选考“物质结构与性质”保分练
1.(2019•呼和浩特模拟)铂(Pt)可以和很多化合物形成配合物,生产生活中有重要的用途。
(1)铂和氨水可以形成配合物,可用于提取铂。氨水中各元素的第一电离能由大到小的顺序是____________。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体,科学研究表明,反式分子和顺式分子一样具有抗癌活性。
①Cl-的核外电子排布式为____________。
②吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式为 ,吡啶分子中氮原子的轨道杂化方式是__________,分子中的大π键可用符号Πnm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡啶中的大π键应表示为________;1 mol吡啶中含有σ键的数目为_______。
③二氯二吡啶合铂分子中存在的微粒间作用力有________(填标号)。
a.离子健 b.配位键 c.金属键
d.非极性键 e.氢键 f.极性键
④二氯二吡啶合铂分子中,Pt2+的配位数是4,但是其轨道杂化方式并不是sp3,简述理由______________________________________________________________。
⑤反式二氯二吡啶合铂分子结构如图1所示,该分子是________________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)富勒烯C60能够与Pt结合形成一系列络合物。富勒烯(C60)的结构如图2所示,C60属于________晶体;C60分子中五元环与六元环的数目比为__________。(已知简单多面体的顶点数V、棱数E及面数F间有如下关系:V-E+F=2)
(4)金属铂立方晶胞的二维投影图如图3所示。若金属铂的密度为d g•cm-3,则晶胞参数a=__________nm(列出计算式即可)。
解析:(1)氨水中的元素有H、N、O,H的非金属性最弱,H的第一电离能最小;O的价电子排布为2s22p4,N的价电子排布为2s22p3,N的2p处于半充满状态较稳定,第一电离能:N>O;第一电离能:N>O>H。(2)①Cl-的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。②由吡啶的结构简式可以看出,N原子形成2个σ键,N上还有1对孤电子对,吡啶分子中氮原子的杂化方式是sp2杂化。吡啶分子中5个碳原子也采取sp2杂化,每个C原子未参与杂化的2p轨道上的1个电子和N原子的未参与杂化的2p轨道上的1个电子形成大π键,参与形成大π键的原子数为6、电子数为6,吡啶中的大π键表示为Π66。1个吡啶分子中含4个碳碳σ键、2个碳氮σ键和5个碳氢σ键,共11个σ键,1 mol吡啶中含有σ键的数目为11NA。③二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,Pt2+与Cl-、吡啶分子间为配位键,吡啶分子中存在碳碳非极性键、碳氢极性键、碳氮极性键。④根据题意,二氯二吡啶合铂有顺式和反式两种同分异构体;若Pt2+以sp3杂化轨道进行配位,则二氯二吡啶合铂为四面体结构,不存在顺反异构体,所以Pt2+的轨道杂化方式不是sp3。⑤反式二氯二吡啶合铂的结构对称,正电中心和负电中心重合,反式二氯二吡啶合铂为非极性分子。(3)C60由分子构成,C60属于分子晶体。设C60中五元环、六元环的个数依次为x、y,根据富勒烯的结构,每个碳原子被3个五元环或六元环共用,每个碳碳键被2个五元环或六元环共用,则顶点数V=60=5x+6y3(①式),棱数E为5x+6y2,面数F为x+y,根据关系式V-E+F=2列式:60-5x+6y2+x+y=2(②式),联立①式和②式,解得x=12,y=20,五元环与六元环的数目比为12∶20=3∶5。(4)根据金属铂立方晶胞的二维投影图可知,铂的晶胞为面心立方最密堆积(如图 ),用“均摊法”,该晶胞中含Pt:8×18+6×12=4,1 mol晶体的体积为195 gd g•cm-3=195d cm3;1个晶胞的体积为195dcm3NA×4=195×4dNA cm3,晶胞参数a=3195×4dNA cm= 3195×4dNA×107 nm= 3780602d nm。
答案:(1)N>O>H
(2)①1s22s22p63s23p6(或[Ne]3s23p6) ②sp2 Π66 11NA
③bdf ④若Pt2+以sp3杂化轨道进行配位,则二氯二吡