專題限時集訓(xùn)(十四)突破點(diǎn)21建議用時：45分鐘1(2016東北四市一模)已知A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36號元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A的質(zhì)子數(shù)、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)均相等，B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子總數(shù)相同，D的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，E4與氬原子的核外電子排布相同。F是第四周期d區(qū)原子序數(shù)最大的元素。請回答下列問題：(1)寫出E的價層電子排布式：_。(2)A、B、C、D電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(填元素符號)。(3)F(BD)4為無色、揮發(fā)性的劇毒液體，熔點(diǎn)25 ，沸點(diǎn)43 。不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯等有機(jī)溶劑，呈四面體構(gòu)型，該晶體的類型為_，F(xiàn)與BD之間的作用力為_。(4)開發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。由A、B、E三種元素構(gòu)成的某種新型儲氫材料的理論結(jié)構(gòu)模型如圖甲所示，圖中虛線框內(nèi)B原子的雜化軌道類型有_種；甲乙分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在的儲氫材料。X一定不是_(填標(biāo)號)；AH2OB. CH4CHF D. CO(NH2)2F元素與鑭(La)元素的合金可作儲氫材料，該晶體的晶胞如圖乙所示，晶胞中心有一個F原子，其他F原子都在晶胞面上，則該晶體的化學(xué)式為_；已知其摩爾質(zhì)量為M gmol1，晶胞參數(shù)為a pm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶胞的密度為_gcm3。解析根據(jù)“A的質(zhì)子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相同”可確定A為H，結(jié)合B的電子排布特點(diǎn)可確定B為C，由D的電子排布特點(diǎn)可確定D為O，則C為N；E4核外有18個電子，可確定E為Ti，結(jié)合F是第四周期d區(qū)原子序數(shù)最大的元素，可確定F為Ni。(1)Ti的原子最外層有4個電子，其價層電子排布式為3d24s2。(2)根據(jù)四種元素在周期表中的位置關(guān)系可確定電負(fù)性：O>N>C>H。(3)該晶體熔、沸點(diǎn)較低，由此可確定該晶體為分子晶體，Ni與CO之間以配位鍵相結(jié)合。(4)從圖中可看出構(gòu)成直線形的C原子采取sp雜化，左側(cè)球形結(jié)構(gòu)中C原子采取sp2雜化，直線形和球形連接處C原子為sp3雜化，即該儲氫材料中C原子有3種雜化類型；CH4分子間不存在氫鍵，HF分子間雖存在氫鍵，但不能形成立體籠狀結(jié)構(gòu)，形成的是鏈狀結(jié)構(gòu)，故不能構(gòu)成儲氫材料；H2O和CO(NH2)2中均存在氫鍵，可成為潛在的儲氫材料；利用均攤法可確定晶胞中Ni的個數(shù)為1(44)5，La的個數(shù)為81，則該晶胞的化學(xué)式為LaNi5；設(shè)晶胞的密度為 gcm3，則(a1010)3，解得1030 gcm3。答案(1)3d24s2(2)O>N>C>H(3)分子晶體配位鍵(4)3BCLaNi510302(2016福建廈門一模)NO和NO都是常見的配位體，易與金屬結(jié)合生成配合物。 (1)基態(tài)氧原子核外未成對電子數(shù)有_個，基態(tài)氮原子的核外電子軌道示意圖為_。(2)NO和NO中氮原子的雜化軌道類型分別為_。(3)為消除霧霾利用金屬氧化物吸收氮的氧化物，MgO、BaO、CaO、SrO吸收氮的氧化物能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開。(4)下表為含氧酸根XO的鍵長數(shù)據(jù)：含氧酸根XOPOSiOSOClO實(shí)驗(yàn)測定鍵長(pm)154163149146共價單鍵半徑之和(pm)179186175172PO的空間構(gòu)型為_。XO之間的實(shí)測鍵長與理論鍵長有差異，其原因可能為XO之間形成了多重鍵：首先是X原子的_軌道與O原子的2p軌道形成_鍵；其次是X原子的_軌道與O原子的2p軌道形成_鍵。(5)鐵有、兩種晶體，如圖所示。兩種晶體中距離最近的鐵原子間距相同。Fe中鐵原子的配位數(shù)為_，F(xiàn)e和Fe的密度之比為_。解析(1)基態(tài)氧原子的核外電子排布式為1s22s22p4，未成對電子數(shù)有2個；基態(tài)氮原子的核外電子排布式為1s22s22p3，p能級是3個軌道，遵循洪特規(guī)則和泡利原理。(2)NO中氮原子是sp雜化，NO中氮原子是sp2雜化。(3)金屬性越強(qiáng)，其氧化物吸收氮的能力越強(qiáng)，所以吸收氮的氧化物能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)锽aO>SrO>CaO>MgO。(5)設(shè)Fe晶胞的邊長為a1，F(xiàn)e晶胞的邊長為a2，根據(jù)兩晶體中距離最近的鐵原子間距相同得a1a2，所以兩種晶體晶胞體積比為V1V2aa23，由圖可知，F(xiàn)e晶體中一個晶胞平均含有812個Fe原子，F(xiàn)e晶體中一個晶胞平均含有864個Fe原子，所以兩者密度之比為1238。答案(1)2(2)sp、sp2(3)BaO>SrO>CaO>MgO(4)正四面體sp3雜化3d(5)83(2016南寧調(diào)研)X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，這五種元素的相關(guān)信息如下：元素相關(guān)信息X其中一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代Y原子核外電子有7種不同的運(yùn)動狀態(tài)Z地殼中含量最高的元素W價電子排布式為(n1)sn(n1)pn2R基態(tài)原子最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子(1)基態(tài)R原子的電子排布式為_。(2)Y2分子中鍵和鍵的數(shù)目比為_。(3)X、Y、Z三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)開(用元素符號表示)，元素Y的簡單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)比元素X的簡單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)高的主要原因是_。(4)由元素Z、W組成的微粒WZ的空間構(gòu)型是_，其中W原子的雜化軌道類型為_。(5)已知Z、R能形成一種化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該化合物的化學(xué)式為_；若相鄰的Z原子和R原子間的距離為a cm，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，則該晶體的密度為_ gcm3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。解析X的一種核素在考古時用來鑒定文物年代，為C元素；Y核外電子有7種不同的運(yùn)動狀態(tài)，為N元素；Z為地殼中含量最高的元素，為O元素；W價電子為3s23p4，為S元素；R基態(tài)原子最外層上只有一個電子，其他能層均已充滿電子，價層電子排布為3d104s1，是Cu元素。(1)Cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。(2)N2分子中N元素之間形成NN，所以一個N2分子中鍵和鍵之比為12。(3)由于N的2p軌道半充滿，較穩(wěn)定，其第一電離能比O大，所以C、N、O的第一電離能大小順序?yàn)镹>O>C，Y的簡單氣態(tài)氫化物為NH3，X的簡單氣態(tài)氫化物為CH4，氨分子間存在氫鍵，導(dǎo)致其沸點(diǎn)比CH4高。(4)SO為四面體結(jié)構(gòu)，S原子核外有4對共用電子對，雜化方式為sp3。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個晶胞中Cu原子個數(shù)為4，O原子個數(shù)為81/812，Cu、O原子個數(shù)之比為21，化合物化學(xué)式為Cu2O；設(shè)邊長為b cm，有b2(b)2(4a)2，ba， gcm3 gcm3。答案(1)Ar3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)(2)12(3)C<O<N氨分子間存在氫鍵(4)正四面體sp3(5)Cu2O4(2016銀川調(diào)研)X、Y、Z、M、R、W均為周期表中前四周期的元素。X的基態(tài)原子外圍電子排布式為3s2；Y原子的L電子層的p能級上有一個空軌道；Z元素的基態(tài)原子最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子；M原子的2p軌道上有1個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反；R是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素；W為過渡元素，它的基態(tài)原子外圍電子排布成對電子數(shù)和未成對電子數(shù)相同且為最外層電子數(shù)的兩倍?；卮鹣铝袉栴}(相關(guān)回答均用元素符號表示): 【導(dǎo)學(xué)號：14942083】(1)X的基態(tài)原子的外圍電子排布圖為_；其基態(tài)原子有_種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。(2)R的氫化物的穩(wěn)定性比其上一周期同族元素氫化物的穩(wěn)定性_(填“高”或“低”)；其原因是_。(3)ZM空間構(gòu)型為_；其中Z的雜化方式為_。(4)W與YM易形成配合物W(YM)5，在W(YM)5中W的化合價為_；與YM分子互為等電子體的離子的化學(xué)式為_。(5)W單質(zhì)的晶體在不同溫度下有兩種原子堆積方式，晶胞分別如圖甲、乙所示：甲乙丙圖乙中原子堆積方式為_；甲、乙兩晶胞中W原子的配位數(shù)之比為_；甲、乙晶胞的棱長分別為a cm和b cm，則甲、乙兩種晶體的密度之比為_。(6)X和W組成的合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度最高的儲氫材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙(黑球代表W，白球代表X)，則該合金的化學(xué)式為_。解析X的基態(tài)原子外圍電子排布式為3s2，X為Mg元素；Y原子的L電子層的p能級上有一個空軌道，Y為C元素；Z元素的基態(tài)原子最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，Z為N元素；M原子的2p軌道上有1個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反，M為O元素；R是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，R為Cl元素；W為過渡元素，它的基態(tài)原子外圍電子排布成對電子數(shù)和未成對電子數(shù)相同且為最外層電子數(shù)的兩倍，W為Fe元素。(1)Mg核外電子排布為1s22s22p63s2；其基態(tài)含有12種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子。(3)根據(jù)價層電子對互斥理論可知NO的價電子對為3，所以其空間構(gòu)型為平面三角形；其中N原子采取sp2雜化。(4)配合物Fe(CO)5 中鐵的化合價為0；等電子體指原子數(shù)和價電子數(shù)都相等的微粒，所以與CO等電子體的離子為CN或C或O。(5)圖甲中立方體棱長為a cm，每個原子周圍與之相鄰且等距的原子有8個，配位數(shù)為8，圖乙中立方體棱長為b cm，相鄰兩原子的最近距離為b，以面心原子為例，同一平面的有4個，相交平面有8個，所以配位數(shù)為8412，甲、乙兩晶胞中鐵的配位數(shù)之比23；圖甲中含有原子個數(shù)為812個，密度為 g/cm3，圖乙中含有的原子個數(shù)為864個，密度為 g/cm3，所以二者密度之比為b32a3。(6)由圖丙可知，一個晶胞中Mg的個數(shù)為8，F(xiàn)e的個數(shù)為864，所以形成的合金的化學(xué)式為FeMg2或Mg2Fe。答案(1) 12(2)低因?yàn)榉拥陌霃叫?，氫氟鍵的鍵能更大，更穩(wěn)定(3)平面三角形sp2雜化(4)0CN(或C，O)(5)面心立方堆積23b32a3(6)FeMg2(或Mg2Fe)5(2016贛州高三摸底)磷元素在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。(1)P原子價電子排布圖為_。(2)四(三苯基膦)鈀分子結(jié)構(gòu)如圖：P原子以正四面體的形態(tài)圍繞在鈀原子中心上，鈀原子的雜化軌道類型為_；判斷該物質(zhì)在水中的溶解性并加以解釋：_。該物質(zhì)可用于如圖所示物質(zhì)A的合成：物質(zhì)A中碳原子雜化軌道類型為_；一個A分子中手性碳原子數(shù)目為_。(3)在圖示中表示出四(三苯基膦)鈀分子中配位鍵：(4)PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148 時液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正六面體形陰離子，熔體中PCl的鍵長只有198 nm和206 nm兩種，這兩種離子的化學(xué)式為_；正四面體形陽離子中鍵角大于PCl3的鍵角原因?yàn)開；該晶體的晶胞如圖所示，立方體的晶胞邊長為a pm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體的密度為_g/cm3。(5)PBr5氣態(tài)分子的結(jié)構(gòu)與PCl5相似，它的熔體也能導(dǎo)電，經(jīng)測定知其中只存在一種PBr鍵長，試用電離方程式解釋PBr5熔體能導(dǎo)電的原因： _。解析(2)P原子以正四面體的形態(tài)圍繞在鈀原子中心，所以鈀原子是sp3雜化；此物質(zhì)是非極性分子，且不含任何可溶于水的基團(tuán)，而水是極性分子，根據(jù)相似相溶原理，它不溶于水；物質(zhì)A中含有碳氮三鍵，其中的碳原子是sp雜化，碳碳雙鍵中的碳原子是sp2雜化，碳碳單鍵中的碳原子是sp3雜化；手性碳原子是指相連的四個基團(tuán)都是不一樣的碳原子，所以A分子中有3個手性碳原子。(4)PCl5中含有的正四面體的陽離子和正六面體的陰離子分別為PCl、PCl；PCl中的P沒有孤電子對，而PCl3中的P有一對孤電子對，它對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，所以前者鍵角大于后者；晶胞中含有1個PCl和81個PCl，所以晶胞質(zhì)量為m g，一個晶胞體積為V(a1010)3cm3，所以該晶體密度為 gcm3。(5)PBr5熔體能導(dǎo)電說明它能電離出離子，其中只存在一種PBr鍵長，說明它電離出的離子是PBr和Br。答案(1) (2)sp3不易溶于水。水為極性分子，四(三苯基膦)鈀分子為非極性分子，分子極性不相似，故不相溶sp、sp2、sp33(3)(4)PCl和PCl兩分子中P原子雜化方式均為sp3雜化，PCl3分子中P原子有一對孤電子對，PCl中P沒有孤電子對。孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對間的排斥力 (或)(5)PBr5=PBrBr6(2016呼和浩特調(diào)研)銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域中都有重要的用途。(1)超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，其制備方法如下：下列說法正確的是_(填序號)。 aCu(NH3)4SO4中所含的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵bNH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角cCu(NH3)4SO4的組成元素中第一電離能最大的是氧元素 dCu(NH3)4SO4中外界離子的空間構(gòu)型為正四面體eSO中硫原子的雜化方式為sp3雜化在CuSO4溶液中加入氨水生成藍(lán)色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出Cu(NH3)4SO4H2O晶體，請解釋加入乙醇后析出晶體的原因：_。寫出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。NH4CuSO3中金屬陽離子的核外電子排布式為_；CuO高溫易轉(zhuǎn)化為Cu2O，其原因是_。含有銅元素的化合物焰色反應(yīng)為綠色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是_。(2)M原子的外圍電子排布式為3s23p5，與銅形成化合物的晶胞如圖所示(黑點(diǎn)代表銅原子)。該晶體的化學(xué)式為_。已知該晶體的密度為d gcm3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該晶體中銅原子和M原子之間的最短距離為_cm(只寫計(jì)算式)。解析(1)Cu(NH3)4SO4中銅離子和氨分子之間存在配位鍵，硫酸根離子和銅氨離子之間存在離子鍵，氮原子和氫原子之間存在極性鍵，硫酸根離子中存在極性鍵，a正確；NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣是三角錐形，水是V形，氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角，b錯誤；Cu為金屬，第一電離能最小，N元素原子2p能級為半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，非金屬性越強(qiáng)第一電離能越大，同周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大呈增大趨勢，同主族元素自上而下第一電離能減小，故N元素的第一電離能最大，c錯誤；Cu(NH3)4SO4的外界離子SO的中心S原子的價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對，故SO為正四面體結(jié)構(gòu)，d正確；SO中價層電子對個數(shù)為4，所以硫原子為sp3雜化，e正確。根據(jù)相似相溶原理，極性分子易溶于極性溶劑，乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇能降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度。由流程圖可知向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2時生成白色沉淀，根據(jù)所給沉淀的化學(xué)式書寫離子方程式，所以離子方程式為2Cu(NH3)3SO24H2O=2NH4CuSO36NHSO。NH4CuSO3中的陽離子是Cu，它的核外電子排布是1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。CuO中的Cu顯2價，它的價電子排布式為3d9，Cu2O中的Cu顯1價，它的價電子排布式為3d10，所以Cu2O中Cu的d軌道為全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，故CuO高溫易轉(zhuǎn)化為Cu2O。焰色反應(yīng)是原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高軌道上的電子是不穩(wěn)定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時就將多余的能量以光的形式放出。(2)根據(jù)價電子排布式判斷出M原子為Cl原子，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Cu原子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子屬于頂點(diǎn)與面心上，晶胞中含有Cl原子數(shù)目為864，故化學(xué)式為CuCl。一個晶胞的質(zhì)量為 g，晶胞體積為 cm3，晶胞的邊長為 cm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，銅原子和M原子之間的最短距離為立方體體對角線的，而體對角線為晶胞邊長的倍，所以銅原子和M原子之間的最短距離為 cm。答案(1)ade乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度 2Cu(NH3)3SO24H2O=2NH4CuSO36NHSO1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)電子由較高能級躍遷到較低能級時，以光的形式釋放能量(2)CuCl或或7(2016山西四校聯(lián)考)能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。(1)太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲談┑奶柲芪鼰嵬繉?，寫出基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式：_，它位于周期表_區(qū)。(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖甲，分子中碳原子軌道的雜化類型為_；1 mol C60分子中鍵的數(shù)目為_個。甲(3)多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)薄膜電池等。第一電離能：As_Ga(填“>”、“<”或“”)。SeO2分子的空間構(gòu)型為_。(4)三氟化氮(NF3)是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在太陽能電池制造中得到廣泛應(yīng)用。它可在銅的催化作用下由F2和過量的NH3反應(yīng)得到，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3F24NH3NF33NH4F，該反應(yīng)中NH3的沸點(diǎn)_(填“>”、“<”或“”)HF的沸點(diǎn)，NH4F固體屬于_晶體。往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成Cu(NH3)42配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2形成配離子，其原因是_。圖乙為一個金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長為a pm，Cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為 g/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為_ mol1(用含a、的代數(shù)式表示)。乙解析(1)鎳是28號元素，其外圍電子排布式為3d84s2，位于元素周期表中的d區(qū)。(2)由富勒烯的結(jié)構(gòu)示意圖可知每個碳原子與周圍3個碳原子形成碳碳共價鍵，所以碳原子的雜化方式是sp2，平均1 mol碳原子形成1.5 mol碳碳共價鍵，則1 mol C60分子中含有90 mol 鍵。(3)As是A族元素，由于4p軌道上電子是半充滿狀態(tài)，所以第一電離能：As>Ga；SeO2分子中Se原子的雜化數(shù)是3，而只有2個氧原子參與成鍵，所以是V形結(jié)構(gòu)。(4)F的電負(fù)性大于N，HF更易形成氫鍵，所以沸點(diǎn)：NH3<HF；NH4F是離子化合物，所以形成的晶體是離子晶體；由晶胞示意圖可知Cu位于晶胞的頂點(diǎn)和面心，根據(jù)均攤法可知平均每個晶胞中含有的Cu原子數(shù)為864，所以 g/cm3，解得NA mol1。答案(1)3d84s2d(2)sp290NA(3)>V形(4)<離子F的電負(fù)性比N大，NF成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對其孤電子對的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2形成配離子