点越高;
B.根据价层电子对互斥理论判断物质的空间构型,以及杂化类型;
D.注意元素C、N、O的第一电离能的大小顺序:N>O>C。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.铁的价层电子排布式为3d64s2,价层电子数为8,配合物Fe(CO)n,一个配体CO提供2个电子,Fe(CO)n内中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,因此18=8+2n,n=5,故A不符合题意;
B.铁的核外电子排布是1s22s22p63s23p63d64s2,铁成为阳离子先失去4s2上的电子,故B不符合题意;
C.氨气中N-H键的键长小于AsH3中键的键长,在氨气中成键电子对更靠近,排斥力更大,导致键角增大,所以As-H键的键角小于氨气中N-H键角,故C符合题意;
D.每个水分子通过氢键与4个水分子连接在一起,因此可以形成4个氢键;故D不符合题意
故答案为:
【分析】A.根据中心原子的价层电子数结合配体提供的电子数即可计算出n;
B.一般失去电子从s轨道先失去,故从4s先失去;
C.根据孤对电子对其排斥力的大小判断;
D.根据水分子中含有2个氢原子和一个氧原子可形成4个氢键。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.石墨层间存在分子间作用力、层内存在金属键,层内具有金属晶体的性质、层间具有分子晶体的性质,所以石墨晶体中层内导电性强于层间导电性,故A不符合题意;
B.基态Cr3+的最高能层为M层,排布式为3s23p63d3,有8个成对电子,3个未成对单电子,所以基态Cr3+的最高能层中成对电子与未成对电子的数目比为8∶3,故B不符合题意;
C. N的电负性比P的大,所以P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大,因此PCl3分子的极性比NCl3的大,故C符合题意;
D.(CH3COO)2Ni 4H2O的空间构型为八面体,则CH3COO-、H2O都是Ni2+的配体,所以其配位数是6,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.石墨层内存在金属键,层内具有金属晶体的性质;
B.依据构造原理分析;
C. 依据电负性差值大,极性强判断;
D.依据配合物的结构式分析。
14.【答案】D
【解析】【解答】A.该配离子中氮、氧元素的电负性较强且直接与氢原子相连,能与水分子形成氢键,A不符合题意;
B.由该粒子的结构可知,铜离子与2个氧、2个氮结合,配位数是4,B不符合题意;
C.铜为29号元素,位于第四周期ⅠB族,基态Cu原子的价层电子排布式是3d104s1,C不符合题意;
D.该配离子整体带2个单位负电荷,2个铜周围直接相连2个-OH、4个-NH-,则铜元素的价态为+2价,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.N原子和O原子可与水分子中的H原子形成氢键,水分子中的O原子也可与配离子中的H原子形成氢键;
B.铜离子形成4个共价键,配位数为4;
C.Cu为29号元素,核外共29个电子,根据构造原理书写其价层电子排布式为3d104s1。
15.【答案】C
【解析】【解答】A、H元素属于s区,故A错误;
B、 中,提供空轨道,NO和水分子提供孤电子对,故B错误;
C、该配合物的阴离子是硫酸根离子,硫酸根离子中,中心S原子采用sp3杂化,不含孤电子对,空间结构为正四面体形,故C正确;
D、该配合物的配体为NO和水分子,则配位数为1+5=6,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、H位于s区;
B、 提供空轨道;
C、该配合物阴离子为硫酸根离子;
D、配体为NO和水分子。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2 H2O,配位体是Cl和H2O,配位数是6,故A不符合题意;
B.中心离子是Ti3+,内配离子是Cl-,外配离子是Cl-,故B不符合题意;
C.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2 H2O,内配离子是Cl-为1,外配离子是Cl-为2,内界和外界中的Cl-的数目比是1:2,故C符合题意;
D.加入足量AgNO3溶液,外界离子Cl-离子与Ag+反应,内配位离子Cl-不与Ag+反应,只能生成2molAgCl沉淀,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.[TiCl(H2O)5]Cl2 H2O中配位体是Cl和H2O;
B..[TiCl(H2O)5]Cl2 H2O中中心离子是Ti3+,内配离子是Cl-,外配离子是Cl-;
D.只有外界的Cl-离子与Ag+反应。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.范德华力虽然微弱,但破坏范德华力仍然需要消耗能量,A不符合题意;
B.常温下,H2O是液态,NH3是气态,H2O分子间氢键的数目大于NH3分子间氢键的数目,所以H2O的沸点高于NH3,B不符合题意;
C.H2O是一种稳定的化合物,是O-H键键能较大,与氢键无关,C不符合题意;
D.组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力就越大,所以范德华力:HI>HBr>HCl,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.只要破坏作用力,就要消耗能量
B.氢键影响物质的沸点,氢键多的沸点高
C.稳定性由键能大小决定
D.都是卤化氢,范德华力由相对分子质量决定
18.【答案】C
【解析】【解答】A.根据均摊法,图1的晶胞中含Li:8×+1=3,O:2×=1,Cl:4×=1,1个晶胞的质量为,那么密度为:,A项正确;
B.图1晶胞中,O位于面心,与O等距离最近的Li有6个,O原子的配位数为6,B项正确;
C.根据均摊法,图2中Li:1,Mg或空位为8×=2。O:2×=1,Cl或Br:4×=1,Mg的个数小于2,根据正负化合价的代数和为0,图2的化学式为LiMgOClxBr1-x,C项错误;
D.进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料,说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导,D项正确;
故答案为:C。
【分析】思路分析:利用均摊法算出晶胞的化学式,根据结构判断配位数,计算密度的公式为,注意单位的换算。
19.【答案】C
【解析】【解答】A.在配离子中,整个内界中,为中心离子,为配体分子,且为单齿配体,则其配位数为4,选项A不符合题意;
B.在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,加入乙醇的目的是降低配合物的溶解度,析出晶体,选项B不符合题意;
C.中硫原子含有的孤对电子对数是=0,所以是正四面体形,属于sp3杂化,和VSEPR模型一致,选项C符合题意;
D.中N原子属于杂化,4个杂化轨道分别形成1个配位键和3个N-H σ键,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】要区分离子的空间构型和VSEPR模型,VSEPR模型去掉孤对电子后的模型就是离子的空间构型,如果没有孤对电子,离子的空间构型和VSEPR模型是一致的
20.【答案】A
【解析】【解答】A.碘和干冰都属于分子晶体,因此其状态变化过程中,所克服的微粒间作用力都是分子间作用力,A符合题意;
B.二氧化硅为原子晶体,干冰为分子晶体,二者熔化时,所克服的分子间作用力不相同,B不符合题意;
C.苯为分子晶体,其熔化过程中克服分子间作用力,硝酸钾为离子晶体,其熔化过程中所克服的微粒间作用力为离子键,C不符合题意;
D.食盐为离子晶体,熔化时所克服的微粒间作用力为离子键,冰为分子晶体,熔化时所克服的微粒间作用力为分子间作用力,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】根据物质所属的晶体类型和气化(或熔化)过程中所克服的作用力进行分析。
21.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d84s2或 [Ar]3d84s2;2
(2)正四面体;配位键;N
(3)金属;铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
【解析】【解答】(1)Ni元素原子核外电子数为28,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级上的未成对电子数为2,故答案为:1s22s22p63s23p63d84s2;2;
(2)①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子为SO42-,SO42-中S原子的孤电子对数= =0,价层电子对数=4+0=4,离子空间构型为正四面体,故答案为:正四面体;
②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+提供空轨道,NH3中N原子含有孤电子对,二者之间形成配位键,故答案为:配位键;N;
(3)单质铜及镍都属于金属晶体,都是由金属键形成的晶体;Cu+的外围电子排布为3d10,呈全充满状态,比较稳定,Ni+的外围电子排布为3d84s1,Cu+的核外电子排布更稳定,失去第二个电子更难,因此铜的第二电离能高于镍的第二电离能,故答案为:金属;铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子。
【分析】(1)根据构造原理书写其电子排布式;
(2)①根据硫原子的价层电子对数分析SO42-的空间构型;
②根据配位键的形成分析;
(3)单质铜和镍都是金属晶体,根据原子结构分析第二电离能的大小;
22.【答案】(1);
(2);氧原子可以提供弧电子对,碳原子没有弧电子对;;;键长小于键长(或中共用电子对数多等)
【解析】【解答】(1)O元素为8号元素,其基态氧原子的电子排布式为,电子占据的能级越高,电子的能量越高,能级按照1s、2s、2p、3s、3p、3d,能量依次升高,故氧原子的激发态中能量最高的是。
(2)①中配位体的化学式是,配位原子是氧而不是碳的原因是氧原子可以提供弧电子对,碳原子没有弧电子对。
②草酸分子的结构为,其中碳原子形成3个σ键,没有孤电子对,价层电子对数为3,故碳原子的杂化轨道类型为,单键为σ键,双键中有且只有一个σ键,故草酸分子中含有的键数目为,键能大于键能的判断依据是键长小于键长或中共用电子对数多等。
【分析】(1)O为8号元素,基态氧原子的电子排布式为,1s、2s、2p、3s、3p、3d,能量依次升高;
(2)①该配合物中配体是草酸根离子;配体中含有孤电子对的原子提供孤电子对;
②该分子中碳原子价层电子对数是3,共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键和1个π键;键长越短,键能越大。
23.【答案】(1)3d74s2
(2);sp2;12NA
(3);AD
(4)4;
【解析】【解答】(1)Co为27号元素,其核外电子排布式为[Ar]3d74s2,则其价层电子排布式为3d74s2;
(2)互为等电子体,原子个数相等,价电子数相同,根据此规则,与CO互为等电子体的离子可以是CN-,其电子式为:;苯分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化,1mol苯分子中含有12mol σ键,个数为12NA;
(3)①环戊二烯负离子(C5H5)中,5个原子参与形成大π键,参与形成大π键的电子数共6个,因此环戊二烯负离子(C5H5)的大π键可表示为
;
②根据二茂钴的结构可知,该晶体中存在配位键和范德华力,不存在离子键和氢键,故故答案为:AD;
(4)[Co(NH3)5<Cl]Cl2晶胞中[Co(NH3)5Cl]2+和Cl-的排布具有类似氟化钙晶胞的结构,由晶胞可知,一个氯离子周围距离最近的配离子的数目为4,[Co(NH3)5Cl]2+与氯离子之间的最短距离是晶胞中体对角线的
,设晶胞参数为a cm,则a3=
,则a=
,因此[Co(NH3)5Cl]2+与氯离子之间的最短距离为
nm。
【分析】(1)根据质子数结合核外电子排布即可写出价层电子排布式
(2)根据电子数相等即可找出等电子体,苯中的碳原子是sp2杂化。根据分子中的 σ 即可计算
(3)①根据π键的书写要求即可写出
②根据性质即可判断其为分子晶体
(4)根据晶胞结构图即可找出配离子数目,根据占位计算出原子数计算出质量,根据计算体积即可计算出距离
24.【答案】(1)具有孤电子对
(2)B;N2
【解析】【解答】(1)配体中必须含有孤电子对,否则不能形成配位键。
(2)①根据六氰合亚铁离子的化学式可知,该配离子中不存在非极性键,B项符合题意。②价电子总数和原子总数都相等的微粒互为等电子体,故与CN-互为等电子体的单质是N2。
【分析】(1)根据题目, Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道 , 与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结 构是有孤电子对;
(2)①根据六氰合亚铁离子的化学式搞清楚其结构,CN-中存在碳氮三键,既可以判断;
②弄清等电子体的概念,价电子总数和原子总数都相等的微粒互为等电子体。
25.【答案】(1);5(或五);;
(2)直线形;O=C=O
(3);的中心原子O有一对孤电子对,孤电子对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(4)[或];
【解析】【解答】(1)①H元素的原子结构示意图中质子数和核外电子数都为1,A元素的原子结构示意图为。故答案为:;
②N的基态原子电子占据1s、2s、2p共5个轨道,B的基态原子电子的空间运动状态有5(或五)种。故答案为:5(或五);
③O的基态原子核外电子排布式为。故答案为:;
④Cl的基态原子价层电子排布图为。故答案为:;
(2)B、C两种元素形成的一种化合物B2C曾被用作麻醉剂,中心N原子价层电子对数为2+=2,sp杂化,的空间构型为直线形;原子总数为3,价电子总数为16,的一种等电子体的结构式O=C=O。故答案为:直线形;O=C=O;
(3)B、C两元素分别与A元素形成的两种阳离子中,中心原子的杂化方式都是采用sp3杂化,键角大的是,原因的中心原子O有一对孤电子对,孤电子对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力。故答案为:;的中心原子O有一对孤电子对,孤电子对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力;
(4)根据A、B、C、D四种元素组成的某化合物的局部晶体结构图,一种氢键的表示式[或],2个原子之间的键只可能有1个,所以根据结构图阴离子中所含的键数目为。故答案为:[或];。
【分析】依据原子的序数判断;
②依据原子构造原理判断;
③依据原子核外电子排布规律书写;
④依据原子构造原理;
(2)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
(3)依据孤对电子之间排斥作用>孤对电子与成键电子对之间排斥>成键电子对之间排斥分析。
(4)根据晶体结构图,依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;