1、考点考点1 1 原子结构与性质原子结构与性质 1.(2020山东,4,2分)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是( ) A.键能CCSiSi、CHSiH,因此C2H6稳定性大于Si2H6 B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度 C.SiH4中Si的化合价为+4,CH4中C的化合价为-4,因此SiH4还原性小于CH4 D.Si原子间难形成双键而C原子间可以,是因为Si的原子半径大于C,难形成p-p 键 答案答案 C A项,分子内的键能越大,键长越短,分子越稳定,正确;B项,SiC共价晶体内只存在强度很 大的CSi共价键,并且原子之间形成稳定的空间立
2、体网状结构,故硬度很高,正确;C项,非金属 性CSi,则键能CHSiH,键长SiHCH,稳定性CH4SiH4,气态氢化物稳定性越强,其还原性 越弱,故还原性SiH4CH4,错误;D项,Si原子半径较大,p轨道电子云肩并肩重叠程度小,很难形成p-p 键,正确。 2.(2020天津,8,3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正 确的是( ) A.元素电负性:ZW B.简单离子半径:WY C.元素第一电离能:ZW D.简单氢化物的沸点:XP,正确;B项,简单离子半 径:S2-Na+,错误;C项,P位于第A族,价电子排布式为3s23p3,是比较稳定的半满结构,第一电离
3、能大 于同周期的S元素,即元素的第一电离能:PS,错误;D项,X的简单氢化物是NH3,Z的简单氢化物是 PH3,NH3分子间存在氢键,故沸点:NH3PH3,错误。 3.(2019课标,35,15分)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe- Sm-As-F-O组成的化合物。回答下列问题: (1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 ,其沸点比NH3的 (填 “高”或“低”),其判断理由是 。 (2)Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm2+价层电子排布 式为 。 (3)比较离子半径:F- O2-(填“大于”“等于”或
4、“小于”)。 (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,则该化合物的化学式 表示为 ;通过测定密度和晶胞参数,可以计算该物质的x值,完成它们关系表达 式:= g cm-3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1 中原子1的坐标为(,),则原子2和3的坐标分别为 、 。 1 2 1 2 1 2 答案答案 (1)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键 (2)4s 4f6 (3)小于 (4)SmFeAsO1-xFx (,0) (
5、0,0,) 2-30 A 2281 16(1- )19 10 xx a cN 1 2 1 2 1 2 解析解析 本题涉及的知识点有分子结构与性质、核外电子失去顺序、离子半径比较、晶胞结构与 计算等,考查学生分析和解决化学问题的能力。以超导材料研究为载体,体现了科学态度与社会责 任的学科核心素养,以及厚植爱国主义情怀的价值观念。 (1)AsH3中As原子价层电子对数为4,有一对孤电子对,故AsH3的立体结构为三角锥形。NH3分子间 可以形成氢键,导致NH3沸点高于AsH3。 (2)金属原子变为阳离子,首先失去最外层电子,Fe的核外电子排布式为Ar3d64s2,先失去4s轨道的 电子;Sm失电子时
6、,先失去6s轨道的电子,则Sm2+的价层电子排布式为4f6。 (3)F-与O2-具有相同电子层结构,F原子序数较大,离子半径较小。 (4)根据原子在长方体晶胞中位置可知,一个晶胞中As、Fe、Sm各有两个,F和O的原子数之和为2, 则该化合物的化学式为SmFeAsO1-xFx。每个晶胞中有“两个分子”,每个晶胞质量为 g;该晶胞为长方体,其体积为a2 c10-30 cm3,则= g cm-3。根据 坐标系和原子1的坐标可知,底面左后方的O或F原子为坐标系原点,其坐标是(0,0,0),则原子2的坐 标为(,0),原子3的坐标为(0,0,)。 A 2281 16(1- )19 xx N 2-30
7、A 2281 16(1- )19 10 xx a cN 1 2 1 2 1 2 4.(2018课标,35,15分)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题: (1)Zn原子核外电子排布式为 。 (2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大 于”或“小于”)。原因是 。 (3)ZnF2具有较高的熔点(872 ),其化学键类型是 ;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr 2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是 。 (4)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。 Z
8、nCO3中,阴离子空间构型为 , C原子的杂化形式为 。 (5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为 。六棱柱底边边 长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为 g cm-3(列出计算式)。 答案答案 (1)Ar3d104s2 (2)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子 (3)离子键 ZnF2为离子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小 (4)平面三角形 sp2 (5)六方最密堆积(A3型) 2 A 65 6 3 6 4 Na c 解析解析 (1)Zn是30号元素,核外有30个电子,故核外电子排布式为1s22
9、s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s 2。 (2)由于Zn的核外电子排布式为Ar3d104s2,Cu的核外电子排布式为Ar3d104s1,Zn核外电子排布处 于全满稳定状态,第一电离能更大,所以I1(Zn)I1(Cu)。 (3)ZnF2熔点较高,属于离子晶体,含有的化学键类型为离子键;ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于有机溶 剂,有机溶剂多为共价化合物,根据相似相溶原理知,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2均是分子晶体。 (4)ZnCO3中的阴离子为C,C中C原子的价层电子对数为3+(4+2-32)=3,且无孤电子对,故 空间构型为平面三角形,C原子的杂化形式为sp2。
10、(5)由金属Zn晶体中的原子堆积方式图可知,其堆积方式为六方最密堆积;六棱柱底边边长为a cm, 则六棱柱底面积为(6aa)cm2=a2 cm2,体积为a2c cm3;根据均摊法知,一个六棱柱中含 有Zn原子数目为12+2+3=6,所以Zn的密度= g cm-3= g cm-3。 2- 3 O 2- 3 O 1 2 1 2 3 2 3 3 2 3 3 2 1 6 1 2 A M N N V A 2 65 6 3 3 2 N a c 2 A 260 3 3a c N 易混易错易混易错 注意顶点、面心、棱心、体心的原子在立方体和六棱柱中贡献的异同。 5.(2017课标,35,15分)钾和碘的相关化
11、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)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为 nm(填标号)。 A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5 (2)基态K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形状为 。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比 金属Cr低,原因是 。 (3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为 ,中心原子的杂 化形式为 。 3 I 3 I (4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立方结构,边
12、长为a=0.446 nm,晶 胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为 nm, 与K紧邻的O个数为 。 (5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于 位置,O处于 位 置。 答案答案 (1)A (2)N 球形 K原子半径较大且价电子数较少,金属键较弱 (3)V形 sp3 (4)0.315 12 (5)体心 棱心 解析解析 (1)紫色对应的辐射波长是可见光中最短的,A项正确。 (2)K位于第4周期A族,电子占据的最高能层符号为N,最外层只有一个电子,位于s能级,电子云轮 廓图形状为球形。金属的熔、沸点与金属键强弱有关,金属键的强弱又与金属原
13、子的半径以及价 电子数有关,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱,熔、沸点越低。 (3)中心原子I的价层电子对数为2+(7-2-1)=4,中心原子杂化类型为sp3杂化,成键电子对数为 2,孤 电子对数为 2,故空间构型为V形。 (4)根据晶胞结构可知K与O间的最短距离是面对角线的一半,即0.446 nm;根据晶胞结构可知 与K紧邻的O的个数为12。 (5)根据已知的晶胞可知,当I原子处于各顶角位置时,晶胞可以由八个已知晶胞堆积在一起组合而 成,其中I原子处于八个晶胞的体心构成的八个顶角上,则K原子处于新晶胞的体心,O原子处于新 晶胞的棱心。 1 2 2 2 6.(2017课标,35,15分)
14、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
15、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)R的晶体密度为d g cm-3,其立方晶胞参数为a nm,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 。 - 5 N n m 6 6 - 5 N 4 H 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
16、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)ABD C 5 (H3O+)OHN() (N)NHN() (4)(或10-21) 6 5 - 5 N 4 H - 5 N 3 602a d M 3 A a dN M 解析解析 (1)氮原子价层电子排布式为2s22p3,价层电子的轨道表达式为。 (3)H3O+中键数为3,中心原子孤电子对数为(6-1-31)=1,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
17、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,氮原子的电子式为 ,中每个氮原子形成两个键,剩余1个单电子,故 参与形成大键的电子数为5+1=6,中大键应表示为。由图(b)可知H3O+与、N与 之间均存在氢键。 (4)晶体的密度为d g cm-3,晶胞的体积为(a10-7)3 cm3,晶胞的质量为y,则y=d(a10-7) 3,y= =10-21。 1 2 4 H 1 2 4 H - 5 N - 5 N - 5 N N - 5 N - 5 N 6 5 - 5 N 4 H - 5 N -1 -1 A g mol l M N mo
18、A M N -73 A (10 )daN M 3 A a dN M 以下为教师用书专用 7.(2017海南单科,19-,6分)(双选)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 答案答案 AD 某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则该元素为Br,其最高正价为+7,A项 正确;同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第A族、第A族 元素第一电离能大于其相邻元
19、素,Na元素第一电离能小于Mg元素,但是Na元素第二电离能大于 Mg元素,B项错误;HClO中的+1价氯稳定性比HClO4中的+7 价氯差,更容易得电子,故次氯酸的氧化 性大于高氯酸,C项错误;邻羟基苯甲醛()能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛 ()能形成分子间氢键,形成分子间氢键时熔、沸点升高,形成分子内氢键时 熔、沸点降低,所以邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛,D项正确。 8.(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
20、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。 答案答案 (15分)(1)电子云 2(每空1分,共2分) (2)C有
21、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,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) 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
22、,与其具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS,离子 有SCN-等。 (4)Fe(CO)5的熔点为253 K,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。 14 6 。 1s 2s 2p 1 3 思路分析思路分析
23、 S原子的最外层电子数与O原子的最外层电子数相同,所以可以以CO2分子为模型对CS 2分子进行分析。 考点考点2 2 分子结构与性质分子结构与性质 1.(2020山东,7,2分)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大键。下列关于B3N3H6的说法错误的是 ( ) A.其熔点主要取决于所含化学键的键能 B.形成大键的电子全部由N提供 C.分子中B和N的杂化方式相同 D.分子中所有原子共平面 答案答案 A B3N3H6分子的熔点主要取决于分子间作用力的大小,所含化学键的键能影响其稳定性, A错误;B3N3H6中只有N含有孤对电子,故形成大键的电子全部由N提供,B正确;B3N3H6的结构式为
24、,B和N均采取sp2杂化,C正确;由无机苯的分子结构与苯类似,可知分子中所有原 子共平面,D正确。 2.(2020天津,12,3分)已知Co(H2O)62+呈粉红色,CoCl42-呈蓝色,ZnCl42-为无色。现将CoCl2溶于水, 加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡: Co(H2O)62+4Cl-CoCl42-+6H2O H 用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下: 以下结论和解释正确的是( ) A.等物质的量的Co(H2O)62+和CoCl42-中键数之比为32 B.由实验可推知HCoCl42- 答案答案 D A项,1个Co(H2O)62+中键数为6+26=18,1个CoCl42
25、-中键数为4,错误;B项,置于冰水 浴中溶液变成粉红色,说明平衡逆向移动,也说明逆反应是放热反应,则正反应是吸热反应,H0, 错误;C项,H2O是纯液体,平衡移动与c(H2O)没有关系,错误;D项,加少量ZnCl2固体,溶液变成粉红色, 说明平衡Co(H2O)62+4Cl- CoCl42-+6H2O逆向移动,是因为Zn2+结合Cl-生成了更稳定的配离子 ZnCl42-,正确。 3.(2019海南单科,19-,6分)(双选)下列各组物质性质的比较,结论正确的是( ) A.分子的极性:BCl3NCl3 B.物质的硬度:NaINaF C.物质的沸点:HFHCl D.在CS2中的溶解度:CCl4H2O
26、 答案答案 AB BCl3分子中的B原子采用sp2杂化,分子构型为平面正三角形,所以BCl3是非极性分子; NCl3中的N原子采用sp3杂化,NCl3分子的空间构型为三角锥形,是极性分子,分子极性为BCl3NCl3, A项正确;NaI和NaF都是离子晶体,离子半径:F-I-,所以晶格能:NaINaF,硬度:NaIHCl,C项错误;CS2、CCl4为非极性分子,而H2O为 极性分子,根据相似相溶原理,物质在CS2中的溶解度应为:CCl4H2O,D项错误。 4.(2020课标,35,15分)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体 电阻器等的功能材料。回答下列问题:
27、(1)基态Ti原子的核外电子排布式为 。 (2)Ti的四卤化物熔点如下表所示,TiF4熔点高于其他三种卤化物,自TiCl4至TiI4熔点依次升高,原因 是 。 (3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是 ;金属离子与氧 离子间的作用力为 ,Ca2+的配位数是 。 (4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I-和有机碱离子CH3N,其晶胞如 图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中 的空间位置相同,有机碱CH3N中,N原子的杂化轨道类 型是 ;若晶胞参数为a nm,则晶体密度为 g cm-3(列出计算式)。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 T
28、iI4 熔点/ 377 -24.12 38.3 155 3 H 3 H (5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘,降低了器件效 率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐,提升了太阳能电池的效率和使 用寿命,其作用原理如图(c)所示,用离子方程式表示该原理 、 。 答案答案 (1)1s22s22p63s23p63d24s2 (2)TiF4为离子化合物,熔点高,其他三种均为共价化合物,随相对分子质量的增大分子间作用力增 大,熔点逐渐升高 (3)OTiCa 离子键 12 (4)Ti4+ sp3 1021 (5)2Eu3+Pb 2Eu2+Pb2+
29、2Eu2+I2 2Eu3+2I- 3 A 620 aN 解析解析 (1)Ti是22号元素,所以基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。(2)氟元素非 金属性强,TiF4为离子化合物,熔点最高,TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物,熔点较低,且TiCl4、TiBr4、TiI4 结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高。(3)元素的非金属性越强,电负 性越大,所以Ca、Ti、O三种元素中,O电负性最大,Ca的金属性强于Ti,则Ti的电负性强于Ca;阴、 阳离子间的作用力为离子键;距离Ca2+最近的为O2-,共有12个O2-与位于体心处的Ca2
30、+距离相等且最 近,故Ca2+的配位数为12。(4)距离Pb2+最近的是处于面心的I-,Pb2+的配位数为6,图(a)中Ti4+的配位数 也为6,其与图(b)中Pb2+的空间位置相同;CH3N中,氮原子形成4个单键,其中有1个是配位键,N原 子采取sp3杂化;根据均摊法,1个晶胞中含有I-的个数为61/2=3,CH3N的个数为81/8=1,Pb2+的个 数为1,化学式为PbCH3NH3I3,摩尔质量为620 g mol-1,一个晶胞的质量为 g,体积为(a10-7)3 cm3, 则晶体密度为1021 g cm-3。(5)根据图(c)可知,箭头是由反应物指向生成物,则该过程中Pb 和Eu3+反应
31、生成Pb2+和Eu2+,Eu2+与I2反应生成Eu3+和I-。 3 H 3 H A 620 N 3 A 620 aN 5.(2020课标,35,15分)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材 料。回答下列问题: (1)H、B、N中,原子半径最大的是 。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素 的相似。 (2)NH3BH3分子中,NB化学键称为 键,其电子对由 提供。氨硼烷在催化剂作用 下水解释放氢气: 3NH3BH3+6H2O 3N+B3+9H2 B3的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由 变为 。 (3)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(H+)
32、,与B原子相连的H呈负电性(H-),电负性大小顺 序是 。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式),其 熔点比NH3BH3 (填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之间,存在 ,也称“双氢键”。 4 H 3- 6 O 3- 6 O (4)研究发现,氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构,晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm,= =90。氨硼烷的222超晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度= g cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。 答案答案 (1)B Si(硅) (2)配位 N sp3 sp2 (3)NHB CH3CH3 低 H+与H-的静电引力 (4)
33、-30 A 62 10N abc 解析解析 (1)H、B、N中,H原子核外电子层最少,原子半径最小,B、N均属于第二周期元素,原子序数 BN,原子核吸引电子能力BN,故原子半径BNH;根据对角线规则可知,周期表中 某些主族元素与右下方的主族元素化学性质相似,如Li和Mg,Be和Al,B和Si。(2)NH3BH3分子中,N 原子核外有1对孤电子对,B原子含有空轨道,故N原子提供孤电子对与B原子形成NB配位键,NH3 BH3分子的结构式为。由NH3BH3的结构式可知B原子的价层电子对数=键数=4 (孤电子对数为0),故NH3BH3中B原子采取sp3杂化;由B3的结构式可知B原子的价层电子对数= 键
34、数=3(孤电子对数为0),故B3中B原子采取sp2杂化。(3)电负性指原子对键合电子的吸引力,吸 引力越大,电负性越大,反之越小。由NH键中N显负电性、H显正电性,可知吸引共用电子对的 能力NH,故电负性NH;同理可知电负性HB,综上可知电负性NHB。CH3CH3分子之间不存在 3- 6 O 3- 6 O 氢键,只存在范德华力,NH3BH3分子之间既存在氢键,又存在H+与H-的静电引力即“双氢键”,故 NH3BH3熔点高于CH3CH3。(4)根据氨硼烷的222超晶胞结构图可知,每个晶胞含有16个NH3BH3 分子,则1个晶胞的质量为= g,1个晶胞的体积为2a10-102b10-102c10-
35、10 cm3=8 abc10-30 cm3,故晶体密度= g cm-3。 16 A M N A 16 (1714) N m V -30 A 62 10N abc 6.(2018海南单科,19-,14分)黄铜矿是主要的炼铜原料,CuFeS2是其中铜的主要存在形式。回答下 列问题: (1)CuFeS2中存在的化学键类型是 。下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的是 。 (2)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时,有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。 X分子的立体构型是 ,中心原子杂化类型为 ,属于 (填“极性”或“非 极性”)分子。 X的沸点比水低的主要原因是 。 (3)CuFeS2与氧气反应生成S
36、O2,SO2中心原子的价层电子对数为 ,共价键的类型有 。 (4)四方晶系CuFeS2晶胞结构如图所示。 Cu+的配位数为 ,S2-的配位数为 。 已知:a=b=0.524 nm,c=1.032 nm,NA为阿伏加德罗常数的值,CuFeS2晶体的密度是 g cm-3(列出计算式)。 答案答案 (1)离子键 CD (2)V形 sp3 极性 水分子间存在氢键 (3)3 键和键 (4)4 4 2-21 A 4 644 568 32 (0.5241.032) 10N 解析解析 (1)CuFeS2中金属与非金属间形成离子键。Fe2+的价电子排布式为3d6;Cu的价电子排布式为 3d104s1;Fe3+的
37、价电子排布式为3d5,为较稳定的半满结构;Cu+的价电子排布式为3d10,为稳定的全满结 构。(2)臭鸡蛋气味的气体为H2S。H2S中的S含有2对孤电子对,与H之间形成2个键,故S的价层 电子对数为2+2=4,则S采取sp3杂化,H2S为V形分子。H2S的空间构型类似于H2O分子的空间结构, 正负电荷中心不重合,故属于极性分子。H2O分子之间存在氢键,故其沸点比H2S高。(3)SO2中的 S的孤电子对数为1,与O之间形成2个键,则S的价层电子对数为1+2=3。SO2的结构为 ,所以SO2中S与O之间存在键,同时还存在三个原子形成的离域大键。(4) 从晶胞图看,1个S2-连有4个原子,即S2-的
38、配位数为4。从面心的Cu+看,1个Cu+连有2个原子,但是面心 的Cu+还属于另外一个晶胞,故1个Cu+实际上连有4个原子,故Cu+的配位数为4。从晶胞图分析 知,N(Cu)=6+4=4,N(Fe)=8+4+1=4,N(S)=8,所以一个晶胞中含有4个CuFeS2,则晶胞的密 度为 g cm-3。 1 2 1 4 1 8 1 2 2-21 A 4 644 568 32 (0.5241.032) 10N 7.(2019课标,35,15分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、循环 性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺
39、等作为原料制备。回 答下列问题: (1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ,该元素基态原子核外M层电子的自 旋状态 (填“相同”或“相反”)。 (2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸气状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为 ,其中Fe的配位数为 。 (3)苯胺()的晶体类型是 。苯胺与甲苯()的相对分子 质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(-95.0 )、沸点(110.6 ), 原因是 。 (4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是 ;P的 杂化轨道与O的2p轨道形成 键。 (5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸
40、盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、 三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示: 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。 答案答案 (1)Mg 相反 (2) 4 (3)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键 (4)O sp3 (5)(PnO3n+1)(n+2)- 解析解析 本题涉及知识点有对角线规则、配位键、分子结构与性质等,通过正确复述、再现、辨认 相关基础知识,考查了学生接收、整合化学信息的能力,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素 养。 (1)根据对角线规则,Li与Mg的化学性质最相似。基态时Mg原子M层上的两个电子处于3s轨道上, 且自旋方向相反
41、。 (2)双聚FeCl3分子中两分子FeCl3以配位键形式结合在一起,结构式为,Fe的配 位数为4。 (3)中只含有共价键,根据其熔、沸点数据可知,苯胺的晶体类型为分子晶体。苯胺 分子间存在氢键,导致其熔、沸点高于甲苯。 (4)根据NH4H2PO4中所含元素在周期表中的位置关系和电负性变化规律可知,氧元素电负性最 高。NH4H2PO4中磷原子的价层电子对数为4,故为sp3杂化,P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成键。 (5)磷酸根离子为P,焦磷酸根离子为P2,三磷酸根离子为P3,每增加1个P原子,O原子数增加 3,离子所带负电荷数增加1,故可推出离子通式为(PnO3n+1)(n+2)-。 3-
42、 4 O 4- 7 O 5- 10 O 8.(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: 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 。 H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔点/ -85.5 115.2 600(分解) -75.5 16.8 10.3 沸点/ -6
43、0.3 444.6 -10.0 45.0 337.0 (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 nm、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 g cm-3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心, 该正八面体的边长为 nm。 2- 2 S 答案答案 (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 sp3 (5)1021 a 3 A
44、4M N a 2 2 解析解析 本题考查电子排布图、电子云、中心原子价层电子对数计算、分子构型、杂化轨道类 型、晶体有关计算等。(1)基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,排布图为 ;基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,最高能 级为3p,电子云轮廓图为哑铃形。(2)中心原子价层电子对数:H2S为2+(6-21)=4;SO2为2+(6- 22)=3;SO3为3+(6-23)=3。(3)S8和SO2均为分子晶体,S8的相对分子质量比SO2的相对分子质量 大很多,范德华力更强,所以S8的熔点和沸点要比SO2的高很多。(4)SO3分子中中心原子价层电子 对数为3,无孤电子对,
45、故SO3分子的立体构型为平面三角形;SO3分子的结构式为,其中既有 键又有键;由图(b)可知三聚分子中每个S原子与4个O原子形成4个键,故其杂化轨道类型为sp 3。(5)由图(c)可知,一个晶胞中Fe2+有12 +1=4个,有8+6=4个,一个晶胞中有4个FeS2,晶胞 的体积为(a10-7)3 cm3,则晶体密度的计算表达式为 g cm-3=1021 g cm-3;正八面体的 1 2 1 2 1 2 1 4 2- 2 S 1 8 1 2 A -73 4 (10 ) M N a 3 A 4M N a 边长= nm=a nm。 22 ()() 22 aa 2 2 9.(2016课标,37,15分
46、)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 。 (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 。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/ -49.5 26 146 沸点/ 83.1 186 约400 (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 。 晶胞参数
