15.物质结构与性质
1.【解析】(1)①锌元素的原子序数为30,基态锌离子的电子排布式为[Ar]3d10,则基态Zn2+的价电子排布式为3d10;
②L2-所含元素C、H、O中,第一电离能同周期从左到右依次增强,第ⅡA周期第ⅤA族高于相邻元素,同族由上到下减小,从小到大的顺序为HCO;由结构简式可知,配体中苯环碳原子和双键碳原子杂化方式为sp2杂化,共有8个;
③若在L2-上引入能与水分子形成氢键的羟基和氨基,有利于增强X与水分子的吸附作用,若在L2-上引入不能与水分子形成氢键的氯原子、甲基,不能增强X与水分子的吸附作用,故选BC;
④由X晶胞的组成结构单元可知,单元结构中位于顶点的[Zn4O]6+的个数为8×18=1,位于棱上的L2-的个数为12×14=3,设晶体的密度为dg·cm-3,由X晶体具有面心立方结构,其晶胞由8个结构相似的组成单元构成可得8×(3M1+M2)NA=(a×10
(2)相比Zn2+,半径更小的Co2+与碳酸根中的氧离子作用力更强,更利于碳酸根分解为CO2,ZnCO3比CoCO3的分解温度高。
(3)H3PO3为中强酸,H3PO3分子中含1个非羟基氧原子,P原子最外层有5个电子,H3PO3的分子结构为;H3AsO3为弱酸,H3AsO3分子中不含非羟基氧原子,As原子最外层有5个电子,H3AsO3的分子结构。
答案:(1)①3d10②HCO8③BC④8×
(2)高相比Zn2+,半径更小的Co2+与碳酸根中的氧离子作用力更强,更利于碳酸根分解为CO2
(3)、
2.【解析】(1)砷位于元素周期表的第4周期第ⅤA族,其基态原子核外价电子排布式为4s24p3;砷原子p轨道为半充满状态,其第一电离能较大,所以同周期中第一电离能大于砷的元素只有Br和Kr2种。
(2)CH3As(OH)2与(CH3)2AsOH两种含砷有机酸均属于分子晶体,CH3As(OH)2含两个羟基,形成的氢键数目多,沸点高;AsO43-和AsO33-均为sp3杂化,但AsO33-比AsO43
(3)①由N点原子分数坐标结合图1可知,M点原子分数坐标为(14,14,
②根据均摊法可得Li:1+12×14=4,Zn:4×18+5×12=3,Mn:4×18+1×12=1,As:4,化简即可得LiZnmMnnAs
③设晶胞棱长为anm,1个晶胞中含有4个LiZnmMnnAs,所以d·(a×10-7)3=4M
a=34Md·NA×107,则As原子与Mn原子之间的最短距离(即体对角线的14)
④在LiZnAs立方晶胞中,Zn以面心立方形式堆积,Li和As分别填充在Zn原子围成的八面体空隙和四面体空隙中,Zn位于顶点、面心,晶胞中Zn原子数目为4,结合化学式可知晶胞中Li、As原子数均为4,结合x=0、0.5和1的截面,可知Li位于晶胞的体心、棱心,而As位于18晶胞体心,只有其中4个填充As原子的18晶胞,根据几何知识可知x=0.25或0.75,在图4中As原子所在的截面上表示为或。
答案:(1)4s24p32(2)CH3As(OH)2CH3As(OH)2与(CH3)2AsOH两种含砷有机酸均属于分子晶体,CH3As(OH)2含两个羟基,形成的氢键数目多,沸点高
(3)①(14,14,34)②0.750.25③34
④(或)
0.25(或0.75)
3.【解析】(1)根据二维硼烯氧化物的部分结构可知每个含有2×12=1个O原子,B原子个数为6×13=2,其化学式为B2O或(B2O)n,由图可知B—B键长B—O键长,因为O原子在两个B
(2)BF3、NaBH4溶于二乙二醇二甲醚[(CH3OCH2CH2)2O],加入四氢呋喃()可制得和NaF,则反应的化学方程式为4+3NaBH4+BF34+3NaF;(CH3OCH2CH2)2O在水中的溶解度大于其在苯中的溶解度,原因是(CH3OCH2CH2)2O与H2O均为极性分子,且与H2O分子间能形成氢键;
(3)D、E之间的高度差为[(1-d)-d]cpm,由于α=120°,D、E水平面间的距离为2×[32×(23-13)]apm=33apm,D、
F:8×18+2=3,Be:8×14+4=6,B:4×14+2=3,发生非氧化还原反应可知各元素化合价不变,可知O的个数为9,化学式为Be2BO3F,故设阿伏加德罗常数的值为
10-10cm,根据ρ=mV=nMNAV=3×96g·mol-
答案:(1)B2O或(B2O)n
(2)4+3NaBH4+BF3
4—BH3+3NaF(CH3OCH2CH2)2O与H2O均为极性分子,且与H2O分子间能形成氢键
(3)(33a)