1、物质结构与性质1氧元素和卤族元素都能形成多种物质，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。(1)COCl2的空间构型为_平面三角形_；溴的基态原子价电子排布式为_4s24p5_。(2)已知CsICl2不稳定，受热易分解，倾向于生成晶格能更大的物质，则它按下列_A_式发生，(填字母代号，下同)ACsICl2=CsClIClBCsICl2=CsICl2(3)根据下表提供的第一电离能数据判断，最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_碘(或I)_。元素氟氯溴碘第一电离能(kJmol1)1 6811 2511 1401 008(4)下列分子既不存在“sp”键，也不存在“pp”键的是_D
2、_。AHClBHFCSO2DSCl2(5)已知ClO为三角形，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO中心氯原子的杂化轨道类型为_sp3杂化_，写出一个与CN互为等电子体的物质的分子式_N2(或CO)_。(6)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体，其结构如图所示，由此可判断钙的氧化物的化学式为_CaO2_。已知该氧化物的密度是 gcm3，则晶胞内离得最近的两个钙离子的间距为_cm。(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)解析(1)COCl2分子中中心原子C的杂化轨道类型为sp2杂化，故其空间构型为平面三角形；溴的基态原子的核外电子排布式为Ar3d104s24p5，故其价电子排布式为
3、4s24p5；(2)因CsCl的晶格能大于CsI的晶格能，故按A方式发生；(3)第一电离能越小，越容易形成较稳定的单核阳离子，故最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子为碘(或I)；(4)HCl、HF分子中均存在“sp”键，SO2中存在“pp”键，SCl2存在“pp”键，故D项符合题意。(6)由图可知晶胞中含有Ca2个数为864个，O个数为1214个，故钙的氧化物的化学式为CaO2；设晶胞内离得最近的两个钙离子的间距为x cm，则晶胞的边长为x cm，(x)3，x。2硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)均属于硼族元素(第A族)，它们的化合物或单质都有重要用途，请回答下列问题：(1)写出基态镓原子的
4、电子排布式_1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1_。(2)已知：无水氯化铝在178升华，它的蒸气是缔合的双分子(Al2Cl6)，结构如图。缔合双分子(Al2Cl6)中Al原子的杂化轨道类型是_sp3_。(3)B原子的电子有_3_个不同的能级；晶体硼熔点为2300，则其为_原子_晶体。(4)磷化硼(BP)是一种有价值的耐磨硬涂层材料，它是通过在高温氢气氛围中(750)三溴化硼和三溴化磷反应制得。BP晶胞如图所示。画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式：三溴化硼_；三溴化磷_(每个1分，体现平面三角形和三角锥形)_在BP晶胞中B的堆积方式为_面心立方堆积_。计算
5、当晶胞晶格参数为a pm(即图中立方体的每条边长为a pm)时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离_pm或_pm或a/4_pm_ 解析(1)镓是31号元素，其原子核外有31个电子，根据构造原理知道其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。(2)氯化铝中每个铝原子含有3个共价键，且不含孤对电子对，为平面三角形结构，缔合分子Al2Cl6中铝原子的轨道杂化类型为sp3。(3)B原子核外电子排布式为1s22s22p1，有3个不同的能级，晶体硼熔点为2300，熔点很高，属于原子晶体。(4)溴化硼中硼原子的价层电子对数位3(313)/23，没有孤对电子对，所以分子空间构型为平面
6、三角形，结构式为，溴化磷中磷原子价层电子对数位3(513)/24，磷原子有个孤对电子，所对分子空间构型为三角锥形，结构式为。由晶胞结构可知，B原子处于晶胞顶点与面心，在BP晶胞中B的堆积方式为面心立方最密堆积。P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，是体对角线的1/4，立方体的每条边长为a pm，则晶胞体对角线长为a pm，则P原子与B原子最近距离为a/4 pm。考点：原子核外电子排布，判断简单分子或离子的构型，晶胞的计算，不同晶体的结果微粒及微粒间作用力的区别。3砷，镓和铜均为重要的合金材料，在工业生产和科研领域均有重要应用。请回答下列问题：(1)基态Ga原子
7、中有_8_种能量不同的电子，其未成对电子数目为_1_。(2)GaAs的晶胞与金刚石相似，其中As原子位于晶胞的顶点和面心，则Ga原子的配位数为_4_。Ga、Ge、As、Se四种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为_AsSeGeGa_。(3)Cu3(AsO4)2是一种木材防腐剂，其阴离子中As原子的杂化轨道类型为_sp3_，H3AsO4的酸性强于H3AsO3的原因为_H3AsO4的非羟基氧原子多，As的正电性更高，羟基中的O原子的电子向As偏移程度大，更容易电离出H_。(4)Cu(NH3)4SO4是一种重要的配合物，与SO互为等电子体的分子的化学式为_CCl4或(SiCl4或CBr4或SiF4)
8、_(任写种)，一定压强下，将NH3和PH3的混合气体降温，首先液化的为_NH3_。(5)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，一种钇钡铜氧晶体的晶胞结构如图所示，其中原子坐标参数A为(0,0,0)，B为(0,1,1)，C为(1,1,0)；则D原子的坐标参数为_(1/2,1/2，/1/2)_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知：该钇钡铜氧晶体的晶饱参数分别为a nm、b nm，阿伏加德罗常数的值为NA，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。解析(1)基态Ga原子的电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p1有8种轨道，所以有8种能量不同的电子，其未成对
9、电子在4p轨道，数目为1。(2)GaAs的晶胞与金刚石相似，两者为等电子体，金刚石中C原子的配位数也为4，所以Ga原子的配位数也为4。第A(np3半充满)元素的价电子排布比较特殊，所以第一电离能也是比较特殊的，它们高于邻近的元素，所以Ga、Ge、As、Se四种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为AsSeGeGa。(3)Cu3(AsO4)2是一种木材防腐剂，其阴离子中As原子的杂化轨道类型为sp3，H3AsO4的酸性强于H3AsO3的原因为H3AsO4的非羟基氧原子多，As的正电性更高，羟基中的O原子的电子向As偏移程度大，更容易电离出H。(4)Cu(NH3)4SO4是一种重要的配合物，与SO互
10、为等电子体的分子的化学式为CCl4(或SiCl4或CBr4或SiF4)，一定压强下，将NH3和PH3的混合气体降温，因为氨分子间为可以形成氢键，所以首先液化的是NH3。(5) 由原子坐标参数A为(0,0,0)、B为(0,1,1)、C为(1,1,0)可知，该晶胞底部为一正方体，所以D原子的坐标参数为(1/2,1/2,1/2)。由图可知，该晶胞中有1个Y原子、2个Ba原子、1287个O原子、883个Cu原子，所以该晶体的化学式为YBa2Cu3O7、摩尔质量为667 g/mol，则1 mol该晶胞的质量为667 g、体积为NA(a107)2(b107) cm3a2b NA1021 cm3，所以该钇钡
11、铜氧晶体密度为 gcm3。4第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐。(1)铬是一种硬而脆、抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢。基态Cr原子中，电子占据最主能层的符号为_N_，该能层上具有的原子轨道数为_16_，电子数为_1_。(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的第一电离能是否符合这一规律？_否_(填“是”或“否”)，原因是_30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定_(如果前一问填“是”，此问可以不答)。(3)镓与第A族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓(GaAs)就是其中一种，其晶胞结构如图所示(白色
12、球代表As原子)。在GaAs晶体中，每个Ga原子与_4_个As原子相连，与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为_正四面体_。(4)与As同主族的短周期元素是N、P。AsH3中心原子的杂化类型为_sp3_；一定压强下将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是_NH3_，理由是_NH3分子之间有氢键，沸点较高_。(5)铁的多种化合物均为磁性材料，氮化铁是其中一种，某氮化铁的晶胞结构如图所示，则氮化铁的化学式为_Fe4N_；设晶胞边长为a cm，阿伏加德罗常数为NA，该晶体的密度为_gcm3。(用含a和NA的式子表示)。解析(1)基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63
13、s23p63d54s1，则最高能层为N，该能层具有4s4p4d4f轨道，轨道数为16，电子数为1。(5)由图可得晶胞中含有Fe的个数为864个，含有N的个数为1个，则氮化铁的化学式为Fe4N；a3，故。5有些食物中铁元素含量非常丰富，其中非血红素铁是其存在形式之一，主要是三价铁与蛋白质和羧酸结合成络合物。(1)Fe3的电子排布式为_1s22s2p63s23p63d5或Ar3d5_。(2)配合物Fe(CO)5的配位体是_CO_；常温下，Fe(CO)5为黄色液体，易溶于非极性溶剂，熔点为251 K，沸点为376 K，据此，可判断Fe(CO)5晶体属于_分子_晶体。(填“离子”、“原子”、“分子”或
14、“金属”)(3)金属晶体可看成金属原子在三维空间中堆积而成，单质铁中铁原子采用钾型模式堆积，原子空间利用率为68%，铁原子的配位数为_8_。(4)乙醛能被氧化剂氧化为乙酸，乙醛中碳原子的轨道杂化类型是_sp2、sp3_；1 mol乙醛分子中含有的键的数目为_66.021023或6NA_。(5)FeO晶体结构如图所示，FeO晶体中Fe2的配位数为_6_，若该晶胞边长为b cm，则该晶体的密度为_gcm3。解析(1)Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)Fe(CO)5的 配位体
15、为CO，Fe(CO)5的熔沸点低，易溶于非极性溶剂，故其为分子晶体。(3)钾型堆积为体心立方堆积，故Fe的配位数为8。(4)CH3CHO中甲基碳原子为sp3杂化，而醛基碳原子为sp2杂化。CH3CHO的结构式为，单键为键，1个双键中含1个键、1个键，故1 mol CH3CHO中含有6 mol 键。(5)该晶胞中有Fe2周围最近等距离的O2有6个，则Fe2的配位数为6。该晶胞中含有4个Fe2、4个O2，则晶体密度为gcm3。6前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A的最简单气态氢化物分子中含5个原子和10个电子；基态B原子有3个未成对电子，在短周期元素中C的第一电离能最小，D的最高价
16、氧化物对应的水化物是二元强酸。E核外3个电子层均排满电子。回答下列问题：(1)基态E原子的外围电子排布图为_。(2)1 mol(AB)2中含键数目为_3NA_；在A、B、D的含氧酸根离子中，呈平面三角形结构的是_CO、NO_(填离子符号)。(3)在A、B、D的气态氢化物中，属于极性分子的是_NH3、H2S_；CB3的晶体类型是_离子晶体_，它的阴离子的等电子体分子有_CO2(或N2O)_(填一种)。(4)B、E两种元素形成某种化合物晶胞结构如图(白色球代表B原子)。已知B、E的原子半径分别为a pm、b pm。在该晶胞中，B原子的配位数为_6_。该晶胞的空间利用率为_100%_。解析含5个原子
17、、10个电子的分子是CH4，则A为碳元素；基态N原子有3个未成对电子，B为氮元素。短周期元素中钠元素的第一电离能最小，C为钠元素。硫酸是强酸，又是二元酸，D为硫元素，3个电子层排满电子，依次为2、8、18，所以E的原子序数为29，E为铜元素。(1)基态铜 原子的外围电子排布图为。(2)1个NCCN分子中含3个键。1 mol(CN)2中含键数目为3NA；C、N、S的含氧酸根离子分别为CO、NO、NO、SO、SO等，其中中心原子价层电子对数为3、成键电子对数为3的有CO、NO，二者均呈平面三角形。(3)CH4、NH3、H2S分子中，极性分子有NH3、H2S。NaN3是离子晶体，与N互为等电子体的分
18、子有CO2、N2O。(4)该晶胞由氮、铜原子构成，从图看出，N原子的配位数为6。1个晶胞中，氮原子个数为81，铜原子个数：123，它的化学式为Cu3N。观察晶胞知，设晶胞边长为L，L2(ab)pm。该晶胞的空间利用率100%100%。7T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下表。元素相关信息TT元素可形成自然界硬度最大的单质WW与T同周期，核外有一个未成对电子XX原子的第一电离能至第四电离能分别是I1578 kJmol1，I21 817 kJmol1，I32 745 kJmol1，I411 575 kJmol1Y常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成
19、酸雨的主要物质ZZ的一种同位素的质量数为63，中子数为34(1)TY2是一种常用的溶剂，是_非极性分子_(填“极性分子”或“非极性分子”)，分子中存在_2_个键。W的最简单氢化物容易液化，理由是_分子间形成氢键_。(2)在25 、101 kPa下，已知13.5 g的X固体单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态，放热419 kJ，该反应的热化学方程式为_4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)_H3_352_kJmol1_。(3)基态Y原子中，电子占据的最高能层符号为_M_，该能层具有的原子轨道数为_9_、电子数为_6_。Y、氧、W元素的电负性由大到小的顺序为_FOS_(写元素符号)。(4)已知
20、Z的晶胞结构如图所示，又知Z的密度为9.00 gcm3，则晶胞边长为108cm(用含立方根的式子表示)；ZYO4常作电镀液，其中YO的空间构型是_正四面体形_，其中Y原子的杂化轨道类型是_sp3_。Z的单质与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸：ZHClO2=ZClHO2，HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基，具有极高的活性。下列说法或表示正确的是_AD_。AO2是氧化剂BHO2是氧化产物CHO2在碱中能稳定存在D1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移解析由题目提供的信息可推得T、W、X、Y和Z分别为C、F、Al、S和Cu。(1)CS2的结构式为S=C=S左右对称，为非极性分子，分子中存在两个键，两个键，因为H、F之间易形成氢键，故HF的熔、沸点高，易液化。(2)n(Al)0.5 mol放出419 kJ，则4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H41983 352kJmol1。(3)硫原子的核外电子排布图为故最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为9，电子数为6；因同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，同主族从上到下，电负性逐渐减弱，故S、O、F元素的电负性由大到小的顺序为FOS。(4)由图可知Cu的晶胞为面心立方最密堆积，则每个晶胞有4个Cu原子，设晶胞边长为x，则x39.00 gcm3，故x108cm。
