第11題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)習(xí)建議：4課時(題型突破2課時習(xí)題2課時)1(2018課標(biāo)全國，35)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?；卮鹣铝袉栴}：(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)。 (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)。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BornHaber循環(huán)計算得到?？芍琇i原子的第一電離能為_kJmol1，O=O鍵鍵能為_kJmol1，Li2O晶格能為_kJmol1。(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_gcm3(列出計算式)。解析(1)根據(jù)能級能量E(1s)<E(2s)<E(2p)判斷，能量最低的為D，能量最高的為C。(2)Li和H的電子層結(jié)構(gòu)相同，而具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子半徑大小與核電荷數(shù)有關(guān)，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。(3)AlH4中Al采用sp3雜化，呈正四面體結(jié)構(gòu)。四氫鋁鋰中存在離子鍵、配位鍵和共價鍵，配位鍵也是鍵。(4)鋰原子的第一電離能是指1 mol氣態(tài)鋰原子失去1 mol電子變成1 mol氣態(tài)鋰離子所吸收的能量，即為520 kJmol1。O=O鍵鍵能是指1 mol氧氣分子斷裂生成氣態(tài)氧原子所吸收的能量，即為249 kJmol12498 kJmol1。晶格能是指氣態(tài)離子結(jié)合生成1 mol晶體所釋放的能量或1 mol晶體斷裂離子鍵形成氣態(tài)離子所吸收的能量，則Li2O的晶格能為2 908 kJmol1。(5)1個氧化鋰晶胞含O的個數(shù)為864，含Li的個數(shù)為8，1 cm107 nm，代入密度公式計算可得Li2O的密度為 gcm3。答案(1)DC(2)Li核電荷數(shù)較大(3)正四面體sp3AB(4)5204982 908(5)2(2018課標(biāo)全國，35)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：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點/85.5115.2600(分解)75.516.810.3沸點/60.3444.610.045.0337.0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(dá)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(jié)構(gòu)，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(gòu)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，F(xiàn)eS2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(dá)式為_gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為_nm。解析(1)基態(tài)Fe原子核外有26個電子，按照構(gòu)造原理，其核外電子排布式為Ar3d64s2，按照洪特規(guī)則，價層電子3d上6個電子優(yōu)先占據(jù)5個不同軌道，故價層電子的電子排布圖為?；鶓B(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，電子占據(jù)最高能級為3p，p能級的電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。(2)價層電子對數(shù)包括成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，H2S中S的成鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為2，故價層電子對數(shù)為4(或價層電子對數(shù)為4)，同理，SO2中S的價層電子對數(shù)為3，SO3中S的價層電子對數(shù)為3，H2S中S的價層電子對數(shù)不同于SO2、SO3。(3)S8和SO2均為分子晶體，分子間存在的作用力均為范德華力，S8的相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強，故熔點和沸點高。(4)氣態(tài)SO3為單分子，分子中S無孤電子對，其分子的立體構(gòu)型為平面三角形，S和O之間形成雙鍵，故共價鍵有鍵和鍵兩種。固態(tài)SO3為三聚分子，分子中每個S與4個O成鍵，S無孤電子對，故原子的雜化軌道類型為sp3。(5)該晶胞中Fe2位于棱上和體心，個數(shù)為1214，S位于頂點和面心，個數(shù)為864，故晶體密度為4 g(a107 cm)31021 gcm3。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，S所形成的正八面體的邊長為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長，即為晶胞邊長的，故該正八面體的邊長為a 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雜化(5)1021a3(2018課標(biāo)全國，35)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(872 )，其化學(xué)鍵類型是_；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、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(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_：六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為_gcm3(列出計算式)。解析(1)Zn原子核外有30個電子，其電子排布式為Ar3d104s2。(2)Cu原子的外圍電子排布式為3d104s1，4s能級處于半充滿狀態(tài)，而Zn原子的4s能級處于全充滿狀態(tài)，Zn原子更不易失去1個電子，所以Zn原子的第一電離能較大。(3)根據(jù)ZnF2晶體的熔點較高可知，ZnF2為離子晶體，含有離子鍵，而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主、極性較小，故能夠溶解在有機溶劑中。(4)CO中碳原子的價層電子對數(shù)為3，中心碳原子采取sp2雜化，故CO的空間構(gòu)型為平面三角形。(5)題圖中原子的堆積方式為六方最密堆積。六棱柱底部正六邊形的面積6a2cm2，六棱柱的體積6a2c cm3，該晶胞中Zn原子個數(shù)為12236，已知Zn的相對原子質(zhì)量為65，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Zn的密度 gcm3。答案(1)Ar3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全充滿穩(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)鍵以共價鍵為主、極性較小(4)平面三角形sp2雜化(5)六方最密堆積(A3型)4(2017課標(biāo)全國，35)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?；卮鹣铝袉栴}：(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為_ nm(填標(biāo)號)。A404.4 B553.5C589.2 D670.8E766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是_，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(gòu)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I離子。I離子的幾何構(gòu)型為_，中心原子的雜化類型為_。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a0.446 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(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。解析(1)赤橙黃綠青藍(lán)紫，波長逐漸減小。(2)K原子位于第四周期，原子結(jié)構(gòu)示意圖為，核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1，最高能層為N層，第4電子層為4s原子軌道，為球形。K原子半徑大，且價電子數(shù)少(K原子價電子數(shù)為1，Cr原子價電子排布為3d54s1，價電子數(shù)為6)，金屬鍵弱，熔沸點低。(3)I離子中價層電子對數(shù)為4，中心原子為sp3雜化，理論構(gòu)型為四面體形，有2對孤對電子，故離子為V形。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K與O間的最短距離為面對角線的一半，即 nm0.315 nm。K、O構(gòu)成面心立方，配位數(shù)為12(同層4個，上、下層各4 個)。由(4)可知K、I的最短距離為體對角線的一半，I處于頂角，K處于體心。由(4)可知I、O之間的最短距離為邊長的一半，I處于頂角，O處于棱心。答案(1)A(2)N球形K的原子半徑較大且價電子數(shù)較小，金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.315或0.44612(5)體心棱心5(2016全國卷，節(jié)選)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)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_。(3)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_。(4)晶胞有兩個基本要素：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)a565.76 pm，其密度為_gcm3(列出計算式即可)。解析(1)鍺元素在周期表的第四周期第A族，因此核外電子排布式為Ar3d104s24p2，p軌道上的2個電子是未成對電子。(2)Zn和Ge為同周期元素，Ge在Zn的右邊，因此Ge的電負(fù)性比Zn的強；O為活潑的非金屬元素，電負(fù)性強于Ge和Zn，因此三者電負(fù)性由大至小的順序為O、Ge、Zn。(3)Ge單晶為金剛石型結(jié)構(gòu)，金剛石中碳原子的雜化方式為sp3，因此Ge原子的雜化方式也為sp3。微粒之間存在的作用力為共價鍵。(4)根據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標(biāo)參數(shù)為。每個晶胞中含有鍺原子81/861/248(個)，每個晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為(565.761010 cm)3，所以晶胞的密度為。答案(1)3d104s24p22(2)OGeZn(3)sp3共價鍵(4)107命題調(diào)研(20142018五年大數(shù)據(jù))命題角度設(shè)空方向頻數(shù)難度1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)核外電子排布表達(dá)式160.59電離能及應(yīng)用30.47電負(fù)性及應(yīng)用40.482.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)離子鍵、離子化合物80.60鍵和鍵、配位鍵判斷100.59雜化軌道類型判斷130.55空間結(jié)構(gòu)120.523.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響60.49分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系40.50氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響70.48原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系50.42根據(jù)晶胞進(jìn)行相關(guān)計算150.36 從高考五年數(shù)據(jù)來看，新課標(biāo)對本選考模塊主要有兩種考查形式：一是圍繞某一主題展開，二是在應(yīng)用元素周期表、原子結(jié)構(gòu)與元素化合物的性質(zhì)對元素進(jìn)行推斷的基礎(chǔ)上，考查有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)中的重要知識點?？疾闊狳c主要涉及原子核外電子排布式、電子排布圖、電離能、電負(fù)性、鍵、鍵、雜化方式、分子或離子的空間構(gòu)型(價層電子對互斥理論)、分子的極性、鍵角分析、晶體結(jié)構(gòu)特點及微粒間作用力、共價鍵類型及氫鍵、均攤法求解晶體化學(xué)式有關(guān)晶胞的計算及晶體的熔沸點比較與判斷。預(yù)計2019高考的命題仍可能以新科技、新能源等熱點為背景，著重考查學(xué)生對基本概念的掌握，同時強調(diào)空間想象能力和計算能力的考查，復(fù)習(xí)時加以重視！1排布規(guī)律能量最低原理原子核外電子先占有能量最低的原子軌道泡利原理每個原子軌道中最多只能容納2個自旋狀態(tài)不同的電子洪特規(guī)則原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同說明：能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。2表示形式(1)核外電子排布式，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，可簡化為Ar3d54s1。(2)價層電子排布式：如Fe：3d64s2。(3)電子排布圖又稱軌道表示式：如O：3基態(tài)原子核外電子排布表示方法中的常見誤區(qū)(1)在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤： (違反能量最低原理) (違反泡利原理) (違反洪特規(guī)則) (違反洪特規(guī)則)(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。(3)注意元素電子排布式、簡化電子排布式、元素價電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Fe的電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；簡化電子排布式：Ar3d64s2；價電子排布式：3d64s2。示例1 (1)基態(tài)Ni原子的電子排布式為_，Ni2的價層電子排布圖為_，該元素位于元素周期表中的第_族。(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為_；Se的基態(tài)原子最外層有_個電子。(3)Si元素基態(tài)原子的電子排布式是_。(4)Cu、Cu2、Cu基態(tài)核外電子排布式分別為_、_、_。(5)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)。(6)基態(tài)鐵原子有_個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為_。答案 (1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2(2)1s22s22p36(3)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(4)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s11s22s22p63s23p63d9或Ar3d91s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(5)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3O(6)41s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(1)規(guī)律：在元素周期表中，元素的第一電離能從左到右有增大的趨勢，從上往下逐漸減小、電負(fù)性從左到右逐漸增大，從上往下逐漸減小。(2)特性：同周期主族元素，第A族(ns2)全充滿、A族(np3)半充滿，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰的A和A族元素。(3)方法：我們常常應(yīng)用化合價及物質(zhì)類別判斷電負(fù)性的大小，如O與Cl的電負(fù)性比較：aHClO中Cl為1價、O為2價，可知O的電負(fù)性大于Cl；bAl2O3是離子化合物、AlCl3是共價化合物，可知O的電負(fù)性大于Cl。示例2(1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序為_。(2)原子半徑：Al_Si，電負(fù)性：N_O。(填“>”或“<”)(3)C、Si、N元素的電負(fù)性由大到小的順序是_；C、N、O、F元素的第一電離能由大到小的順序是_。(4)F、K、Fe、Ni四種元素中第一電離能最小的是_，電負(fù)性最大的是_(填元素符號)。答案(1)H<C<O(2)(3)NCSiFNOC(4)KF1分類 (1)(2)配位鍵：形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A)能夠提供孤電子對，另一方(B)具有能夠接受孤電子對的空軌道，可表示為AB。2鍵和鍵的判斷方法共價單鍵全為鍵，雙鍵中有一個鍵和一個鍵，三鍵中有一個鍵和兩個鍵。1雜化軌道方法：判斷分子或離子中心原子的雜化軌道類型看中心原子有沒有形成雙鍵或三鍵。如果有1個三鍵，則其中有2個鍵，用去了2個p軌道，則為sp雜化；如果有1個雙鍵則其中有1個鍵，則為sp2雜化；如果全部是單鍵，則為sp3雜化。由分子的空間構(gòu)型結(jié)合價層電子對互斥理論判斷。沒有填充電子的空軌道一般不參與雜化，1對孤電子對占據(jù)1個雜化軌道。如NH3為三角錐形，且有一對孤電子對，即4條雜化軌道應(yīng)呈四面體形，為sp3雜化。2雜化軌道類型與分子構(gòu)型的關(guān)系雜化軌道類型雜化軌道數(shù)目分子構(gòu)型實例sp2直線形CO2、BeCl2、HgCl2sp23平面三角形BF3、BCl3、CH2Osp34等性雜化：正四面體CH4、CCl4、NH不等性雜化：具體情況不同NH3(三角錐形)、H2S、H2O(形)示例3(1)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_。答案V形sp3(2)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(gòu)型和鍵合形式的分子或離子_。答案鍵和鍵spCO2、COS(或SCN、OCN等)(3)磷和氯反應(yīng)可生成組成比為13的化合物，該化合物的立體構(gòu)型為_，中心原子的雜化軌道類型為_。答案三角錐形sp3(4)2015全國卷，37(4)節(jié)選化合物D2A(Cl2O)的立體構(gòu)型為_，中心原子的價層電子對數(shù)為_。答案V形4范德華力氫鍵共價鍵作用微粒分子H與N、O、F原子強度比較共價鍵氫鍵范德華力影響因素組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大形成氫鍵元素的電負(fù)性原子半徑對性質(zhì)的影響影響物質(zhì)的熔、沸點、溶解度等物理性質(zhì)分子間氫鍵使熔、沸點升高，溶解度增大鍵能越大，穩(wěn)定性越強示例42016全國卷，37(2)(3)(1)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_。答題模板(2)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_。GeCl4GeBr4GeI4熔點/49.526146沸點/83.1186約400答題模板答案(1)Ge原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。分子結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強1晶胞中微粒數(shù)目的計算方法均攤法熟記幾種常見的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞含有的粒子數(shù)目ANaCl(含4個Na，4個Cl)B干冰(含4個CO2)CCaF2(含4個Ca2，8個F)D金剛石(含8個C)E體心立方(含2個原子)F面心立方(含4個原子)2晶胞求算晶體密度(2)晶體微粒與M、之間的關(guān)系若1個晶胞中含有x個微粒，則1 mol晶胞中含有x mol微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對原子質(zhì)量)；又1個晶胞的質(zhì)量為a3 g(a3為晶胞的體積，a為晶胞邊長或微粒間距離)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為a3 NA g，因此有xMa3 NA。示例5(1)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60)，某金屬M與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為_，該材料的化學(xué)式為_。(2)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為_。解析(1)利用“均攤法”可知該晶胞棱上有12個M，完全屬于該晶胞的M的個數(shù)為123，位于晶胞內(nèi)部的9個M完全屬于該晶胞，故該晶胞中M原子個數(shù)為12；該晶胞中含有C60的個數(shù)為864，因此該材料的化學(xué)式為M3C60。(2)銅晶胞為面心立方結(jié)構(gòu)，故每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為12。答案(1)12M3C60(2)12示例6根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，計算晶胞的邊長或密度。(1)S與Cu形成化合物晶體的晶胞如圖所示。已知該晶體的密度為a gcm3，則該晶胞的體積為_ cm3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。(2)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_。列式表示Al單質(zhì)的密度_ gcm3(不必計算出結(jié)果)。解析 (1)該晶胞含Cu：864，S原子個數(shù)為4，因此化學(xué)式為CuS，晶胞體積V cm3。(2)面心立方晶胞的結(jié)構(gòu)如圖，選擇頂點上1個Al原子為中心原子，在此晶胞中與其最近的Al原子為三個面心上的Al原子，中心原子周圍共有8個晶胞，且面心上的Al原子被2個晶胞共用，所以配位數(shù)3812；一個晶胞中含有4個Al原子，所以一個晶胞的質(zhì)量為 g，一個晶胞的體積為a3，依據(jù)密度代入即可。答案(1)(2)12典例演示1 (2017課標(biāo)全國，35)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO23H2CH3OHH2O)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。回答下列問題：(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，沸點從高到低的順序為_，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射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a0.420 nm，則r(O2)為_nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a0.448 nm，則r(Mn2)為_nm。解析(1)Co為27號元素，Co的基態(tài)原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2；金屬性越強，第一電離能越小，而金屬性：MnO，故第一電離能較大的為O。Mn原子的價電子排布式為3d54s2，根據(jù)洪特規(guī)則，有5個未成對電子，而O原子的價電子排布式為2s22p4，僅有2個未成對電子，故基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是Mn；(2)根據(jù)價層電子對互斥理論，CO2中C原子價層電子對數(shù)為2，為sp雜化，而CH3OH中C原子的價層電子對數(shù)為4，為sp3雜化；(3)影響分子晶體沸點的因素有范德華力和氫鍵，H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多，故H2O的沸點高，CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力大，沸點更高。(4)Mn(NO3)2為離子化合物，Mn2 與NO之間是離子鍵，根據(jù)NO的結(jié)構(gòu)式，N與O之間存在雙鍵，故除了鍵還存在離子鍵、鍵； (5)由題意知在MgO中，陰離子作面心立方堆積，氧離子沿晶胞的面對角線方向接觸，所以a2r(O2)，r(O2)0.148 nm；MnO的晶胞參數(shù)比MgO更大，說明陰離子之間不再接觸，陰陽離子沿坐標(biāo)軸方向接觸，故2r(Mn2)r(O2)a，r(Mn2)0.076 nm。答案(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2O>CH3OH>CO2>H2水含氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質(zhì)量較大，范德華力大(4)離子鍵、鍵(5)0.148 0.076題型訓(xùn)練1 (2016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?；卮鹣铝袉栴}：(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：ICu1 958 kJmol1、INi1 753 kJmol1，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 gcm3，晶胞參數(shù)a_nm。解析(1)Ni是28號元素，根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可知，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。根據(jù)洪特規(guī)則可知，Ni原子3d能級上8個電子盡可能分占5個不同的軌道，其未成對電子數(shù)為2。(2)SO中，S原子的價層電子對數(shù)為4，成鍵電子對數(shù)為4，故SO的立體構(gòu)型為正四面體。Ni(NH3)62中，由于Ni2具有空軌道，而NH3中N原子含有孤電子對，兩者可通過配位鍵形成配離子。由于NH3分子間可形成氫鍵，故NH3的沸點高于PH3。NH3分子中，N原子形成3個鍵，且有1個孤電子對，N原子的軌道雜化類型為sp3，立體構(gòu)型為三角錐形。由于空間結(jié)構(gòu)不對稱，NH3屬于極性分子。(3)Cu、Ni均屬于金屬晶體，它們均通過金屬鍵形成晶體。因Cu元素基態(tài)原子的價層電子排布式為3d104s1，3d能級全充滿，較穩(wěn)定，失去第2個電子較難，因此第二電離能ICuINi。(4)由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，Ni原子處于立方晶胞的頂點，Cu原子處于立方晶胞的面心，根據(jù)均攤法，每個晶胞中含有Cu原子的個數(shù)為：63，含有Ni：原子的個數(shù)為：81，故晶胞中Cu原子與Ni原子的數(shù)量比為31。根據(jù)mV可得，1 mol晶胞的質(zhì)量為：(64359)ga3d gcm3NA，則a cm107 nm。答案(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)31107題型訓(xùn)練2 鉻和銅都是人體所必需的微量元素。回答下列問題：(1)鉻原子的最高能層符號是_，其價層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_。(2) 比較第二電離能Cu_Zn(填“>”、“”、“<”)，理由是_。(3)鉻的一種氧化物常溫下呈藍(lán)色，化學(xué)式為CrO5，已知該氧化物中鉻為6價，請寫出CrO5的結(jié)構(gòu)式_。(4)氧化亞銅溶于濃氨水中形成無色配離子Cu(NH3)2，則該配離子中銅的化合價為_，雜化類型為_。Cu(NH3)22SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_。(5)已知圖1為鉻的晶胞結(jié)構(gòu)圖，則鉻晶胞屬于_堆積，晶胞中實際擁有的鉻原子數(shù)為_；圖2是銅的晶胞結(jié)構(gòu)圖，若其立方晶胞參數(shù)為a nm，該晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_。解析(1)鉻原子的有4個電子層，第四層能量最高，最高能層符號是N；其價層電子的電子排布式是3d54s1，軌道表達(dá)式(電子排布圖)為解析（1）鉻原子的有4個電子層，第四層能量最高，最高能層符號是N；其價層電子的電子排布式是3d54s1，軌道表達(dá)式（電子排布圖）為；（2）第二電離能，銅原子失去的是處于全充滿穩(wěn)定狀態(tài)的3d10電子；而鋅原子失去的是4s1電子，所以第二電離能Cu>Zn；（3）鉻的一種氧化物常溫下呈藍(lán)色，化學(xué)式為CrO5，該氧化物中鉻為6價，說明Cr與O原子形成6個共價鍵， CrO5的結(jié)構(gòu)式是；（4）根據(jù)Cu（NH3）2中NH3的化合價為0計算銅的化合價；Cu的核外電子排布是3d10，形成配合物時，會先激發(fā)一個電子到4p軌道中，雜化類型為sp；SO中S原子的價電子對數(shù)是4，無孤對電子，所以立體構(gòu)型是正四面體；（5）已知圖1為鉻的晶胞結(jié)構(gòu)圖，晶胞頂點、體心各有1個鉻原子，屬于體心立方堆積；根據(jù)均攤原則計算晶跑中實際擁有的鉻原子數(shù)812；晶胞參數(shù)為a nm，晶胞的體積為a3，則銅原子的半徑是a，根據(jù)均攤原則晶跑中實際擁有的銅原子數(shù)864，銅原子的體積是（a）34，晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為（a）34a3100%100%。答案（1）N（2）測試第二電離能時銅原子失去的是處于全充滿穩(wěn)定狀態(tài)的3d10電子；而鋅原子失去的是4s1電子，之后價電子層形成穩(wěn)定狀態(tài)的3d10（3）（4）1sp正四面體（5）體心立方274%（或100%或100%）典例演示2 （2015全國卷，37）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元素最外層有一個未成對電子?；卮鹣铝袉栴}：（1）四種元素中電負(fù)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(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型為。（4）化合物D2A的立體構(gòu)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(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)a0.566 nm，F(xiàn)的化學(xué)式為；晶胞中A原子的配位數(shù)為；列式計算晶體F的密度（gcm3 ）。解析由C元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍可知，C是磷元素；由A2和B具有相同的電子構(gòu)型，且A、B原子序數(shù)小于15可知，A是氧元素，B是鈉元素；A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)依次增大，C、D為同周期元素，且D元素最外層有一個未成對電子，因此D是氯元素。（1）元素的非金屬性O(shè)>Cl>P，則電負(fù)性O(shè)>Cl>P，Na是金屬元素，其電負(fù)性最??；P的電子數(shù)是15，根據(jù)構(gòu)造原理可寫出其核外電子排布式。（2）氧元素有O2和O3兩種同素異形體，相對分子質(zhì)量O3>O2，范德華力O3>O2，則沸點O3>O2。A和B的氫化物分別是H2O和NaH，所屬晶體類型分別為分子晶體和離子晶體。（3）PCl3分子中P含有一對孤電子對，其價層電子對數(shù)為4，因此其立體構(gòu)型為三角錐形，中心原子P的雜化軌道類型為sp3雜化。（4）Cl2O分子中心原子O原子含有2對孤電子對，其價層電子對數(shù)為4，因此其立體構(gòu)型為V形；根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒可寫出Cl2與濕潤的Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式。（5）根據(jù)化合物F的晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法可計算出氧原子個數(shù)：N（O）864，鈉原子全部在晶胞內(nèi)，N（Na）8，因此F的化學(xué)式為Na2O；以頂角氧原子為中心，與氧原子距離最近且等距離的鈉原子有8個，即晶胞中A 原子的配位數(shù)為8；晶胞參數(shù)即晶胞的棱長a0.566 nm，晶體F的密度2.27 gcm3。答案（1）O1s22s22p63s23p3或Ne 3s23p3（2）O3O3相對分子質(zhì)量較大，范德華力較大分子晶體離子晶體（3）三角錐形sp3（4）V形42Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl（或2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl）（5）Na2O82.27 gcm3題型訓(xùn)練3 A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。已知A元素基態(tài)原子的核外電子分占四個原子軌道；B元素基態(tài)原子的成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的6倍；C元素是同周期元素中電負(fù)性最大的元素；D元素基態(tài)原子的L層與M層的電子數(shù)相等，且與s能級的電子總數(shù)相等；E元素可與C元素形成2種常見化合物，其中一種為棕黃色，另種為淺綠色。請回答下列問題：（1）E元素基態(tài)原子的價層電子排布式為，屬于區(qū)的元素。（2）A、B兩元素的氧化物的晶體類型分別為、；寫出B元素的最高價氧化物與HF溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。（3）元素A的一種氫化物是重要的化工原料，常把它的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，該分子中鍵和鍵的數(shù)目分別為和。（4）原子總數(shù)和價電子總數(shù)都相同的分子、離子或基團屬于等電子體，由AE中的元素形成的微粒中，與SO互為等電子體的分子是（填分子式，任寫一種），SO中的鍵角為。（5）D元素與最活潑的非金屬元素形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中“”代表的微粒是（用元素符號或離子符號表示），該離子化合物晶體的密度為a gcm3，則晶胞的體積是（寫出表達(dá)式即可）。解析本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、晶體類型判斷等知識點，意在考查考生的分析判斷及計算能力。根據(jù)題意可知A為C（碳），B為Si，C為Cl、D為Ca、E為Fe。（1）E元素（Fe）基態(tài)原子的價層電子排布式為3d64s2，屬于d區(qū)的元素。（2）CO2、SiO2分別屬于分子晶體、原子晶體。SiO2與HF溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO24HF=SiF42H2O。（3）H2C=CH2的產(chǎn)量常作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，該分子中鍵和鍵的數(shù)目分別為5、1。（4）由“原子總數(shù)和價電子總數(shù)都相同的分子、離子或基團屬于等電子體”可知，由AE中元素形成的微粒中，與SO互為等電子體的分子有SiCl4、CCl4。SO的中心原子S的雜化方式為sp3雜化，SO為正四面體結(jié)構(gòu)，則SO中的鍵角為10928。（5）鈣元素與最活潑的非金屬元素形成的化合物為CaF2，由題給晶胞圖可知，“”微粒數(shù)為864，“”微粒數(shù)為8，則“”代表的微粒是F。答案（1）3d64s2d（2）分子晶體原子晶體SiO24HF=SiF42H2O（3）51（4）SiCl4或CCl410928（5）F1.（2018煙臺市下學(xué)期高考診斷性測試，35）鈷、鐵、鎵、砷的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)生活中有重要的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出As的基態(tài)原子的電子排布式_。（2）N、P、As為同一主族元素，其電負(fù)性由大到小的順序為，它們的氫化物沸點最高的是。將NaNO3和Na2O在一定條件下反應(yīng)得到一種白色晶體，已知其中陰離子與SO互為等電子體，則該陰離子的化學(xué)式是 。（3） Fe3、Co3與N、CN等可形成絡(luò)合離子。K3Fe（CN）6可用于檢驗Fe2，配體CN中碳原子雜化軌道類型為。Co（N3）（NH3）5SO4中Co的配位數(shù)為，其配離子中含有的化學(xué)鍵類型為（填離子鍵、共價鍵、配位鍵），C、N、O 的第一電離能最大的為，其原因是_。（4）砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)如圖。晶胞中Ga與周圍等距且最近的As形成的空間構(gòu)型為。已知砷化鎵晶胞邊長為a pm，其密度為 gcm3，則阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為（列出計算式即可）。答案（1）Ar3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3（2）N>P>AsNH3NO（3）sp6共價鍵、配位鍵N氮原子2p軌道上的電子為半充滿，相對穩(wěn)定，更不易失去電子（4）正四面體2.（2018黃崗中學(xué)、襄陽五中、華師一附中等八校一聯(lián)，35）A、B、C、D是四種前三周期元素，且原子序數(shù)逐漸增大，這四種元素的基態(tài)原子的未成對電子數(shù)和電子層數(shù)相等。請回答下列問題：（1）D元素的基態(tài)原子的價電子排布式是：_。（2）A、B、C三種元素可以形成化合物A4B2C2，它是廚房調(diào)味品之一。1 mol A4B2C2中含有 mol 鍵，其中B原子采用的雜化方式為：_。（3）元素F的原子序數(shù)是介于B和C之間的，元素B、C、F的電負(fù)性的大小順序是：；B、C、F的第一電離能的大小順序是：_（由大到小，用元素符號填空）。（4）隨著科學(xué)的發(fā)展和大型實驗裝置（如同步輻射和中子源）的建成，高壓技術(shù)在物質(zhì)研究中發(fā)揮越來越重要的作用。高壓不僅會引發(fā)物質(zhì)的相變，也會導(dǎo)致新類型化學(xué)鍵的形成。近年來就有多個關(guān)于超高壓下新型晶體的形成與結(jié)構(gòu)的研究報道。NaCl晶體在50300 GPa的高壓下和Na或Cl2反應(yīng)，可以形成不同組成、不同結(jié)構(gòu)的晶體。如圖給出其中三種晶體的晶胞（大球為氯原子，小球為鈉原子），寫出A、B、C對應(yīng)晶體的化學(xué)式。A；B；C。（5）磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料。它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成。合成磷化硼的化學(xué)方程式為：BBr3PBr33H2BP6HBr。分別畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的結(jié)構(gòu)、。磷化硼晶體中磷原子作面心立方最密堆積，硼原子填入部分四面體空隙中。磷化硼的晶胞示意圖如圖。已知磷化硼的晶胞參數(shù)a478 pm，計算晶體中硼原子和磷原子的最小核間距（dBP）（寫出計算式，不要求計算結(jié)果）。答案（1）3s23p3（2）7sp2、sp3（3）O>N>CN>O>C（4）NaCl3Na3ClNa2Cl（5）dBPa478 pm或dBP（a）2（a）2a207 pm3.2018陜西省高三教學(xué)質(zhì)檢（一），35鈦（22Ti）鋁合金在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為Ar，其中s軌道上總共有個電子。（2）六氟合鈦酸鉀（K2TiF6）中存在TiF62配離子，則鈦元素的化合價是，配體是。（3）TiCl3可用作烯烴定向聚合的催化劑，例如，丙烯用三乙基鋁和三氯化鈦作催化劑時，可以發(fā)生下列聚合反應(yīng)：nCH3CH=CH2CH（CH）3CH2，該反應(yīng)涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有；反應(yīng)涉及的元素中電負(fù)性最大的是。三乙基鋁是一種易燃物質(zhì)，在氧氣中三乙基鋁完全燃燒所得產(chǎn)物中分子的立體構(gòu)型是直線形的是。（4）鈦與鹵素形成的化合物熔沸點如表所示：化合物熔點/沸點/TiCl425136.5TiBr439230TiI4150377分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔點和沸點呈現(xiàn)一定規(guī)律的原因是_。（5）金屬鈦有兩種同素異形體，常溫下是六方堆積，高溫下是體心立方堆積。如圖所示是鈦晶體的一種晶胞結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)a0.295 nm，c0.469 nm，則該鈦晶體的密度為 gcm（用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出計算式即可）。解析（1）Ti為22號元素，基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為Ar3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2，其中s軌道上共有8個電子。（2）由化合物中正、負(fù)化合價的代數(shù)和為0，知鈦元素的化合價為4，配體是F。（3）該反應(yīng)涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有sp3雜化、sp2雜化。同一周期主族元素，從左到右元素的電負(fù)性遞增，同一主族元素，自上而下元素的電負(fù)性遞減，故涉及的元素中電負(fù)性最大的是Cl。三乙基鋁在O2中燃燒生成Al2O3、CO2和H2O，其中分子的立體構(gòu)型是直線形的是CO2。（4）三者都是分子晶體，對于組成和結(jié)構(gòu)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。（5）該晶胞的底面正六邊形的面積Sa2，則該晶胞的體積為a2c（2.95108）2（4.69108）cm3，又該晶胞中含有的鈦原子的數(shù)目為23126，則該晶胞的質(zhì)量為 g，故該鈦晶體的密度為 gcm3。答案（1）3d24s28（2）4F（3）sp2、sp3ClCO2（4）TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶體，而且組成和結(jié)構(gòu)相似，其相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力逐漸增大，因而三者的熔點和沸點依次升高（5） 題型特訓(xùn)（一）1.第四周期