于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu被氧化为Cu,故深蓝色溶液中阳离子的化学式为[Cu(NH3)4]。
答案:(1)金属晶体 金属键 12 (2)1s2s2p3s3p Ar HClO4 正四面体 (3)①CuCl
+2
2
6
2
5
2+
+2+
NA
4×99.54×M 3-21或×10NA×a3×10-21
2+
②Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子) [Cu(NH3)4]
12.C、Si、Ge、Sn是同族元素,该族元素单质及其化合物在材料、医药等方面有重要应用。请回答下列问题:
(1)Ge的原子核外电子排布式为_________________________________________。 (2)SiO2晶体的空间构型是______________,其中氧原子的杂化方式为____________,硅氧之间共价键的类型是__________(填“σ”或“π”键)。
(3)C、Si、Sn三种元素的单质中,属于分子晶体的是________(填一种)。已知SnO2是离子晶体,其主要物理性质有________________________________(写出2条即可)。
答案:(1)1s2s2p3s3p3d4s4p (2)正四面体 sp σ键
(3)C60等富勒烯类(或其他合理答案) 熔融时能导电、熔点较高(合理即可)
13.生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气(主要成分为CO、CO2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式:________________。
(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式____________。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。 ①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是______________;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为________________。
②甲醛分子的空间构型是____________;1 mol甲醛分子中σ________________。
③在1个Cu2O晶胞(结构如图所示)中,所包含的Cu原子数目为________________。
键的数目为
3
2
2
6
2
6
10
2
2
解析:(1)Zn的原子序数为30,注意3d轨道写在4s轨道的前面;(2)依据等电子原理可知,CO与N2为等电子体,N2分子的结构式为NN,互为等电子体分子的结构相似,则CO的结构式为CO;(3)甲醇分子之间形成了分子间氢键,甲醛分子间只是分子间作用力,而没
5
有形成氢键,故甲醇的沸点高;甲醛分子中含有碳氧双键,故碳原子轨道的杂化类型为sp
2
杂化;分子的空间构型为平面三角形;1 mol甲醛分子中含有2 mol C—H σ键,1 mol C—O σ键,故含有σ键的数目为3NA;依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部,所包含的Cu原子数目为4。
答案:(1)1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s (2)CO (3)①甲醇分子之间形成了氢键 sp杂化 ②平面三角形 3NA ③4
14.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,目前所采用或正在研究的主要储氢材料有:配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。 ①Ti基态的电子排布式可表示为__________________。 ②BH4的空间构型是________________(用文字描述)。
储氢
(2)液氨是富氢物质, 是氢能的理想载体,利用N2+3H2输氢2NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是________(填字母)。
a.NH3分子中N原子采用sp杂化 b.相同压强时,NH3沸点比PH3高 c.[Cu(NH3)4]中,N原子是配位原子 d.CN的电子式为
-
2+
3
-2+
2
2
2
6
2
6
10
2
10
2
(3)Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。
①C60晶体易溶于苯、CS2,说明C60是________分子(填“极性”或“非极性”); ②1 mol C60分子中,含有σ键数目为________。
(4)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图②所示,已知该晶体的密度为a g·cm
-3
,则晶胞的体积为____cm[用a、NA表示(NA表示阿伏加德罗常数)]。
3
解析:(1)①Ti为22号元素,价电子排布为3d4s,Ti 失去4s上面的两个电子生成Ti,则Ti基态电子排布式为[Ar]3d。②BH4中,B可以提供3个电子,整个离子得一个13-
电子,由(3+1-4×1)=0知,B中无孤对电子,为sp杂化,BH4为正四面体。(2)NH3分
2子中N有一对孤对电子,为sp杂化;NH3分子间可以形成氢键,故沸点比PH3高;[Cu(NH3)4]
+
-
3
2
2+
2+
2
-
2
2
中,NH3为配体,N原子提供孤对电子,为配位原子;CN与N2互为等电子体,故与N2的电
子式相似,即C与N之间存在三对共用电子对。(3)①根据相似相溶原理,苯和CS2均为非
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