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2015-08-06
9. (1)M 9 4 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si+4NH4Cl==SiH4+4NH3+2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂。导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键,C一H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp3 1:3 [SiO3]n2n-(或SiO32-)
知识点:物质结构与元素周期律
解析:(1)硅原子核外有14个电子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2 ,对应能层分别别为K、L、M,其中能量最高的是最外层M层,该能层有s、p、d三个能级,s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级有5个轨道,所以共有9个原子轨道,硅原子的M能层有4个电子(3s23p2);
(2)硅元素在自然界中主要以化合态(二氧化硅和硅酸盐)形式存在;
(3)硅晶体和金刚石晶体类似都属于原子晶体,硅原子之间以共价键结合.在金刚石晶体的晶胞中,每个面心有一个碳原子(晶体硅类似结构),根据均摊法知面心位置贡献的原子为 6×1/ 2 =3个;
(4)Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4、NH3和MgCl2,方程式为:Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2;
(5)①烷烃中的C-C键和C-H键大于硅烷中的Si-Si键和Si-H键的键能,所以硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能易断裂,导致长链硅烷难以生成;②键能越大、物质就越稳定,C-H键的键能大于C-O键,故C-H键比C-O键稳定,而Si-H键的键能远小于Si-O键,所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键;
(6)硅酸盐中的硅酸根(SiO44− )为正四面体结构,所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式;根据图(b)的一个结构单元中含有1个硅、3个氧原子,化学式为SiO32-。
思路点拨:杂化方式看物质的结构比如:直线型为sp,平面型为sp2,四面体型为sp3,或运用价电子对数计算法:对于ABm型分子(A为中心原子,B为配位原子),分子的价电子对数可以通过下列计算确定:n=1/2(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m),配位原子中卤素原子、氢原子提供1个价电子,氧原子和硫原子按不提供价电子计算;若为离子,须将离子电荷计算在内:n=1/2(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m±离子电荷数),阳离子取“-”,阴离子取“+”。根据价电子对数可以有以下结论:
分子 价电子对数 几何构型 中心原子杂化类型
BeCl2 2 直线型 sp
BF3 3 平面三角形 sp2
SiCl4 4 正四面体 sp3
价层 孤 VS 立体SO3 3 0 sp2 平面三角CH4 4 0 sp3 正四面体NH4+ 4 0 sp3 正四面体H2O 4 2 sp3 VBF3 3 0 sp2 平面三角 CO3 2- 3 0 sp2 平面三角 SO2 3 1 sp2 VNH3 4 1 sp3 三角锥
10.I.(1) ;F>N>O>C(2)CD(3)BDF
(3)根据其性质可知应为分子晶体,晶体中存在范德华力,Cr(CO)5为配位化合物,其中含有配位键,CO中存在碳氧极性键。
Ⅱ.(1) sp2;3;NO3-或CO3 2-.
(2) ①[Cu(H2O)4SO4]·H2O ②正四面体.
知识点:原子轨道杂化方式及杂化类型判断,“等电子原理”的应用,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别,元素周期律和元素周期表的综合应用
答案解析:I(1) ;F>N>O>C(2)CD(3)BDF
(3)根据其性质可知应为分子晶体,晶体中存在范德华力,Cr(CO)5为配位化合物,其中含有配位键,CO中存在碳氧极性键。
Ⅱ.(1) sp2;3;NO3-或CO3 2-.
(2) ①[Cu(H2O)4SO4]·H2O ②正四面体.
解析:由元素在周期表中位置,可知A为氢、B为Be、C为碳、D为氮、E为氧、F为氟、G为Al、H为Cl、I为Cr、J为Fe.(1)I为Cr,核外电子数目为24,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布图为;同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势,N元素原子各轨道处于全满、半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:F>N>O>C。
(2)元素A分别与C、D、E形成最简单的常见化合物分子甲、乙和丙分别为CH4、NH3、H2O,A.CH4、NH3、H2O的空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形,故A正确;B.CH4、NH3、H2O中,中心原子均价层电子对数均为4,均采取sp3的杂化方式,故B正确;C.由于排斥力:孤电子对-孤电子对>孤电子对-成键电子对>成键电子-成键电子,故键角甲烷>氨气>水,故C错误;D.甲烷是非极性分子,故D错误。
Ⅱ.(1) BCl3中的B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对,所以B原子属于sp2杂化;同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素,根据电离能的变化规律,半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高,故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素;BCl3互为等电子体的阴离子为:NO3-或CO3 2-。
(2) ①根据其结构示意图可以得到胆矾的化学式为:[Cu(H2O)4SO4]·H2O。
②SO42-中中心原子S的价层电子对数=4+(6+2−2×4)/2=4、孤电子对数为0,为正四面体结构.
思路点拨:本题是对物质结构的考查,涉及元素周期表、元素周期律、核外电子排布、分子结构与性质、配合物、氢键等,难度中等,侧重考查学生对知识的应用,需要学生具备扎实的基础;物质结构与性质,较为综合,题目难度中等,本题注意把握晶格能的大小比较、空间构型的判断方法。
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