高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二十六 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件

專題二十六 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高考化學(xué)高考化學(xué) (江蘇省專用)考點(diǎn)考點(diǎn) 核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)A A組組 自主命題自主命題江蘇卷題組江蘇卷題組1.(2018江蘇單科,21A,12分)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為S和N,NOx也可在其他條件下被還原為N2。(1)S中心原子軌道的雜化類型為;N的空間構(gòu)型為(用文字描述)。(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為。(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學(xué)式)。(4)N2分子中鍵與鍵的數(shù)目比n() n()=。(5)Fe(H2O)62+與NO反應(yīng)生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)诮Y(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。24O3O24O3O225Fe(NO)(H) O五年高考Fe(NO)(H2O)52+結(jié)構(gòu)示意圖答案答案(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)N(4)1 2(5)2O解析解析本題考查原子軌道雜化類型、微粒的空間構(gòu)型、核外電子排布式、等電子體、鍵與鍵、配位鍵等知識(shí)。(1)S中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,則中心原子的雜化類型為sp3;N的中心原子雜化類型為sp2,且配位原子數(shù)與雜化軌道數(shù)相等,故N的空間構(gòu)型為平面(正)三角形。(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6。(3)等電子體具有相同的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù),與O3分子互為等電子體的一種陰離子為N。(4)N2的結(jié)構(gòu)式為,故n() n()=1 2。(5)H2O中的O原子、NO中的N原子與Fe2+形成配位鍵,故結(jié)構(gòu)示意圖為。24O3O3O2O價(jià)層電子對(duì)數(shù)中心原子A雜化類型配位原子數(shù)空間構(gòu)型4sp34正四面體3三角錐形2V形3sp23平面三角形2V形2sp2直線形知識(shí)歸納知識(shí)歸納A.對(duì)于ABm型分子或A空間構(gòu)型的判斷Bnm2.(2017江蘇單科,21A,12分)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)?、丙酮和乙醇參與。(1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。(2)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是,1mol丙酮分子中含有鍵的數(shù)目為。(3)C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椤?4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮,這是因?yàn)椤?5)某FexNy的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為。圖1FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖圖2轉(zhuǎn)化過(guò)程的能量變化答案答案(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39mol(3)HCO(4)乙醇分子間存在氫鍵(5)Fe3CuN解析解析本題考查核外電子排布式的書寫、雜化類型的判斷、化學(xué)鍵、電負(fù)性的比較及晶胞的相關(guān)計(jì)算等知識(shí)。(1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)丙酮分子中有兩種碳原子,其中CH3中碳原子為sp3雜化,中碳原子為sp2雜化;單鍵均是鍵,一個(gè)雙鍵中有一個(gè)鍵和一個(gè)鍵,故1mol丙酮分子中含有9mol鍵。(3)依據(jù)同周期元素電負(fù)性變化規(guī)律可知,電負(fù)性:CO;再結(jié)合元素非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系可知,電負(fù)性:HC。(4)乙醇分子間存在氫鍵,使得乙醇沸點(diǎn)較高。(5)由圖2可知更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物為Cu替代a位置Fe型,利用均攤法可得晶胞中各原子個(gè)數(shù)Cu:8=1,Fe:6=3,N:1,故化學(xué)式為Fe3CuN。18123.(2016江蘇單科,21A,12分,0.757)Zn(CN)42-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng):4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2OZn(H2O)42+4HOCH2CNHOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為。(2)1molHCHO分子中含有鍵的數(shù)目為mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是。(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為。(5)Zn(CN)42-中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,Zn(CN)42-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為。答案答案(12分)(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N(5)或2H解析解析(1)基態(tài)Zn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2,Zn原子失去4s軌道上的2個(gè)電子形成Zn2+,由此可寫出Zn2+基態(tài)核外電子排布式。(2)HCHO的結(jié)構(gòu)式為,則1molHCHO分子中含有3mol鍵。(3)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)式為,中的C原子采取sp3雜化,CN中的C原子采取sp雜化。(4)等電子體具有相同的原子數(shù)和相同的價(jià)電子數(shù),與H2O分子互為等電子體的陰離子為N。2H知識(shí)拓展知識(shí)拓展有機(jī)化合物中C原子軌道雜化類型判斷:為sp3雜化;為sp2雜化;為sp雜化。易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示配位鍵的表示方法:用“”來(lái)表示配位鍵,箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子。4.(2015江蘇單科,21A,12分,0.750)下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛:2Cr2+3CH3CH2OH+16H+13H2O4Cr(H2O)63+3CH3COOH(1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為;配合物Cr(H2O)63+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是(填元素符號(hào))。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為;1molCH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為。(3)與H2O互為等電子體的一種陽(yáng)離子為(填化學(xué)式);H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)椤?7O答案答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)O(2)sp3和sp27mol(或76.021023)(3)H2F+H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵解析解析(1)Cr為24號(hào)元素,鉻原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3);與Cr3+形成配位鍵的應(yīng)為含孤對(duì)電子的氧原子。(2)甲基(CH3)中的碳原子軌道雜化類型為sp3,羧基(COOH)中的碳原子軌道雜化類型為sp2;一個(gè)CH3COOH分子中有六個(gè)單鍵均為鍵,還含有一個(gè)碳氧雙鍵,碳氧雙鍵中含一個(gè)鍵、一個(gè)鍵,共含7個(gè)鍵。(3)等電子體必須滿足原子個(gè)數(shù)和電子個(gè)數(shù)均相等;H2O與CH3CH2OH中均含羥基(OH),可形成氫鍵。規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)CH3、CH2中的C采取sp3雜化;、CHO、COOH、中的C采取sp2雜化;、中的C采取sp雜化。5.(2014江蘇單科,21A,12分,0.71)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)醛基,也可用于和葡萄糖反應(yīng)制備納米Cu2O。(1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為。(2)與OH-互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。(3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是;1mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為。(4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為。答案答案(1)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp26mol或66.021023個(gè)(4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O+3H2O(5)12解析解析(2)等電子體是原子個(gè)數(shù)和電子個(gè)數(shù)均相同的微粒,與OH-互為等電子體的分子是HF。(3)CHO中碳原子采取sp2雜化,1molCH3CHO分子中含鍵數(shù):3mol(CH3中的CH鍵)+1mol(CC鍵)+1mol(CHO中的CH鍵)+1mol(中鍵)=6mol,即6NA個(gè)。(5)觀察銅晶胞的結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)銅原子在空間x、y、z三個(gè)平面上均有4個(gè)與之距離最近的銅原子,總數(shù)為43=12個(gè)。審題技巧審題技巧第(4)題中的Cu(OH)2懸濁液中含NaOH,寫化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)將NaOH寫入。B B組統(tǒng)一命題、省組統(tǒng)一命題、省( (區(qū)、市區(qū)、市) )卷題組卷題組1.2018課標(biāo),35(1)(4),12分Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為、(填標(biāo)號(hào))。A.B.C.D.(2)Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H-),原因是。(3)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是、中心原子的雜化形式為。LiAlH4中,存在(填標(biāo)號(hào))。A.離子鍵B.鍵C.鍵D.氫鍵(4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過(guò)圖(a)的Born-Haber循環(huán)計(jì)算得到。1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz圖(a)可知,Li原子的第一電離能為kJmol-1,OO鍵鍵能為kJmol-1,Li2O晶格能為kJmol-1。答案答案(1)DC(2)Li+核電荷數(shù)較大(3)正四面體sp3AB(4)5204982908解析解析(1)根據(jù)能量1s2s600(分解)-75.516.810.3沸點(diǎn)/-60.3444.6-10.045.0337.0(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為形,其中共價(jià)鍵的類型有種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為。答案答案(1)啞鈴(紡錘)(2)H2S(3)S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng)(4)平面三角2sp3解析解析本題考查電子排布圖、電子云、中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)計(jì)算、分子構(gòu)型、雜化軌道類型等。(1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子排布式為3d64s2,排布圖為;基態(tài)S原子電子排布式為1s22s22p63s23p4,最高能級(jí)為3p,電子云輪廓圖為啞鈴形。(2)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù):H2S為2+(6-21)=4;SO2為2+(6-22)=3;SO3為3+(6-23)=3。(3)S8和SO2均為分子晶體,S8的相對(duì)分子質(zhì)量比SO2的相對(duì)分子質(zhì)量大很多,范德華力更強(qiáng),所以S8的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比SO2的高很多。(4)SO3分子中中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,無(wú)孤電子對(duì),故SO3分子的立體構(gòu)型為平面三角形;SO3分子的結(jié)構(gòu)式為,其中既有鍵又有鍵;由圖(b)可知三聚分子中每個(gè)S原子與4個(gè)O原子形成4個(gè)鍵,故其雜化軌道類型為sp3。1212123.2018課標(biāo),35(1)(2)(4),8分鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。回答下列問(wèn)題:(1)Zn原子核外電子排布式為。(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是。(4)中華本草等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為,C原子的雜化形式為。答案答案(1)Ar3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子(4)平面三角形sp2解析解析(1)Zn是30號(hào)元素,核外有30個(gè)電子,故核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2。(2)由于Zn的核外電子排布式為Ar3d104s2,Cu的核外電子排布式為Ar3d104s1,Zn核外電子排布處于全滿穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能更大,所以I1(Zn)I1(Cu)。(4)ZnCO3中的陰離子為C,C中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+(4+2-32)=3,且無(wú)孤電子對(duì),故空間構(gòu)型為平面三角形,C原子的雜化形式為sp2。23O23O124.(2017課標(biāo),35,15分)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色,其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為nm(填標(biāo)號(hào))。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為。K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是。(3)X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在離子。離子的幾何構(gòu)型為,中心原子的雜化形式為。3I3I(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu),邊長(zhǎng)為a=0.446nm,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示。K與O間的最短距離為nm,與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,I處于各頂角位置,則K處于位置,O處于位置。答案答案(1)A(2)N球形K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少,金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.31512(5)體心棱心解析解析本題考查角度較前幾年更為細(xì)致,如顏色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)、基態(tài)原子最高能層符號(hào)、晶胞中原子間的位置關(guān)系等。(1)紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)是可見光中最短的,A項(xiàng)正確。(2)K位于第4周期A族,電子占據(jù)的最高能層為N層,最外層只有一個(gè)電子,位于s能級(jí),電子云輪廓圖形狀為球形。金屬的熔、沸點(diǎn)與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān),金屬鍵的強(qiáng)弱又與金屬原子的半徑以及價(jià)電子數(shù)有關(guān),原子半徑越大,價(jià)電子數(shù)越少,金屬鍵越弱,熔、沸點(diǎn)越低。(3)中心原子I的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(7+2-1)=4,中心原子雜化類型為sp3雜化,成鍵電子對(duì)數(shù)為2,孤電子對(duì)數(shù)為2,故空間構(gòu)型為V形。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知K與O間的最短距離是面對(duì)角線的一半,即0.446nm,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知與K緊鄰的O的個(gè)數(shù)為12。1222(5)根據(jù)已知的晶胞可知,當(dāng)I原子處于各頂角位置時(shí),晶胞可以由八個(gè)已知晶胞堆積在一起組合而成,其中I原子處于八個(gè)晶胞的體心構(gòu)成的八個(gè)頂角上,則K原子處于新晶胞的體心,O原子處于新晶胞的棱心。答題規(guī)范答題規(guī)范用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子或離子的空間構(gòu)型5.(2017課標(biāo),35,15分)我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因。(3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。從結(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為,不同之處為。(填標(biāo)號(hào))A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)D.共價(jià)鍵類型R中陰離子中的鍵總數(shù)為個(gè)。分子中的大鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù),n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為),則中的大鍵應(yīng)表示為。圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(N)NHCl、。(4)R的晶體密度為dgcm-3,其立方晶胞參數(shù)為anm,晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為。5Nnm665N4H答案答案(1)(2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個(gè)電子(3)ABDC5(H3O+)OHN()(N)NHN()(4)(或10-21)655N4H5N3602a dM3Aa dNM解析解析本題考查價(jià)層電子對(duì)互斥理論、價(jià)電子排布圖、氫鍵、晶體的相關(guān)計(jì)算等。(1)氮原子價(jià)層電子排布式為2s22p3,價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為。(3)H3O+中鍵數(shù)為3,中心原子孤電子對(duì)數(shù)為(6-1-31)=1,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化軌道類型為sp3,立體結(jié)構(gòu)為三角錐形;N中鍵數(shù)為4,中心原子孤電子對(duì)數(shù)為(5-1-41)=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化軌道類型為sp3,立體結(jié)構(gòu)為正四面體形;H3O+和N中均含極性共價(jià)鍵和配位鍵,故兩種陽(yáng)離子的相同之處為A、B、D,不同之處為C。由圖(b)中的結(jié)構(gòu)可知中的鍵數(shù)為5;中的5個(gè)原子參與形成大鍵,每個(gè)原子中參與形成大鍵的電子數(shù)為1(孤電子對(duì)不參與),故參與形成大鍵的電子數(shù)為5+1=6,中大鍵應(yīng)表示為。由圖(b)可知H3O+與、N與之間均存在氫鍵。(4)晶體的密度為dgcm-3,晶胞的體積為(a10-7)3cm3,晶胞的質(zhì)量為y,則y=d(a10-7)3,y=10-21。124H124H5N5N5N5N655N4H5N11Ag mollMN moAMN73A(10 )daNM3Aa dNM知識(shí)拓展知識(shí)拓展大鍵1.定義:在多原子分子中如有相互平行的p軌道,它們連貫重疊在一起構(gòu)成一個(gè)整體,p電子在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)形成型化學(xué)鍵,這種不局限在兩個(gè)原子之間的鍵稱為離域鍵,或共軛大鍵,簡(jiǎn)稱大鍵。2.形成條件:這些原子都在同一平面上;這些原子有相互平行的p軌道;p軌道上的電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的2倍。6.(2017課標(biāo),35,15分)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為。元素Mn與O中,第一電離能較大的是,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為和。(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?原因是。(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了鍵外,還存在。(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a=0.448nm,則r(Mn2+)為nm。答案答案(1)Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2分子量較大、范德華力較大(4)離子鍵和鍵(鍵)(5)0.1480.07664解析解析(1)Co是27號(hào)元素,位于元素周期表第4周期第族,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。根據(jù)元素第一電離能的變化規(guī)律可知,元素Mn與O中,第一電離能較大的是O。O元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為2s22p4,核外未成對(duì)電子數(shù)是2,而Mn元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d54s2,核外未成對(duì)電子數(shù)是5,因此基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn。(2)CO2和CH3OH的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2和4,所以CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為sp和sp3。(3)常溫下水和甲醇是液體而二氧化碳和氫氣是氣體,液體的沸點(diǎn)高于氣體;H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多,所以水的沸點(diǎn)高于甲醇;CO2與H2均為非極性分子,CO2的相對(duì)分子質(zhì)量較大、范德華力較大,所以CO2的沸點(diǎn)比H2高。(4)硝酸錳是離子化合物,硝酸根離子和錳離子之間形成離子鍵,硝酸根中N原子與3個(gè)氧原子形成3個(gè)鍵,一個(gè)硝酸根離子中有一個(gè)氮氧雙鍵,所以還存在鍵。(5)O2-采用面心立方最密堆積方式,則面對(duì)角線是O2-半徑的4倍,即4r(O2-)=a,解得r(O2-)=0.420nm0.148nm;MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,晶胞參數(shù)=2r(O2-)+2r(Mn2+224則r(Mn2+)=(0.448nm-20.148nm)/2=0.076nm。知識(shí)拓展知識(shí)拓展中心原子雜化形式的判斷方法先計(jì)算中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù),價(jià)層電子對(duì)數(shù)n=(中心原子的價(jià)電子數(shù)+配位原子的成鍵電子數(shù)電荷數(shù))。注意:上述公式中正電荷取“-”,負(fù)電荷取“+”;當(dāng)配位原子為氧原子或硫原子時(shí),成鍵電子數(shù)為零。再根據(jù)n值判斷雜化類型,一般有如下規(guī)律:n=2,sp雜化;n=3,sp2雜化;n=4,sp3雜化。127.(2016課標(biāo),37,15分)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar,有個(gè)未成對(duì)電子。(2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/-49.526146沸點(diǎn)/83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為,微粒之間存在的作用力是。(6)晶胞有兩個(gè)基本要素:原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(,0,);C為(,0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。12121212晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76pm,其密度為gcm-3(列出計(jì)算式即可)。答案答案(1)3d104s24p22(2)Ge原子半徑大,原子間形成的單鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成鍵(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(4)OGeZn(5)sp3共價(jià)鍵(6)(,)10714141438 736.02 565.76解析解析(2)單鍵中含有1個(gè)鍵,雙鍵中含有1個(gè)鍵和1個(gè)鍵,叁鍵中含有1個(gè)鍵和2個(gè)鍵。鍵的成鍵方式是“頭碰頭”,鍵的成鍵方式是“肩并肩”,原子間形成的鍵鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),越不利于兩原子間形成鍵。(3)對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高。(4)元素的非金屬性越強(qiáng),原子吸引電子能力越強(qiáng),元素的電負(fù)性越大。(5)金剛石中C原子的雜化方式為sp3雜化,微粒間作用力為共價(jià)鍵,運(yùn)用類推法不難得出結(jié)論。(6)晶胞參數(shù)a即為晶胞邊長(zhǎng),=gcm-3=107gcm-3。mV231037386.02 10(565.76 10)38 736.02 565.768.(2016課標(biāo),37,15分)東晉華陽(yáng)國(guó)志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問(wèn)題:(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為。(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍(lán)色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是。在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是。氨的沸點(diǎn)(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;氨是分子(填“極性”或“非極性”),中心原子的軌道雜化類型為。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1958kJmol-1、INi=1753kJmol-1,ICuINi的原因是。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為。若合金的密度為dgcm-3,晶胞參數(shù)a=nm。答案答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3(3)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子(4)3 110713232516.02 10d解析解析(2)S中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4,采取sp3雜化,立體構(gòu)型為正四面體;Ni2+與NH3之間形成共價(jià)鍵時(shí)Ni提供空軌道,N提供孤電子對(duì),形成配位鍵;氨分子之間形成氫鍵,分子間作用力增大,故沸點(diǎn)高于膦(PH3);氨分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4,采取sp3雜化,四個(gè)雜化軌道中有三個(gè)軌道被共用電子對(duì)占據(jù),一個(gè)軌道被孤電子對(duì)占據(jù),是極性分子。(3)金屬單質(zhì)形成的晶體均為金屬晶體,金屬晶體中只含有金屬鍵。(4)晶胞中含Cu原子數(shù)為6=3,含Ni原子數(shù)為8=1,兩者數(shù)量比為3 1;由題意可得:d=,解得a=nm。24O6225 1 32 121873233 6459(10 )6.02 10a3251602d9.(2016課標(biāo),37,15分)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs,第一電離能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為,其中As的雜化軌道類型為。(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1000,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9,其原因是。(5)GaAs的熔點(diǎn)為1238,密度為gcm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為,Ga與As以鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半徑分別為rGapm和rAspm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。答案答案(1)Ar3d104s24p3(1分)(2)大于(2分)小于(2分)(3)三角錐形(1分)sp3(1分)(4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體(2分)(5)原子晶體(2分)共價(jià)(2分)100%(2分)3033AGaAsGaAs410()3()N rrMM解析解析(1)As為33號(hào)元素,位于元素周期表第四周期第A族,故其基態(tài)原子的核外電子排布式為Ar3d104s24p3。(2)Ga和As同屬第四周期元素,且Ga原子序數(shù)小于As,則原子半徑Ga大于As,第一電離能Ga小于As。(3)AsCl3中As元素價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,As的雜化方式為sp3雜化,AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(5)GaAs為原子晶體,Ga和As之間以共價(jià)鍵鍵合。該晶胞中原子個(gè)數(shù):Ga為4個(gè),As為8+6=4個(gè),晶胞中原子所占體積為(+)4pm3;則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%=100%。1812433Gar3Asr3330GaAsGaAsA4()4 1034() rrMMN 3033AGaAsGaAs410()3()N rrMM10.(2015課標(biāo),37,15分,)碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在對(duì)自旋相反的電子。(2)碳在形成化合物時(shí),其鍵型以共價(jià)鍵為主,原因是。(3)CS2分子中,共價(jià)鍵的類型有、C原子的雜化軌道類型是,寫出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點(diǎn)為253K,沸點(diǎn)為376K,其固體屬于晶體。(5)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有個(gè)C原子。在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)C原子連接個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有個(gè)C原子在同一平面。答案答案(15分)(1)電子云2(每空1分,共2分)(2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小,難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(2分)(3)鍵和鍵spCO2、SCN-(或COS等)(2分,1分,2分,共5分)(4)分子(2分)(5)32(每空1分,共2分)124(每空1分,共2分)解析解析(1)電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布通常用電子云來(lái)形象化描述C的電子排布圖為,所以其基態(tài)原子中核外存在2對(duì)自旋相反的電子。(2)碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,有4個(gè)價(jià)電子,難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以其鍵型以共價(jià)鍵為主。(3)CS2分子的結(jié)構(gòu)式為SCS,其共價(jià)鍵的類型有鍵和鍵,C原子的雜化軌道類型為sp;CS2分子為三原子分子,最外層電子總數(shù)為16,與其具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子有CO2、COS,離子有SCN-等。(4)Fe(CO)5的熔點(diǎn)為253K,較低,沸點(diǎn)也不高,所以其固體屬于分子晶體。(5)由題中石墨烯和金剛石的晶體結(jié)構(gòu)圖示可得,在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子應(yīng)連接3個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)由6個(gè)C原子構(gòu)成,每個(gè)六元環(huán)所占有的C原子數(shù)為6=2;在金剛石晶體中,每個(gè)C原子與其他4個(gè)C原子相連,每個(gè)C原子連接的六元環(huán)個(gè)數(shù)應(yīng)為12個(gè),而每一個(gè)碳原子與其他4個(gè)C原子形成的4個(gè)共價(jià)鍵的鍵角均為10928,形成正四面體,由此可得在金剛石晶體的六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子共面。146。1s2s2p1311.(2015課標(biāo),37,15分,)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)四種元素中電負(fù)性最大的是(填元素符號(hào)),其中C原子的核外電子排布式為。(2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是(填分子式),原因是;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為和。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1 3的化合物E,E的立體構(gòu)型為,中心原子的雜化軌道類型為。(4)化合物D2A的立體構(gòu)型為,中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為,單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為。(5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566nm,F的化學(xué)式為;晶胞中A原子的配位數(shù)為;列式計(jì)算晶體F的密度(gcm-3)。答案答案(15分)(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分)(2)O3O3相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力大分子晶體離子晶體(每空1分,共4分)(3)三角錐形sp3(每空1分,共2分)(4)V形42Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)(5)Na2O8=2.27gcm-3(1分,1分,2分,共4分)1732314 62g mol(0.566 10)6.02 10lcmmo解析解析由題意可知A為O、B為Na、C為P、D為Cl。(1)四種元素中O的非金屬性最強(qiáng),電負(fù)性最大;P的原子序數(shù)為15,核外電子排布式為1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3。(2)氧元素的兩種同素異形體為O2和O3,沸點(diǎn)較高的是O3,因?yàn)镺3的相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力大。O的氫化物可以是H2O、H2O2,二者所屬晶體類型均為分子晶體;Na的氫化物為NaH,屬于離子晶體。(3)PCl3中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,其中鍵數(shù)是3,孤電子對(duì)數(shù)為1,故PCl3中中心原子采用sp3雜化方式,分子構(gòu)型為三角錐形。(4)Cl2O中中心原子為O,分子中鍵數(shù)為2,中心原子孤電子對(duì)數(shù)為2,故中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,分子空間構(gòu)型為V形。Cl2與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)生成Cl2O的同時(shí)還應(yīng)該生成NaCl和NaHCO3。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,一個(gè)晶胞中小球個(gè)數(shù)為8,大球個(gè)數(shù)為4,小球代表離子半徑較小的Na+,大球代表離子半徑較大的O2-,故F的化學(xué)式為Na2O;晶胞中與每個(gè)氧原子距離最近且相等的鈉原子有8個(gè);晶胞的質(zhì)量為4,晶胞的體積為(0.56610-7)3cm3,晶體密度為=2.27gcm-3。123162g mol6.02 10lmo1231321362g mol46.02 10l0.56610mmoc12.(2014課標(biāo),37,15分,)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)準(zhǔn)晶是一種無(wú)平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過(guò)方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有個(gè)未成對(duì)電子,Fe3+的電子排布式為。可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+,形成的配合物的顏色為。(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為,1mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是。Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有個(gè)銅原子。(4)Al單質(zhì)為面心立方晶體,其晶胞參數(shù)a=0.405nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為。列式表示Al單質(zhì)的密度gcm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。答案答案(1)X-射線衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血紅色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵16(4)1223734276.022 10(0.405 10 )解析解析(1)用一定波長(zhǎng)的X-射線照射到晶體上,根據(jù)記錄儀上有無(wú)分離的斑點(diǎn)或明銳的譜線,可以鑒別晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子的電子排布式為Ar3d64s2,價(jià)電子的軌道表示式為,故基態(tài)Fe原子的未成對(duì)電子數(shù)為4;Fe3+的電子排布式為Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5;Fe3+與SCN-形成的配合物呈血紅色。(3)CH3CHO分子中CH3中碳原子為sp3雜化,CHO中碳原子為sp2雜化。因乙酸分子間能形成氫鍵,故乙酸的沸點(diǎn)明顯比乙醛高。Cu2O晶胞中氧原子數(shù)=4+6+8=8,故銅原子數(shù)為28=16。(4)面心立方晶胞中,鋁原子的配位數(shù)為12;晶胞中Al原子數(shù)為8+6=4,故鋁單質(zhì)的密度=gcm-3。3d4s12181812mVA73427(0.405 10)gNcm23734276.022 10(0.405 10 )C C組組 教師專用題組教師專用題組1.(2013江蘇單科,21A,12分,0.597)元素X位于第四周期,其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子,且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p軌道上有4個(gè)電子。元素Z的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。(1)X與Y所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。在1個(gè)晶胞中,X離子的數(shù)目為。該化合物的化學(xué)式為。(2)在Y的氫化物(H2Y)分子中,Y原子軌道的雜化類型是。(3)Z的氫化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是。(4)Y與Z可形成Y。Y的空間構(gòu)型為(用文字描述)。寫出一種與Y互為等電子體的分子的化學(xué)式:。24Z24Z24Z(5)X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物X(NH3)4Cl2,1mol該配合物中含有鍵的數(shù)目為。答案答案(1)4ZnS(2)sp3(3)水分子與乙醇分子之間形成氫鍵(4)正四面體CCl4或SiCl4等(5)16mol或166.021023個(gè)解析解析(1)依題意X、Y基態(tài)原子的價(jià)層電子排布分別為3d104s2、3s23p4,故元素X、Y分別為Zn和S。1個(gè)晶胞中X離子的數(shù)目為8+6=4,含有Y離子的數(shù)目為4。二者形成的化合物的化學(xué)式為ZnS。(2)H2S分子中S原子采取sp3雜化。(3)Z為氧元素,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S是因?yàn)樗肿优c乙醇分子間能形成氫鍵而H2S不能。(4)S中S原子采取sp3雜化,S空間構(gòu)型為正四面體。與S互為等電子體的分子有SiCl4或CCl4等。(5)在Zn(NH3)4Cl2中,每個(gè)NH3分子中的3個(gè)NH鍵均為鍵,中心離子Zn2+與4個(gè)NH3分子結(jié)合的配位鍵也為鍵,故1mol配合物中的鍵數(shù)目為4+34=16(mol),即16NA個(gè)鍵。181224O24O24O易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示第(3)小問(wèn)只答“存在氫鍵”不得分,需要強(qiáng)調(diào)出乙醇分子與水分子存在分子間氫鍵。2.(2012江蘇單科,21A,12分,)一項(xiàng)科學(xué)研究成果表明,銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀經(jīng)高溫灼燒,可制得CuMn2O4。Mn2+基態(tài)的電子排布式可表示為。N的空間構(gòu)型是(用文字描述)。(2)在銅錳氧化物的催化下,CO被氧化為CO2,HCHO被氧化為CO2和H2O。根據(jù)等電子體原理,CO分子的結(jié)構(gòu)式為。H2O分子中O原子軌道的雜化類型為。1molCO2中含有的鍵數(shù)目為。(3)向CuSO4溶液中加入過(guò)量NaOH溶液可生成Cu(OH)42-。不考慮空間構(gòu)型,Cu(OH)42-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為。3O答案答案(1)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5平面三角形(2)sp326.021023個(gè)(或2mol)(3)解析解析(1)N中價(jià)電子對(duì)數(shù)為=3,與N中成鍵電子對(duì)數(shù)相等,說(shuō)明N中N原子無(wú)孤電子對(duì),因此N的空間構(gòu)型為平面三角形。(2)CO和N2(直線形結(jié)構(gòu))互為等電子體,根據(jù)等電子體理論,可寫出CO的結(jié)構(gòu)式:。H2O分子中O原子采取sp3雜化。CO2分子的結(jié)構(gòu)式為OCO,雙鍵中1個(gè)是鍵,1個(gè)是鍵,故1molCO2中所含鍵的數(shù)目為26.021023。3O5 123O3O3O3.(2011江蘇單科,21A,12分,)原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素,其中X是形成化合物種類最多的元素,Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍,Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個(gè)未成對(duì)的電子,W的原子序數(shù)為29?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為,1molY2X2含有鍵的數(shù)目為。(2)化合物ZX3的沸點(diǎn)比化合物YX4的高,其主要原因是。(3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體,元素Z的這種氧化物的分子式是。(4)元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該氯化物的化學(xué)式是,它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成配合物HnWCl3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。答案答案(12分)(1)sp3mol或36.021023個(gè)(2)NH3分子間存在氫鍵(3)N2O(4)CuClCuCl+2HCl(濃)H2CuCl3或CuCl+2HCl(濃)H2(CuCl3)解析解析本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)中原子軌道的雜化類型、鍵、等電子體、氫鍵及晶胞等知識(shí)點(diǎn)。Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍,可推知Y是C;由X是形成化合物種類最多的元素知X是H;根據(jù)題給信息可寫出Z的價(jià)電子排布式,知Z是N;29號(hào)元素W是Cu。(1)Y2X2是C2H2,其結(jié)構(gòu)式為,C原子采取sp雜化,1molC2H2中有3NA個(gè)鍵。(2)ZX3、YX4分別是NH3、CH4,因NH3分子間存在氫鍵,故NH3的沸點(diǎn)較高。(3)Y是C,Z是N,C的氧化物CO2與N的氧化物N2O互為等電子體。(4)由圖中晶胞結(jié)構(gòu)知白球個(gè)數(shù)為8+6=4,黑球個(gè)數(shù)也為4,故Cu的氯化物中Cu與Cl原子個(gè)數(shù)比為1 1,其化學(xué)式是CuCl。CuCl與濃鹽酸的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),故其生成物中Cu為+1價(jià),由化合物中各元素正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零知生成物的化學(xué)式應(yīng)為H2CuCl3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCl+2HCl(濃)H2CuCl3。18124.(2010江蘇單科,21A,12分,)乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。(1)CaC2中與互為等電子體,的電子式可表示為;1mol中含有的鍵數(shù)目為。(2)將乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu+基態(tài)核外電子排布式為。(3)乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈()。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是;分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為。(4)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖所示),但CaC2晶體中啞鈴形的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。CaC2晶體中1個(gè)Ca2+周圍距離最近的數(shù)目為。22C22O22O22O22C22C答案答案(1)OO2+2NA個(gè)(2)1s22s22p63s23p63d10(3)sp雜化、sp2雜化3個(gè)(4)4個(gè)解析解析(1)由于與互為等電子體,結(jié)構(gòu)相似,由的電子式可推知的電子式為OO2+,顯然1mol中含有2mol鍵,即2NA個(gè)鍵。(2)由洪特規(guī)則及特例知,原子或離子的軌道處于半充滿、全充滿時(shí)比較穩(wěn)定,可知Cu+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(3)丙烯腈結(jié)構(gòu)式為,左側(cè)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)類似于乙烯結(jié)構(gòu),C原子采取sp2雜化,右側(cè)結(jié)構(gòu)類似于乙炔結(jié)構(gòu),C原子采取sp雜化。展開結(jié)構(gòu):,顯然共線原子最多有3個(gè)。(4)由CaC2的晶胞結(jié)構(gòu)可知一個(gè)Ca2+周圍最近的有4個(gè)。22C22O22C22O22O22C5.(2009江蘇單科,21A,12分,)生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生的能源。生物質(zhì)氣(主要成分為CO、CO2、H2等)與H2混合,催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一。(1)上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式。(2)根據(jù)等電子原理,寫出CO分子的結(jié)構(gòu)式。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應(yīng)生成Cu2O沉淀。甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高,其主要原因是;甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為。甲醛分子的空間構(gòu)型是;1mol甲醛分子中鍵的數(shù)目為。在1個(gè)Cu2O晶胞中(結(jié)構(gòu)如下圖所示),所包含的Cu原子數(shù)目為。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2(2)(或CO)(3)甲醇分子之間形成氫鍵sp2雜化平面三角形3NA4解析解析(1)Zn為30號(hào)元素,根據(jù)核外電子排布規(guī)律即可得出其核外電子排布式。(2)根據(jù)CO與N2互為等電子體,具有相似結(jié)構(gòu)推斷CO的結(jié)構(gòu)式為。(3)CH3OH與HCHO均為分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量非常接近,而沸點(diǎn)相差較大是因?yàn)镃H3OH分子間存在氫鍵。根據(jù)有機(jī)物中碳氧雙鍵中碳原子采取sp2雜化,可知分子的空間構(gòu)型為平面三角形。甲醛中CH鍵均為鍵,碳氧雙鍵中有一個(gè)鍵,故1個(gè)甲醛分子中共有3個(gè)鍵。晶胞中位于頂點(diǎn)與體心的白球個(gè)數(shù)為8+1=2,位于立方體內(nèi)的黑球個(gè)數(shù)為4,Cu2O中Cu、O原子個(gè)數(shù)之比為2 1,所以黑球表示Cu原子,白球表示O原子,則1個(gè)Cu2O晶胞中Cu原子數(shù)為4。186.(2014四川理綜,8,13分)X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等;R2+離子的3d軌道中有9個(gè)電子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)Y基態(tài)原子的電子排布式是;Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是。(2)X離子的立體構(gòu)型是;R2+的水合離子中,提供孤電子對(duì)的原子是。(3)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示,晶胞中陰離子與陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比是。(4)將R單質(zhì)的粉末加入XH3的濃溶液中,通入Y2,充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色,該反應(yīng)的離子方程2Y式是。答案答案(13分)(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)2 1(4)2Cu+8NH3H2O+O22Cu(NH3)42+4OH-+6H2O解析解析由題干信息可推出X、Y、Z、R分別為N、O、Mg、Cu。(1)氧元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4;Mg所在第三周期中第一電離能最大的主族元素是Cl。(2)N離子呈V形結(jié)構(gòu),Cu2+的水合離子中提供孤電子對(duì)的原子是O。(3)由晶胞示意圖可知,陽(yáng)離子位于8個(gè)頂點(diǎn)和體心,N(陽(yáng)離子)=1+8=2;陰離子在上、下兩個(gè)面共有4個(gè),內(nèi)部有2個(gè),N(陰離子)=4+2=4,陰離子和陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2 1。(4)由已知信息可知生成物中有Cu(NH3)42+,則離子方程式為2Cu+8NH3H2O+O22Cu(NH3)42+4OH-+6H2O。2O1812A A組組 2016201820162018年高考模擬年高考模擬基礎(chǔ)題組基礎(chǔ)題組考點(diǎn)考點(diǎn) 核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)核外電子排布、晶體結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.(2018南通海安中學(xué)高三上測(cè)試,21)在金屬或非金屬底物材料上,用NaBH4進(jìn)行“化學(xué)鍍”鍍鎳,可以得到堅(jiān)硬、耐腐蝕的保護(hù)層(3Ni3BNi),反應(yīng)的離子方程式為20Ni2+16B+34OH-+6H2O2(3Ni3BNi)+10B(OH+35H2。(1)基態(tài)Ni2+核外電子排布式為。(2)與B互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。(3)B(OH中硼原子的雜化方式是;1molB(OH中含有鍵的數(shù)目為 mol。(4)Ni的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,鎳晶體中每個(gè)鎳原子周圍距離最近的鎳原子數(shù)目為。4H4)4H4)4)三年模擬(5)NiCl26H2O在SOCl2氣流中加熱時(shí),生成NiCl2和兩種酸性氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8(2)CH4(合理即可)(3)sp38(4)12(5)NiCl26H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2+12HCl解析解析(1)Ni基態(tài)原子的核外電子排布式為Ar3d84s2,基態(tài)Ni2+的核外電子排布式為Ar3d8。(2)根據(jù)等電子體的定義,與B互為等電子體的分子有CH4等。(3)B(OH的結(jié)構(gòu)式為-,其中B的雜化方式為sp3,1molB(OH中含4molBO鍵和4molHO鍵,故含8mol鍵。(5)加熱時(shí),SOCl2發(fā)生水解,得到SO2和HCl,據(jù)此可寫出化學(xué)方程式。4H4)4)2.(2018鹽城中學(xué)高三上第一次階段考試,21A)原子序數(shù)小于36的X、Y、Z和Cu四種元素,X的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí),有一個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)比其他兩個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)都多1;Y基態(tài)原子中的電子占有5個(gè)軌道,其中有2個(gè)軌道處于半滿狀態(tài);Z的原子序數(shù)為24。(1)Z基態(tài)原子核外電子排布式為。(2)元素X與Y的第一電離能較大的是(填元素符號(hào));H2Y2中Y原子軌道的雜化類型為。(3)+3價(jià)Z的配合物KZ(C2O4)2(H2O)2中,配體是;與C2互為等電子體的一種分子的化學(xué)式為。(4)Cu和Y形成的某種化合物的晶胞如圖所示,晶胞中與銅離子距離相等且最近的銅離子有個(gè)。某種有缺陷的銅和Y形成的化合物的晶體由Cu2+、Cu3+、Y2-及空隙組成,可表示為Cu0.98Y,則n(Cu2+)/n(Cu3+)=。24O答案答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1(2)Nsp3(3)H2O、C2N2O4(4)1247 224O解析解析由“X的基態(tài)原子有3個(gè)不同的能級(jí),有一個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)比其他兩個(gè)能級(jí)中的電子數(shù)都多1”,可知X的核外電子排布式為1s22s22p3,為N元素;由“Y基態(tài)原子中的電子占有5個(gè)軌道,其中有2個(gè)軌道處于半滿狀態(tài)”,可知Y的核外電子排布式為1s22s22p4,為O元素;Z的原子序數(shù)為24,是Cr元素。(1)Cr基態(tài)原子的核外電子排布式為Ar3d54s1。(2)X(N)、Y(O)中第一電離能較大的為N;H2Y2(H2O2)中O原子形成2個(gè)單鍵,為sp3雜化。(3)在該配合物中,配體為H2O和C2;與C2互為等電子體的分子有N2O4等。(4)在晶胞中,Cu位于頂點(diǎn)和面心,與銅離子距離相等且最近的銅離子有12個(gè);設(shè)晶胞中Cu2+為x個(gè),則Cu3+為(0.98-x)個(gè),根據(jù)化合物中各元素正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0,有2x+3(0.98-x)=2,求得x=0.94,則=。24O24O23(Cu)(Cu )nn0.940.980.944723.(2018南通海門中學(xué)高三第二次調(diào)研,21)氮、磷、砷及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要用途。(1)基態(tài)砷原子的核外電子排布式為。氮、磷、砷的第一電離能由大到小的順序?yàn)?填元素符號(hào))。(2)氯吡苯脲是一種西瓜膨大劑(植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。氯吡苯脲晶體中,氮原子的雜化軌道類型為。1mol氯吡苯脲中含有鍵mol。(3)一定條件下NH3與Co2(SO4)3可以形成配合物Co(NH3)4(H2O)22(SO4)3,則該配合物的配位數(shù)為。(4)一定壓強(qiáng)下,將AsH3、NH3和PH3的混合氣體降溫時(shí)首先液化的是(要求說(shuō)明判斷的理由)。(5)磷化鋁結(jié)構(gòu)與金剛石相似,其結(jié)構(gòu)如下圖所示,則該晶體的化學(xué)式是。答案答案(1)Ar3d104s24p3NPAs(2)sp2、sp328(3)6(4)NH3,NH3分子之間能形成氫鍵,沸點(diǎn)比AsH3和PH3高(5)AlP解析解析(1)砷位于第A族,最外層上有5個(gè)電子,故核外電子排布式為Ar3d104s24p3;同一主族元素的第一電離能自上而下逐漸減小,故第一電離能NPAs。(2)在氯吡苯脲中,形成三個(gè)