化学
【化学——选修3:物质结构与性质】(15分) 碳族元素C、Si、Ge的单质及其化合物在材料、医药等方面有重要的应用。请回答下列问题。 (1)Ge原子核外电子排布式为。 (2)C元素的三种单质的晶体结构如图。 ①金刚石晶体中碳原子与碳碳键的个数比为;石墨晶体中碳原子的杂化类型为。 ②石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单层碳原子组成的二维晶体,每个碳原子提供一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动。将氢气加入到石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是. A.石墨烯是电的良导

2019-05-22

【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)

碳族元素C、Si、Ge的单质及其化合物在材料、医药等方面有重要的应用。请回答下列问题。

(1)Ge原子核外电子排布式为________________________。

(2)C元素的三种单质的晶体结构如图。

①金刚石晶体中碳原子与碳碳键的个数比为______;石墨晶体中碳原子的杂化类型为__________。

②石墨烯是从石墨材料中剥离出来的、由单层碳原子组成的二维晶体,每个碳原子提供一个p轨道上的电子形成大π键,π电子可以自由移动。将氢气加入到石墨烯中可制得一种新材料石墨烷。下列判断错误的是_______.

A.石墨烯是电的良导体而石墨烷则为绝缘体

B.石墨烯是一种强度很高的材料

C.石墨烯与石墨烷均为高分子化合物

D.石墨烯与H2制得石墨烷的反应属于加成反应

(3)碳元素的电负性比硅元素_______(填“大”或“小”)。CO2分子中碳氧原子之间化学键的成键方式为_________________。

(4)CO可以和很多金属形成配合物,如Ni(CO)4。

①其中Ni与CO之间的键型为_______。Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,则固态Ni(CO)4属于________晶体。

②与配体CO互为等电子体的阴离子有________(任写一种)。NH3也可作为很多配合物的配体。其中N原子的杂化类型为_____________。若配离子[Ni(NH3)6]2-为正八面体结构,则[Ni(CO)2(NH3)4]2+的结构有____________种。

优质解答
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 ;(2)①1:2,sp2;②C;(3)大,σ键和π键 ;(4)①配位键,分子;②CN— 或 C22-,sp3 ,2。

分 析:
(1)Ge属于第四周期ⅣA族,原子结构排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p2 ;(2)①金刚石中1个碳原子形成4个共价键,利用均摊法,1个碳原子有2个共价键,碳原子与碳碳键的个数比1:2,石墨中一个碳形成了3个δ键,剩下的1对电子参与了π键的形成,石墨中碳的价层电子对数为3,属于sp2杂化,也可以从石墨中的碳形成平面六元并环结构,sp2杂化形成的是平面结构,即石墨中的碳是sp2杂化;②A、题干中“π电子可以自由移动”,也就是说石墨烯中有自由移动的电子,说明石墨烯能够导电,说法正确;B、石墨烯由单层碳原子组成的二维晶体,使得其具有高强度,说法正确;C、石墨烯有碳原子组成,不是化合物,说法错误;D、石墨烯和氢气反应,破坏π键,使两个氢原子加到两个碳原子上,属于加成反应,说法正确,符合题意的是选项C;(3)根据电负性的规律,同主族从上到下电负性减弱,碳的电负性大于硅的电负性,两个成键原子间只能形成一个δ键,双键中一个δ键一个π键,叁键中一个δ键两个π键,CO2的结构简式:O=C=O,碳氧键有δ键和π键;(4)①Ni提供空轨道,CO提供孤电子对,它们形成的是配位键,常温下为液态说明熔沸点低,又易溶于有机溶剂,体现了分子晶体的特点,固态Ni(CO)4属于分子晶体;②等电子体:原子总数相等、价电子数相同,CO有2个原子、10个价电子,所以与CO互为等电子体的是:N2、CN-、C22-、NO+,等电子体且为阴离子是CN-、C22-,任选一个;NH3中的N有3个δ键,孤对电子=1/2(5-3)=1,价层电子对数为4,所以杂化类型为sp3 ,,有两个CO替代NH3的位置,两个CO邻位,两个CO对位,有2种结构。
考点:
考查核外电子排布式的写法、杂化类型的判断、等电子体、σ键和π键的相关内容。 考点
分析:
考点1:物质的结构与性质 试题属性 题型: 难度: 考核: 年级
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 ;(2)①1:2,sp2;②C;(3)大,σ键和π键 ;(4)①配位键,分子;②CN— 或 C22-,sp3 ,2。

分 析:
(1)Ge属于第四周期ⅣA族,原子结构排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p2 ;(2)①金刚石中1个碳原子形成4个共价键,利用均摊法,1个碳原子有2个共价键,碳原子与碳碳键的个数比1:2,石墨中一个碳形成了3个δ键,剩下的1对电子参与了π键的形成,石墨中碳的价层电子对数为3,属于sp2杂化,也可以从石墨中的碳形成平面六元并环结构,sp2杂化形成的是平面结构,即石墨中的碳是sp2杂化;②A、题干中“π电子可以自由移动”,也就是说石墨烯中有自由移动的电子,说明石墨烯能够导电,说法正确;B、石墨烯由单层碳原子组成的二维晶体,使得其具有高强度,说法正确;C、石墨烯有碳原子组成,不是化合物,说法错误;D、石墨烯和氢气反应,破坏π键,使两个氢原子加到两个碳原子上,属于加成反应,说法正确,符合题意的是选项C;(3)根据电负性的规律,同主族从上到下电负性减弱,碳的电负性大于硅的电负性,两个成键原子间只能形成一个δ键,双键中一个δ键一个π键,叁键中一个δ键两个π键,CO2的结构简式:O=C=O,碳氧键有δ键和π键;(4)①Ni提供空轨道,CO提供孤电子对,它们形成的是配位键,常温下为液态说明熔沸点低,又易溶于有机溶剂,体现了分子晶体的特点,固态Ni(CO)4属于分子晶体;②等电子体:原子总数相等、价电子数相同,CO有2个原子、10个价电子,所以与CO互为等电子体的是:N2、CN-、C22-、NO+,等电子体且为阴离子是CN-、C22-,任选一个;NH3中的N有3个δ键,孤对电子=1/2(5-3)=1,价层电子对数为4,所以杂化类型为sp3 ,,有两个CO替代NH3的位置,两个CO邻位,两个CO对位,有2种结构。
考点:
考查核外电子排布式的写法、杂化类型的判断、等电子体、σ键和π键的相关内容。 考点
分析:
考点1:物质的结构与性质 试题属性 题型: 难度: 考核: 年级
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