專題二十四物質(zhì)的結構與性質(zhì),高考化學 (課標專用),A組統(tǒng)一命題課標卷題組 考點一原子結構與性質(zhì) 1.(2018課標,35,15分)化學選修3:物質(zhì)結構與性質(zhì)(15分) 鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}: (1)Zn原子核外電子排布式為。 (2)黃銅是人類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(872 ),其化學鍵類型是;ZnF2不溶于有機溶劑而Zn-Cl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑,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,陰離子空間構型為,C原子的雜化形式為。,五年高考,(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示,這種堆積方式稱為。六棱柱底邊邊長為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(列出計算式)。,答案(1)Ar3d104s2 (2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構,較難失電子 (3)離子鍵ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、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寫、電離能、離子的空間構型、金屬的堆積模型和晶體的計算。 (1)Zn是30號元素,核外有30個電子,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穩(wěn)定狀態(tài),第一電離能更大,所以I1(Zn)I1(Cu)。 (3)ZnF2熔點較高,屬于離子晶體,含有的化學鍵類型為離子鍵;ZnCl2、ZnBr2、ZnI2均是分子晶體,根據(jù)相似相溶原理知,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于有機溶劑。 (4)ZnCO3中的陰離子為C,C中C原子的價層電子對數(shù)為3+(4+2-32)=3,且無孤電子 對,故空間構型為平面三角形,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= g,cm-3。,易混易錯注意均攤法在立方體和六棱柱中的異同。,2.(2017課標,35,15分)化學選修3:物質(zhì)結構與性質(zhì)鉀和碘的相關化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題: (1)元素K的焰色反應呈紫紅色,其中紫色對應的輻射波長為nm(填標號)。 A.404.4B.553.5C.589.2 D.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型相同,但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低,原因是。 (3)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在離子。離子的幾何構型為,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材料,具有鈣鈦礦型的立方結構,邊長為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個數(shù)為。,(5)在KIO3晶胞結構的另一種表示中,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致,如顏色對應的輻射波長、基態(tài)原子最高能層符號、晶胞中原子間的位置關系等。 (1)紫色對應的輻射波長是可見光中最短的,A項正確。 (2)K位于第4周期A族,電子占據(jù)的最高能層為N層,最外層只有一個電子,位于s能級,電子云輪廓圖形狀為球形。金屬的熔、沸點與金屬鍵強弱有關,金屬鍵的強弱又與金屬原子的半徑以及價電子數(shù)有關,原子半徑越大,價電子數(shù)越少,金屬鍵越弱,熔、沸點越低。 (3)中心原子I的價層電子對數(shù)為(7+2-1)=4,中心原子雜化類型為sp3雜化,成鍵電子對數(shù)為 2, 孤電子對數(shù)為 2,故空間構型為V形。 (4)根據(jù)晶胞結構可知K與O間的最短距離是面對角線的一半,即0.446 nm,根據(jù)晶胞結構 可知與K緊鄰的O的個數(shù)為12。 (5)根據(jù)已知的晶胞可知,當I原子處于各頂角位置時,晶胞可以由八個已知晶胞堆積在一起組合而成,其中I原子處于八個晶胞的體心構成的八個頂角上,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)范用價層電子對互斥理論推測分子或離子的空間構型 分子(離子)的空間構型,3.(2016課標,37,15分)鍺(Ge)是典型的半導體元素,在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}: (1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar,有個未成對電子。 (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。從原子結構角度分析,原因是。 (3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點,分析其變化規(guī)律及原因。,(4)光催化還原CO2制備CH4反應中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是。 (5)Ge單晶具有金剛石型結構,其中Ge原子的雜化方式為,微粒之間存在的作用力是。 (6)晶胞有兩個基本要素: 原子坐標參數(shù),表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0);B為(,0,);C為(,0)。則D原子的坐標參數(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,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、沸點依次增高。原因是分子結構相似,分子量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強 (4)OGeZn (5)sp3共價鍵 (6)(,) 107,解析(2)單鍵中含有1個鍵,雙鍵中含有1個鍵和1個鍵,叁鍵中含有1個鍵和2個鍵。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越長,越不利于兩原子間形成鍵。(3)對于結構相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔、沸點越高。(4)元素的非金屬性越強,原子吸引電子能力越強,元素的電負性越大。(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鍵,運用類推法不難得出結論。(6)晶胞參數(shù)a即為晶胞邊長,= gcm-3=107 gcm-3。,疑難突破熟悉金剛石的晶胞結構是回答(6)問的關鍵。金剛石晶胞中C原子有三種位置:頂點、面心和體內(nèi),其中體內(nèi)的4個C原子都位于體對角線的處,Ge的晶胞中處于D位置的Ge 原子就是這種情況,因此其原子坐標參數(shù)為(,)。,易錯警示計算晶胞密度時一定要注意晶胞參數(shù)a的單位,要將其換算為cm,而不能直接代入565.76 pm。,4.(2015課標,37,15分,0.479)碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}: (1)處于一定空間運動狀態(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,核外存在對自旋相反的電子。 (2)碳在形成化合物時,其鍵型以共價鍵為主,原因是 。 (3)CS2分子中,共價鍵的類型有、C原子的雜化軌道類型是,寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子。 (4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5,該化合物的熔點為253 K,沸點為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構如圖所示:,在石墨烯晶體中,每個C原子連接個六元環(huán),每個六元環(huán)占有個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C原子連接個六元環(huán),六元環(huán)中最多有個C原子在同一平面。,答案(15分)(1)電子云2(每空1分,共2分) (2)C有4個價電子且半徑小,難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結構(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對自旋相反的電子。 (2)碳的原子結構示意圖為,有4個價電子,難以通過得或失電子達到穩(wěn)定結構,所以其 鍵型以共價鍵為主。 (3)CS2分子的結構式為SCS,其共價鍵的類型有鍵和鍵,C原子的雜化軌道類型為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型和鍵合形式的分子有CO2、COS,離子有SCN-等。 (4)Fe(CO)5的熔點為253 K,較低,沸點也不高,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構圖示可得,在石墨烯晶體中,每個C原子應連接3個六元環(huán),每個六元環(huán)由6個C原子構成,每個六元環(huán)所占有的C原子數(shù)為6=2;在金剛石晶體中, 每個C原子與其他4個C原子相連,每個C原子連接的六元環(huán)個數(shù)應為12個,而每一個碳原子與其他4個C原子形成的4個共價鍵的鍵角均為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C原子共面。,思路分析S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CS2分子進行分析。,疑難突破仔細觀察金剛石的結構可以發(fā)現(xiàn),每個碳原子與其他4個碳原子相連,其中與任意1個碳原子相連最終都能形成兩個六元環(huán),所以每個碳原子連接六元環(huán)的個數(shù)是12個。,5.(2014課標,37,15分,0.520)早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成。回答下列問題: (1)準晶是一種無平移周期序,但有嚴格準周期位置序的獨特晶體,可通過方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。 (2)基態(tài)Fe原子有個未成對電子,Fe3+的電子排布式為。可用硫氰化鉀檢驗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型為,1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為。乙酸的沸點明顯高于乙醛,其主要原因是。Cu2O為半導體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點,則該晶胞中有個銅原子。 (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(不必計算出結果)。,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)用一定波長的X-射線照射到晶體上,根據(jù)記錄儀上有無分離的斑點或明銳的譜線,可以鑒別晶體、準晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子的電子排布式為Ar3d64s2,價電子的軌道表示式為,故基態(tài)Fe原子的未成對電子數(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1.在有機物中,中的碳原子是sp3雜化,、中的碳原子是 sp2雜化,中的碳原子是sp雜化,因此只要寫出有機物的結構式就可迅速判斷碳原 子的雜化類型。,2.常見金屬的堆積方式的配位數(shù)應記住,簡單立方堆積(Po):6;體心立方堆積(Na、Fe、K):8;六方最密堆積(Zn、Mg、Ti):12;面心立方最密堆積(Au、Ag、Cu):12。,知識拓展1.Fe3+與SCN-可形成一系列配合離子,這些離子都是血紅色的,實驗時生成的一般是這些離子的混合物,中學階段只要求寫Fe3+3SCN- Fe(SCN)3。,2.也可用K4Fe(CN)6或苯酚檢驗Fe3+,反應的離子方程式分別是4Fe3+3Fe(CN)64- Fe4Fe(CN)63(藍色)、Fe3+6C6H5OH Fe(C6H5O)63-(紫色)+6H+。,考點二分子結構與性質(zhì) 1.(2018課標,35,15分)化學選修3:物質(zhì)結構與性質(zhì) 硫及其化合物有許多用途,相關物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:,回答下列問題: (1)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為形。 (2)根據(jù)價層電子對互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是。,(3)圖(a)為S8的結構,其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多,主要原因為。,(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構型為形,其中共價鍵的類型有種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為。 (5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為M、阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計算表達式為gcm-3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的 體心,該正八面體的邊長為nm。,答案(1)啞鈴(紡錘) (2)H2S (3)S8相對分子質(zhì)量大,分子間范德華力強 (4)平面三角2sp3 (5)1021a,解析本題考查電子排布圖、電子云、中心原子價層電子對數(shù)計算、分子構型、雜化軌道類型、晶體有關計算等。(1)基態(tài)Fe原子價層電子排布式為3d64s2,排布圖為;基態(tài)S原子電子排布式為1s22s22p63s23p4,最高能 級為3p,電子云輪廓圖為啞鈴形。(2)中心原子價層電子對數(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的相對分子質(zhì)量比SO2的相對 分子質(zhì)量大很多,范德華力更強,所以S8的熔點和沸點要比SO2的高很多。(4)SO3分子中中心原子價層電子對數(shù)為3,無孤電子對,故SO3分子的立體構型為平面三角形;SO3分子的結構式為,其中既有鍵又有鍵;由圖(b)可知三聚分子中每個S原子與4個O原子形成4個鍵,故 其雜化軌道類型為sp3。(5)由圖(c)可知,晶胞中Fe2+為12+1=4個,為8+6=4個,一個晶,胞中有4個FeS2,晶胞的體積為(a10-7)3 cm3,則晶體密度的計算表達式為 g cm-3= 1021 g cm-3;正八面體的邊長= nm=a nm。,2.(2017課標,35,15分)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl (用R代表)?；卮鹣铝袉栴}: (1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為。 (2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(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射線衍射測得化合物R的晶體結構,其局部結構如圖(b)所示。 從結構角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為 ,不同之處為。(填標號) A.中心原子的雜化軌道類型 B.中心原子的價層電子對數(shù) C.立體結構 D.共價鍵類型 R中陰離子中的鍵總數(shù)為個。分子中的大鍵可用符號表示,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(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元,該單元的相對質(zhì)量為M,則y的計算表達式為。,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,故結合一個電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結合一個電子 (3)ABDC5 (H3O+)OHN()(N)NHN() (4)(或10-21),解析本題考查價層電子對互斥理論、價電子排布圖、氫鍵、晶體的相關計算等。(3)H3O+ 中鍵數(shù)為3,中心原子孤電子對數(shù)為(6-1-31)=1,價層電子對數(shù)為4,雜化軌道類型為sp3, 立體結構為三角錐形;N中鍵數(shù)為4,中心原子孤電子對數(shù)為(5-1-41)=0,價層電子對數(shù) 為4,雜化軌道類型為sp3,立體結構為正四面體形;H3O+和N中均含極性共價鍵和配位鍵,故兩 種陽離子的相同之處為A、B、D,不同之處為C。由圖(b)中的結構可知中的鍵數(shù)為 5;中的5個原子參與形成大鍵,每個原子中參與形成大鍵的電子數(shù)為1(孤電子對不參與), 故參與形成大鍵的電子數(shù)為5+1=6,中大鍵應表示為。(4)晶體的密度為d gcm-3,晶胞 的體積為(a10-7)3cm3,晶胞的質(zhì)量為y,則y=d(a10-7)3,y= 10-21。,知識拓展大鍵 (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成一個整體,p電子在多個原子間運動形成型化學鍵,這種不局限在兩個原子之間的鍵稱為離域鍵,或共軛大鍵,簡稱大鍵。 (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,37,15分)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}: (1)寫出基態(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分子的立體構型為,其中As的雜化軌道類型為。 (4)GaF3的熔點高于1 000 ,GaCl3的熔點為77.9 ,其原因是 。,(5)GaAs的熔點為1 238 ,密度為 gcm-3,其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為,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(2分)100%(2分),解析(1)As為33號元素,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元素價電子對數(shù)為4,As的雜化方式為sp3雜化,AsCl3分子的立體構型為三角錐形。 (5)GaAs為原子晶體,Ga和As之間以共價鍵鍵合。該晶胞中原子個數(shù):Ga為4個,As為8+6 =4個,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%。,審題技巧GaAs的晶胞結構與金剛石類似,應為空間網(wǎng)狀結構。,知識拓展BF3、BCl3均為共價化合物,均屬于分子晶體,AlF3為離子化合物,屬于離子晶體,Al-Cl3為共價化合物,屬于分子晶體,這也體現(xiàn)了同主族元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律。,4.(2015課標,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元素最外層有一個未成對電子。回答下列問題: (1)四種元素中電負性最大的是(填元素符號),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,其中沸點高的是(填分子式),原因是 ;A和B的氫化物所屬的晶體類型分別為和。 (3)C和D反應可生成組成比為13的化合物E,E的立體構型為,中心原子的雜化軌道類型為。 (4)化合物D2A的立體構型為,中心原子的價層電子對數(shù)為,單質(zhì)D與濕潤的Na2CO3反應可制備D2A,其化學方程式為。 (5)A和B能夠形成化合物F,其晶胞結構如圖所示,晶胞參數(shù)a=0.566 nm, F的化學式為;晶胞中A原子的配位數(shù)為;列式計算晶 體F的密度(gcm-3) 。,答案(15分)(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分) (2)O3O3相對分子質(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,電負性最大;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,沸點較高的是O3,因為O3的相對分子質(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中中心原子的價層電子對數(shù)是4,其中鍵數(shù)是3,孤電子對數(shù)為1,故PCl3中中心原子采用sp3雜化方式,分子構型為三角錐形。(4)Cl2O中中心原子為O,分子中鍵數(shù)為2,中心原子孤電子對數(shù)為2,故中心原子的價層電子對數(shù)為4,分子空間構型為V形。Cl2與濕潤的Na2CO3反應生成Cl2O的同時還應該生成NaCl和 NaHCO3。(5)由晶胞結構可知,一個晶胞中小球個數(shù)為8,大球個數(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的化學式為Na2O;晶胞中與每個氧原子距離最近且相等的鈉原子有8個;晶胞的質(zhì)量為4,晶胞的體積為(0.56610-7)3 cm3,晶體密度為=2.27 gcm-3。,審題技巧當晶胞中的微粒未標明名稱或化學式時,可通過球的大小(即原子或離子半徑大小)判斷。,思路分析各元素的推導過程如下:從C元素入手,若C的最外層電子數(shù)是1,則C是Li,從原子序數(shù)看不合理,若C的最外層電子數(shù)是2,則C的核外電子總數(shù)6,原子結構示意圖為,顯然不 合理,依此類推,當C的最外層電子數(shù)是5時,電子總數(shù)是15,原子結構示意圖為,合理,所 以C為P元素。D與C同周期,原子序數(shù)比C大,最外層有一個未成對電子,則D的價層電子排布圖為 ,所以D是Cl元素。從A2-和B+具有相同的電子構型看,A位于A族,B位于 A族,結合二者的原子序數(shù)小于C可知,A是O,B是Na。,知識拓展金屬沒有負價,金屬氫化物中H元素為-1價。,5.(2014課標,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的價電子層中的未成對電子有3個,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個電子,但次外層有18個電子?；卮鹣铝袉栴}: (1)b、c、d中第一電離能最大的是(填元素符號),e的價層電子軌道示意圖為。 (2)a和其他元素形成的二元共價化合物中,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鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是(填化學式,寫出兩種)。 (3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是;酸根呈三角錐結構的酸是。(填化學式) (4)e和c形成的一種離子化合物的晶體結構如圖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,陰離子呈四面體結構;陽離子呈軸向狹長的八面體結構(如圖2所示)。,該化合物中,陰離子為,陽離子中存在的化學鍵類型有;該化合物加熱時首先失去的組分是,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的價電子層中未成對電子數(shù)有3個,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,其中中心原子價層電子對數(shù)為3的是HNO2和HNO3,酸根呈三角錐結構的酸是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構,陰離子為S;由題圖2可知陽離 子是Cu(NH3)4(H2O)22+,化學鍵類型有共價鍵和配位鍵,該離子中,H2O分子離Cu2+較遠,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,首先失去的組分是H2O。,審題技巧圖2是一個陽離子的結構,不是晶胞,根據(jù)已推出的元素和該陽離子內(nèi)微粒的結構可以看出:是水分子,是NH3分子, 是Cu2+。,易錯警示1.比較第一電離能時一定要注意有無反常的元素。同一周期元素從左到右第一電離能總趨勢是逐漸增大的,但A族和A族反常,AA,AA。,2.書寫軌道示意圖時一定要注意要求,看好是讓寫原子的軌道示意圖還是讓寫價層電子的軌道示意圖。,考點三晶體結構與性質(zhì) 1.(2018課標,35,15分)化學選修3:物質(zhì)結構與性質(zhì) Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應用。回答下列問題: (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、(填標號)。 (2)Li+與H-具有相同的電子構型,r(Li+)小于r(H-),原因是。 (3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構型是、中心原子的雜化形式為。LiAlH4中,存在(填標號)。 A.離子鍵B.鍵C.鍵D.氫鍵 (4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過圖(a)的Born-Haber循環(huán)計算得到。,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具有反螢石結構,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構與性質(zhì)、分子結構與性質(zhì)、晶體結構與性質(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的價層電子對數(shù)為4,故Al采取sp3雜化,該離子空間構型為正四面體。Li+與Al 以離子鍵結合,Al中Al與H之間是鍵,A、B項正確。 (4)第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(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 kJ mol-1,故Li2O晶格能為2 908 kJmol-1。 (5)1個Li2O晶胞中有8個Li+,O2-處于頂點和面心,O2-的個數(shù)為8+6=4,故Li2O的密度= gcm-3。,方法技巧晶胞的計算方法 晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻(以立方體為例):頂點,棱上,體內(nèi)完 全屬于晶胞。 晶體密度計算公式:=,其中N為1個晶胞中所含“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個晶胞的體積。,2.(2017課標,35,15分)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co 氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景?；卮鹣铝袉栴}: (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低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質(zhì)中,沸點從高到低的順序為,原因是。 (4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學鍵除了鍵外,還存在。 (5)MgO具有NaCl型結構(如圖),其中陰離子采用面心立方最密堆積方式,X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420 nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結構,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)原子價電子排布式為2s22p4,核外未成對電子數(shù)是2,而Mn元素的基態(tài)原子價電子排布式為3d54s2,核外未成對電子數(shù)是5,因此基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。 (2)CO2和CH3OH的中心原子的價層電子對數(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,所以水的沸點高于甲醇;CO2與H2均為非極性分子,CO2的相對分子質(zhì)量較大、范德華力較大,所以CO2的沸點比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個氧原子形成3個鍵,一個硝酸根離子中有一個氮氧雙鍵,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型結構,根據(jù)晶胞的結構可知,晶胞參數(shù)=2r(O2-)+,2r(Mn2 +),則r(Mn2+)=(0.448 nm-20.148 nm)/2=0.076 nm。,知識拓展中心原子雜化形式的判斷方法 先計算中心原子的價層電子對數(shù),價層電子對數(shù)n=(中心原子的價電子數(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“-”,負電荷取“+”;當配位原子為氧原子或硫原子時,成鍵電子數(shù)為零。再根據(jù)n值判斷雜化類型,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,37,15分)東晉華陽國志南中志卷四中已有關于白銅的記載,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。回答下列問題: (1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級上的未成對電子數(shù)為。 (2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍色溶液。 Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構型是。 在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為,提供孤電子對的成鍵原子是 。 氨的沸點(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構如圖所示。,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原子的價層電子對數(shù)=4+(6-24+2)=4,采取sp3雜化,立體構型為正四面 體;Ni2+與NH3之間形成共價鍵時Ni提供空軌道,N提供孤電子對,形成配位鍵;氨分子之間形成氫鍵,分子間作用力增大,故沸點高于膦(PH3);氨分子中N原子的價層電子對數(shù)=3+(5-1 3)=4,采取sp3雜化,四個雜化軌道中有三個軌道被共用電子對占據(jù),一個軌道被孤電子對占據(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。,疑難突破回答設問(3)中ICuINi的原因時要注意兩點:一是所給ICu與INi的數(shù)據(jù)是第二電離能的數(shù)據(jù),不是第一電離能的數(shù)據(jù);二是電離能其實就是原子(或離子)失去電子能力的一種定量表現(xiàn)形式,電離能越小,電子越易失去。電離能的大小不僅與電子離核遠近有關,還與電子在能級上的排布狀態(tài)有關,當某一能級上的電子處于全充滿或半充滿狀態(tài)時,該能級較穩(wěn)定,其電子不容易失去,電離能比較大。,規(guī)律方法在配合物中,中心離子與配位體之間均是以配位鍵相結合,其中配位體提供孤對電子,中心離子提供空軌道,且配位數(shù)一般是中心離子價態(tài)的2倍。,考點一原子結構與性質(zhì) 1.(2016海南單科,19-,6分)下列敘述正確的有() A.第四周期元素中,錳原子價電子層中未成對電子數(shù)最多 B.第二周期主族元素的原子半徑隨核電荷數(shù)增大依次減小 C.鹵素氫化物中,HCl的沸點最低的原因是其分子間的范德華力最小 D.價層電子對互斥理論中,鍵電子對數(shù)不計入中心原子的價層電子對數(shù),B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,答案BDMn的價層電子排布式為3d54s2,含有5個未成對電子,而同周期Cr的價層電子排布式為3d54s1,含有6個未成對電子,A項錯誤;同周期主族元素原子半徑隨著核電荷數(shù)遞增而逐漸減小,B項正確;鹵化氫都是分子晶體,熔沸點的高低一般取決于范德華力的大小,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,而HF分子之間的范德華力最小,但由于氫鍵的存在,沸點是鹵化氫中最高的,而HCl分子間無氫鍵,故其沸點在鹵化氫中最低。,2.(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: 4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2O Zn(H2O)42+4HOCH2CN HOCH2CN的結構簡式 (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。不考慮空間構型,Zn(CN)42-的結構可用示意圖表示為。,答案(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個電子形成Zn2+,由此可寫出Zn2+基態(tài)核外電子排布式。 (2)HCHO的結構式為,則1 mol HCHO分子中含有3 mol 鍵。 (3)HOCH2CN的結構式為,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)和相同的價電子數(shù),與H2O分子互為等電子體的陰離子為N 。,3.(2014江蘇單科,21A,12分)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗醛基,也可用于和葡萄糖反應制備納米Cu2O。 (1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為。 (2)與OH-互為等電子體的一種分子為 (填化學式)。 (3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是;1 mol乙醛分子中含有的鍵的數(shù)目為 。 (4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應的化學方程式為。 (5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結構如圖所示,銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為。,答案(1)Ar3d10或 1s22s22p63s23p63d10 (2)HF (3)sp26 mol或66.021023個 (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O (5)12,解析(2)等電子體是原子個數(shù)和價電子總數(shù)均相同的微粒,與OH-互為等電子體的分子是HF。(3)CHO中碳原子采取sp2雜化,1 mol CH3CHO分子中含鍵數(shù):3 mol(CH3中的CH鍵)+1 mol(CC鍵)+1 mol(CHO中的CH鍵)+1 mol(中)=6 mol,即6NA個。(5)觀察 銅晶胞的結構可知,每個銅原子在空間x、y、z三個平面上均有4個與之距離最近的銅原子,總數(shù)為43=12個。,考點二分子結構與性質(zhì) 1.(2015江蘇單科,21A,12分)下列反應曾用于檢測司機是否酒后駕駛: 2Cr2+3CH3CH2OH+16H+13H2O 4Cr(H2O)63+3CH3COOH (1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為;配合物Cr(H2O)63+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是(填元素符號)。 (2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為;1 mol CH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為。 (3)與H2O互為等電子體的一種陽離子為(填化學式);H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因為它們都是極性分子外,還因為 。,答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)O (2)sp3和sp27 mol(或76.021023) (3)H2F+H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵,解析(1)Cr為24號元素,鉻原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3);與Cr3+形成配位鍵的應為含孤對電子的氧原子。 (2)甲基(CH3)中的碳原子軌道雜化類型為sp3,羧基(COOH)中的碳原子軌道雜化類型為sp2;一個CH3COOH分子中有六個單鍵均為鍵,還含有一個碳氧雙鍵,碳氧雙鍵中含一個鍵、一個鍵,共含7個鍵。 (3)等電子體必須滿足原子個數(shù)和電子個數(shù)均相等;H2O與CH3CH2OH中均含羥基(OH),可形成氫鍵。,2.(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。 請回答下列問題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是。 (2)利用價層電子對互斥理論判斷TU3的立體構型是。 (3)X所在周期元素最高價氧化物對應的水化物中,酸性最強的是(填化學式);Z和U的氫化物中沸點較高的是(填化學式);Q、R、U的單質(zhì)形成的晶體,熔點由高到低的排列順序是(填化學式)。 (4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒劑,反應可生成T的最高價含氧酸和銅,該反應的化學方程式是。,答案(13分)(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鍵,磷原子還有一對孤電子對,由價層電子對互斥理論可知PCl3的立體構型為三角錐形。 (3)X位于第二周期,該周期元素最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是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,三種晶體熔點高低順序為SiMgCl2。 (4)由題中提示信息及原子守恒和得失電子守恒可寫出該反應的化學方程式為10CuSO4+P4+16H2O 4H3PO4+10Cu+10H2SO4。,3.(2015福建理綜,31,13分)科學家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用。 (1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為。 (2)下列關于CH4和CO2的說法正確的是(填序號)。 a.固態(tài)CO2屬于分子晶體 b.CH4分子中含有極性共價鍵,是極性分子 c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點低于CO2 d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp (3)在Ni基催化劑作用下,CH4和CO2反應可獲得化工原料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形成籠狀結構(如下圖所示)的水合物晶體,其相關參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。,“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是。 為開采深海海底的“可燃冰”,有科學家提出用CO2置換CH4的設想。已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為0.586 nm,根據(jù)上述圖表,從物質(zhì)結構及性質(zhì)的角度分析,該設想的依據(jù)是 。,答案(13分)(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構空腔直徑,且與H2O的結合能大于CH4,解析(2)CH4是正四面體分子,屬于只含極性共價鍵的非極性分子;分子中化學鍵的強弱決定分子的穩(wěn)定性,不影響其熔、沸點。(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。,考點三晶體結構與性質(zhì) 1.(2017江蘇單科,21A,12分)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、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三種元素的電負性由小到大的順序為。 (4)乙醇的沸點高于丙酮,這是因為。 (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)物的化學式為。,圖1FexNy晶胞結構示意圖 圖2轉化過程的能量變化,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寫、雜化類型的判斷、化學鍵、電負性的比較及晶胞的相關計算等知識。 (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,一個雙鍵中有一個鍵和一個鍵,故1 mol丙酮分子中含有9 mol 鍵。 (3)依據(jù)同周期元素電負性變化規(guī)律可知,電負性:C<O;再結合元素非金屬性強弱關系可知,電負性:H<C。 (4)乙醇分子間存在氫鍵,使得乙醇沸點較高。 (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數(shù)Cu:8=1,Fe:6=3,N:1,故化學式為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。 請回答下列問題: (1)R基態(tài)原子的電子排布式是,X和Y中電負性較大的是(填元素符號)。 (2)X的氫化物的沸點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)。,(5)在稀硫酸中,Z的最高價含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物,Z被還原為+3價,該反應的化學方程式是。,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層電子對數(shù)為3,無孤電子對,故分子的空間構型為平面三角形。(4)由題圖可知白球個數(shù)為8+ 6=4,黑球個數(shù)為8,R2M為Na2O,Na+與O2-的個數(shù)比為21,故黑球代表Na+。(5)Cr的最高價含 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的熔點高于CaCl2 c.陰陽離子比為21的物質(zhì),均與CaF2晶體構型相同 d.CaF2中的化學鍵為離子鍵,因此CaF2在熔融狀態(tài)下能導電 (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)反應可以形成鹵素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反應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,CaF2晶體中存在離子鍵,離子鍵是由陰陽離子的靜電作用形成的,離子之間的靜電作用包含靜