第15讲物质结构与性质(选考)非选择题(本题包括5个小题,共100分)1.(2017江苏化学,21)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3+基态核外电子排布式为。(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是,1mol丙酮分子中含有σ键的数目为。(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为。(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为。(5)某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。图1FexNy晶胞结构示意图图2转化过程的能量变化答案(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39mol(3)HM,且R为金属元素,则R位于第三周期,为本周期最活泼的金属,R为钠。引起酸雨的主要污染物为SO2或氮氧化物,则X为S或N,原子序数X>M,则X为S,Y的原子序数比X大,则Y为Cl。Z的基态原子4s和3d能级半充满并结合(5)中的Z的最高价含氧酸的钾盐为橙色,可知Z为Cr。(1)Na的基态原子电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1,元素非金属性越强,电负性越大,非金属性Cl>S。(2)X的氢化物为H2S,M的氢化物为H2O,H2O分子间可以形成氢键,沸点高于H2S。(3)XM3为SO3,根据VSEPR可知,孤电子对数为×(6-2×3)=0为sp2杂化,分子构型为平面三角形。(4)R2M为Na2O,黑球位于晶胞内部,共8个,白球位于顶点和面心,共8×+6×=4个,则N(黑球)∶N(白球)=8∶4=2∶1,则黑球为Na+。(5)Cr的最高价含氧酸的钾盐有K2Cr2O7和K2CrO4,其中K2Cr2O7为橙色,K2CrO4为黄色。O的氢化物有H2O和H2O2两种,其中H2O2既有氧化性又有还原性,则反应发生在K2Cr2O7和H2O2之间,K2Cr2O7变为Cr3+,H2O2被氧化为O2,反应在稀硫酸中发生,因此反应物为K2Cr2O7、H2O2和H2SO4,产物为K2SO4、Cr2(SO4)3、O2和H2O,根据电子得失守恒和原子守恒配平方程式。3.金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。(1)Ti基态原子的价电子排布式为。(2)钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性:CB(填“>”或“<”,下同);第一电离能:NO,原因是。(3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。S的立体构型为形,其中硫原子的杂化方式为,写出与S互为等电子体的一种分子的化学式:。(4)Ti的氧化物与CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3,CaTiO3的晶体结构如图1,Ti位于立方体的体心。该晶体中,Ca2+的配位数为...
