專題二十四 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高考化學(xué)高考化學(xué) (課標(biāo)專用)考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)一原子結(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。回答下列問(wèn)題:(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(diǎn)(872),其化學(xué)鍵類型是;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。五年高考A A組組 統(tǒng)一命題統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組課標(biāo)卷題組(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,這種堆積方式稱為。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm,高為ccm,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)。答案答案(1)Ar3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(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)2A65 6364Na c 解析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acm,則六棱柱底面積為(6aa)cm2=a2cm2,體積為a2ccm3;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。23O23O1212323 323 321612AMNNVA26563 32Na c2A260 33a c N易混易錯(cuò)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)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。3I3I(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=0.446nm,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0.446nm,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。1222答題規(guī)范答題規(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。回答下列問(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。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/-49.526146沸點(diǎn)/83.1186約400(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。12121212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=565.76pm,其密度為gcm-3(列出計(jì)算式即可)。答案答案(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)(,)10714141438 736.02 565.76解析解析(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=107gcm-3。mV231037386.02 10(565.76 10)38 736.02 565.76疑難突破疑難突破熟悉金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)是回答(6)問(wèn)的關(guān)鍵。金剛石晶胞中C原子有三種位置:頂點(diǎn)、面心和體內(nèi),其中體內(nèi)的4個(gè)C原子都位于體對(duì)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(biāo)參數(shù)為(,)。14141414易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示計(jì)算晶胞密度時(shí)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565.76pm。1pm=10-10cm。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)鍵的類型有、C原子的雜化軌道類型是,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253K,沸點(diǎn)為376K,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。答案答案(15分)(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(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253K,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。146。1s2s2p13思路分析思路分析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(duì)CS2分子進(jìn)行分析。疑難突破疑難突破仔細(xì)觀察金剛石的結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn),每個(gè)碳原子與其他4個(gè)碳原子相連,其中與任意1個(gè)碳原子相連最終都能形成兩個(gè)六元環(huán),所以每個(gè)碳原子連接六元環(huán)的個(gè)數(shù)是12個(gè)。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?？捎昧蚯杌洐z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型為,1mol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=0.405nm,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)1223734276.022 10(0.405 10 )解析解析(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。12181812mV1A73427l(0.405 10)g moNcm23734276.022 10(0.405 10 )規(guī)律方法規(guī)律方法1.在有機(jī)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(xiě)出有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式就可迅速判斷碳原子的雜化類型。2.常見(jiàn)金屬的堆積方式的配位數(shù)應(yīng)記住,簡(jiǎn)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(shí)拓展知識(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)生成的一般是這些離子的混合物,中學(xué)階段只要求寫(xiě)Fe3+3SCN-Fe(SCN)3。2.也可用K4Fe(CN)6或苯酚檢驗(yàn)Fe3+,反應(yīng)的離子方程式分別是4Fe3+3Fe(CN)64-Fe4Fe(CN)63(藍(lán)色)、Fe3+6C6H5OHFe(C6H5O)63-(紫色)+6H+?？键c(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)6.(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?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(zhǎng)為anm、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。22S答案答案(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)1021a3A4MN a22解析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1212121422S1812胞中有4個(gè)FeS2,晶胞的體積為(a10-7)3cm3,則晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為gcm-3=1021gcm-3;正八面體的邊長(zhǎng)=nm=anm。A734(10 )MNa3A4MN a22( )( )22aa227.(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代表參5Nnm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dgcm-3,其立方晶胞參數(shù)為anm,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。665N4H答案答案(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)655N4H5N3602a dM3Aa dNM解析解析本題考查價(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dgcm-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。124H124H5N5N5N5N655N4H5N11Ag mollMN moAMN73A(10 )daNM3Aa dNM知識(shí)拓展知識(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)原子之間的鍵稱為離域鍵,或共軛大鍵,簡(jiǎn)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。8.(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的雜化軌道類型為。(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1000,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9,其原因是。(5)GaAs的熔點(diǎn)為1238,密度為gcm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)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MGagmol-1和MAsgmol-1,原子半徑分別為rGapm和rAspm,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)3033AGaAsGaAs410()3()N rrMM解析解析(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(+)4pm3;則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%=100%。1812433Gar3Asr3330GaAsGaAsA4()4 1034() rrMMN 3033AGaAsGaAs410()3()N rrMM審題技巧審題技巧GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石類似,應(yīng)為空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。知識(shí)拓展知識(shí)拓展BF3、BCl3均為共價(jià)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(jià)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。9.(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型分別為和。(3)C和D反應(yīng)可生成組成比為1 3的化合物E,E的立體構(gòu)型為,中心原子的雜化軌道類型為。(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=0.566nm,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)。答案答案(15分)(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42Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)(5)Na2O8=2.27gcm-3(1分,1分,2分,共4分)1732314 62g mol(0.566 10)6.02 10lcmmo解析解析由題意可知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(0.56610-7)3cm3,晶體密度為=2.27gcm-3。123162g mol6.02 10lmo1231321362g mol46.02 10l0.56610mmoc審題技巧審題技巧當(dāng)晶胞中的微粒未標(biāo)明名稱或化學(xué)式時(shí),可通過(guò)球的大小(即原子或離子半徑大小)判斷。思路分析思路分析各元素的推導(dǎo)過(guò)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(jié)構(gòu)示意圖為,顯然不合理,依此類推,當(dāng)C的最外層電子數(shù)是5時(shí),電子總數(shù)是15,原子結(jié)構(gòu)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(gè)未成對(duì)電子,則D的價(jià)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(gòu)型看,A位于A族,B位于A族,結(jié)合二者的原子序數(shù)小于C可知,A是O,B是Na。3s3p知識(shí)拓展知識(shí)拓展金屬?zèng)]有負(fù)價(jià),金屬氫化物中H元素為-1價(jià)。10.(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1 1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)24O解析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)=4 2=2 1,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。1824O審題技巧審題技巧圖2是一個(gè)陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu),不是晶胞,根據(jù)已推出的元素和該陽(yáng)離子內(nèi)微粒的結(jié)構(gòu)可以看出:是水分子,是NH3分子,是Cu2+。易錯(cuò)警示易錯(cuò)警示1.比較第一電離能時(shí)一定要注意有無(wú)反常的元素。同一周期元素從左到右第一電離能總趨勢(shì)是逐漸增大的,但A族和A族反常,AA,AA。2.書(shū)寫(xiě)軌道示意圖時(shí)一定要注意要求,看好是讓寫(xiě)原子的軌道示意圖還是讓寫(xiě)價(jià)層電子的軌道示意圖。考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)11.(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)圖(b)可知,Li原子的第一電離能為kJmol-1,OO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0.4665nm,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)。答案答案(1)DC(2)Li+核電荷數(shù)較大(3)正四面體sp3AB(4)5204982908(5)7 3A8 74 16(0.4665 10 )N 解析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1s2sCH3OHCO2H2H2O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)0.1480.07664解析解析(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-)=0.420nm0.148nm;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(Mn2224+),則r(Mn2+)=(0.448nm-20.148nm)/2=0.076nm。知識(shí)拓展知識(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值判斷雜化類型,一般有如下規(guī)律:n=2,sp雜化;n=3,sp2雜化;n=4,sp3雜化。1213.(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。回答下列問(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=1958kJmol-1、INi=1753kJmol-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dgcm-3,晶胞參數(shù)a=nm。答案答案(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)3 110713232516.02 10d解析解析(2)S中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4,采取sp3雜化,立體構(gòu)型為正四面體;Ni2+與NH3之間形成共價(jià)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)=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3 1;由題意可得:d=,解得a=nm。24O6225 1 32 121873233 6459(10 )6.02 10a3251602d疑難突破疑難突破回答設(shè)問(wèn)(3)中ICuINi的原因時(shí)要注意兩點(diǎn):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(shí)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(yuǎn)近有關(guān),還與電子在能級(jí)上的排布狀態(tài)有關(guān),當(dāng)某一能級(jí)上的電子處于全充滿或半充滿狀態(tài)時(shí),該能級(jí)較穩(wěn)定,其電子不容易失去,電離能比較大。規(guī)律方法規(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(jié)合,其中配位體提供孤對(duì)電子,中心離子提供空軌道,且配位數(shù)一般是中心離子價(jià)態(tài)的2倍?？键c(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)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(jià)電子層中未成對(duì)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(diǎn)最低的原因是其分子間的范德華力最小D.價(jià)層電子對(duì)互斥理論中,鍵電子對(duì)數(shù)不計(jì)入中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)B B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組答案答案BDMn的價(jià)層電子排布式為3d54s2,含有5個(gè)未成對(duì)電子,而同周期Cr的價(jià)層電子排布式為3d54s1,含有6個(gè)未成對(duì)電子,A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確;鹵化氫都是分子晶體,熔沸點(diǎn)的高低一般取決于范德華力的大小,而范德華力的大小取決于分子的相對(duì)分子質(zhì)量的大小,雖然HF分子之間的范德華力最小,但由于氫鍵的存在,HF的沸點(diǎn)是鹵化氫中最高的,而HCl分子間無(wú)氫鍵,故其沸點(diǎn)在鹵化氫中最低,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)正確。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(yīng):4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2OZn(H2O)42+4HOCH2CNHOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為。(2)1molHCHO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(gòu)型,Zn(CN)42-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N(5)或2H解析解析(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1molHCHO分子中含有3mol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。2H3.(2014江蘇單科,21A,12分,)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)醛基,也可用于和葡萄糖反應(yīng)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(xué)式)。(3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是;1mol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(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為。答案答案(1)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp26mol或66.021023個(gè)(4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O+3H2O(5)12解析解析(2)等電子體是原子個(gè)數(shù)和價(jià)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,1molCH3CHO分子中含鍵數(shù):3mol(CH3中的CH鍵)+1mol(CC鍵)+1mol(CHO中的CH鍵)+1mol(中)=6mol,即6NA個(gè)。(5)觀察銅晶胞的結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)銅原子在空間x、y、z三個(gè)平面上均有4個(gè)與之距離最近的銅原子,總數(shù)為43=12個(gè)。考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點(diǎn)二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)4.(2017海南單科,19-,6分)下列敘述正確的有()A.某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍,則其最高化合價(jià)為+7B.鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能C.高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性與氧化性D.鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)答案答案AD某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍,則該元素為Br,其最高正價(jià)為+7,A項(xiàng)正確;同一周期元素,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì),但A族、第A族元素第一電離能大于其相鄰元素,則Na元素第一電離能小于Mg元素,但是Na元素第二電離能大于Mg元素,B項(xiàng)錯(cuò)誤;HClO中的+1價(jià)氯穩(wěn)定性比HClO4中的+7價(jià)氯差,更容易得電子,故氧化性次氯酸大于高氯酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鄰羥基苯甲醛()能形成分子內(nèi)氫鍵,對(duì)羥基苯甲醛()能形成分子間氫鍵,形成分子間氫鍵時(shí)沸點(diǎn)較高,形成分子內(nèi)氫鍵時(shí)沸點(diǎn)較低,所以鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛,D項(xiàng)正確。5.(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24O3O24O3O225Fe(NO)(H) O答案答案(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)N(4)1 2(5)2O解析解析本題考查原子軌道雜化類型、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型為sp3;N的中心原子雜化類型為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()=1 2。(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24O3O3O2O知識(shí)歸納知識(shí)歸納對(duì)于ABm型分子或A 空間構(gòu)型的判斷Bnm6.(2015江蘇單科,21A,12分,)下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛:2Cr2+3CH3CH2OH+16H+13H2O4Cr(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(hào))。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為;1molCH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為。(3)與H2O互為等電子體的一種陽(yáng)離子為(填化學(xué)式);H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外,還因?yàn)椤?7O答案答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)O(2)sp3和sp27mol(或76.021023)(3)H2F+H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵解析解析(1)Cr為24號(hào)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(yīng)為含孤對(duì)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(gè)CH3COOH分子中有六個(gè)單鍵均為鍵,還含有一個(gè)碳氧雙鍵,碳氧雙鍵中含一個(gè)鍵、一個(gè)鍵,共含7個(gè)鍵。(3)等電子體必須滿足原子個(gè)數(shù)和電子個(gè)數(shù)均相等;H2O與CH3CH2OH中均含羥基(OH),可形成氫鍵。7.(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。答案答案(13分)(1)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(2)三角錐形(3)HNO3HFSi、Mg、Cl2(4)P4+10CuSO4+16H2O10Cu+4H3PO4+10H2SO4解析解析短周期元素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+16H2O4H3PO4+10Cu+10H2SO4。8.(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CO2d.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(yīng)可獲得化工原料CO和H2?；鶓B(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)4,1molNi(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“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0.586nm,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(jié)構(gòu)空腔直徑,且與H2O的結(jié)合能大于CH4解析解析(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)1molNi(CO)4中共有8mol鍵,4mol存在于Ni和配體CO之間,4mol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)考點(diǎn)三晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)9.(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)狻⒈鸵掖紖⑴c。(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,1mol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)程的能量變化答案答案(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39mol(3)HCO(4)乙醇分子間存在氫鍵(5)Fe3CuN解析解析本題考查核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)、雜化類型的判斷、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1mol丙酮分子中含有9mol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:CO;再結(jié)合元素非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系可知,電負(fù)性:HYWB.W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是WXYZC.Y、Z形成的分子的空間構(gòu)型可能是正四面體D.WY2分子中鍵與鍵的數(shù)目之比是2 1C C組 教師專用題組答案答案C由題干信息可知,W為C,X為Al,Z為Cl,Y可能為Si、P或S。若Y為Si,則電負(fù)性WY,原子半徑XW,Y與Z可形成化合物SiCl4,其空間結(jié)構(gòu)為正四面體,故A、B錯(cuò)誤,C正確;W、Y可形成WY2分子,則Y為S,WY2為CS2,分子結(jié)構(gòu)為SCS,鍵與鍵的數(shù)目之比為1 1,故D錯(cuò)誤。2.(2013課標(biāo),37,15分,0.33)硅是重要的半導(dǎo)體材料,構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為,該能層具有的原子軌道數(shù)為,電子數(shù)為。(2)硅主要以硅酸鹽、等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體,其中原子與原子之間以相結(jié)合,其晶胞中共有8個(gè)原子,其中在面心位置貢獻(xiàn)個(gè)原子。(4)單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示,簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多,原因是。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。(6)在硅酸鹽中,Si四面體如圖(a)通過(guò)共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為,Si與O的原子數(shù)之比為,化學(xué)式為。44O答案答案(1)M94(2)二氧化硅