1、专题二十六物质结构与性质高考化学高考化学(江苏省专用)A A组组 自主命题自主命题江苏卷题组江苏卷题组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)Fe3+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,1mol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,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种C
2、u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。五年高考图1FexNy晶胞结构示意图图2转化过程的能量变化答案答案(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39mol(3)HCO(4)乙醇分子间存在氢键(5)Fe3CuN解析解析本题考查核外电子排布式的书写、杂化类型的判断、化学键、电负性的比较及晶胞的相关计算等知识。(1)Fe3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)丙酮分子中有两种碳原子,其中CH3中碳原子为sp3杂化,中碳原子为sp2杂化;单键均是键,一个双键中有一个键和一个键,故1mol丙酮分子中
3、含有9mol键。(3)依据同周期元素电负性变化规律可知,电负性:CO;再结合元素非金属性强弱关系可知,电负性:HINi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dgcm-3,晶胞参数a=nm。答案答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子(4)3 110713232516.02 10d解析解析(2)S中S原子的价层电子对数=4,采取sp3杂化,立体构型为正四面体;Ni2+与NH3之
4、间形成化学键时Ni提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键;氨分子之间形成氢键,分子间作用力增大,故沸点高于膦(PH3);氨分子中N原子的价层电子对数=4,采取sp3杂化,四个杂化轨道中有三个轨道被共用电子对占据,一个轨道被孤电子对占据,是极性分子。(3)金属单质形成的晶体均为金属晶体,金属晶体中只含有金属键。(4)晶胞中含Cu原子数为6=3,含Ni原子数为8=1,两者数量比为3 1;由题意可得:d=,解得a=nm。24O6225 1 32 121873233 6459(10)6.02 10a3251602d3.(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
5、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GaAs,第一电离能GaAs。(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1000,GaCl3的熔点为77.9,其原因是。(5)GaAs的熔点为1238,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MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半径分别为rGapm和rAspm,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。答案答案(1)Ar3d
6、104s24p3(1分)(2)大于(2分)小于(2分)(3)三角锥形(1分)sp3(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)100%(2分)3033AGaAsGaAs410()3()N rrMM解析解析(1)As为33号元素,位于元素周期表第四周期第A族,故其基态原子的核外电子排布式为Ar3d104s24p3。(2)Ga和As同属第四周期元素,且Ga原子序数小于As,则原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As。(3)AsCl3中As元素价电子对数为4,As的杂化方式为sp3杂化,AsCl3分子的立体构型为三角锥形。(5)GaAs为原子晶
7、体,Ga和As之间以共价键键合。该晶胞中原子个数:Ga为4个,As为8+6=4个,晶胞中原子所占体积为(+)4pm3;则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%=100%。1812433Gar3Asr3330GaAsGaAsA4()4 1034()rrMMN 3033AGaAsGaAs410()3()N rrMM4.(2015课标,37,15分,)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-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
8、电子排布式为。(2)单质A有两种同素异形体,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1 3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=0.566nm,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)。答案答案(15分)(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分)(2)O3O3相对分子质
9、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解析解析由题意可知A为O、B为Na、C为P、D为Cl。(1)四种元素中O的非金属性最强,电负性最大;P的原子序数为15,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3。(2)氧元素的两种同素异形
10、体为O2和O3,沸点较高的是O3,因为O3的相对分子质量较大,范德华力大。O的氢化物可以是H2O、H2O2,二者所属晶体类型均为分子晶体;Na的氢化物为NaH,属于离子晶体。(3)PCl3中中心原子的价层电子对数是4,其中键数是3,孤电子对数为1,故PCl3中中心原子采用sp3杂化方式,分子构型为三角锥形。(4)Cl2O中中心原子为O,分子中键数为2,中心原子孤电子对数为2,故中心原子的价层电子对数为4,分子空间构型为V形。Cl2与湿润的Na2CO3反应生成Cl2O的同时还应该生成NaCl和NaHCO3。(5)由晶胞结构可知,一个晶胞中小球个数为8,大球个数为4,小球代表离子半径较小的Na+,
11、大球代表离子半径较大的O2-,故F的化学式为Na2O;晶胞中与每个氧原子距离最近且相等的钠原子有8个;晶胞的质量为4,晶胞的体积为(0.56610-7)3cm3,晶体密度为=2.27gcm-3。123162g mol6.02 10lmo1231321362g mol46.02 10l0.56610mmoc考点二分子结构与性质考点二分子结构与性质1.(2017课标,35,15分)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所
12、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R的晶体结构,其局部结构如图(b)所示。从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为,不同之处为。(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型R中阴离子中的键总数为个。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(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键应表示为。图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(N)NHCl、。(4)
13、R的晶体密度为dgcm-3,其立方晶胞参数为anm,晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为。5Nnm665N4H答案答案(1)(2)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子(3)ABDC5(H3O+)OHN()(N)NHN()(4)(或10-21)655N4H5N3602a dM3Aa dNM解析解析本题考查价层电子对互斥理论、价电子排布图、氢键、晶体的相关计算等。(3)H3O+中键数为3,中心原子孤电子对数为(6-1-31)=1
14、,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,立体结构为三角锥形;N中键数为4,中心原子孤电子对数为(5-1-41)=0,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,立体结构为正四面体形;H3O+和N中均含极性共价键和配位键,故两种阳离子的相同之处为A、B、D,不同之处为C。由图(b)中的结构可知中的键数为5;中的5个原子参与形成大键,每个原子中参与形成大键的电子数为1(孤电子对不参与),故参与形成大键的电子数为5+1=6,中大键应表示为。(4)晶体的密度为dgcm-3,晶胞的体积为(a10-7)3cm3,晶胞的质量为y,则y=d(a10-7)3,y=10-21。124H124H5N5N5N5N651
15、1Ag mollMN moAMN73A(10)daNM3Aa dNM知识拓展知识拓展大键1.定义:在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成型化学键,这种不局限在两个原子之间的键称为离域键,或共轭大键,简称大键。2.形成条件:这些原子都在同一平面上;这些原子有相互平行的p轨道;p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。2.(2016课标,37,15分)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar,有个未成对电子。(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之
16、间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔点/-49.526146沸点/83.1186约400(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是。(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为,微粒之间存在的作用力是。(6)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(,0,);C为(,0)。则D原子的坐标参数为。12121212晶胞参数,
17、描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。答案答案(1)3d104s24p22(2)Ge原子半径大,原子间形成的单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强(4)OGeZn(5)sp3共价键(6)(,)10714141438 736.02 565.76解析解析(2)单键中含有1个键,双键中含有1个键和1个键,叁键中含有1个键和2个键。键的成键方式是“头碰头”,键的成键方式是“肩并肩”,原子间形成的
18、键键长越长,越不利于两原子间形成键。(3)对于结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高。(4)元素的非金属性越强,原子吸引电子能力越强,元素的电负性越大。(5)金刚石中C原子的杂化方式为sp3杂化,微粒间作用力为共价键,运用类推法不难得出结论。(6)晶胞参数a即为晶胞边长,=gcm-3=107gcm-3。mV231037386.02 10(565.76 10)38 736.02 565.763.(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,
19、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Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,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。答案答案(15分)(1)电子云2(每空1分,共2分)(2)C有4个价电子
20、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)电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述C的电子排布图为,所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。(2)碳的原子结构示意图为,有4个价电子,难以通过得或失电子达到稳定结构,所以其键型以共价键为主。(3)CS2分子的结构式为SCS,其共价键的类型有键和键,C原子的杂化轨道类型为sp;CS2分子为三原子分子,最外层电子总数为16,与其具有相同空间构型和键合形式的分子有
21、CO2、COS,离子有SCN-等。(4)Fe(CO)5的熔点为253K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。(5)由题中石墨烯和金刚石的晶体结构图示可得,在石墨烯晶体中,每个C原子应连接3个六元环,每个六元环由6个C原子构成,每个六元环所占有的C原子数为6=2;在金刚石晶体中,每个C原子与其他4个C原子相连,每个C原子连接的六元环个数应为12个,而每一个碳原子与其他4个C原子形成的4个共价键的键角均为10928,形成正四面体,由此可得在金刚石晶体的六元环中最多有4个C原子共面。146。1s 2s 2p 13C C组组 教师专用题组教师专用题组1.(2017课标,35,15分)研究发现,在
22、CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:(1)Co基态原子核外电子排布式为。元素Mn与O中,第一电离能较大的是,基态原子核外未成对电子数较多的是。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为,原因是。(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了键外,还存在。(5)MgO具有NaCl型结构(如图),其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.42
23、0nm,则r(O2-)为nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a=0.448nm,则r(Mn2+)为nm。答案答案(1)Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2OCH3OHCO2H2H2O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(键)(5)0.1480.07664解析解析本题考查基态原子核外电子排布式、第一电离能、中心原子杂化方式、物质沸点高低比较、晶体相关计算等。(1)Co的原子序数为27,其基态原子核外电子排布式为Ar3d74s2;根据第一电离能的变化规律可知,O元素第一电离能较大;Mn基态原子
24、价电子排布式为3d54s2,O基态原子价电子排布式为2s22p4,Mn基态原子核外未成对电子数较多。(2)CO2分子中C原子采取sp杂化,CH3OH分子中C原子采取sp3杂化。(4)Mn(NO3)2属于离子化合物,含有离子键,N中既有键又有键。(5)由晶胞结构可知r(O2-)=a=0.148nm,r(Mn2+)=0.076nm。3O242 2(O)2ar关联知识关联知识N的结构式为。3O2.(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
25、非晶体。(2)基态Fe原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为。可用硫氰化钾检验Fe3+,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型为,1mol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=0.405nm,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)。答案答案(1)X-射线衍射(2)41s22s22p63s23
26、p63d5血红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)1223734276.022 10(0.405 10)解析解析(1)用一定波长的X-射线照射到晶体上,根据记录仪上有无分离的斑点或明锐的谱线,可以鉴别晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子的电子排布式为Ar3d64s2,价电子的轨道表示式为,故基态Fe原子的未成对电子数为4;Fe3+的电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5;Fe3+与SCN-形成的配合物呈血红色。(3)CH3CHO分子中CH3中碳原子为sp3杂化,CHO中碳原子为sp2杂化。因乙酸分子间能形成氢键,故乙酸的沸点明显比乙醛高。
27、Cu2O晶胞中氧原子数=4+6+8=8,故铜原子数为28=16。(4)面心立方晶胞中,铝原子的配位数为12;晶胞中Al原子数为8+6=4,故铝单质的密度=gcm-3。3d 4s 12181812mVA73427(0.405 10)gNcm23734276.022 10(0.405 10)3.(2013课标,37,15分,)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:(1)D2+的价层电子排布图为。(2)四种元素中第一电
28、离能最小的是,电负性最大的是。(填元素符号)(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如上图所示。该化合物的化学式为;D的配位数为;列式计算该晶体的密度gcm-3。(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为,配位体是。答案答案(1)(2分)(2)KF(每空2分,共4分)(3)K2NiF46(2分,1分,共3分)=3.4(2分)(4)离子键、配位键FeF63-F-(2分,1分,1分,共4分)2323039 459 2 19 86.02 104001308 10解析解析前四周期元素中,C的价电子层中未成对电子数为4,
29、且为第四周期元素,则其价电子排布图为,即该元素为26号元素Fe,进一步推知,D为28号元素Ni,B为K,A为F。(1)Ni原子失去最外层的2个电子形成Ni2+,Ni2+的价层电子排布图为:。(2)四种元素中K最易失去1个电子,其第一电离能最小,F最易获得电子,其电负性最大。(3)一个该晶胞中,有16个F-位于晶胞的棱上,2个F-位于晶胞内部,4个F-位于晶胞的面上,根据均摊法,该晶胞中真正占有的F-数为:16+2+4=8;有8个K+位于晶胞的棱上,2个K+位于晶胞内部,故该晶胞中真正占有的K+数为:8+2=4;有8个Ni2+位于晶胞的顶点,1个Ni2+位于晶胞内部,故该晶胞中真正占有的Ni2+
30、数为:8+1=2。因此,该化合物中K+、Ni2+、F-的数目比为4 2 8=2 1 4,则该化合物的化学式为K2NiF4。1个Ni2+周围拥有2个K+和4个F-,故Ni的配位数为6。1mol晶胞中含有2molK2NiF4,其质量为2mol213gmol-1,1mol晶胞的体积为:6.021023400214121418130810-30cm3,故该晶体的密度为:=3.4gcm-3。(4)K3FeF6中含有离子键和配位键,其中K+与FeF63-之间形成离子键,Fe3+与F-之间形成配位键。K3FeF6中存在的复杂离子为FeF63-,其中配位体是F-。12323032mol213g mol6.02
31、 104001308 10mc4.(2013课标,37,15分,)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为,电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键CCCHCOS
32、iSiSiHSiO键能/(kJmol-1)356413336226318452硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是。SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。(6)在硅酸盐中,Si四面体如图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为,Si与O的原子数之比为,化学式为。44O答案答案(1)M94(2)二氧化硅(3)共价键3(4)Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2(5)CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能
33、较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键(6)sp31 3SiO3(或Si)2nn23O解析解析(1)基态Si原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9,电子数为4。(3)6个面心位置贡献的Si原子数=6=3。(4)由题给信息可写出制备SiH4的化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl2MgCl2+4NH3+SiH4。(5)可根据相关键能的数据解释相关的两个事实,
34、详见答案。(6)在Si四面体结构中,处于四面体中心的硅原子的杂化方式为sp3;单链结构的多硅酸根中,重复出现的最小结构单元为,其中Si原子数目为2,1、4号氧原子为两个单元所共有,2、3、5、6、7号氧原子完全属于该单元,故每个最小单元的氧原子数目为5+2=6,Si与O原子数之比为2 6=1 3,故单链结构的多硅酸根的化学式为SiO3。1244O122nnA A组组 2015201720152017年高考模拟年高考模拟基础题组基础题组时间:20分钟分值:40分非选择题(每题10分,共40分)1.(2017南通如皋中学检测,22)(10分)X、Y、Z、W、R五种元素的原子序数均小于36,其原子序
35、数依次增大。X价电子(外围)排布式为nsnnpn;元素Z基态原子s电子总数与p电子总数相等;W为非金属元素,未成对电子数目为1,其能层数与其他四种元素均不相同;R为金属元素,其原子序数为27。(1)基态R原子核外电子排布式为;X、Y、Z三种原子第一电离能由大到小的顺序为(用具体元素符号表示)。(2)1mol配离子R(XY)64-中含有键的数目为。(3)XZW2的结构与甲醛相似,X原子杂化方式为;Y的氢化物沸点高于其短周期同族元素氢化物的主要原因是。三年模拟(4)离子W的空间构型为(用文字描述)。(5)某晶体的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式为(R、Z用具体元素符号表示)。3Z答案答案(1)
36、1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2NOC(2)12mol或126.021023(3)sp2NH3分子间存在氢键而PH3分子间无氢键(4)三角锥形(5)CoO解析解析根据X外围电子排布式为nsnnpn,可知n=2,所以X为C;基态Z原子的电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,即Z为O或Mg;R为27号元素Co;W能层数与其他四种元素均不相同,可知W在第三周期,再根据题给信息,易得W为Cl,同时判断出Z为O,Y为N。X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、Cl、Co。(1)基态Co原子核外电子排布式为Ar3d74s2;同一周期元素,自左向右,第一电离能呈增
37、大趋势,A、A反常,可得I1:NOC。(2)Co(CN)64-的结构式为,1molCo(CN)64-中含有12mol键。(3)COCl2的结构与甲醛相似,C原子的杂化方式为sp2;NH3沸点高于PH3的主要原因是NH3分子之间能形成氢键而PH3不能。(4)Cl中键数为3,中心原子孤电子对数=(7+1-23)=1,价层电子对数为3+1=4,可推出Cl的空间构型为三角锥形。(5)根据晶胞图,Co离子:8+6=4,O离子:1+12=4,所以该化合物的化学式为CoO。3O123O1812142.(2016南京二模,21A)(10分)钒可用于生产合金钢、航天用的钒钛合金及化工催化剂等。(1)V基态核外电
38、子排布式为。(2)某钒的氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为。(3)利用NH4VO3制备催化剂V2O5的反应如下:2NH4VO3V2O5+2NH3+H2O。与NH3互为等电子体的一种阳离子为(填化学式)。(4)常温下V(CO)6为蓝绿色固体,易挥发,易升华,不溶于水,溶于乙醚、吡啶()。固体V(CO)6属于晶体。分子中N原子的杂化方式为。V(CO)6中含有的化学键有(填字母)。A.键B.键C.配位键D.非极性键答案答案(1)1s22s22p63s23p63d34s2或Ar3d34s2(2)VO2(3)H3O+(4)分子sp2ABC解析解析(1)钒是23号元素,V原子核外有23个电子,
39、根据构造原理可知其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或Ar3d34s2。(2)利用均摊法确定化学式,由题图可知,一个晶胞中V的数目为1+8=2个,O的数目为4+2=4个,则该氧化物的化学式为VO2。(4)根据V(CO)6“易挥发,易升华,不溶于水,溶于乙醚、吡啶”等物理性质,可推知其属于分子晶体。根据杂化轨道理论,可知分子中N原子的杂化方式是sp2。V(CO)6中V与CO中的C原子形成配位键,CO中既有键,又有键。18123.(2016徐淮连宿一模,21A)(10分)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中,溶液最终变成深蓝色,继续加入乙醇,析出深蓝色的晶体Cu(NH3)4SO4H
40、2O。(1)Cu2+的基态核外电子排布式为;Cu(NH3)4SO4H2O中,与Cu2+形成配位键的原子是(填元素符号)。(2)乙醇分子中O原子轨道杂化类型为;与NH3互为等电子体的一种阳离子为(填化学式)。(3)N、O、S第一电离能由大到小的顺序为。(4)某含有结晶水的铜的氯化物的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式是。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9N(2)sp3H3O+(3)NOS(4)CuCl22H2O解析解析(1)Cu是29号元素,核外电子排布式为Ar3d104s1,则Cu2+的基态核外电子排布式为Ar3d9;N原子有孤电子对,可以与Cu2+形成配位键。(2
41、)乙醇的结构式为,其中O原子采取sp3杂化;NH3中有4个原子、10个电子,则与其互为等电子体的阳离子为H3O+。(3)N元素原子2p能级为半充满状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的;同主族元素,自上而下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能由大到小的顺序为NOS。(4)根据题图,1个晶胞中:Cu2+数目为8+2=2个,Cl-数目为4+2=4个,H2O数目为8+4=4个,则该化合物的化学式是CuCl22H2O。1812121412评析评析该题考查核外电子排布式书写、配位原子判断、杂化类型、等电子体书写、第一电离能大小判断以及根据晶胞结构计算并判断化学式等知识,难度中等。4.(2015南通
42、二模,21A)(10分)X、Y、Z、M为前四周期中除氢以外原子序数依次增大的四种元素,X基态原子未成对电子数在所处周期中最多;Y元素原子核外共有3个能级,且最高能级电子数是前两个能级电子数之和;Z的单质常温下为淡黄色固体,ZY3分子呈平面正三角形;M原子价电子排布式为3dn4sn。请回答下列问题:(1)X、Y、Z三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。(2)某X氢化物分子结构式为:HXXH,该分子中X原子的杂化方式是;Y元素简单氢化物的沸点高于Z的简单氢化物,主要原因是。(3)根据等电子原理,写出X2Y分子的电子式:。(4)M晶体的原子堆积方式为六方堆积(如图所示),则晶体中
43、M原子配位数是。某配合物的化学式是M(H2O)5ClCl2H2O,1mol该配合物中配位键的数目是。答案答案(1)NOS(2)sp2H2O分子间存在氢键(3)(4)1266.021023解析解析由题中所给文字信息可得,X、Y、Z、M分别为N、O、S、Ti。(1)N、O、S三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是NOS。(2)HNNH分子中N原子的杂化方式是sp2;H2O的沸点高于H2S的主要原因是H2O分子间存在氢键,而H2S分子间不存在氢键。(3)根据等电子原理,N2O的电子式应与CO2的电子式相似,故N2O的电子式为N。(4)由图可知,晶体中M原子的配位数是12;在1mol配合物M(H2O)
44、5ClCl2H2O中,含配位键的数目是66.021023(配位原子是5个O、1个Cl)。NOB B组组 2015201720152017年高考模拟年高考模拟综合题组综合题组时间:20分钟分值:40分非选择题(共40分)1.(2017南京金陵中学期中,21A)(10分)磷化硼是一种高折射率红棕色晶体,可通过单质B与Zn3P2(或PH3)反应制得,也可通过热解PCl3BCl3制得。(1)Zn2+的基态核外电子排布式为。(2)PH3中磷原子的杂化轨道类型为;BCl3空间构型为(用文字描述)。(3)PCl3能够与配合物Ni(CO)4发生配体置换反应:Ni(CO)4+4PCl3Ni(PCl3)4+4CO
45、。与CO互为等电子体且带1个单位负电荷的阴离子的化学式为。1molNi(PCl3)4中含键数目为。(4)立方BP的晶胞结构如图所示,晶胞中含B原子数目为。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(2)sp3平面三角形(3)CN-16mol(或166.021023)(4)4解析解析(1)Zn的基态核外电子排布式为Ar3d104s2,故Zn2+的基态核外电子排布式为Ar3d10。(2)PH3中P原子的杂化方式为sp3杂化;BCl3中B原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,故BCl3空间构型为平面三角形。(3)等电子体要求原子总数相等、价电子总数相等。键数目=4mol+3
46、4mol=16mol。(4)B原子数目=8+6=4。1812易错警示易错警示看清题目要求书写“Zn2+”核外电子排布式,而不是“Zn原子”,审题要仔细。2.(2017南京、盐城、连云港二模,21A)(10分)下列反应可用于合成CH3OH:CO+2H2CH3OH(1)基态Mn2+核外电子排布式为。(2)与N互为等电子体的分子为(写化学式)。(3)C的空间构型是(用文字描述)。(4)1molCH3OH中含有键的数目为mol。CH3OH与H2O可以任意比互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为。(5)锰元素的一种硫化物晶体的晶胞结构如图所示,该硫化物的化学式为。3O23O答案答案(1)1s22s22p
47、63s23p63d5或Ar3d5(2)SO3或BF3(其他合理答案也可)(3)平面三角形(4)5CH3OH与H2O分子之间可以形成氢键(5)MnS解析解析(1)Mn为25号元素,基态原子核外电子排布式为Ar3d54s2,故基态Mn2+的核外电子排布式为Ar3d5。(2)与N互为等电子体的分子应由4个原子构成,最外层电子总数为24,SO3或BF3均符合条件。(3)C中C原子的杂化方式为sp2,配位原子数为3,故空间构型为平面三角形。(4)CH3OH的结构式为,1个CH3OH分子中含有5个键。(5)该晶胞中白球:8+6=4;黑球:12+1=4,故化学式为MnS。3O23O181214易错警示易错警
48、示第(4)问只答“氢键”两个字会被扣分,要强调CH3OH和H2O形成分子间氢键。3.(2016南通二模,21A)(10分)元素X位于第四周期,其基态原子有4个未成对电子。Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍。元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子。(1)Y与Z可形成多种化合物。元素Y与Z中电负性较大的是(用元素符号描述)。离子Z的空间构型为(用文字描述)。写出一种与ZY2互为等电子体的氧化物分子的化学式。(2)Y的氢化物(H2Y)在乙醇中的溶解度大于H2Z,其原因是。(3)含X2+的溶液与KCN、氨水反应可得到化合物K3X(CN)5(NH3)。基态X2+的核外电子排布式是。1mol配合物K3
49、X(CN)5(NH3)中含键的数目为。(4)下图为X与Z所形成的一种化合物的基本结构单元,推测该化合物的化学式:。23Y答案答案(1)O三角锥形S2O或SeO2(2)H2O分子与乙醇分子间可形成氢键,而H2S不能(3)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d614mol或14NA或146.021023个(4)Fe3S8解析解析依据题意,可知X、Y、Z分别为Fe、O、S。(1)根据同主族元素自上而下,电负性逐渐减弱,可知电负性:OS。(2)H2O和C2H5OH之间可形成氢键,而H2S和C2H5OH之间不能形成氢键,故H2O在乙醇中溶解度大于H2S。(3)X2+即Fe2+,其核外电子排布式为
50、1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。配合物K3Fe(CN)5(NH3)中含有的键:NH3中的3个NH键,5个CN-中的5个键,配位体(1个NH3、5个CN-)与Fe形成的6个键,故1个K3Fe(CN)5(NH3)中有14个键,则1mol该物质有14mol键。(4)由题图可知,1个晶胞中:X的数目为4+1=个,Z的数目为4个,则该化合物的化学式为Fe3S8。1832命题归纳命题归纳“物质结构与性质”类题的题干有两种形式:一种是直接以给定的具体物质为背景,回答相关问题;另一种是先进行元素推断,再结合推出的元素回答问题。本题属于后者。易错警示易错警示配位键是一类特殊的共价键,属于键。评
