專(zhuān)題二十四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),高考化學(xué) (課標(biāo)專(zhuān)用),考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(2018課標(biāo),35,15分)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:,回答下列問(wèn)題: (1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為形。 (2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是。 (3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要原因?yàn)椤?五年高考,A組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為形,其中共價(jià)鍵的類(lèi)型有種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類(lèi)型為。 (5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長(zhǎng)為a nm、FeS2相對(duì)式量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為gcm-3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的 體心,該正八面體的邊長(zhǎng)為nm。,答案(1)啞鈴(紡錘) (2)H2S (3)S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng) (4)平面三角2sp3 (5)1021a,解析本題考查電子排布圖、電子云、中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)計(jì)算、分子構(gòu)型、雜化軌道類(lèi)型、晶體有關(guān)計(jì)算等。(1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子排布式為3d64s2,排布圖為;基態(tài)S原子電子排布式為1s22s22p63s23p4,最高能 級(jí)為3p,電子云輪廓圖為啞鈴形。(2)中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù):H2S為2+(6-21)=4;SO2為2+ (6-22)=3;SO3為3+(6-23)=3。(3)S8和SO2均為分子晶體,S8的相對(duì)分子質(zhì)量比SO2的相對(duì) 分子質(zhì)量大很多,范德華力更強(qiáng),所以S8的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比SO2的高很多。(4)SO3分子中中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,無(wú)孤電子對(duì),故SO3分子的立體構(gòu)型為平面三角形;SO3分子的結(jié)構(gòu)式為,其中既有鍵又有鍵;由圖(b)可知三聚分子中每個(gè)S原子與4個(gè)O原子形成4個(gè)鍵,故 其雜化軌道類(lèi)型為sp3。(5)由圖(c)可知,晶胞中Fe2+為12+1=4個(gè),為8+6=4個(gè),一個(gè)晶,胞中有4個(gè)FeS2,晶胞的體積為(a10-7)3 cm3,則晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為 g cm-3= 1021 g cm-3;正八面體的邊長(zhǎng)= nm= a nm。,2.(2017課標(biāo),35,15分)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色,其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為nm(填標(biāo)號(hào))。 A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5 (2)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為。K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是。 (3)X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在離子。離子的幾何構(gòu)型為,中心原子的 雜化形式為。 (4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu),邊長(zhǎng)為a=0.446 nm,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示。K與O間的最短距離為nm,與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為。,(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,I處于各頂角位置,則K處于位置,O處于位置。,答案(1)A (2)N球形K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少,金屬鍵較弱 (3)V形sp3 (4)0.31512 (5)體心棱心,解析本題考查角度較前幾年更為細(xì)致,如顏色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)、基態(tài)原子最高能層符號(hào)、晶胞中原子間的位置關(guān)系等。 (1)紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)是可見(jiàn)光中最短的,A項(xiàng)正確。 (2)K位于第4周期A族,電子占據(jù)的最高能層為N層,最外層只有一個(gè)電子,位于s能級(jí),電子云輪廓圖形狀為球形。金屬的熔、沸點(diǎn)與金屬鍵強(qiáng)弱有關(guān),金屬鍵的強(qiáng)弱又與金屬原子的半徑以及價(jià)電子數(shù)有關(guān),原子半徑越大,價(jià)電子數(shù)越少,金屬鍵越弱,熔、沸點(diǎn)越低。 (3)中心原子I的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為(7+2-1)=4,中心原子雜化類(lèi)型為sp3雜化,成鍵電子對(duì)數(shù)為 2, 孤電子對(duì)數(shù)為 2,故空間構(gòu)型為V形。 (4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知K與O間的最短距離是面對(duì)角線的一半,即0.446 nm,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu) 可知與K緊鄰的O的個(gè)數(shù)為12。 (5)根據(jù)已知的晶胞可知,當(dāng)I原子處于各頂角位置時(shí),晶胞可以由八個(gè)已知晶胞堆積在一起組合而成,其中I原子處于八個(gè)晶胞的體心構(gòu)成的八個(gè)頂角上,則K原子處于新晶胞的體心,O原子處于新晶胞的棱心。,答題規(guī)范用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)分子或離子的空間構(gòu)型 分子(離子)的空間構(gòu)型,3.(2016課標(biāo),37,15分)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar,有個(gè)未成對(duì)電子。 (2)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是。 (3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因。,(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是。 (5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為,微粒之間存在的作用力是。 (6)晶胞有兩個(gè)基本要素: 原子坐標(biāo)參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0);B為(,0,);C為(,0)。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。,晶胞參數(shù),描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76 pm,其密度為gcm-3(列出計(jì)算式即可)。,答案(1)3d104s24p22 (2)Ge原子半徑大,原子間形成的單鍵較長(zhǎng),p-p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成鍵 (3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng) (4)OGeZn (5)sp3共價(jià)鍵 (6)(,) 107,解析(2)單鍵中含有1個(gè)鍵,雙鍵中含有1個(gè)鍵和1個(gè)鍵,叁鍵中含有1個(gè)鍵和2個(gè)鍵。鍵的成鍵方式是“頭碰頭”,鍵的成鍵方式是“肩并肩”,原子間形成的鍵鍵長(zhǎng)越長(zhǎng),越不利于兩原子間形成鍵。(3)對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點(diǎn)越高。(4)元素的非金屬性越強(qiáng),原子吸引電子能力越強(qiáng),元素的電負(fù)性越大。(5)金剛石中C原子的雜化方式為sp3雜化,微粒間作用力為共價(jià)鍵,運(yùn)用類(lèi)推法不難得出結(jié)論。(6)晶胞參數(shù)a即為晶胞邊長(zhǎng),= gcm-3=107 gcm-3。,解題關(guān)鍵本題的失分點(diǎn)在第(2)小題。分析原因時(shí)一定要從原子結(jié)構(gòu)角度抓住鍵和鍵的成鍵原理正確組織語(yǔ)言。,4.(2015課標(biāo),37,15分,0.479)碳及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問(wèn)題: (1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在對(duì)自旋相反的電子。 (2)碳在形成化合物時(shí),其鍵型以共價(jià)鍵為主,原因是 。 (3)CS2分子中,共價(jià)鍵的類(lèi)型有、C原子的雜化軌道類(lèi)型是,寫(xiě)出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子。 (4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點(diǎn)為253 K,沸點(diǎn)為376 K,其固體屬于晶體。 (5)碳有多種同素異形體,其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:,在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)占有個(gè)C原子。 在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán),每個(gè)C原子連接個(gè)六元環(huán),六元環(huán)中最多有個(gè)C原子在同一平面。,答案(1)電子云2(每空1分,共2分) (2)C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小,難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(2分) (3)鍵和鍵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(1)電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布通常用電子云來(lái)形象化描述C的電子排布圖 為 ,所以其基態(tài)原子中核外存在2對(duì)自旋相反的電子。 (2)碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,有4個(gè)價(jià)電子,難以通過(guò)得或失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以其 鍵型以共價(jià)鍵為主。 (3)CS2分子的結(jié)構(gòu)式為SCS,其共價(jià)鍵的類(lèi)型有鍵和鍵,C原子的雜化軌道類(lèi)型為sp;CS2 分子為三原子分子,最外層電子總數(shù)為16,與其具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子有CO2、COS,離子有SCN-等。 (4)Fe(CO)5的熔點(diǎn)為253 K,較低,沸點(diǎn)也不高,所以其固體屬于分子晶體。 (5)由題中石墨烯和金剛石的晶體結(jié)構(gòu)圖示可得,在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子應(yīng)連接3個(gè)六元環(huán),每個(gè)六元環(huán)由6個(gè)C原子構(gòu)成,每個(gè)六元環(huán)所占有的C原子數(shù)為6=2;在金剛石晶體中, 每個(gè)C原子與其他4個(gè)C原子相連,每個(gè)C原子連接的六元環(huán)個(gè)數(shù)應(yīng)為12個(gè),而每一個(gè)碳原子與其他4個(gè)C原子形成的4個(gè)共價(jià)鍵的鍵角均為10928,形成正四面體,由此可得在金剛石晶體的六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子共面。,易混易錯(cuò)碳原子最外層有4個(gè)電子,既不容易失去電子,也不容易得到電子,所以形成的化合物的鍵型以共價(jià)鍵為主;因?yàn)镾原子的最外層電子數(shù)與O原子的最外層電子數(shù)相同,所以可以以CO2分子為模型對(duì)CS2分子進(jìn)行分析。 知識(shí)拓展石墨烯中,每個(gè)碳原子被三個(gè)六元環(huán)共有,所以每個(gè)六元環(huán)所占有的碳原子數(shù)為2。,5.(2014課標(biāo),37,15分,0.520)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成。回答下列問(wèn)題: (1)準(zhǔn)晶是一種無(wú)平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過(guò)方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。 (2)基態(tài)Fe原子有個(gè)未成對(duì)電子,Fe3+的電子排布式為。可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+,形成的配合物的顏色為。 (3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類(lèi)型為,1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是。Cu2O為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有個(gè)銅原子。 (4)Al單質(zhì)為面心立方晶體,其晶胞參數(shù)a=0.405 nm,晶胞中鋁原子的配位數(shù)為。列式表示Al單質(zhì)的密度gcm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。,答案(1)X-射線衍射 (2)41s22s22p63s23p63d5血紅色 (3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子間氫鍵16 (4)12,解析(1)用一定波長(zhǎng)的X-射線照射到晶體上,根據(jù)記錄儀上有無(wú)分離的斑點(diǎn)或明銳的譜線,可以鑒別晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子的電子排布式為Ar3d64s2,價(jià)電子的軌道表示式為,故基態(tài)Fe原子的未成對(duì)電子數(shù)為4;Fe3+的電子排布式為Ar3d5 或1s22s22p63s23p63d5;Fe3+與SCN-形成的配合物呈血紅色。(3)CH3CHO分子中CH3中碳原子為sp3雜化,CHO中碳原子為sp2雜化。因乙酸分子間能形成氫鍵,故乙酸的沸點(diǎn)明顯比乙醛高。Cu2O晶胞中氧原子數(shù)=4+6+8=8,故銅原子數(shù)為28=16。(4)面心立方晶胞中,鋁原 子的配位數(shù)為12;晶胞中Al原子數(shù)為8+6=4,故鋁單質(zhì)的密度= gcm-3。,規(guī)律方法此題考查的知識(shí)點(diǎn)比較全面,但都是基礎(chǔ)知識(shí),只要掌握了基本的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)就可以進(jìn)行解答。平時(shí)學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的重點(diǎn)是基礎(chǔ)知識(shí),并不需要做大量的難題和偏題。,考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(2018課標(biāo),35,15分)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為、(填標(biāo)號(hào))。 A.B. C.D. (2)Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H-),原因是。 (3)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是、中心原子的雜化形式為。LiAlH4中,存在(填標(biāo)號(hào))。 A.離子鍵B.鍵C.鍵D.氫鍵 (4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過(guò)圖(a)的Born-Haber循環(huán)計(jì)算得到。,圖(a) 可知,Li原子的第一電離能為kJmol-1,O O鍵鍵能為kJmol-1,Li2O晶格能為 kJmol-1。 (5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.466 5 nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為gcm-3(列出計(jì)算式)。,圖(b),答案(1)DC (2)Li+核電荷數(shù)較大 (3)正四面體sp3AB (4)5204982 908 (5),解析本題考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。 (1)根據(jù)能量1s<2s<2p,可知能量最低的是D,能量最高的是C。 (3)Al中Al的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,故Al采取sp3雜化,該離子空間構(gòu)型為正四面體。Li+與Al 以離子鍵結(jié)合,Al中Al與H之間是鍵,A、B項(xiàng)正確。 (4)第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,故Li原子的第一電離能為=520 kJmol-1。OO(g)2O(g)所吸收的能量即 為O O鍵的鍵能,故OO鍵的鍵能為249 kJmol-12=498 kJmol-1。離子晶體的晶格能是氣態(tài)離子形成1 mol離子晶體所釋放的能量,題圖中:2Li+(g)+O2-(g)Li2O(晶體)H=-2 908 kJmol-1,故 Li2O晶格能為2 908 kJmol-1。 (5)1個(gè)Li2O晶胞中有8個(gè)Li+,O2-處于頂點(diǎn)和面心,O2-的個(gè)數(shù)為8+6=4,故Li2O的密度= gcm-3。,方法技巧晶胞的計(jì)算方法 晶胞中不同位置的粒子對(duì)晶胞的貢獻(xiàn)(以立方體為例):頂點(diǎn),棱上,體內(nèi)完 全屬于晶胞。 晶體密度計(jì)算公式:=,其中N為1個(gè)晶胞中所含“分子”數(shù)目,M為摩爾質(zhì)量,NA為阿伏 加德羅常數(shù)的值,V為1個(gè)晶胞的體積。,2.(2017課標(biāo),35,15分)我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl (用R代表)?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為。 (2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱(chēng)作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(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呈現(xiàn)異常的原因是。,(3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。 從結(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為,不同之處為。(填標(biāo)號(hào)) A.中心原子的雜化軌道類(lèi)型 B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù) C.立體結(jié)構(gòu) D.共價(jià)鍵類(lèi)型 R中陰離子中的鍵總數(shù)為個(gè)。分子中的大鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參 與形成大鍵的原子數(shù),n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為),則 中的大鍵應(yīng)表示為。 圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(N)NHCl、。 (4)R的晶體密度為d gcm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為。,答案(1) (2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿(mǎn)狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個(gè)電子 (3)ABDC5 (H3O+)OHN()(N)NHN() (4)(或10-21),解析本題考查價(jià)層電子對(duì)互斥理論、價(jià)電子排布圖、氫鍵、晶體的相關(guān)計(jì)算等。 (1)氮原子價(jià)層電子排布式為2s22p3,價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為。 (3)H3O+中鍵數(shù)為3,中心原子孤電子對(duì)數(shù)為(6-1-31)=1,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,雜化軌道類(lèi)型 為sp3,立體結(jié)構(gòu)為三角錐形;N中鍵數(shù)為4,中心原子孤電子對(duì)數(shù)為(5-1-41)=0,價(jià)層電子 對(duì)數(shù)為4,雜化軌道類(lèi)型為sp3,立體結(jié)構(gòu)為正四面體形;H3O+和N中均含極性共價(jià)鍵和配位鍵, 故兩種陽(yáng)離子的相同之處為A、B、D,不同之處為C。由圖(b)中的結(jié)構(gòu)可知中的鍵 數(shù)為5;中的5個(gè)原子參與形成大鍵,每個(gè)原子中參與形成大鍵的電子數(shù)為1(孤電子對(duì)不參 與),故參與形成大鍵的電子數(shù)為5+1=6,中大鍵應(yīng)表示為。由圖(b)可知H3O+與、 N與之間均存在氫鍵。 (4)晶體的密度為d g cm-3,晶胞的體積為(a10-7)3cm3,晶胞的質(zhì)量為y,則y=d(a 10-7)3,y=10-21。,知識(shí)拓展大鍵 1.定義:在多原子分子中如有相互平行的p軌道,它們連貫重疊在一起構(gòu)成一個(gè)整體,p電子在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng)形成型化學(xué)鍵,這種不局限在兩個(gè)原子之間的鍵稱(chēng)為離域鍵,或共軛大鍵,簡(jiǎn)稱(chēng)大鍵。 2.形成條件:這些原子都在同一平面上;這些原子有相互平行的p軌道;p軌道上的電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的2倍。,3.(2016課標(biāo),37,15分)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等。回答下列問(wèn)題: (1)寫(xiě)出基態(tài)As原子的核外電子排布式。 (2)根據(jù)元素周期律,原子半徑GaAs,第一電離能GaAs。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為,其中As的雜化軌道類(lèi)型為。 (4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ,其原因是。 (5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ,密度為 gcm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類(lèi)型為,Ga與As以鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol-1和MAs gmol-1,原子半徑分別為rGa pm和rAs pm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為。,答案(1)Ar3d104s24p3(1分) (2)大于(2分)小于(2分) (3)三角錐形(1分)sp3(1分) (4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體(2分) (5)原子晶體(2分)共價(jià)(2分)100%(2分),解析(1)As為33號(hào)元素,位于元素周期表第四周期第A族,故其基態(tài)原子的核外電子排布式為Ar3d104s24p3。 (2)Ga和As同屬第四周期元素,且Ga原子序數(shù)小于As,則原子半徑Ga大于As,第一電離能Ga小于As。 (3)AsCl3中As元素價(jià)電子對(duì)數(shù)為4,As的雜化方式為sp3雜化,AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。 (5)GaAs為原子晶體,Ga和As之間以共價(jià)鍵鍵合。該晶胞中原子個(gè)數(shù):Ga為4個(gè),As為8+6 =4個(gè),晶胞中原子所占體積為(+)4 pm3;則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分 率為100%=100%。,溫馨提示晶胞體積V=。題給的單位是gcm-3,而原子半徑的單位是pm,注意單位要統(tǒng)一。,4.(2015課標(biāo),37,15分,0.465)A、B、C、D為原子序數(shù)依次增大的四種元素,A2-和B+具有相同的電子構(gòu)型;C、D為同周期元素,C核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍;D元素最外層有一個(gè)未成對(duì)電子。回答下列問(wèn)題: (1)四種元素中電負(fù)性最大的是(填元素符號(hào)),其中C原子的核外電子排布式為。 (2)單質(zhì)A有兩種同素異形體,其中沸點(diǎn)高的是(填分子式),原因是;A和B的氫化物所屬的晶體類(lèi)型分別為和。 (3)C和D反應(yīng)可生成組成比為13的化合物E,E的立體構(gòu)型為,中心原子的雜化軌道類(lèi)型為。 (4)化合物D2A的立體構(gòu)型為,中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為,單質(zhì)D與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)可制備D2A,其化學(xué)方程式為。 (5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566 nm,F的化學(xué)式為;晶胞中A原子的配位數(shù)為;列式計(jì)算晶體F的密度(gcm-3) 。,答案(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分) (2)O3O3相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力大分子晶體 離子晶體(每空1分,共4分) (3)三角錐形sp3(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)Na2O8=2.27 gcm-3(1分,1分,2分,共4分),解析由題意可知A為O、B為Na、C為P、D為Cl。(1)四種元素中O的非金屬性最強(qiáng),電負(fù)性最大;P的原子序數(shù)為15,核外電子排布式為1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3。(2)氧元素的兩種同素異形體為O2和O3,沸點(diǎn)較高的是O3,因?yàn)镺3的相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力大。O的氫化物可以是H2O、H2O2,二者所屬晶體類(lèi)型均為分子晶體;Na的氫化物為NaH,屬于離子晶體。(3)PCl3中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,其中鍵數(shù)是3,孤電子對(duì)數(shù)為1,故PCl3中中心原子采用sp3雜化方式,分子構(gòu)型為三角錐形。(4)Cl2O中中心原子為O,分子中鍵數(shù)為2,中心原子孤電子對(duì)數(shù)為2,故中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,分子空間構(gòu)型為V形。Cl2與濕潤(rùn)的Na2CO3反應(yīng)生成Cl2O的同時(shí)還應(yīng)該生成NaCl和 NaHCO3。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,一個(gè)晶胞中小球個(gè)數(shù)為8,大球個(gè)數(shù)為4,小球代表離子半徑較小的Na+,大球代表離子半徑較大的O2-,故F的化學(xué)式為Na2O;晶胞中與每個(gè)氧原子距離最近且相等的鈉原子有8個(gè);晶胞的質(zhì)量為4,晶胞的體積為(0.566 10-7)3 cm3,晶體密度為=2.27 gcm-3。,知識(shí)拓展電負(fù)性越大,元素的非金屬性越強(qiáng)。,疑難突破價(jià)層電子對(duì)數(shù)=(中心原子最外層電子數(shù)+配位原子提供的價(jià)電子數(shù))/2,其中S、O作為配位原子提供0個(gè)電子,H、鹵素原子作為配位原子提供1個(gè)電子。,5.(2014課標(biāo),37,15分,0.35)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè),c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族;e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)b、c、d中第一電離能最大的是(填元素符號(hào)),e的價(jià)層電子軌道示意圖為 。 (2)a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中,分子呈三角錐形,該分子的中心原子的雜化方式為;分子中既含有極性共價(jià)鍵、又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是(填化學(xué)式,寫(xiě)出兩種)。 (3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的酸是;酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是。(填化學(xué)式) (4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e離子的電荷為。 (5)這5種元素形成的一種11型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。,該化合物中,陰離子為,陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型有;該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是,判斷理由是。,答案(1)N(每空1分,共2分) (2)sp3H2O2、N2H4(1分,2分,共3分) (3)HNO2、HNO3H2SO3(2分,1分,共3分) (4)+1(2分) (5)S共價(jià)鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5 分),解析依題給信息可直接判斷a為氫(H),c為氧(O),d為硫(S),e為銅(Cu),又知b的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)有3個(gè),且其原子序數(shù)介于a、c之間,可確定b為氮(N)。(1)N、O、S三種元素中第一電離能最大的是N;Cu的價(jià)層電子軌道示意圖為。(2)NH3分子 呈三角錐形,分子中N原子采取sp3雜化;分子中含有極性鍵和非極性鍵的化合物有H2O2和N2H4等。(3)這些元素形成的含氧酸有HNO3、HNO2、H2SO4、H2SO3等,其中中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的是HNO2和HNO3,酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3。(4)圖1所示晶胞中e離子數(shù)=4,c離子數(shù)=1+8=2,則N(Cu)N(O)=42=21,該離子化合物的化學(xué)式為Cu2O,故銅離子的電荷 為+1。(5)5種元素形成的離子化合物中陰離子呈四面體結(jié)構(gòu),陰離子為S;由題圖2可知陽(yáng)離 子是Cu(NH3)4(H2O)22+,化學(xué)鍵類(lèi)型有共價(jià)鍵和配位鍵,該離子中,H2O分子離Cu2+較遠(yuǎn),Cu2+與H2O 分子間的配位鍵比Cu2+與NH3分子間的配位鍵弱,故該化合物加熱時(shí),首先失去的組分是H2O。,解題關(guān)鍵解答此題的關(guān)鍵是利用原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、核外電子排布的規(guī)律,推斷出題目中所給元素的種類(lèi),然后利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)進(jìn)行解答。,考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(2018課標(biāo),35,15分)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)Zn原子核外電子排布式為。 (2)黃銅是人類(lèi)最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是。 (3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872 ),其化學(xué)鍵類(lèi)型是;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、 ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是。 (4)中華本草等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為,C原子的雜化形式為。 (5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱(chēng)為。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm,高為c cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為gcm-3(列出計(jì)算式)。,答案(1)Ar3d104s2 (2)大于Zn核外電子排布為全滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子 (3)離子鍵ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較小 (4)平面三角形sp2 (5)六方最密堆積(A3型),解析本題考查核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)、電離能、離子的空間構(gòu)型、金屬的堆積模型和晶體的計(jì)算。 (1)Zn是30號(hào)元素,核外有30個(gè)電子,故核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2。 (2)由于Zn的核外電子排布式為Ar3d104s2,Cu的核外電子排布式為Ar3d104s1,Zn核外電子排布處于全滿(mǎn)穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能更大,所以I1(Zn)I1(Cu)。 (3)ZnF2熔點(diǎn)較高,屬于離子晶體,含有的化學(xué)鍵類(lèi)型為離子鍵;ZnCl2、ZnBr2、ZnI2均是分子晶體,根據(jù)相似相溶原理知,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于有機(jī)溶劑。 (4)ZnCO3中的陰離子為C,C中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+(4+2-32)=3,且無(wú)孤電子 對(duì),故空間構(gòu)型為平面三角形,C原子的雜化形式為sp2。 (5)由金屬Zn晶體中的原子堆積方式圖可知,其堆積方式為六方最密堆積;六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm,則六棱柱底面積為(6aa)cm2=a2 cm2,體積為a2c cm3;根據(jù)均攤法知,一個(gè)六棱柱中含有Zn原子數(shù)目為12+2+3=6,所以Zn的密度= gcm-3= gcm-3。,易混易錯(cuò)注意均攤法在立方體和六棱柱中的異同。,2.(2017課標(biāo),35,15分)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co 氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為。元素Mn與O中,第一電離能較大的是,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是。 (2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為和。 (3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)?原因是。 (4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了鍵外,還存在。 (5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420 nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),晶胞參數(shù)為a=0.448 nm,則r(Mn2+)為nm。,答案(1)Ar3d74s2OMn (2)spsp3 (3)H2OCH3OHCO2H2H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2分子量較大、范德華力較大 (4)離子鍵和鍵(鍵) (5)0.1480.076,解析(1)Co是27號(hào)元素,位于元素周期表第4周期第族,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。根據(jù)元素第一電離能的變化規(guī)律可知,元素Mn與O中,第一電離能較大的是O。O元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為2s22p4,核外未成對(duì)電子數(shù)是2,而Mn元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d54s2,核外未成對(duì)電子數(shù)是5,因此基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn。 (2)CO2和CH3OH的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2和4,所以CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為sp和sp3。 (3)常溫下水和甲醇是液體而二氧化碳和氫氣是氣體,液體的沸點(diǎn)高于氣體;H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多,所以水的沸點(diǎn)高于甲醇;CO2與H2均為非極性分子,CO2的相對(duì)分子質(zhì)量較大、范德華力較大,所以CO2的沸點(diǎn)比H2高。 (4)硝酸錳是離子化合物,硝酸根離子和錳離子之間形成離子鍵,硝酸根中N原子與3個(gè)氧原子形成3個(gè)鍵,一個(gè)硝酸根離子中有一個(gè)氮氧雙鍵,所以還存在鍵。 (5)O2-采用面心立方最密堆積方式,則面對(duì)角線是O2-半徑的4倍,即4r(O2-)=a,解得r(O2-)= 0.420 nm0.148 nm;MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu),根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知,晶胞參數(shù)=2r(O2-)+2r(Mn2+),則r(Mn2+)=(0.448 nm-20.148 nm)/2=0.076 nm。,知識(shí)拓展中心原子雜化形式的判斷方法 先計(jì)算中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù),價(jià)層電子對(duì)數(shù)n=(中心原子的價(jià)電子數(shù)+配位原子的成鍵 電子數(shù)電荷數(shù))。注意:上述公式中正電荷取“-”,負(fù)電荷取“+”;當(dāng)配位原子為氧原子或硫原子時(shí),成鍵電子數(shù)為零。再根據(jù)n值判斷雜化類(lèi)型,一般有如下規(guī)律:n=2,sp雜化;n=3,sp2雜化;n=4,sp3雜化。,3.(2016課標(biāo),37,15分)東晉華陽(yáng)國(guó)志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉?wèn)題: (1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為 。 (2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍(lán)色溶液。 Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是。 在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱(chēng)為,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是 。 氨的沸點(diǎn)(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是;氨是分子(填“極性”或“非極性”),中心原子的軌道雜化類(lèi)型為。 (3)單質(zhì)銅及鎳都是由鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1 958 kJmol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICuINi的原因是。 (4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。,晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為。 若合金的密度為d gcm-3,晶胞參數(shù)a=nm。,答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22 (2)正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3 (3)金屬銅失去的是全充滿(mǎn)的3d10電子,鎳失去的是4s1電子 (4)31 107,解析(2)S中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,采取sp3雜化,立體構(gòu)型為正四面體;Ni2+與NH3 之間形成化學(xué)鍵時(shí)Ni提供空軌道,N提供孤電子對(duì),形成配位鍵;氨分子之間形成氫鍵,分子間作用力增大,故沸點(diǎn)高于膦(PH3);氨分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,采取sp3雜化,四個(gè)雜化軌道中有三個(gè)軌道被共用電子對(duì)占據(jù),一個(gè)軌道被孤電子對(duì)占據(jù),是極性分子。 (3)金屬單質(zhì)形成的晶體均為金屬晶體,金屬晶體中只含有金屬鍵。 (4)晶胞中含Cu原子數(shù)為6=3,含Ni原子數(shù)為8=1,兩者數(shù)量比為31;由題意可得:d= ,解得a=nm。,易錯(cuò)警示第(4)問(wèn)中要注意單位轉(zhuǎn)換(1 nm=10-7 cm)。,考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(2016江蘇單科,21A,12分)Zn(CN)42-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng): 4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2O Zn(H2O)42+4HOCH2CN HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 (1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為。 (2)1 mol HCHO分子中含有鍵的數(shù)目為mol。 (3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是。 (4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為。 (5)Zn(CN)42-中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,Zn(CN)42-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為。,B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組,答案(12分)(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10) (2)3 (3)sp3和sp (4)N (5)或,解析(1)基態(tài)Zn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2,Zn原子失去4s軌道上的2個(gè)電子形成Zn2+,由此可寫(xiě)出Zn2+基態(tài)核外電子排布式。 (2)HCHO的結(jié)構(gòu)式為,則1 mol HCHO分子中含有3 mol 鍵。 (3)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)式為,中的C原子采取sp3雜化,CN中的C 原子采取sp雜化。 (4)等電子體具有相同的原子數(shù)和相同的價(jià)電子數(shù),與H2O分子互為等電子體的陰離子為N 。,2.(2014四川理綜,8,13分)X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等;R2+離子的3d軌道中有9個(gè)電子。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)Y基態(tài)原子的電子排布式是 ;Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是。 (2)X離子的立體構(gòu)型是;R2+的水合離子中,提供孤電子對(duì)的原子是。 (3)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示,晶胞中陰離子與陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比是。 (4)將R單質(zhì)的粉末加入XH3的濃溶液中,通入Y2,充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式是。,答案(13分)(1)1s22s22p4Cl (2)V形O (3)21 (4)2Cu+8NH3H2O+O2 2Cu(NH3)42+4OH-+6H2O,解析由題干信息可推出X、Y、Z、R分別為N、O、Mg、Cu。(1)氧元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4;Mg所在第三周期中第一電離能最大的主族元素是Cl。(2)N離子呈V形 結(jié)構(gòu),Cu2+的水合離子中提供孤電子對(duì)的原子是O。(3)由晶胞示意圖可知,陽(yáng)離子位于8個(gè)頂點(diǎn)和體心,N(陽(yáng)離子)=1+8=2;陰離子,上、下兩個(gè)面共有4個(gè),內(nèi)部有2個(gè),N(陰離子)=4+2=4, 陰離子和陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為21。(4)由已知信息可知生成物中有Cu(NH3)42+,則離子方程式為2Cu+8NH3H2O+O2 2Cu(NH3)42+4OH-+6H2O。,考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(2018江蘇單科,21A,12分)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為S和N,NOx也可在其他條件下被還原為N2。 (1)S中心原子軌道的雜化類(lèi)型為;N的空間構(gòu)型為(用文字描 述)。 (2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為。 (3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學(xué)式)。 (4)N2分子中鍵與鍵的數(shù)目比n()n()=。 (5)Fe(H2O)62+與NO反應(yīng)生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)诮Y(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。 Fe(NO)(H2O)52+結(jié)構(gòu)示意圖,答案(1)sp3平面(正)三角形 (2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)N (4)12 (5),解析本題考查原子軌道雜化類(lèi)型、微粒的空間構(gòu)型、核外電子排布式、等電子體、鍵與鍵、配位鍵等知識(shí)。 (1)S中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,則中心原子的雜化類(lèi)型為sp3;N的中心原子雜化類(lèi) 型為sp2,且配位原子數(shù)與雜化軌道數(shù)相等,故N的空間構(gòu)型為平面(正)三角形。 (2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6。 (3)等電子體具有相同的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù),與O3分子互為等電子體的一種陰離子為N。 (4)N2的結(jié)構(gòu)式為,故n()n()=12。 (5)H2O中的O原子、NO中的N原子與Fe2+形成配位鍵,故結(jié)構(gòu)示意圖為,知識(shí)歸納對(duì)于ABm型分子或A空間構(gòu)型的判斷,2.(2015福建理綜,31,13分)科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)椤?(2)下列關(guān)于CH4和CO2的說(shuō)法正確的是(填序號(hào))。 a.固態(tài)CO2屬于分子晶體 b.CH4分子中含有極性共價(jià)鍵,是極性分子 c.因?yàn)樘細(xì)滏I鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點(diǎn)低于CO2 d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類(lèi)型分別是sp3和sp (3)在Ni基催化劑作用下,CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。 基態(tài)Ni原子的電子排布式為,該元素位于元素周期表中的第族。 Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有mol 鍵。 (4)一定條件下,CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如下圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱(chēng)“可燃冰”。,“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是。 為開(kāi)采深海海底的“可燃冰”,有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586 nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析,該設(shè)想的依據(jù)是 。,答案(1)H、C、O(2)a、d (3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s28 (4)氫鍵、范德華力CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑,且與H2O的結(jié)合能大于CH4,解析(2)CH4是正四面體分子,屬于只含極性共價(jià)鍵的非極性分子;分子中化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定分子的穩(wěn)定性,不影響其熔、沸點(diǎn)。(3)1 mol Ni(CO)4中共有8 mol 鍵,4 mol存在于Ni和配體CO之間,4 mol存在于配體CO中的C和O之間。,考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.(2017江蘇單科,21A,12分)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)?、丙酮和乙醇參與。 (1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。 (2)丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類(lèi)型是,1 mol丙酮分子中含有 鍵的數(shù)目為。 (3)C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椤?(4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮,這是因?yàn)椤?(5)某FexNy的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示,其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為。,圖1FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖 圖2轉(zhuǎn)化過(guò)程的能量變化,答案(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和sp39 mol (3)H<C<O (4)乙醇分子間存在氫鍵 (5)Fe3CuN,解析本題考查核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)、雜化類(lèi)型的判斷、化學(xué)鍵、電負(fù)性的比較及晶胞的相關(guān)計(jì)算等知識(shí)。 (1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。 (2)丙酮分子中有兩種碳原子,其中CH3中碳原子為sp3雜化,中碳原子為sp2雜化;單鍵 均是鍵,一個(gè)雙鍵中有一個(gè)鍵和一個(gè)鍵,故1 mol丙酮分子中含有9 mol 鍵。 (3)依據(jù)同周期元素電負(fù)性變化規(guī)律可知,電負(fù)性:C<O;再結(jié)合元素非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系可知,電負(fù)性:H<C。 (4)乙醇分子間存在氫鍵,使得乙醇沸點(diǎn)較高。 (5)由圖2可知更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物為Cu替代a位置Fe型,利用均攤法可得晶胞中各原子個(gè)數(shù)Cu:8=1,Fe:6=3,N:1,故化學(xué)式為Fe3CuN。,2.(2016四川理綜,8,13分)M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Z是一種過(guò)渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍,R是同周期元素中最活潑的金屬元素,X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物,Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿(mǎn)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是,X和Y中電負(fù)性較大的是(填元素符號(hào))。 (2)X的氫化物的沸點(diǎn)低于與其組成相似的M的氫化物,其原因是。 (3)X與M形成的XM3分子的空間構(gòu)型是。 (4)M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示,則圖中黑球代表的離子是(填離子符號(hào))。,(5)在稀硫酸中,Z的最高價(jià)含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物,Z被還原為+3價(jià),該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。,答案(13分)(1)1s22s22p63s1或Ne3s1Cl (2)H2O分子間存在氫鍵,H2S分子間無(wú)氫鍵 (3)平面三角形 (4)Na+ (5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O,解析由題意可知M為O,R為Na,X為S,Y為Cl,Z為Cr。(3)XM3為SO3,其分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,無(wú)孤電子對(duì),故分子的空間構(gòu)型為平面三角形。(4)由題圖可知 個(gè)數(shù)為8+6 =4, 個(gè)數(shù)為8,R2M為Na2O,Na+與O2-的個(gè)數(shù)比為21,故黑球代表Na+。(5)Cr的最高價(jià)含氧酸 的鉀鹽(橙色)為K2Cr2O7,氧元素的氫化物中能被K2Cr2O7氧化的為H2O2。,3.(2015山東理綜,33,12分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 (1)下列有關(guān)CaF2的表述正確的是。 a.Ca2+與F-間僅存在靜電吸引作用 b.F-的離子半徑小于Cl-,則CaF2的熔點(diǎn)高于CaCl2 c.陰陽(yáng)離子比為21的物質(zhì),均與CaF2晶體構(gòu)型相同 d.CaF2中的化學(xué)鍵為離子鍵,因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 (2)CaF2難溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是(用離子方程式表示)。 已知Al在溶液中可穩(wěn)定存在。 (3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子構(gòu)型為, 其中氧原子的雜化方式為。 (4)F2與其他鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以形成鹵素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反應(yīng)Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g)H=-313 kJmol-1,FF鍵的鍵能為159 kJmol-1,ClCl鍵的鍵能為242 kJmol-1, 則ClF3中ClF鍵的平均鍵能為kJmol-1。ClF3的熔、沸點(diǎn)比BrF3的 (填“高”或“低”)。,答案(1)b、d (2)3CaF2+Al3+ 3Ca2+Al (3)V形sp3 (4)172低,解析(1)a項(xiàng),CaF2晶體中存在離子鍵,離子鍵是由陰陽(yáng)離子的靜電作用形成的,離子之間的靜電作用包含靜電吸引作用和靜電排斥作用;b項(xiàng),離子晶體的熔點(diǎn)高低與陰陽(yáng)離子半徑大小和陰陽(yáng)離子所帶電荷數(shù)有關(guān),離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,離子晶體熔點(diǎn)就越高;c項(xiàng),陰陽(yáng)離子比為21的物質(zhì)中,CuCl2晶體與CaF2晶體構(gòu)型不同;d項(xiàng),CaF2為離子化合物,在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子,能導(dǎo)電。(3)OF2中氧原子與氟原子間形成兩個(gè)鍵,氧原子自身存在兩對(duì)孤電子對(duì),由價(jià)層電子對(duì)互斥理論可得OF2分子構(gòu)型為V形,氧原子雜化方式為sp3。(4)由反應(yīng)Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g)H=-313 kJmol-1可得:242 kJmol-1+3159 kJmol-1=ClF 鍵的平均鍵能6-313 kJmol-1,所以ClF鍵的平均鍵能為172 kJmol-1。ClF3的相對(duì)分子質(zhì)量小于BrF3的相對(duì)分子質(zhì)量,ClF3的分子間作用力小于BrF3的分子間作用力,故ClF3的熔、沸點(diǎn)低于BrF3的熔、沸點(diǎn)。,4.(2015四川理綜,8,13分)X、Z、Q、R、T、U分別代表原子序數(shù)依次增大的短周期元素。X和R屬同族元素;Z和U位于第A族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基態(tài)原子的s軌道和p軌道的電子總數(shù)相等;T的一種單質(zhì)在空氣中能夠自燃。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是。 (2)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷TU3的立體構(gòu)型是 。 (3)X所在周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中,酸性最強(qiáng)的是(填化學(xué)式);Z和U的氫化物中沸點(diǎn)較高的是(填化學(xué)式);Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體,熔點(diǎn)由高到低的排列順序是(填化學(xué)式)。 (4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒劑,反應(yīng)可生成T的最高價(jià)含氧酸和銅,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。,答案(1)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2 (2)三角錐形 (3)HNO3HFSi、Mg、Cl2 (4)P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4,解析短周期元素X、Z、Q、R、T、U原子序數(shù)依次增大,Z和U位于第A族,則可知Z為F,U為Cl;X與Z可形成XZ4,則X為C;R與X同族,則R為Si;Q的基態(tài)原子的電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s2, Q為Mg;T的一種單質(zhì)在空氣中能自燃,則T為P。 (1)R基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2。 (2)在PCl3分子中磷原子與氯原子形成三個(gè)鍵,磷原子還有一對(duì)孤電子對(duì),由價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知PCl3的立體構(gòu)型為三角錐形。 (3)X位于第二周期,該周期元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是HNO3;Z和U的氫化物分別為HF和HCl,而HF分子之間存在氫鍵,所以沸點(diǎn)HFHCl;Q、R、U形成的單質(zhì)分別為Mg、Si和Cl2,Mg為金屬晶體,Si為原子晶體,Cl2為分子晶體,三種晶體熔點(diǎn)高低順序?yàn)镾iMgCl2。 (4)由題中提示信息及原子守恒和得失電子守恒可寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為10CuSO4+P4+16H2O 4H3PO4+10Cu+10H2SO4。,5.(2014天津理綜,7,14分)元素單質(zhì)及其化合物有廣泛用途,請(qǐng)根據(jù)周期表中第三周期元素相關(guān)知識(shí)回答下列問(wèn)題: (1)按原子序數(shù)遞增的順序(稀有氣體除外),以下說(shuō)法正確的是。 a.原子半徑和離子半徑均減小 b.金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng) c.氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強(qiáng) d.單質(zhì)的熔點(diǎn)降低 (2)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同的元素名稱(chēng)為,氧化性最弱的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子是。 (3)已知:,工業(yè)制鎂時(shí),電解MgCl2而不電解MgO的原因是 ; 制鋁時(shí),電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是 。 (4)晶體硅(熔點(diǎn)1 410 )是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過(guò)程如下: Si(粗) SiCl4 SiCl4(純) Si(純) 寫(xiě)出SiCl4的電子式:;在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測(cè)得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。 (5)P2O5是非氧化性干燥劑,下列氣體不能用濃硫酸干燥,可用P2O5干燥的是。 a.NH3b.HIc.SO2d.CO2 (6)KClO3可用于實(shí)驗(yàn)室制O2,若不加催化劑,400 時(shí)分解只生成兩種鹽,其中一種是無(wú)氧酸鹽,另一種鹽的陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為11。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,答案(1)b (2)氬Na+(或鈉離子) (3)MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本 AlCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電 (4) SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)H=+0.025a kJmol-1 (5)b (6)4KClO3 KCl+3KClO4,解析(1)a項(xiàng),S2-、Cl-的半徑大于Na+、Mg2+、Al3+的半徑;c項(xiàng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物才是按原子序數(shù)的遞增堿性減弱,酸性增強(qiáng);d項(xiàng),第三周期主族元素的單質(zhì)的熔點(diǎn)是