第一单元《原子核外电子运动》非选择题专题训练
1.【化学-选修3物质结构与性质】(15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过________方法区别晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有_______个未成对电子,Fe3+的电子排布式为_________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为____________。
(3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道为___________,1mol乙醛分子中含有的 键的数目为___________。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是___________ 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和定点,则该晶胞中有 个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数 nm,晶胞中铝原子的配位数为 。列式表示Al单质的密度 g cm-3。
【答案】⑴X射线衍射法,(1分) ⑵4,(1分)1s22s22p63s23p63d5;(1分)血红色。(1分)
⑶sp3、sp2;(2分)6NA;(1分)形成了分子间的氢键,造成沸点升高;(2分)16 (2分)
⑷12;(2分) (2分)
【解析】
试题分析:(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过X射线衍射法方法区别晶体、准晶体和非晶体。
(2)铁的原子序数是26,根据核外电子排布规律可知基态Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以铁原子有4个未成对电子,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为血红色。
(3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中甲基上的碳原子形成4个单键,杂化轨道是sp3,醛基上的碳原子形成2个单键,一个双键,所以杂化轨道为sp2;单键都是σ键,而双键是由1个σ键和1个 构成,则根据乙醛的结构简式CH3CHO可知,1mol乙醛分子中含有的 键的数目为6NA。由于乙酸形成了分子间的氢键,造成沸点升高,因此乙酸的沸点明显高于乙醛。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和定点,则晶胞中氧原子个数=4+8×1/8+6×1/2=8,所以根据化学式可知该晶胞中有16个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,晶胞中铝原子的配位数为12,其中铝原子的个数是8×1/8+6×1/2=4。又因为其晶胞参数 nm,则Al单质的密度=m÷V= g cm-3。
考点:考查晶体性质、晶胞计算、核外电子排布、共价键、杂化轨道等
2.【选修3—物质结构与性质】(14分)
前四周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大,已知:X原子的2p轨道为半充满状态;Y原子的L层有2个未成对电子;Z与Y位于同主族;W的+2价简单离子核外电子层排布与Ar原子相同;R原子的d轨道上有3个空轨道。请回答下列问题:
(1)R原子的基态电子排布式为 。
(2)X、Y原子的第一电离能大小顺序为 。(用元素符号表示)
(3)X的常见单质分子结构中σ键数目为 。
(4)Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子空间构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为 。
(5)某矿物晶体由Y、W、R三种元素组成,其晶胞结构如图所示。
则该矿物的化学式为 ,若已知该晶胞的边长为a cm,则该晶胞的密度为 g/cm3。(用含a、NA的代数式表示)
【答案】(每空2分 共14分)
(1)[Ar]3d24s2 (2)N>O (3)1 (4)正四面体 sp3
(5)CaTiO3 136/a3NA
【解析】