【解析】 (2) 羧基的结构为
2
3
,两个O原子的价层电子对数分别为3、4,则杂化类型
分别为sp、sp;酒石酸分子中含有2个羧基,每个羧基含有一个CO键,1个双键中含有1个π键,则1 mol酒石酸中π键的数目是2 mol。(3) TiCl4的熔、沸点较低,属于分子晶体;N
-O35?1-3?22
2中N原子的价层电子对数=3+=3,属于sp杂化,没有孤电子对,所以离子的空间构型
为平面三角形。(4) 主族元素A和钛同周期,具有相同的最外层电子数,则最外层含有2个电子,A为Ca元素;元素B原子的p能级所含电子总数与s能级所含电子总数相等,且其形成的氢化物分子之间存在氢键,已知N、O、F的氢化物能形成氢键,则B为O元素。Ca占据晶胞的顶点,
11则晶胞中Ca的个数为8×8=1,O占据面心,则晶胞中O原子的个数为6×2=3,Ti在晶胞内
部,完全属于该晶胞,则该晶体的化学式为CaTiO3。
3. (1) N>O>S
(2) sp H2O分子间形成了氢键,而H2S分子间不能形成氢键
2
(3)
NNO················
(4) 12 6 mol
【解析】 根据Y元素原子的叙述可知其电子排布式为1s2s2p,为O元素;在第2周期元素中,未成对电子数最多的元素原子的电子排布式为1s2s2p,为N元素;常温下淡黄色固体单质为硫,Z为S元素;s轨道最多排2个电子,故M的外围电子排布式为3d4s,为Ti元素。(1) 由于N元素的p轨道中电子排布呈半满稳定状态,故第一电离能:N>O>S。(2) H2O的沸点高于H2S是因为H2O分子之间形成氢键。(3) N2O分子中含有3个原子、16个价电子,故CO2与其互为等电子体,根据CO2的结构可写出N2O的电子式。(4) 六方堆积中原子的配位数为12;在该配合物中,能与M形成配位键的是5个H2O分子中的O原子与中括号内的1个Cl原子,故含有6 mol 配位键。
4. (1) 1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) (2) ①sp 10 mol ②Fe3N (3) FeCl3+6C6H5OH
H3[Fe(OC6H5)6]+3HCl
32
2
6
2
6
6
6
2
2
2
2
32
2
4
9
【解析】 (2) ①NH3分子中氮原子含有3个共价键和一个孤电子对,N原子轨道的杂化类型是sp;Fe(CO)5分子中含5个配位键,配体CO内含有1个碳氧三键,所以1 mol Fe(CO)5分子中含有σ键的数目为10 mol。②N原子位于体内,数目为2,Fe原子位于顶点、面心和体内,数目为
3
1112×6+2×2+3=6,即化学式为Fe3N。
5. (1) 1s2s2p3s3p3d(或 [Ar]3d) (2) 正四面体 CCl4(或SiF4等) (3) sp 11 mol (4) 2∶3∶6 【解析】 (2) 在ClCl
2
2
2
6
2
6
8
8
O-4中,中心Cl原子采用sp杂化,没有孤对电子,故为正四面体结构;
3
O-4含有5个原子和32个价电子,故与其互为等电子体的分子是CCl4或SiF4。
2
(3) CO(N2H3)2分子的结构式为,C原子采取sp杂化方式,1个分子中含有
112+
11个σ键。(4) 在该晶胞中,Ni在顶点和面心上,故含有a=8×8+6×2=4个;根据晶胞的
结构可知,在每个Ni的周围有6个O与其紧邻,即b=6;与每个Ni距离最近的Ni是与其在同一平面上且位于小正方形对角线上的Ni,故与其等距离且最近的Ni有12个。故
2+
2+
2+
2-2+
2+
a∶b∶c=4∶6∶12=2∶3∶6。
6. (1) 1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) (2) N(3) sp N (4)
3
2
2
6
2
6
10
10
H-2
或 (5) 8
【解析】 (2) 与水分子互为等电子体的阴离子有N
3
H-2。(3) 根据图知,每个N原子连接4个Ga
原子,则N原子采用sp杂化,Ga是ⅢA族元素,有空的p轨道,故在形成配位键时N原子提供孤电子对。(4) Zn原子和O原子之间形成配位键,其结构表示为
2-2+
2+
或
2-
。(5)
结合晶胞结构以及化学式ZnO可知,与O距离最近的Zn数目等于与Zn最近的O数目,都是8个。
10
7. (1) N>O>C (2) 1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) (3) sp 7 mol (4) CN(或
2
-2
2
6
2
6
9
9
C2-2)
(5) N2H4分子间形成氢键 (6) 16
【解析】 A为H元素;B的核外电子排布式为1s2s2p,故B为碳元素;C的p轨道有3个电子,为VA族元素;D的电子排布式为1s2s2p,故D为O元素;根据原子序数的关系可知C为N元素;ds区中最外层有1个电子的元素为Cu元素,故E为Cu元素。(1) 同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N元素2p能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于
2
2
4
2
2
2
同周期相邻元素,故第一电离能:N>O>C。(3) H2C2O4的结构式为
2
,故C原
子采用sp杂化,1个分子中含有7个σ键。(4) 原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体,与化合物CO互为等电子体的阴离子为CN、
-
C2-2等。(6) CO2在高温高压下所形成晶体
的晶胞中灰球为O原子,均在晶胞内部,一个晶胞中含O原子数目为16。
8. (1) N>O>C (2) 1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) (3) sp、sp (4) CO 4∶3 (5) KMgF3
【解析】 (3) 分子中C原子形成碳氧双键和碳碳单键,则碳原子的杂化方式是sp、sp。(4) CN中含有两个原子且价电子总数是10,所以与CN互为等电子体的一种分子为CO;(CN)2是直线形分子,并有对称性,结构式为N≡C—C≡N,(CN)2中π键和σ键的个数比为4∶3。
--2
3
2
3
2
2
6
2
6
6
6
11-2++
(5) 晶胞中F数目=12×4=3、Mg数目=8×8=1、K数目=1,故该晶体化学式为KMgF3。
9. (1) 1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) (2) N(4) 25 mol (5) AgO
【解析】 (2) H2O有3个原子、8个价电子,根据等电子体原理可知,与水互为等电子体的阴离子为N
2
2
6
2
6
10
10
H-2 sp和sp (3) 乙酸分子之间能形成氢键
2
H-2;乙烯酮分子中“CH2”中的C原子采用sp杂化,“
2
”中的碳原子采用sp
11
杂化。(3) 乙酸分子之间能形成氢键,而甲酸甲酯不能形成氢键,所以CH3COOH的沸点比
HCOOCH3的高。(4) (C2H5O)3PO的结构式为,
故1 mol分子中含有25 mol σ键。(5) Ag原子位于晶胞内,故该晶胞中含有4个Ag原子,O原子有8个位于顶点、2个位于面心、4个位于棱上、1个位于体心,故含有O原子的个数为
1118×8+4×4+2×2+1=4个,故化学式为AgO。
10. (1) 1s2s2p3s3p3d4s(或 [Ar]3d4s) O>N>C (2) CO2 SCN
2
- 2
2
6
2
6
2
2
2
2
(3) sp 7 mol
(4) 氨分子与水分子间易形成氢键 TiO2+6HF (5) CaTiO3
【解析】 最外层电子数是其内层电子数2倍的元素为C元素;2p轨道上有3个未成对电子的原子的核外电子排布式为1s2s2p,为N元素;地壳中含量最高的元素是O元素;原子序数为22的元素为Ti元素。(1) 由于同周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大,故电负性:O>N>C。(2) CNO含有3个原子和16个价电子,故其等电子体为CO2或SCN。(3) 乙二酸(H2C2O4)的
2
--2
2
3
H2TiF6+2H2O
结构式为,C原子采用sp杂化,1个分子中含有7个σ键。(4) NH3分子与
H2O分子间相互可形成氢键,故NH3极易溶于水;由于TiO2与HF发生非氧化还原反应,故产物中Ti仍然为+4价,则所得产物为H2TiF6,故反应的化学方程式为TiO2+6HF
H2TiF6+2H2O。(5) 由
1晶胞的结构可看出,Ca原子位于晶胞的顶点,故含有8×8=1个Ca, O原子位于晶胞的六个面1上,故含有6×2=3个O,Ti位于晶胞体内,故含有1个Ti,则该晶体的化学式为CaTiO3。
12