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1、非选择题专项训练五 物质结构与性质(选修)1.(2017河南豫南九校质评)碳、硅两元素广泛存在于自然界中。请回答下列问题:(1)基态14C原子的核外存在 对自旋状态相反的电子,硅原子的电子排布式为 。 (2)晶体硅的结构与金刚石非常相似。晶体硅中硅原子的杂化方式为 杂化;金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)的熔点由高到低的顺序为 。 (3)科学研究结果表明,碳的氧化物CO2能够与H2O借助于太阳能制备HCOOH。其反应原理如下:2CO2+2H2O2HCOOH+O2,则生成的HCOOH分子中σ键和π键的个数比是 。 (4)碳单质有多
2、种形式,其中C60、石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:①C60、石墨烯与金刚石互为 。 ②C60形成的晶体是分子晶体,C60分子中含有12个五边形和20个六边形,碳与碳之间既有单键又有双键,已知C60分子所含的双键数为30,则C60分子中有 个C—C键(多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2)。在石墨烯晶体中,每个C原子连接 个六元环;在金刚石晶体中,每个C原子连接的最小环也为六元环,六元环中最多有 个C原子在同一平面。 ③金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子的半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=
3、 a,碳原子在晶胞中的空间占有率为 (不要求计算结果)。 2.开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。①基态Ti3+的未成对电子有 个。 ②LiBH4由Li+和B构成,B呈四面体构型,LiBH4中不存在的作用力有 (填标号)。 A.离子键B.共价键C.金属键D.配位键③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为 。 (2)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为 。 3.H、C
4、、N、O都属于自然界中常见的非金属元素。(1)O、C、N三种元素中第一电离能最大的元素的基态原子的电子排布式为 。 (2)与N2互为等电子体,的电子式可表示为 ,中σ键数目和π键数目之比为 。 (3)乙二胺(结构简式为H2N—CH2—CH2—NH2)分子中的碳原子的杂化轨道类型为 ,Cu2+与乙二胺可形成配离子 ,该配离子中含有的化学键类型有 (填字母)。 A.配位键B.极性键C.离子键D.非极性键(4)CO和N2的键能数据如下表所示(单位:kJ·mol-1):物质化学键A—B(A)AB(A)A≡B(A)CO357.779
5、8.91071.9N2154.8418.4941.7结合数据说明CO比N2活泼的原因: 。 (5)C、N元素形成的新材料的晶胞具有如图所示结构,该晶体硬度超过目前世界上最硬的金刚石,成为超硬新材料,若晶胞边长为acm,则该晶体的密度是 g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。 4.由Cu、N、B、Ni等元素组成的新型材料有着广泛用途。(1)基态Cu+的最外层核外电子排布式为 。 (2)研究者预想合成一个纯粹由氮组成的新物种,若N5+中每个氮原子均满足8电子结构,以下有关N5+推测正确的是 。 A.有24个电子B.中存在三对未成键的电
6、子对C.中存在两个氮氮三键(3)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,它可由六元环状化合物(HBNH)3通过3CH4+2(HBNH)3+6H2O3CO2+6H3BNH3制得。①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是 (填标号)。 A.反应前后碳原子的轨道杂化类型不变B.CH4、H2O、CO2分子立体构型分别是:正四面体形、V形、直线形C.第一电离能:N>O>C>BD.化合物A中存在配位键②1个(HBNH)3分子中有 个σ键。 (4)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。图(a)是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根离子符号为 。图(b)是硼砂晶体中阴离
7、子的环状结构,其中硼原子采取的杂化类型为 。 5.碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物,而且还能形成多种无机化合物,同时自身可以形成多种单质,碳及其化合物的用途广泛。(1)C60分子中每个原子接2个单键和一个双键,它与F2发生加成反应,其加成产物的分子式为 ;C60的晶体结构类似于干冰,则每个C60晶胞的质量为 (用含NA的式子表示)。 (2)干冰和冰是两种常见的分子晶体,下列关于两种晶体的比较中正确的是 。 A.晶体的密度
