Na2FeO4、Li4YiO12和LiFePO4均可用作电极材料。请回答下列问题:
⑴基态Fe3+的价层电子轨道表达式为________;同周期元素中,基态原子的未成对电子数与基态Fe3+相同的元素为________。
⑵PO43-的空间构型为________,其中P原子的杂化方式为________;写出一种与PO43-互为等电子体且中心原子与P不同主族的阴离子:________(填离子符号)。
⑶[Ti(H2O)6]Cl3为紫色晶体,其中1mol阳离子中所含δ键的数目为________;配位键中提供孤电子对的原子为________(填元素符号)。
⑷已知物质间的转化关系如图甲所示,其中a、c均大于0。
①基态Na原子的第一电离能可表示为________。
②相同条件下,Li2O的晶格能________(填“>”“<”或“=”)ckJ∙mol-1,原因为________________________________。
③Na2O的立方晶胞结构如图乙所示。若紧邻的两个Na+之间的距离为d pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g∙cm-3,则Na的摩尔质量可表示为_______g∙mol-1(用含有d、ρ、NA的代数式表示)。
锰的单质及其化合物的用途非常广泛回答下列问题:
⑴基态锰原子的外围电子排布式为______________________,其d轨道中未成对电子数为__________。
⑵MnO的熔点(1650℃)比MnS的熔点(1610℃)高原因是_____________________________________。
⑶锰的一种配合物的化学式为Mn(BH4)2(THF)3,THF的结构简式如图所示。
①THF中的元素的电负性从大到小的顺序是__________________。
②与Mn2+形成配位键的原子为______(填元素符号)。
③BH4-的空间构型为_______,其中B原子的杂化轨道类型为________。
④写出两种与BH4-互为等电子体的分子或离子___________。
⑷一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。
①该晶胞中碳原子的原子坐标为________。
②Mn在晶体中的堆积方式为_______(填“简单立方”“体心立方”或“面心立方最密”)堆积。
③若该晶胞的边长为a pm,NA表示阿伏加德罗常数的数值,则该晶体密度的表达式为ρ = ___________________ g∙cm-3。
硼、铍及其化合物的应用正日益被重视。
⑴最重要的含铍矿物是绿柱石,含2%铬(Cr)的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子有______种运动状态的电子,基态Cr原子价电子的轨道表示式为______________。
⑵铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有___填标号。
A. 都属于p区主族元素 B. 电负性都比镁大
C. 第一电离能都比镁大 D.氯化物的水溶液pH均小于7
⑶铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成(最密堆积)。铍的熔点(1551K)比铝的熔点(930K)高,原因是_______________________。
⑷硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子的球棍模型如右图所示,其中硼原子的杂化方式为_________,配位键存在于_________原子之间。
⑸B4C可用于宝石等硬质材料的磨削、研磨等,其熔点为2350℃,沸点为3500℃,B4C属于____________晶体。
⑹层状硼酸铍的组成为H2BeB4O8。其中Be、B、O的电负性从大到小的顺序为___________;Be、B、O的第一电离能从大到小的顺序为___________。
⑺BeO立方晶胞如图所示。若BeO晶体的密度为g∙cm-3,则晶胞参数a= ________nm(NA数值用6.02×1023表示)
。
碳及其化合物有许多用途。回答下列问题:
⑴碳元素有12C、13C和14C等核素。下列对12C基态原子结构的表示方法中,对电子运动状态描述最详尽的是_______(填标号)。
A. B.
C.1s22s22p2 D.
基态13C原子核外有________种不同空间运动状态的电子。
⑵K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN-之间的化学键的类型为________,该化学键能够形成的原因是________。
⑶有机物是________(填“极性”或“非极性”)分子;该有机物中存在sp3杂化的原子,其对应元素的第一电离能由大到小的顺序为________。
⑷乙二胺(H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,两者相对分子质量接近,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是________。
⑸碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和金属阳离子半径:
碳酸盐 | MgCO3 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 |
热分解温度/℃ | 402 | 900 | 1172 | 1360 |
金属阳离子半径/pm | 66 | 99 | 112 | 135 |
随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐步升高,原因是________。
⑹石墨的晶体结构和晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρg∙cm-3,C—C键长为γ cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距为________cm。
原子序数依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七种元素,核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键,且所有原子共平面;Z的L层上有2个未成对电子;Q原子的s能级与p能级电子数相等;R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料;T处于周期表的ds区,原子中只有一个未成对电子。
(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子,基态T原子有________种不同能级的电子。
(2)X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)由X、Y、Z形成的离子ZXY-与XZ2互为等电子体,则ZXY-中X原子的杂化轨道类型为__________________。
(4)Z与R能形成化合物甲,1 mol甲中含________ mol化学键,甲与氢氟酸反应,生成物的分子空间构型分别为_________________________。
(5)G、Q、R氟化物的熔点如下表,造成熔点差异的原因为___________________。
氟化物 | G的氟化物 | Q的氟化物 | R的氟化物 |
熔点/K | 993 | 1 539 | 183 |
(6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量,反应过程中的离子方程式
为________________________;________________________。
(7)X单质的晶胞如图所示,一个X晶胞中有________个X原子;
若X晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的体积为________ cm3(用代数式表示)。
为了纪念元素周期表诞生150周年,联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。回答下列问题:
(1)Ag与Cu在同一族,则Ag在周期表中_____(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区。[Ag(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,则该配离子的空间构型是_____。
(2)表中是Fe和Cu的部分电离能数据:请解释I2(Cu)大于I2(Fe)的主要原因:______。
元素 | Fe | Cu |
第一电离能I1/kJ·mol-1 | 759 | 746 |
第二电离能I2/kJ·mol-1 | 1561 | 1958 |
(3)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为K4[Fe(CN)6]。
①CN-的电子式是______;1mol该配离子中含σ键数目为______。
②该配合物中存在的作用力类型有______(填字母)。
A.金属键 B.离子键 C.共价键 D.配位键 E.氢键 F.范德华力
(4)MnO的熔点(1660℃)比MnS的熔点(1610℃)高,其主要原因是________。
(5)第三代太阳能电池利用有机金属卤化物碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)半导体作为吸光材料,CH3NH3PbI3具有钙钛矿(AMX3)的立方结构,其晶胞如图所示。
①AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)形成正八面体结构,则M处于_______位置,X处于______位置(限选“体心”、“顶点”、“面心”或“棱心”进行填空)。
③CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为a nm,其晶体密度为dg·cm-3,则阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为_________。