1、 专题二十五专题二十五 物质结构与性质物质结构与性质 挖命题 【考情探究】 考点 内容解读 5 年考情 预测热 度 考题示例 难度 关联考点 原子 结构 与性 质 1.知道原子核外电子的运动状 态。 2.知道核外电子的排布规律。 3.认识元素的原子半径、第一电 离能、电负性等元素性质的周期 性变化。 2018 课标,35 2017 课标,35 2016 江苏单 科,21A 2016 海南单 科,19- 中 分子结构与性 质、晶体结构 与性质 分子 结构 与性 质 1.认识分子之间和分子内部原子 之间的相互作用。 2.认识共价键的本质和特征。 3.知道分子的空间结构,并可运 用相关理论和模型解释
2、、预测;知 道分子结构测定技术;知道极性 分子和非极性分子。 2018 课标,35 2018 江苏单 科,21A 2017 课标,35 2016 课标,37 2015 福建理 综,31 中 原子结构与性 质、晶体结构 与性质 晶体 结构 与性 质 1.了解晶体中微粒的空间排布, 认识晶体结构的特点。 2.知道晶体的聚集状态会影响物 质的性质。 2018 课标,35 2017 课标,35 2017 江苏单 科,21A 2016 课标,37 中 原子结构与性 质、分子结构 与性质 分析解读 根据 2017 版化学课程标准,天津高考对 “物质结构与性质” 的考查内容应为较 为基础的知识点,涉及原子结
3、构和元素性质,化学键与物质的性质,分子结构与分子的性质。 要求会根据某些物质的结构特征揭示一些物理现象,能够运用价层电子对互斥理论或杂化轨 道理论推测简单分子或离子的空间构型。 【真题典例】 破考点 【考点集训】 考点一 原子结构与性质 1.第四周期过渡元素如铁、 锰、 铜、 锌等在太阳能电池、 磁性材料等科技方面有广泛的应用, 回答下列问题: (1)在现代化学中,常利用 上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。 (2)写出 Cu 2+的外围电子排布式 ;比较铁与锰的第三电离能(I 3):铁 锰(填 “”“=”或“S (2)sp 3 V 形 (3)11 (4) Mg 2+半径比 Ni2+小,Mg
4、O 的晶格能比 NiO 大 (5)(1,1 2, 1 2) (6) 253 2 2 或 75 23 2 2.磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜,磷青铜是含少量锡、 磷的铜合金,主要用来制作耐磨零件和 弹性元件。 (1)基态铜原子的电子排布式为 ;价电子中成对电子数 为 。 (2)磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。 PH3分子中中心原子的杂化方式是 。 P 与 N 同主族,其最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3 H3PO4(填“”或“”“ HNO 3分子结构中含有 2 个非羟基氧原子,比 H3PO4中多 1 个 (3)GeZn (5)sp 3 共价键 (6)(1 4, 1 4, 1 4
5、) 8 73 6.02 565.76310 7 5.(2016 江苏单科,21A,12 分)Zn(CN)4 2-在水溶液中与 HCHO 发生如下反应: 4HCHO+Zn(CN)4 2-+4H+4H 2O Zn(H2O)4 2+4HOCH 2CN HOCH2CN 的结构简式 (1)Zn 2+基态核外电子排布式为 。 (2)1 mol HCHO 分子中含有 键的数目为 mol。 (3)HOCH2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是 。 (4)与 H2O 分子互为等电子体的阴离子为 。 (5)Zn(CN)4 2-中 Zn2+与 CN-的 C 原子形成配位键。 不考虑空间构型,Zn(CN) 4 2-的结
6、构可用示 意图表示为 。 答案 (1)1s 22s22p63s23p63d10(或Ar3d10) (2)3 (3)sp 3和 sp (4)NH2 - (5)或 教师专用题组 6.(2015 课标,37,15 分)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题: (1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。 在基态 14C 原子中,核外存在 对自旋相反的电子。 (2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因 是 。 (3)CS2分子中,共价键的类型有 、 C原子的杂化轨道类型是 ,写出两个与CS2 具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。 (4)CO 能与金属
7、 Fe 形成 Fe(CO)5,该化合物的熔点为 253 K,沸点为 376 K,其固体属于 晶体。 (5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示: 在石墨烯晶体中,每个 C 原子连接 个六元环,每个六元环占有 个 C 原 子。 在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个 C 原子连接 个六元环, 六元环中最多有 个 C 原子在同一平面。 答案 (15 分)(1)电子云 2(每空 1 分,共 2 分) (2)C 有 4 个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2 分) (3) 键和 键 sp CO2、SCN -(或 COS 等)(2 分,1 分,2 分
8、,共 5 分) (4)分子(2 分) (5)3 2(每空 1 分,共 2 分) 12 4(每空 1 分,共 2 分) 7.(2014 课标,37,15 分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由 Al、 Cu、 Fe 三种金属元 素组成。回答下列问题: (1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过 方法区分 晶体、准晶体和非晶体。 (2)基态 Fe 原子有 个未成对电子,Fe 3+的电子排布式为 。 可用硫氰化 钾检验 Fe 3+,形成的配合物的颜色为 。 (3)新制备的 Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成 Cu2O。乙醛中碳原子的杂 化轨道类
9、型为 ,1 mol 乙醛分子中含有的 键的数目为 。乙酸的沸点明显 高于乙醛,其主要原因是 。 Cu2O 为半导体材料,在其立方晶胞内 部有 4 个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有 个铜原子。 (4)Al 单质为面心立方晶体,其晶胞参数 a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为 。列 式表示 Al 单质的密度 gcm -3(不必计算出结果)。 答案 (1)X-射线衍射 (2)4 1s 22s22p63s23p63d5 血红色 (3)sp 3、sp2 6N A CH3COOH 存在分子间氢键 16 (4)12 4 27 6.022 1023 (0.405 10-7)3 8.(2
10、014 江苏单科,21A,12 分)含有 NaOH 的 Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄 糖反应制备纳米 Cu2O。 (1)Cu +基态核外电子排布式为 。 (2)与 OH -互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。 (3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是 ;1 mol 乙醛分子中含有的 键的数目 为 。 (4)含有 NaOH 的 Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式 为 。 (5)Cu2O 在稀硫酸中生成 Cu 和 CuSO4。 铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最 近的铜原子数目为 。 答案 (1)Ar3d 10或 1s22s22p63s23p63d10 (
11、2)HF (3)sp 2 6 mol 或 66.021023个 (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O (5)12 考点二 分子结构与性质 统一命题、省(区、市)卷题组 1.(2017 海南单科,19-,6 分)下列叙述正确的有( ) A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的 5 倍,则其最高化合价为+7 B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能 C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性与氧化性 D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点 答案 AD 2.(2018 江苏单科,21A,12 分)臭氧(O3)在Fe(H2O)
12、6 2+催化下能将烟气中的 SO 2、NOx分别氧化 为 SO4 2-和 NO 3 -,NO x也可在其他条件下被还原为 N2。 (1)SO4 2-中心原子轨道的杂化类型为 ;NO 3 -的空间构型为 (用文字描 述)。 (2)Fe 2+基态核外电子排布式为 。 (3)与 O3分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。 (4)N2分子中 键与 键的数目比 n()n()= 。 (5)Fe(H2O)6 2+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H 2O)5 2+中,NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请在 Fe(NO)(H2O)5 2 结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 Fe(NO)(H2
13、O)5 2+结构示意图 答案 (1)sp 3 平面(正)三角形 (2)Ar3d 6或 1s22s22p63s23p63d6 (3)NO2 - (4)12 (5) 3.(2015 江苏单科,21A,12 分)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶: 2Cr2O7 2-+3CH 3CH2OH+16H +13H 2O 4Cr(H2O)6 3+3CH 3COOH (1)Cr 3+基态核外电子排布式为 ;配合物Cr(H 2O)6 3+中,与 Cr3+形 成配位键的原子是 (填元素符号)。 (2)CH3COOH 中 C 原子轨道杂化类型为 ;1 mol CH3COOH 分子含有 键的数目 为 。 (3)与 H
14、2O 互为等电子体的一种阳离子为 (填化学式);H2O 与 CH3CH2OH 可以任意比例 互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为 。 答案 (1)1s 22s22p63s23p63d3(或Ar3d3) O (2)sp 3和 sp2 7 mol(或 76.021023) (3)H2F + H 2O 与 CH3CH2OH 之间可以形成氢键 4.(2018 课标,35,15 分)硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示: H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔点/ -85.5 115.2 600(分解) -75.5 16.8 10.3 沸点/ -60.3 444.6 -
15、10.0 45.0 337.0 回答下列问题: (1)基态 Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ,基态 S 原 子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。 (2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其 他分子的是 。 (3)图(a)为 S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因 为 。 (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为 形,其中共价键的类 型有 种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中 S 原子的杂化轨道类 型为 。 (5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为 a n
16、m、FeS2相对式量为 M、阿伏加德罗常数的 值为 NA,其晶体密度的计算表达式为 gcm -3;晶胞中 Fe2+位于S 2 2-所形成的正八 面体的体心,该正八面体的边长为 nm。 答案 (1) 哑铃(纺锤) (2)H2S (3)S8相对分子质量大,分子间范德华力强 (4)平面三角 2 sp 3 (5) 4 310 21 2 2 a 教师专用题组 5.(2016 课标,37,15 分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太 阳能电池的材料等。回答下列问题: (1)写出基态 As 原子的核外电子排布式 。 (2)根据元素周期律,原子半径 Ga As,第一电离能 Ga A
17、s。(填“大于” 或“小于”) (3)AsCl3分子的立体构型为 ,其中 As 的杂化轨道类型为 。 (4)GaF3的熔点高于 1 000 ,GaCl3的熔点为 77.9 ,其原因是 。 (5)GaAs 的熔点为 1 238 ,密度为 gcm -3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型 为 ,Ga 与 As 以 键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa gmol -1和 M As gmol -1,原子半径分别为 r Ga pm 和 rAs pm,阿伏加德罗常数值为 NA,则 GaAs 晶胞中原子的体 积占晶胞体积的百分率为 。 答案 (1)Ar3d 104s24p3(1 分) (2)大于(
18、2 分) 小于(2 分) (3)三角锥形(1 分) sp 3(1 分) (4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体(2 分) (5)原子晶体(2 分) 共价(2 分) 4 10-30 ( Ga 3 s 3 ) 3( Ga s) 100%(2 分) 6.(2015 课标,37,15 分)A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素,A 2-和 B+具有相同的 电子构型;C、D 为同周期元素,C 核外电子总数是最外层电子数的 3 倍;D 元素最外层有一个 未成对电子。回答下列问题: (1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中 C 原子的核外电子排布式 为 。 (2)单质 A 有两种同
19、素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;A 和 B 的氢化物所属的晶体类型分别为 和 。 (3)C 和 D 反应可生成组成比为 13 的化合物 E,E 的立体构型为 ,中心原子的杂化 轨道类型为 。 (4)化合物 D2A 的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质 D 与湿润 的 Na2CO3反应可制备 D2A,其化学方程式为 。 (5)A 和 B 能够形成化合物 F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数 a=0.566 nm,F 的化学式 为 ;晶胞中 A 原子的配位数为 ;列式计算晶体 F 的密度 (gcm -3) 。 答案 (15 分)(1)O 1s 22s22p63s23p3(
20、或Ne3s23p3)(每空 1 分,共 2 分) (2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体 离子晶体(每空 1 分,共 4 分) (3)三角锥形 sp 3(每空 1 分,共 2 分) (4)V 形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或 2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空 1 分,共 3 分) (5)Na2O 8 4 62 gmol-1 (0.566 10-7cm)3 6.02 1023mol-1=2.27 gcm -3(1 分,1 分,2 分,共 4 分) 7.(2015 四川理综,8,13 分)X、Z、Q、R、
21、T、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X 和 R 属同族元素;Z 和 U 位于第 族;X 和 Z 可形成化合物 XZ4;Q 基态原子的 s 轨道和 p 轨道 的电子总数相等;T 的一种单质在空气中能够自燃。 请回答下列问题: (1)R 基态原子的电子排布式是 。 (2)利用价层电子对互斥理论判断 TU3的立体构型是 。 (3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是 (填化学式);Z和U 的氢化物中沸点较高的是 (填化学式);Q、R、U 的单质形成的晶体,熔点由高到低的 排列顺序是 (填化学式)。 (4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜
22、,该反应的化学方程 式是 。 答案 (13 分)(1)1s 22s22p63s23p2或Ne3s23p2 (2)三角锥形 (3)HNO3 HF Si、Mg、Cl2 (4)P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4 8.(2015 福建理综,31,13 分)科学家正在研究温室气体 CH4和 CO2的转化和利用。 (1)CH4和 CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为 。 (2)下列关于 CH4和 CO2的说法正确的是 (填序号)。 a.固态 CO2属于分子晶体 b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子 c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以 CH4熔点低于 CO2
23、 d.CH4和 CO2分子中碳原子的杂化类型分别是 sp 3和 sp (3)在 Ni 基催化剂作用下,CH4和 CO2反应可获得化工原料 CO 和 H2。 基态 Ni 原子的电子排布式为 ,该元素位于元素周期表中的第 族。 Ni 能与 CO 形成正四面体形的配合物 Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有 mol 键。 (4)一定条件下,CH4、 CO2都能与 H2O 形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见 下表。CH4与 H2O 形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。 参数 分子 分子直径/nm 分子与 H2O 的结合能 E/kJmol -1 CH4 0.436 16.40
24、CO2 0.512 29.91 “可燃冰”中分子间存在的 2 种作用力是 。 为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用 CO2置换 CH4的设想。 已知上图中笼状结构 的空腔直径为 0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 。 答案 (13 分)(1)H、C、O (2)a、d (3)1s 22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 8 (4)氢键、范德华力 CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与 H2O 的结合能大于 CH4 9.(2014 课标,37,15 分)周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a 的 核外电子总
25、数与其周期数相同,b 的价电子层中的未成对电子有 3 个,c 的最外层电子数为其 内层电子数的 3 倍,d 与 c 同族;e 的最外层只有 1 个电子,但次外层有 18 个电子。回答下列 问题: (1)b、 c、 d 中第一电离能最大的是 (填元素符号),e 的价层电子轨道示意图为 。 (2)a 和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式 为 ;分子中既含有极性共价键、 又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式, 写出两种)。 (3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是 ;酸 根呈三角锥结构的酸是 。(填化学式) (4)e 和 c
26、 形成的一种离子化合物的晶体结构如图 1,则 e 离子的电荷为 。 (5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的 八面体结构(如图 2 所示)。 该化合物中,阴离子为 ,阳离子中存在的化学键类型有 ;该化合物加 热时首先失去的组分是 ,判断理由是 。 答案 (1)N (每空 1 分,共 2 分) (2)sp 3 H 2O2、N2H4(1 分,2 分,共 3 分) (3)HNO2、HNO3 H2SO3(2 分,1 分,共 3 分) (4)+1(2 分) (5)SO4 2- 共价键和配位键 H 2O H2O 与 Cu 2+的配位键比 NH 3与 Cu 2+的
27、弱(1 分,2 分,1 分,1 分, 共 5 分) 考点三 晶体结构与性质 统一命题、省(区、市)卷题组 1.(2017 江苏单科,21A,12 分)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。 某 FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)Fe 3+基态核外电子排布式为 。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是 ,1 mol 丙酮分子中含有 键的数目为 。 (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 。 (4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为 。 (5)某 FexNy的晶胞如图 1 所示,Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe,形
28、成 Cu 替代型产物 Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化如图 2 所示,其中更稳定 的 Cu 替代型产物的化学式为 。 图 1 FexNy晶胞结构示意图 图 2 转化过程的能量变化 答案 (1)Ar3d 5或 1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和 sp3 9 mol (3)HCO2H2 H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分 子,CO2分子量较大、范德华力较大 (4)离子键和 键( 4 6键) (5)0.148 0.076 教师专用题组 6.(2016 课标,37,15 分)东晋 华阳国志南中志 卷
29、四中已有关于白铜的记载,云南镍白 铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题: (1)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d 能级上的未成对电子数 为 。 (2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。 Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是 。 在Ni(NH3)6 2+中 Ni2+与 NH 3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子 是 。 氨的沸点 (填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是 ; 氨是 分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为 。 (3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=
30、1 958 kJmol -1、I Ni=1 753 kJmol -1,I CuINi的原因 是 。 (4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。 若合金的密度为 d gcm -3,晶胞参数 a= nm。 答案 (15 分)(1)1s 22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 2 (2)正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp 3 (3)金属 铜失去的是全充满的 3d 10电子,镍失去的是 4s1电子 (4)31 251 6.02 1023 1 3107 7.(2016 四川理综,8,13 分)M、R、X、Y 为原子序数依次
31、增大的短周期主族元素,Z 是一种过 渡元素。 M 基态原子 L 层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍,R 是同周期元素中最活泼的 金属元素,X 和 M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z 的基态原子 4s 和 3d 轨 道半充满。 请回答下列问题: (1)R 基态原子的电子排布式是 ,X 和 Y 中电负性较大的是 (填元素符 号)。 (2)X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M 的氢化物,其原因 是 。 (3)X 与 M 形成的 XM3分子的空间构型是 。 (4)M 和 R 所形成的一种离子化合物 R2M 晶体的晶胞如图所示,则图中黑球代表的离子是 (填离子符号)。
32、(5)在稀硫酸中,Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化 M 的一种氢化物,Z 被还原为+3价,该反 应的化学方程式是 。 答案 (13 分)(1)1s 22s22p63s1或Ne3s1 Cl (2)H2O 分子间存在氢键,H2S 分子间无氢键 (3)平面三角形 (4)Na + (5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O 【三年模拟】 非选择题(共 90 分) 1.(2018 湖南衡阳第一次联考,35)(12 分)某盐的组成可表示为 3H3ON5 3 NH4N5 NH4Cl。 回答下列问题: (1)氯原子的电子排布式为 。 (2)元素的基态气态
33、原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲 和能(E1)。第二周期部分元素的 E1变化趋势如图(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呈现异常的原因 是 。 (3)经 X 射线衍射测得化合物 3H3ON5 3 NH4N5 NH4Cl 的晶体结构,其局部结构如图(b)所 示。 H3O +的中心原子的杂化类型为 ,NH 4 的空间构型为 。 3 H3ON5 3 NH4N5 NH4Cl 中阴离子N5 -中的 键总数为 个。分子中的大 键可 用符号 表示,其中 m 代表参与形成大 键的原子数,n 代表参与形成大 键的电子数 (如苯分
34、子中的大 键可表示为 6 6),则N 5 -中的大 键应表示为 。 图(b)中虚线代表氢键,其中表示式为 (NH4 )NHCl、 、 。 (4)3H3ON5 3 NH4N5 NH4Cl 的晶体密度为 d gcm -3,其立方晶胞参数为 a nm,1 个晶胞中 含有 y 个 3H3ON5 3 NH4N5 NH4Cl 单元,该单元的相对质量为 M,则 y 的计算表达式 为 。 答案 (1)1s 22s22p63s23p5 (2)同周期元素随核电荷数增大,原子半径逐渐变小,故结合一个 电子释放出的能量(E1)依次增大 N 原子的 2p 轨道为半充满状态,能量较低,具有稳定性,故 结合一个电子放出能量
35、较低 (3)sp 3 正四面体 5 5 6 (H3O +)OHN(N 5 -) (NH 4 )NHN(N 5 -) (4)602 3 (或 3 10 -21) 2.(2018山西六校第四次名校联考,35)(12分)镓与 族元素形成的化合物是重要的半导体 材料,应用最广泛的是砷化镓(GaAs),回答下列问题: (1)基态Ga原子的核外电子排布式为 ,基态As原子核外有 个未成 对电子。 (2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJmol -1)的数值依次为 577、1 984.5、2 961.8、6 192, 由此可推知镓的主要化合价为 和+3。砷的电负性比镓 (填“大”或 “小”)。 (3)比较下
36、列镓的卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原 因: 。 镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3 熔点/ 77.75 122.3 211.5 沸点/ 201.2 279 346 GaF3的熔点超过 1 000 ,可能的原因是 。 (4)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为 ,草酸根中碳原子的杂化 方式为 。 (5)砷化镓熔点为 1 238 ,立方晶胞结构如图所示,晶胞参数 a=565 pm。该晶体的类型 为 ,晶体的密度为 gcm -3(设N A为阿伏加德罗常数的值,列出算式即 可)。 答案 (1)Ar3d 104s24p1(或 1s22s22p63s23p63d104s24p
37、1) 3 (2)+1 大 (3)GaCl 3、GaBr3、 GaI3的熔、 沸点依次升高,它们均为分子晶体,结构相似,相对分子质量依次增大,分子间作用 力依次增强 GaF3为离子晶体 (4)4 sp 2 (5)原子晶体 4 (70 75) (565 10-10)3 3.(2018 河南豫北、豫南第二次联考,18)(11 分)硫和钙的化合物在化工、医药、材料等领域 有着广泛的应用。回答下列问题: (1)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为 nm(填字母)。 A.435 B.500 C.580 D.605 E.700 (2)元素S和Ca中,第一电离能较大的是 (填元素符号),其基态原
38、子核外电子排布式 为 。 (3)X 射线衍射测定发现,石膏(CaSO42H2O)中存在 SO4 2-。 SO 4 2-的几何构型为 , 中心原子的杂化方式为 。 (4)基态 Ca 原子中,核外电子占据最高能层的符号是 ,占据该能层电子的电子云轮 廓图为 。 钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钙的熔 点、沸点等都比金属锰低,原因是 。 (5)过氧化钙的晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度是 gcm -3,则晶胞结构中最近的两 个 Ca 2+间的距离为 nm(列算式即可,用 NA表示阿伏加德罗常数的值),与 Ca 2+紧邻的O 2 2-的个数 为 。 答案 (1)E (2)
39、S 1s 22s22p63s23p4或Ne3s23p4 (3)正四面体 sp 3 (4)N 球形 Ca 原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱 (5)2 2 4 72 3 10 7 6 4.(2018 安徽皖南八校第三次联考,35,节选)(9 分)X、Y、Z、M、R 为前四周期原子序数依次 增大的五种元素,X与其他四种元素不同周期不同主族,M原子最外层2p轨道上有两个未成对 电子,Y 易与 M 形成两种常见的化合物,R 在周期表的第 9 列。回答下列问题: (1)R 基态原子 M 能层的电子排布式为 ,其原子核外共有 种能量的电子。 (2)Y、 M 均可与 X 形成 18e -的分子,其中属于
40、极性分子的为 (填化学式),分子中 Y、 M 两种原子杂化方式依次为 、 。 (3)Z 与 M 可形成的两种常见酸根离子的几何构型为 、 。 (4)R 可形成原子簇化合物 R2(CO)8,其沸点为 52 ,不溶于水,易溶于乙醇、 苯、 二硫化碳等, 是一种重要的有机合成催化剂,其结构如图所示,则该化合物属于 晶体,该晶体中存 在的作用力有 (填标号)。 a.离子键 b.配位键 c. 键 d. 键 e.氢键 f.范德华力 答案 (1)3s 23p63d7 7 (2)H2O2 sp 3 sp3 (3)平面三角形 V 形(与前一个空答案互换也给分) (4)分子 bcdf 5.(2018 山西太原 3
41、 月模拟,35)(12 分)(1)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时, 会生成紫色配合物,该配离子的结构如图所示。 此配离子中,基态铁离子的价电子排布式为 。 此配离子中碳原子的杂化轨道类型有 。 此配离子中含有的化学键有 (填字母)。 A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键 E.配位键 F.氢键 G. 键 H. 键 氯化铁在常温下是固体,熔点为 306 ,沸点为 315 ,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等 有机溶剂。据此判断氯化铁的晶体类型为 。 (2)基态 A 原子的价电子排布式为 3s 23p5,铜与 A 形成化合物的晶胞如图所示(黑球代表铜原 子)。 该化合物的化学式为
42、,A 原子的配位数是 。 该化合物难溶于水,但易溶于氨水,其原因可能是 ;与 NH3 互为等电子体的分子有 (写化学式,一种即可)。NH3的键角大于 H2O 的键角的主要原 因是 。 已知该化合物晶体的密度为 gcm -3,阿伏加德罗常数的值为 N A,则该晶体中 Cu原子和 A 原子之间的最短距离为 pm(列出计算表达式即可)。 答案 (1)3d 5 sp2、sp3 CDEGH 分子晶体 (2)CuCl 4 Cu +可与氨形成易溶于水的配位化合物 PH 3(或其他合理答案) NH3、H2O 分子中 N、O 原子的孤电子对数分别是 1、2,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越强, 键角越小
43、3 4 4 99.5 3 10 10 6.(2018 福建漳州第二次调研测试,35)(16 分)硫、 钴及其化合物用途非常广泛。 回答下列问 题: (1)基态 Co 原子价电子轨道排布式为 ,第四电离能 I4(Co)I4(Fe),其原因 是 ;Co 与 Ca 同周期且最外层电子数相同,单质钴的熔、 沸点均比 钙大,其原因是 。 (2)单质硫与熟石灰加热产物之一为 CaS3,S3 2-的几何构型是 ,中心原子杂化方式 是 ,与其互为等电子体的分子是 (举 1 例)。 (3)K 和 Na 位于同主族,K2S 的熔点为 840 ,Na2S 的熔点为 950 ,前者熔点较低的原因 是 。 (4)S 与
44、 O、Se、Te 位于同一主族,它们的氢化物的沸点如下图所示,沸点按图像所示变化的 原因是 。 (5)钴的一种化合物晶胞结构如下图所示。 已知 A 点的原子坐标参数为(0,0,0),B 点为( ,1 2,0),则 C 点的原子坐标参数 为 。 已知晶胞参数 a=0.548 5 nm,则该晶体的密度为 gcm -3(列出计算表 达式即可)。 答案 (1) 铁失去 3 个电子后 3d 轨道达到半充满状态,较稳定,不 易再失去电子,钴失去3个电子后3d轨道电子排布为3d 6,再失去1个电子达到3d5稳定结构, 较易失去第 4 个电子 钴的原子半径比钙小,价电子数比钙多,钴中金属键比钙中强 (2)V
45、形 sp 3 OF 2或 Cl2O (3)K +的半径比 Na+大,K 2S 的晶格能比 Na2S 小 (4)H2O 分子间存在较强的氢键,其他三种物质分子间不含氢键,所以 H2O 沸点最高;H2S、H2Se 及 H2Te 的结构相似,随着相对分子质量的增大,范德华力增强,所以沸点逐渐升高 (5)1 2 ( 1 2, 1 2, 1 2) 155 6.02 1023 (0.548 5 10-7)3 7.(2018 广东惠州调研,35,节选)(8 分)在电解冶炼铝的过程中加入冰晶石(用“ ”代替), 可起到降低 Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为 2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3
46、2A+3CO2+9H2O。 根据题意完成下列填空: (1)冰晶石的化学式为 ,含有离子键、 。 (2)生成物中含有 10 个电子的分子是 (写分子式),该分子的空间构型为 , 中心原子的杂化方式为 。 (3)反应物中电负性最大的元素为 (填元素符号),写出其原子最外层的电子排布 图: 。 答案 (1)Na3AlF6 共价键、配位键 (2)H2O V 形 sp 3 (3)F 8.(2017 山西名校联考,35)(10 分)2014 年 7 月山西大学分子科学研究所翟华金教授、李思 殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学 Lai-Sheng Wang 教授及复旦大学刘智攀教授课 题组合作,首次合成“中国红灯笼分子”硼球烯 B40。B40是继 C60之后第二个从实验和理 论上完全确认的无机非金属笼状团簇。 (1)基态硼原子的外围电子排布式为 ,C60中碳原子杂化方式为 。 (2)构成 C60晶体的作用力是 。 (3)与硼同周期但第一电离能比硼大的元素有 种。 (4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物,属于一种半导体材料。 磷化硼可由三 溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP 晶胞中 B 采用面心立方堆积,P 原子填入四面 体空隙中。 写出三溴化硼和三溴化磷的空间构型:三溴化硼 ;三溴化 磷 。
