Question

（1）CH₃⁺、-CH₃（甲基）、CH₃^-都是重要的有機(jī)反應(yīng)中間體，有關(guān)它們的說(shuō)法正確的是

 

A、它們均由甲烷去掉一個(gè)氫原子所得
B、它們互為等電子體，碳原子均采取sp²雜化
C、CH₃^-與NH₃、H₂O⁺互為等電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形
D、CH₃⁺中的碳原子采取sp²雜化，所有原子均共面
E、兩個(gè)-CH₃（甲基）或一個(gè)CH₃⁺'和一個(gè)CH₃^-結(jié)合均可得到CH₃CH₃
（2）鋅是一種重要的金屬，鋅及其化合物有著廣泛的應(yīng)用．
①鋅在元素周期表中的位置是：

 

．
②葡萄糖酸鋅〔CH₂OH（ CHOH） ₄ COO]₂Zn是目前市場(chǎng)上流行的補(bǔ)鋅劑．寫(xiě)出Zn²⁺基態(tài)電子排布式

 

，葡萄糖分子[CH₂OH（CHOH）₄CHO]中碳原子雜化方式有

 

③Zn²⁺能與NH₃形成配離子[Zn（NH₃）₄]²⁺．配位體NH₃分子屬于

 

（填“極性分子”或“非極性分子”）；在〔Zn（NH₃）₄]²⁺中，Zn²⁺位于正四面體中心，N位于正四面體的頂點(diǎn)，試在圖1中表示出〔Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學(xué)鍵．

④圖2示鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞，其中Zn和X通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，該化合物的Zn與X的原子個(gè)數(shù)之比為

 

；
⑤在④的晶胞（圖2）中，如果只考查X的排列方式，則X的堆積方式屬于金屬晶體堆積方式中的_

 

堆積；設(shè)該晶胞中Zn的半徑為r₁ cm，其相對(duì)原子質(zhì)量為M₁，X的半徑為r₂cm，其相對(duì)原子質(zhì)量為M₂，則該晶體的密度為_(kāi)

 

g/cm³（寫(xiě)出 含有字母的表達(dá)式）

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）A．甲烷去掉一個(gè)氫原子不能得到CH₃⁺、CH₃^-；
B．CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-分別具有6個(gè)、7個(gè)和8個(gè)價(jià)電子，不是等電子體；
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺均具有10個(gè)電子，互為等電子體，所以空間構(gòu)型相同；
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp²雜化；
E．兩個(gè)CH₃-或一個(gè)CH₃⁺和CH₃^-結(jié)合都能得到CH₃CH₃．
（2）①Zn的原子序數(shù)是30，在第四周期，ⅡB 族，ds 區(qū)；
②葡萄糖里有兩種碳原子，葡萄糖是無(wú)羥基醛，所以，一種是以sp³雜化（接羥基的碳），一種是以sp²雜化（醛基里的碳）；
③同種元素之間形成非極性共價(jià)鍵，不同元素之間形成極性共價(jià)鍵，分子中正負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來(lái)看，電荷的分布是不均勻的，不對(duì)稱(chēng)的，這樣的分子為極性分子，以極性鍵結(jié)合的雙原子一定為極性分子，以極性鍵結(jié)合的多原子分子如結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，正負(fù)電荷的重心重合，電荷分布均勻，則為非極性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學(xué)鍵是配位鍵；
④利用均攤法可計(jì)算出晶胞中原子個(gè)數(shù)，據(jù)此得出原子個(gè)數(shù)比；
⑤根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，X原子分布在晶胞立方體的頂點(diǎn)和面心上，是面心立方最密堆積，根據(jù)ρ=

m

V

，可算出密度．

解答： 解：（1）A．甲烷分子變成CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-時(shí)，失去的分別是氫負(fù)離子、氫離子和質(zhì)子，空間構(gòu)型也不再與原來(lái)的分子相同，故A錯(cuò)誤； 
B．CH₃⁺、CH₃-、CH₃^-分別具有6個(gè)、7個(gè)和8個(gè)價(jià)電子，不是等電子體，中心碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同，故空間構(gòu)型不同，故B錯(cuò)誤；
C．CH₃^-與NH₃、H₃O⁺均具有10個(gè)電子，互為等電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形，故C正確；
D．CH₃⁺中的碳原子采取sp2雜化，所有原子均共面，故D正確；
E．兩個(gè)CH₃-或一個(gè)CH₃⁺和CH₃^-結(jié)合可得到CH₃CH₃，故E正確．
故選CDE；
（2）①Zn的原子序數(shù)是30，其電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，由電子排布式可知該元素為第四周期，第ⅡB族，故答案為：第四周期第ⅡB族；
②Zn²⁺基態(tài)電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，葡萄糖里有兩種碳原子，葡萄糖是無(wú)羥基醛，所以，一種是以sp³雜化（接羥基的碳），一種是以sp²雜化（醛基里的碳），故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；sp²、sp³；
③配位體NH₃分子中正負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來(lái)看，電荷的分布是不均勻的，不對(duì)稱(chēng)的，是極性分子；[Zn（NH₃）₄]²⁺中Zn²⁺與N之間的化學(xué)鍵是配位鍵，
故答案為：極性分子；；
④根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中鋅的個(gè)數(shù)為4，X的個(gè)數(shù)為8×

1

8

+6×

1

2

=4，所以鋅原子與X原子的個(gè)數(shù)比為1：1，故答案為：1：1；
⑤根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，X原子分布在晶胞立方體的頂點(diǎn)和面心上，是面心立方最密堆積，在每個(gè)晶胞中含有4個(gè)鋅原子和4個(gè)X原子，在晶胞結(jié)構(gòu)中，晶胞的體對(duì)角線長(zhǎng)度為4（r₁+r₂），所以晶胞的邊長(zhǎng)為

4(r1+r2)

3

，根據(jù)ρ=

m

V

，可知密度為

4(M1+M2) NA

[ 4(r1+r2) 3 ]3

g/cm³=

3 3 (M1+M2)

16NA(r1+r2)3

g/cm³，故答案為：面心立方最密；

3 3 (M1+M2)

16NA(r1+r2)3

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型、極性分子、晶胞的計(jì)算、原子軌道雜化方式及雜化類(lèi)型判斷、晶體類(lèi)型的判斷等，難度較大，掌握晶胞的計(jì)算是解題的關(guān)鍵