元 素 | Mn | Fe | |
電離能 /kJ•mol-1 | I1 | 717 | 759 |
I2 | 1509 | 1561 | |
I3 | 3248 | 2957 |
分析 (1)A.甲醛中氧元素電負(fù)性很大,與水分子中H原子可以形成氫鍵;
B.CH2O分子中C原子形成3個σ鍵,而CO2分子中C原子形成2個σ鍵,均沒有孤電子對;
C.C6H6分子中含有12個σ鍵和1個大π鍵;
D.二氧化碳晶體屬于分子晶體,二氧化硅屬于原子晶體.
(2)Mn元素的原子序數(shù)是24號元素,其原子核外有24個電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其價電子排布式;原子軌道處于半滿、全滿、全空時能量更低穩(wěn)定;
(3)元素周期表根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征分成五個區(qū)域:s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū),s區(qū)為第ⅠA、ⅡA族,p區(qū)為第ⅢA到零族,d區(qū)包括從第ⅢB族~ⅦB族、第Ⅷ八族,ds區(qū)為第ⅠB、ⅡB族,f區(qū)為鑭系和錒系;
根據(jù)均攤法計算晶胞中Ti、O原子數(shù)目,進(jìn)而確定化學(xué)式;
(4)①同周期從左向右電負(fù)性逐漸增大,非金屬性越強電負(fù)性越大;
②形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時,N原子形成3個共價鍵,微粒中N原子形成4個鍵,其中1個是N原子與亞鐵離子形成的配位鍵;
(5)NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,離子配位數(shù)為6;
以晶胞體心的Ni2+研究,與之最鄰近的6個O2-位于面心,這幾個O2-構(gòu)成的空間構(gòu)型為正八面體;
已知Ni2+與O2-的核間距為a nm,則晶胞棱長為2a nm,晶胞中Ni2+、O2-離子數(shù)目均為4,表示出晶胞的質(zhì)量,再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶體密度.
解答 解:(1)A.甲醛中氧元素電負(fù)性很大,與水分子中H原子可以形成氫鍵,故A正確;
B.CH2O分子中C原子形成3個σ鍵,而CO2分子中C原子形成2個σ鍵,均沒有孤電子對,HCHO分子中C原子采用sp2雜化,二氧化碳分子中C原子為sp雜化,故B錯誤;
C.C6H6分子中含有12個σ鍵和1個大π鍵,故C錯誤;
D.二氧化碳晶體是分子晶體,二氧化硅晶體是原子晶體,所以CO2晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低,故D正確,
故答案為:AD;
(2)Mn元素的原子序數(shù)是24號元素,其原子核外有24個電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d54s2,其價電子排布式為3d54s2,
Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多,而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少,
故答案為:3d54s2;由Mn2+轉(zhuǎn)化為Mn3+時,3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d4狀態(tài)需要的能量較多,而Fe2+到Fe3+時,3d能級由不穩(wěn)定的3d6到穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài),需要的能量相對要少;
(3)Ti處于第四周期第ⅣB族,屬于d區(qū)元素,每個晶胞中含有鈦原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+1=2,氧原子數(shù)為4×$\frac{1}{2}$+2=4,故化學(xué)式為TiO2,
故答案為:d;TiO2;
(4)①同周期從左向右電負(fù)性逐漸增大,非金屬性越強電負(fù)性越大,故電負(fù)性大小為O>N>C>H,
故答案為:O>N>C>H;
②形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時,N原子形成3個共價鍵,微粒中N原子形成4個鍵,其中1個是N原子與亞鐵離子形成的配位鍵,標(biāo)出配位鍵為:,
故答案為:;
(5)NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同,Ni2+與最鄰近O2-的配位數(shù)為6,以晶胞體心的Ni2+研究,與之最鄰近的6個O2-位于面心,這幾個O2-構(gòu)成的空間構(gòu)型為正八面體;
Ni2+與O2-的核間距為a nm,則晶胞棱長為2a nm,晶胞中Ni2+、O2-離子數(shù)目均為4,晶胞的質(zhì)量為6×$\frac{Mg/mol}{{N}_{A}mo{l}^{-1}}$,則晶體密度為4×$\frac{Mg/mol}{{N}_{A}mo{l}^{-1}}$÷(2a×10-7cm)3=$\frac{M×1{0}^{21}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$g/cm3,
故答案為:6;正八面體;$\frac{M×1{0}^{21}}{2{a}^{3}{N}_{A}}$.
點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查,涉及氫鍵、雜化方式、化學(xué)鍵、電負(fù)性、核外電子排布、晶胞計算等,是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識的綜合考查,需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ),注意識記中學(xué)常見晶胞結(jié)構(gòu),難度中等.
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A. | ④⑥ | B. | ②④⑥ | C. | 僅有⑥ | D. | ①③ |
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A | 原子半徑最小的元素 |
B | 原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài) |
E | 原子L電子層上有兩個未成對電子 |
F | 原子最外層有2個電子,次外層電子數(shù)為D原子最外層電子數(shù)的2倍 |
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A. | ①③④⑥ | B. | ②③⑤ | C. | ①②④ | D. | ①③⑤ |
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化學(xué)式 | 名稱或俗名 | 主要用途 |
K2FeO4 | 高鐵酸鉀 | 高能材料、水處理劑和氧化劑 |
H2C2O4 | 草酸 | 重要還原劑、菠菜成分之一 |
KAl(SO4)2•12H2O | 明礬 | 凈水劑、用于制油條和糕點 |
Cu2O | 氧化亞銅 | 用于制紅色涂料 |
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物質(zhì) | NaCl | NH4Cl | NaHCO3 | NH4HCO3 | Na2CO3 |
s/g | 35.9 | 37.2 | 9.6 | 21.7 | 21.5 |
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