選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊綜合檢測 (時間：60分鐘；滿分：90分)1(15分)一定條件下， Ni2與丁二酮肟生成鮮紅色沉淀A。(1)基態(tài)Ni2的核外電子排布式為_。(2)丁二酮肟分子中C原子的雜化軌道類型是_。(3)元素Ni的一種碲(Te)化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為_。(4)Ni(CO)4是一種無色液體，沸點(diǎn)為42.1 ，熔點(diǎn)為19.3 。Ni(CO)4的晶體類型是_。請寫出1種由第2周期主族元素組成的且與CO互為等電子體的陰離子的電子式：_。解析：(1)Ni的原子序數(shù)為28，根據(jù)能量最低原理可寫出Ni2的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8。(2)丁二酮肟分子中有形成雙鍵和四條單鍵的兩類碳原子，即碳原子的雜化類型是sp2和sp3。(3)晶胞為長方體結(jié)構(gòu)，Ni處于晶胞的八個頂點(diǎn)，兩個Te處于晶胞內(nèi)，故該化合物的化學(xué)式為NiTe2。(4)Ni(CO)4的熔、沸點(diǎn)低，應(yīng)為分子晶體。根據(jù)等電子體的概念可知，與CO互為等電子體的有CN和C。答案：(1)1s22s22p63s23p63d8(或Ar3d8)(2)sp3和sp2(3)NiTe2(4)分子晶體CN或CC22(15分)(2016高考全國卷)東晉華陽國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(lán)色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的空間構(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ICu1 958 kJ/mol、INi1 753 kJ/mol，ICu >INi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 g/cm3，晶胞參數(shù)a_nm。解析：(1)Ni元素原子核外有28個電子，電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2。3d能級上有2個未成對電子。(2)SO中S無孤電子對，空間構(gòu)型為正四面體。Ni(NH3)62為配離子，Ni2與NH3之間形成化學(xué)鍵為配位鍵。配體NH3中提供孤電子對的為N。NH3分子間存在氫鍵，故沸點(diǎn)比PH3高。NH3中N有一對孤電子對，空間構(gòu)型為三角錐形，因此NH3為極性分子，N的雜化軌道數(shù)為314，雜化類型為sp3。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體，Cu、Ni失去一個電子后簡化電子排布式分別為Ar3d10、Ar3d84s1，銅的3d軌道全充滿，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu的第二電離能相對較大。(4)Cu原子位于面心，個數(shù)為63，Ni原子位于頂點(diǎn)，個數(shù)為81，銅原子與鎳原子的數(shù)量比為31。以該晶胞為研究對象，則 gd g/cm3(a107 cm)3，解得a107。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)2(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)311073(15分)(2017高考江蘇卷)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_。 O(2)丙酮(H3CCCH3)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(fù)性由小到大的順序?yàn)開。 (4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)開。 (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(xn)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_。解析：(1)Fe為26號元素，F(xiàn)e3基態(tài)核外電子排布式為Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5。(2)甲基上的碳原子為sp3雜化，羰基上的碳原子為sp2雜化。單鍵全為鍵，1個雙鍵中含有1個鍵和1個鍵，故1 mol丙酮中含有9 mol 鍵。(3)非金屬性：HCO，則電負(fù)性：HCO。(4)乙醇中的羥基之間可以形成分子間氫鍵，故沸點(diǎn)高于丙酮。(5)能量越低越穩(wěn)定，從圖2知，Cu替代a位置Fe型會更穩(wěn)定，其晶胞中Cu位于8個頂點(diǎn)，N(Cu)81，F(xiàn)e位于面心，N(Fe)63，N位于體心，N(N)1，其化學(xué)式為Fe3CuN。答案：(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39NA(3)HCO(4)乙醇分子間存在氫鍵(5)Fe3CuN4(15分)(2018河南百校聯(lián)盟聯(lián)考)磷、硫、氯、砷等是農(nóng)藥中的重要組成元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)砷原子的核外價電子排布式為_。(2)生產(chǎn)農(nóng)藥的原料PSCl3中P、S、Cl的第一電離能由大到小的順序?yàn)開，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開。(3)COS(羰基硫)可用作糧食的熏蒸劑，其中碳原子的雜化軌道類型為_，所含共價鍵的類型為_，寫出一種與COS鍵合方式相同且空間構(gòu)型也相同的微粒：_。(4)H2O與H2S為同族元素的氫化物，H2O可以形成H9O或H3O，而H2S幾乎不能形成類似的H9S或H3S，其原因是_。(5)AlP因殺蟲效率高、廉價易得而被廣泛應(yīng)用。已知AlP的熔點(diǎn)為2 000 ，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。磷化鋁的晶體類型為_。A、B點(diǎn)的原子坐標(biāo)如圖所示，則C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為_。磷化鋁的晶胞參數(shù)a546.35 pm，其密度為_gcm3(列出計算式即可，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。解析：(3)COS中C原子的孤電子對數(shù)是0，價層電子對數(shù)是1102，所以碳原子的雜化軌道類型是sp，COS的空間構(gòu)型是直線形，結(jié)構(gòu)式是O=C=S，含有2個鍵和2個鍵；與COS鍵合方式相同且空間構(gòu)型也相同的微粒應(yīng)與COS互為等電子體，最容易想到的就是CO2和CS2。(4)H3O是由H2O和H通過配位鍵形成的，H9O是由(H2O)4和H通過配位鍵形成的，其中(H2O)4是H2O分子間通過氫鍵形成的締合分子，因此應(yīng)從氫鍵的形成條件去考慮H2S不能形成H9S或H3S的原因。(5)磷化鋁的晶胞結(jié)構(gòu)類似金剛石，且其熔點(diǎn)很高，因此磷化鋁屬于原子晶體。由磷化鋁的晶胞結(jié)構(gòu)可以看出，Al原子位于立方體的體對角線的處，因此C點(diǎn)的原子坐標(biāo)為。1個AlP晶胞中含有的P原子數(shù)是864，Al原子數(shù)也是4，因此一個晶胞的質(zhì)量m g，而晶胞的體積V(a1010)3 cm3(5.463 5108)3 cm3，所以磷化鋁的密度 gcm3。答案：(1)4s24p3(2)Cl>P>SCl>S>P(3)sp鍵和鍵(寫“極性鍵”也可)CO2(或CS2、BeF2等)(4)氧的電負(fù)性大且原子半徑小，H2O分子間及與H可形成氫鍵，而硫的電負(fù)性較小且原子半徑大，幾乎不能形成氫鍵(5)原子晶體5(15分)(2018商丘高三模擬)硼元素、鈣元素、銅元素在化學(xué)中有很重要的地位，單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛應(yīng)用。請回答下列問題：(1)已知CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。CaC2中C與O互為等電子體，1 mol O中含有的鍵數(shù)目為_。乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈(H2C=CHCN)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是_，構(gòu)成丙烯腈元素中第一電離能最大的元素是_。(2)硼酸(H3BO3)是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H3BO3分子間通過氫鍵相連(如圖1)。則1 mol H3BO3的晶體中有_mol氫鍵。硼酸溶于水生成弱電解質(zhì)一水硼酸B(OH)3H2O，它電離生成少量B(OH)4和H，則B(OH)4的空間構(gòu)型為_。(3)某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，銅與M形成化合物的晶胞如圖2所示(黑點(diǎn)代表銅原子，空心圓代表M原子)。已知銅和M的電負(fù)性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于_(填“離子”或“共價”)化合物。(4)Cu3N的晶胞結(jié)構(gòu)如圖3，N3的配位數(shù)為_，Cu半徑為a pm，N3半徑為b pm，Cu3N的密度為_gcm3。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)解析：(1)互為等電子體的微粒結(jié)構(gòu)相似，C的結(jié)構(gòu)為CC2，1 mol C含2 mol 鍵，故1 mol O含2 mol 鍵。碳碳雙鍵是平面結(jié)構(gòu)，其中的C采取sp2雜化，CN是直線形，其中的C采取sp雜化；N的2p能級是半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，C、N、H元素中第一電離能最大的是N。(2)1個H3BO3分子形成6個氫鍵，而每個氫鍵為2個分子共用，因此1 mol H3BO3形成的氫鍵為3 mol。B(OH)4的中心原子形成4對電子對，即價電子對數(shù)是4，空間構(gòu)型是正四面體形。(3)二者的電負(fù)性之差是1.1，小于1.7，因此形成的是共價鍵，是共價化合物。(4)根據(jù)Cu3N的化學(xué)式及晶胞結(jié)構(gòu)知大黑球是Cu，頂點(diǎn)是N3，N3的配位數(shù)是326。晶胞邊長為(2a2b)1010cm，1個晶胞含1個Cu3N，晶胞質(zhì)量為1M/NA206/NA，根據(jù)Vm，(2a2b)10103206/NA， (gcm3)。答案：(1)2NAsp、sp2N(2)3正四面體形(3)共價(4)66(15分)(2018蘭州高三模擬)已知A、B、C、D、E、W六種元素的原子序數(shù)依次遞增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外層電子數(shù)均等于其周期序數(shù)，且D原子的電子層數(shù)是A的3倍；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，且s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的兩倍；C原子L層上有2對成對電子；E有“生物金屬”之稱，E4和氬原子的核外電子排布相同；W位于周期表中第8列。請回答：(1)BA2C分子中B原子的雜化方式為_，BA2C分子的空間構(gòu)型為_。(2)寫出與BC2分子互為等電子體的一種分子的化學(xué)式：_。BC2在高溫高壓下所形成晶體的晶胞如圖1所示。則該晶體的類型屬于_晶體(填“分子”“原子”“離子”或“金屬”)。(3)經(jīng)光譜測定證實(shí)單質(zhì)D與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)有D(OH)4生成，則D(OH)4中存在_。a共價鍵b配位鍵c鍵 d鍵(4)“生物金屬”E內(nèi)部原子的堆積方式與銅相同，都是面心立方堆積方式，如圖2所示。則晶胞中E原子的配位數(shù)為_；若該晶胞的密度為 gcm3，阿伏加德羅常數(shù)為NA，E原子的摩爾質(zhì)量為M gmol1，則該晶胞的棱長為_cm。(5)W元素應(yīng)用非常廣泛，如果人體內(nèi)W元素的含量偏低，則會影響O2在體內(nèi)的正常運(yùn)輸。已知W2與KCN溶液反應(yīng)得W(CN)2沉淀，當(dāng)加入過量KCN溶液時沉淀溶解，生成配合物，其配合離子結(jié)構(gòu)如圖3所示。W元素基態(tài)原子外圍電子排布式為_。寫出W(CN)2溶于過量KCN溶液的化學(xué)方程式：_。解析：A、B、C、D、E、W六種元素的原子序數(shù)依次遞增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外層電子數(shù)均等于其周期序數(shù)，且D原子的電子層數(shù)是A的3倍，只能是A處于第1周期、D處于第3周期，則A為H元素，D為Al元素；B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動狀態(tài)，則B為碳元素；C原子L層上有2對成對電子，核外電子排布為1s22s22p4，故C為O元素；E有“生物金屬”之稱，E4和氬原子的核外電子排布相同，原子核外電子數(shù)為18422，則E為Ti元素；W位于周期表中第8列，則W為Fe元素。(1)CH2O分子為甲醛，分子中C原子形成3個鍵，沒有孤電子對，故C原子采取sp2雜化，雜化軌道全部用于成鍵，為平面三角形結(jié)構(gòu)。(2)與CO2分子互為等電子體的分子為N2O或CS2；CO2在高溫高壓下形成晶體，由其晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中白色球數(shù)目為4868，黑色球數(shù)目為16，故白色球?yàn)镃元素、黑色球?yàn)镺原子，晶體中不存在CO2分子，故在高溫高壓下所形成的晶體為原子晶體。(3)Al(OH)4中鋁離子與氫氧根離子之間存在配位鍵；氫氧根離子中氧原子與氫原子之間形成共價鍵，屬于鍵，離子中沒有鍵。(4)Ti內(nèi)部原子的堆積方式是面心立方堆積，以頂點(diǎn)原子研究，與之相鄰的原子位于面心，每個頂點(diǎn)原子為8個晶胞共用，故晶胞中Ti原子的配位數(shù)為12；晶胞中含Ti原子數(shù)目為864，晶胞質(zhì)量為4 g，若該晶胞的密度為 gcm3，則晶胞棱長cm。(5)Fe元素的核外電子數(shù)為26，基態(tài)原子外圍電子排布式為3d64s2。Fe(CN)2溶于過量KCN溶液生成Fe(CN)64配離子，化學(xué)方程式為Fe(CN)24KCN=K4Fe(CN)6。答案：(1)sp2平面三角形(2)CS2(或N2O)原子(3)abc(4)12 (5)3d64s2Fe(CN)24KCN=K4Fe(CN)6