1、專題二十四物質結構與性質高考化學高考化學 (課標專用)考點一原子結構與性質考點一原子結構與性質1.(2018課標,35,15分)硫及其化合物有許多用途,相關物質的物理常數如下表所示:回答下列問題:(1)基態Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為,基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為形。(2)根據價層電子對互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態分子中,中心原子價層電子對數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。H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點/-85.5115.2600(分解)-75.516.810.3沸點/

2、-60.3444.6-10.045.0337.0五年高考A A組組 統一命題統一命題課標卷題組課標卷題組(4)氣態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anm、FeS2相對式量為M、阿伏加德羅常數的值為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。22S答案答案(1)啞鈴(紡錘)(2)H2S(3)S8相對分子質量大,分子間范德華力強(4)平面三角2sp3(5)1021a3A4M

3、N a22解析解析本題考查電子排布圖、電子云、中心原子價層電子對數計算、分子構型、雜化軌道類型、晶體有關計算等。(1)基態Fe原子價層電子排布式為3d64s2,排布圖為;基態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: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的相對分子質量比SO2的相對分子質量大很多,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為3,無孤電子對,故SO3分子的立體構型為平面三

4、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1212121422S1812胞中有4個FeS2,晶胞的體積為(a10-7)3cm3,則晶體密度的計算表達式為gcm-3=1021gcm-3;正八面體的邊長=nm= anm。A734(10 )MNa3A4MN a22( )( )22aa222.(2017課標,35,15分)鉀和碘的相關化合物在化工、醫藥、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

5、射波長為nm(填標號)。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基態K原子中,核外電子占據最高能層的符號是,占據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射線衍射測定等發現,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=0.446nm,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個數為。3I3I(5)在KIO3晶胞結構

6、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原子半徑較大且價電子數較少,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致,如顏色對應的輻射波長、基態原子最高能層符號、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有關,原子半徑越大,價電子數越少,金屬鍵越弱,熔、沸點越低。(3)中心原子I的價

7、層電子對數為(7+2-1)=4,中心原子雜化類型為sp3雜化,成鍵電子對數為2,孤電子對數為2,故空間構型為V形。(4)根據晶胞結構可知K與O間的最短距離是面對角線的一半,即0.446nm,根據晶胞結構可知與K緊鄰的O的個數為12。(5)根據已知的晶胞可知,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。1222答題規范答題規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

8、泛。回答下列問題:(1)基態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,分析其變化規律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔點/-49.526146沸點/83.1186約400(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,表示晶胞內部各原子的相

9、對位置。下圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數A為(0,0,0);B為(,0,);C為(,0)。則D原子的坐標參數為。12121212晶胞參數,描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76pm,其密度為gcm-3(列出計算式即可)。答案答案(1)3d104s24p22(2)Ge原子半徑大,原子間形成的單鍵較長,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)(,)10714141438 736.02 565.76解析

10、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a即為晶胞邊長,=gcm-3=107gcm-3。mV231037386.02 10(565.76 10)38 736.02 565.76解題關鍵解題關鍵本題的失分點在第(

11、2)小題。分析原因時一定要從原子結構角度抓住鍵和鍵的成鍵原理正確組織語言。4.(2015課標,37,15分,0.479)碳及其化合物廣泛存在于自然界中。回答下列問題:(1)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用形象化描述。在基態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253K,沸點為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

12、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,每個六元環占有個C原子。在金剛石晶體中,C原子所連接的最小環也為六元環,每個C原子連接個六元環,六元環中最多有個C原子在同一平面。答案答案(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)解析解析(1)電子在原子核外出現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,所以其基態原子中核外存在2對自旋相反的電子。(2)碳的原子結

13、構示意圖為,有4個價電子,難以通過得或失電子達到穩定結構,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253K,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,每個六元環由6個C原子構成,每個六元環所占有的C原子數為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原子連接的六元環個數應為1

14、2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中最多有4個C原子共面。146。1s2s2p13易混易錯易混易錯碳原子最外層有4個電子,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鍵為主;因為S原子的最外層電子數與O原子的最外層電子數相同,所以可以以CO2分子為模型對CS2分子進行分析。知識拓展知識拓展石墨烯中,每個碳原子被三個六元環共有,所以每個六元環所占有的碳原子數為2。5.(2014課標,37,15分,0.520)早期發現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

15、)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,可通過方法區分晶體、準晶體和非晶體。(2)基態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,1mol乙醛分子中含有的鍵的數目為。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單質為面心立方晶體,其晶胞參數a=0.405nm,晶胞中鋁原子的配位數為。列式表示Al單質的密度gc

16、m-3(不必計算出結果)。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)用一定波長的X-射線照射到晶體上,根據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Fe原子的電子排布式為Ar3d64s2,價電子的軌道表示式為,故基態Fe原子的未成對電子數為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s

17、p3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=4+6+8=8,故銅原子數為28=16。(4)面心立方晶胞中,鋁原子的配位數為12;晶胞中Al原子數為8+6=4,故鋁單質的密度=gcm-3。3d4s12181812mV1A73427l(0.405 10)g moNcm23734276.022 10(0.405 10 )規律方法規律方法此題考查的知識點比較全面,但都是基礎知識,只要掌握了基本的物質結構與性質知識就可以進行解答。平時學習物質結構知識的重點是基礎知識,并不需要做大量的難題和偏題。考點二分子結構與性質考點二分子結構與性質1

18、.(2018課標,35,15分)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中,能量最低和最高的分別為、(填標號)。A.B.C.D.(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循環計算得到。1s2s2px2py2pz1s2s2px2p

19、y2pz1s2s2px2py2pz1s2s2px2py2pz圖(a)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具有反螢石結構,晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數為0.4665nm,阿伏加德羅常數的值為NA,則Li2O的密度為gcm-3(列出計算式)。圖(b)答案答案(1)DC(2)Li+核電荷數較大(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構與性質、分子結構與性質、晶體結構與性質。(1)根據能量1s2sI1(Cu)。(3)ZnF2熔點較

20、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acm,則六棱柱底面積為(6aa)cm2=a2cm2,體積為a2ccm3;根據均攤法知,一個六棱柱中含有Zn原子數目為12+2+3=6,所以Zn的密度=gcm-3=gcm-3。23O23O1212323 3

21、23 321612AMNNVA26563 32Na c2A260 33a c N易混易錯易混易錯 注意均攤法在立方體和六棱柱中的異同。2.(2017課標,35,15分)研究發現,在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2CH3OH+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。回答下列問題:(1)Co基態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,基態原子核外未成對電子數較多的是。(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

22、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的晶胞參數為a=0.420nm,則r(O2-)為nm。MnO也屬于NaCl型結構,晶胞參數為a=0.448nm,則r(Mn2+)為nm。答案答案(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)0.1480.07664解析解析(1)Co是27號元素,位于元素周期表第4周期第族,

23、其基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。根據元素第一電離能的變化規律可知,元素Mn與O中,第一電離能較大的是O。O元素的基態原子價電子排布式為2s22p4,核外未成對電子數是2,而Mn元素的基態原子價電子排布式為3d54s2,核外未成對電子數是5,因此基態原子核外未成對電子數較多的是Mn。(2)CO2和CH3OH的中心原子的價層電子對數分別為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

24、高于甲醇;CO2與H2均為非極性分子,CO2的相對分子質量較大、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-)=0.420nm0.148nm;MnO也屬于NaCl型結構,根據晶胞的結構可知,晶胞參數=2r(O2-)+2r(Mn2+),224則r(Mn2+)=(0.448nm-20.148nm)/2=0.076nm。知識拓展知識拓展中心原子雜化形式的判斷方

25、法先計算中心原子的價層電子對數,價層電子對數n=(中心原子的價電子數+配位原子的成鍵電子數電荷數)。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,成鍵電子數為零。再根據n值判斷雜化類型,一般有如下規律:n=2,sp雜化;n=3,sp2雜化;n=4,sp3雜化。123.(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)鎳元素基態原子的電子排布式為,3d能級上的未成對電子數為。(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍色溶液。Ni(NH3)6SO4

26、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構如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為。若合金的密度為dgcm-3,晶胞參數a=nm。答案答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面體配

27、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原子的價層電子對數為4,采取sp3雜化,立體構型為正四面體;Ni2+與NH3之間形成化學鍵時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為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,一個軌道被孤電子對占據,是極性分子。(3)金屬單質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原子數為6=3,含Ni

28、原子數為8=1,兩者數量比為3 1;由題意可得:d=,解得a=nm。24O121873233 6459(10 )6.02 10a3251602d易錯警示易錯警示第(4)問中要注意單位轉換(1nm=10-7cm)。考點一原子結構與性質考點一原子結構與性質1.(2016江蘇單科,21A,12分)Zn(CN)42-在水溶液中與HCHO發生如下反應:4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2OZn(H2O)42+4HOCH2CNHOCH2CN的結構簡式(1)Zn2+基態核外電子排布式為。(2)1molHCHO分子中含有鍵的數目為mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是。(4)與H2O

29、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。B B組組 自主命題自主命題省（區、市）卷題組省（區、市）卷題組答案答案(12分)(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N(5)或2H解析解析(1)基態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+基態核外電子排布式。(2)HCHO的結構式為,則1molHCHO分子中含有3mol鍵。(

30、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和相同的價電子數,與H2O分子互為等電子體的陰離子為N 。2H2.(2014四川理綜,8,13分)X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態原子的M層與K層電子數相等;R2+離子的3d軌道中有9個電子。請回答下列問題:(1)Y基態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離子的立體構型是;R2+的水合離子中,提供孤電子對的原子是。(3)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示,晶胞中陰離子與陽離子的個數

31、比是。(4)將R單質的粉末加入XH3的濃溶液中,通入Y2,充分反應后溶液呈深藍色,該反應的離子方程式是。2Y答案答案(13分)(1)1s22s22p4Cl(2)V形O(3)2 1(4)2Cu+8NH3H2O+O22Cu(NH3)42+4OH-+6H2O解析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形結構,Cu2+的水合離子中提供孤電子對的原子是O。(3)由晶胞示意圖可知,陽離子位于8個頂點和體心,N(陽離子)=1+8=2;陰離子,上、下兩個面共有4個,內部有

32、2個,N(陰離子)=4+2=4,陰離子和陽離子個數比為2 1。(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+O22Cu(NH3)42+4OH-+6H2O。2O1812考點二分子結構與性質考點二分子結構與性質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型為;N的空間構型為(用文字描述)。(2)Fe2+基態核外電子排布式為。(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為(填化學式)。(4)N2分子中鍵與鍵的數目比n(

33、) n()=。(5)Fe(H2O)62+與NO反應生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請在結構示意圖的相應位置補填缺少的配體。Fe(NO)(H2O)52+結構示意圖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、微粒的空間構型、核外電子排布式、等電子體、鍵與鍵、配位鍵等知識。(1)S中中心原子的價層電子對數為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,且配位原子數與雜化軌道數相等,故N的

34、空間構型為平面(正)三角形。(2)Fe2+基態核外電子排布式為Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6。(3)等電子體具有相同的原子數和價電子數,與O3分子互為等電子體的一種陰離子為N。(4)N2的結構式為,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,故結構示意圖為24O3O3O2O知識歸納知識歸納對于ABm型分子或A空間構型的判斷價層電子對數中心原子A雜化類型配位原子數空間構型4sp34正四面體3三角錐形2V形3sp23平面三角形2V形2sp2直線形Bnm2.(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。

35、(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反應可獲得化工原料CO和H2。基態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形成籠狀結構(如下圖所示)的水合物晶體,其相關

36、參數見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。參數分子分子直徑/nm分子與H2O的結合能E/kJmol-1CH40.43616.40CO20.51229.91“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0.586nm,根據上述圖表,從物質結構及性質的角度分析,該設想的依據是。答案答案(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構空腔直徑,且與H2O的結合能大于CH4解析解析(2)CH4是正四面體分

37、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定性,不影響其熔、沸點。(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。考點三晶體結構與性質考點三晶體結構與性質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)

38、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替代型產物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如圖2所示,其中更穩定的Cu替代型產物的化學式為。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+基態核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)

39、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1mol丙酮分子中含有9mol鍵。(3)依據同周期元素電負性變化規律可知,電負性:CO;再結合元素非金屬性強弱關系可知,電負性:HHCl;Q、R、U形成的單質分別為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+16H2O4H3PO4+10Cu+10H2SO4。5.(2014天津理綜,7,14分)元素單質及其化合物有廣泛用途,

40、請根據周期表中第三周期元素相關知識回答下列問題:(1)按原子序數遞增的順序(稀有氣體除外),以下說法正確的是。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c.氧化物對應的水化物堿性減弱,酸性增強d.單質的熔點降低(2)原子最外層電子數與次外層電子數相同的元素名稱為,氧化性最弱的簡單陽離子是。(3)已知:化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3類型離子化合物離子化合物離子化合物共價化合物熔點/28002050714191工業制鎂時,電解MgCl2而不電解MgO的原因是;制鋁時,電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是。(4)晶體硅(熔點1410)是良好的半導體材料。由粗硅制純硅過程

41、如下:Si(粗)SiCl4SiCl4(純)Si(純)寫出SiCl4的電子式:;在上述由SiCl4制純硅的反應中,測得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,寫出該反應的熱化學方程式:。(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可用于實驗室制O2,若不加催化劑,400時分解只生成兩種鹽,其中一種是無氧酸鹽,另一種鹽的陰陽離子個數比為1 1。寫出該反應的化學方程式:。答案答案(1)b(2)氬Na+(或鈉離子)(3)MgO的熔點高,熔融時耗費更多能源,增加生產成本AlCl3是共價化合物,熔融態難導電(4)Si

42、Cl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)H=+0.025akJmol-1(5)b(6)4KClO3KCl+3KClO4解析解析(1)a項,S2-、Cl-的半徑大于Na+、Mg2+、Al3+的半徑;c項,最高價氧化物對應的水化物才是按原子序數的遞增堿性減弱,酸性增強;d項,第三周期主族元素的單質的熔點是中間高、兩頭低。(2)第三周期中,原子最外層電子數與次外層電子數相同的元素為氬;金屬越活潑,其陽離子氧化性越弱。(3)MgO的熔點高,加熱時不易熔化;制鋁時是不能電解AlCl3的,因AlCl3是共價化合物,熔融態難導電。(4)1.12kg純硅的物質的量為40mol,故每生成1molSi

43、吸收的熱量為akJ=0.025akJ。(5)P2O5、H2SO4(濃)都是酸性干燥劑,所以NH3既不能用濃H2SO4干燥,也不能用P2O5干燥。SO2雖然有還原性,但它不能被濃H2SO4氧化,故SO2既可以用濃H2SO4干燥,也可以用P2O5干燥。CO2是一種酸性氧化物,兩種干燥劑都能用來干燥它。HI氣體是能被濃H2SO4氧化的酸性氣體,可用P2O5干燥。140考點一原子結構與性質考點一原子結構與性質1.(2013課標,37,15分,0.33)硅是重要的半導體材料,構成了現代電子工業的基礎。回答下列問題:(1)基態Si原子中,電子占據的最高能層符號為,該能層具有的原子軌道數為,電子數為。(2)

44、硅主要以硅酸鹽、等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體,其中原子與原子之間以相結合,其晶胞中共有8個原子,其中在面心位置貢獻個原子。(4)單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介質中反應制得SiH4,該反應的化學方程式為。(5)碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示,簡要分析和解釋下列有關事實:C C組組 教師專用題組教師專用題組化學鍵CCCHCOSiSiSiHSiO鍵能/(kJmol-1)356413336226318452硅與碳同族,也有系列氫化物,但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多,原因是。SiH4的穩定性小于CH4,更易

45、生成氧化物,原因是。(6)在硅酸鹽中,Si四面體如圖(a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網狀四大類結構型式。圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根,其中Si原子的雜化形式為,Si與O的原子數之比為,化學式為。44O答案答案(1)M94(2)二氧化硅(3)共價鍵3(4)Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2(5)CC鍵和CH鍵較強,所形成的烷烴穩定。而硅烷中SiSi鍵和SiH鍵的鍵能較低,易斷裂,導致長鏈硅烷難以生成CH鍵的鍵能大于CO鍵,CH鍵比CO鍵穩定。而SiH鍵的鍵能卻遠小于SiO鍵,所以SiH鍵不穩定而傾向于形成穩定性更強的SiO鍵(6)sp31 3S

46、iO3(或Si)2nn23O解析解析(1)基態Si原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2,電子占據的最高能層為第三層,符號為M,該能層原子軌道總數=1(3s軌道)+3(3p軌道)+5(3d軌道)=9,電子數為4。(3)6個面心位置貢獻的Si原子數=6=3。(4)由題給信息可寫出制備SiH4的化學方程式為Mg2Si+4NH4Cl2MgCl2+4NH3+SiH4。(5)可根據相關鍵能的數據解釋相關的兩個事實,詳見答案。(6)在Si四面體結構中,處于四面體中心的硅原子的雜化方式為sp3;單鏈結構的多硅酸根中,重復出現的最小結構單元為,其中Si原子數目為2,1、4號氧原子為兩個單元所共有,2

47、、3、5、6、7號氧原子完全屬于該單元,故每個最小單元的氧原子數目為5+2=6,Si與O原子數之比為2 6=1 3,故單鏈結構的多硅酸根的化學式為SiO3。1244O122nn思路分析思路分析根據單質硅的結構和性質回答(1)、(2)、(3);由題目信息回答(4);通過比較碳和硅的有關化學鍵鍵能回答(5);分析題給圖像來回答(6)。2.(2013四川理綜,8,11分)X、Y、Z、R為前四周期元素且原子序數依次增大。X的單質與氫氣可化合生成氣體G,其水溶液pH7;Y的單質是一種黃色晶體;R基態原子3d軌道的電子數是4s軌道電子數的3倍。Y、Z分別與鈉元素可形成化合物Q和J,J的水溶液與AgNO3溶

48、液反應可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z與氫元素形成的化合物與G反應生成M。請回答下列問題:(1)M固體的晶體類型是。(2)Y基態原子的核外電子排布式是;G分子中X原子的雜化軌道類型是。(3)L的懸濁液中加入Q的溶液,白色沉淀轉化為黑色沉淀,其原因是。(4)R的一種含氧酸根R具有強氧化性,在其鈉鹽溶液中加入稀硫酸,溶液變為黃色,并有無色氣體產生,該反應的離子方程式是。24O答案答案(1)離子晶體(2分)(2)1s22s22p63s23p4(2分)sp3雜化(2分)(3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度(2分)(4)4Fe+20H+4Fe3+3O2+10H2O(3分)24O解析解析由題干信息

49、可推知:X為N,Y為S,Z為Cl,R為Fe。(1)G為NH3,Z與氫元素形成的化合物與G發生的反應為:HCl+NH3NH4Cl。生成的固體產物NH4Cl為離子化合物,其晶體類型為離子晶體。(2)S原子序數為16,其基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4;NH3分子空間構型為三角錐形,N原子雜化軌道類型為sp3雜化。(3)L為AgCl,Q為Na2S,根據沉淀溶解平衡原理知2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq),白色AgCl轉化為黑色Ag2S的原因是相同條件下Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度。(4)Fe在酸性條件下發生氧化還原反應生成Fe3+、H2O

50、和O2,含Fe3+的溶液呈黃色。24O3.(2015安徽理綜,25,14分)C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。(1)Si位于元素周期表第周期第族。(2)N的基態原子核外電子排布式為;Cu的基態原子最外層有個電子。(3)用“”或“”或“”),其原因是。答案答案(1)(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)a、d三角錐形sp3(4)SSe(3)343s23p63d10(4)強平面三角形三角錐形(5)第一步電離后生成的負離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中

51、的Se為+4價,而H2SeO4中的Se為+6價,正電性更高,導致SeOH中O的電子更向Se偏移,越易電離出H+(6)=4.1或(6532)g mol6.02 10l(540 10)mocm2701cos109 28135 2109 28sin23解析解析(1)由S原子最外層電子排布式3s23p4及S8結構示意圖不難判斷出S8中S原子采用的是sp3雜化。(2)根據第一電離能的定義知,同一主族元素,從上到下失電子能力逐漸增強,故O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序是OSSe。(3)根據核外電子排布規律可寫出Se的M層電子的排布式為3s23p63d10。(4)SeO3

52、分子中Se的價電子對數為=3,S中S的價電子對數為=4,由價層電子對互斥理論可判斷出SeO3、S的立體構型分別為平面三角形和三角錐形。(6)1個ZnS晶胞中N(S2-)=8+6=4(個),N(Zn2+)=4個,故=4.1gcm-3。仔細觀察ZnS的晶胞結構不難發現,Zn2+位于ZnS晶胞中8個小立方體中互不相鄰的4個小立方體的體心,Zn2+與S2-間的距離就是小立方體體對角線的一半,即:=135pm。6223O62223O1812mV12311034 (6532)g mol6.02 10l(540 10)mocm123540.0pm233.(2011課標,37,15分)氮化硼(BN)是一種重要

53、的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物,經過一系列反應可以得到BF3和BN,如下圖所示:硼砂H3BO3B2O3請回答下列問題:(1)由B2O3制備BF3、BN的化學方程式依次是、;(2)基態B原子的電子排布式為;B和N相比,電負性較大的是,BN中B元素的化合價為;(3)在BF3分子中,FBF的鍵角是,B原子的雜化軌道類型為,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,B的立體構型為;(4)在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中,層內B原子與N原子之間的化學鍵為,層間作用力為;4F(5)六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉化為立方氮化硼,其結構與金剛石相似,硬度與金剛石相當,晶胞邊長為361.5pm。立方氮化硼晶

54、胞中含有個氮原子、個硼原子,立方氮化硼的密度是gcm-3(只要求列算式,不必計算出數值。阿伏加德羅常數為NA)。答案答案 (1)B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3+3CaSO4+3H2OB2O3+2NH32BN+3H2O(2)1s22s22p1N+3(3)120sp2正四面體(4)共價鍵(極性共價鍵)分子間力(5)4410 3A25 4(361.5 10)N解析解析(1)涉及的反應是非氧化還原反應,配平相對簡單。(2)B的原子序數為5,不難寫出其電子排布式。B和N同處第二周期,N的非金屬性比B強,所以在BN中B元素顯+3價。(4)“與石墨結構相似”很好地解釋了B原子與N原子之間的成鍵類

55、型及層間作用力。(5)金剛石晶胞中有8個C原子,則BN晶胞中也有8個原子,B原子、N原子各4個。BN的摩爾質量為25gmol-1,一個晶胞的質量為25g,除以一個晶胞的體積(361.510-10)3cm3,即為所求。A4N考點一原子結構與性質考點一原子結構與性質1.(2017吉林吉大附中四模,35)三聚氰胺俗稱“蛋白精”,工業上通過下列流程合成三聚氰胺。請回答下列問題:CaOCaC2CaCN2NH2CN4CO(NH2)2(尿素)(1)基態Ca原子的核外電子排布式為;CaC2的電子式為。(2)尿素分子中所含除氫元素以外的元素原子的第一電離能由小到大的順序為。(3)CaCN2中陰離子為C,與C互為

56、等電子體的分子有N2O和(填化學式),由此可以推知C的空間構型為。(4)三聚氰胺分子中碳原子的雜化方式為。22N22N22N三年模擬A A組組 2016201820162018年高考模擬年高考模擬基礎題組基礎題組(5)動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸()后,三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過結合,在腎臟內易形成結石。(6)CaO晶胞如圖所示,CaO晶體中Ca2+的配位數為,已知CaO晶體的密度為gcm-3,用NA表示阿伏加德羅常數的值,求得晶胞中距離最近的兩個鈣離子之間的距離為cm(用含、NA的代數式表示)。答案答案(1)1s22s22p63s23p64s2或Ar4s2(2)COSeGeGa分子晶體

57、sp3硒酸中非羥基氧原子較多(或其他合理解釋)303A344 10bN解析解析(1)基態鈣原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2,由于s、p兩個能級的電子云形狀分別為球形、啞鈴形,所以基態鈣原子核外電子云形狀為球形和啞鈴形;電子占據的最高能層是第四層,符號是N。(2)V的原子序數為23,所以其基態原子的價電子排布式為3d34s2。(3)一個CN-中有一個鍵、兩個鍵,所以1molCN-中含鍵的數目為2NA;Fe2+的價電子排布式為3d6,Fe3+的價電子排布式為3d5,3d5是半充滿狀態,比較穩定,所以Fe2+易被氧化成Fe3+。(4)鎵、鍺、砷、硒的第一電離能由大到小的順序為

58、AsSeGeGa;四氯化鍺的熔、沸點都很低,其晶體為分子晶體;GeCl4中中心原子即Ge的雜化類型為sp3;砷酸的分子式為H3AsO4,而硒酸的分子式為H2SeO4,砷酸中非羥基氧原子數少于硒酸,所以砷酸酸性弱于硒酸;根據題中信息可知,每個砷化硼晶胞中含有4個B原子和4個As原子,每個晶胞的質量m=4g=g,其體積V=(b10-10)3cm3,所以該晶體的密度=gcm-3。A86NA344NmVA3303344/10mN gbc303A344 10bN6.(2017陜西一模,35)鎳具有很好的可塑性、耐腐蝕性和磁性等性能,因此主要被用于鋼鐵、鎳基合金、電鍍及電池等工業領域,廣泛用于飛機、雷達等

59、各種軍工制造業、民用機械制造業和電鍍工業等。(1)基態鎳原子的核外電子排布式為。(2)NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和78pm,則熔點:NiOFeO(填“”)。(3)NiO晶胞中Ni和O的配位數均為。(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料,其晶胞結構示意圖如圖1所示,該合金的化學式為。(5)丁二酮肟常用于檢驗Ni2+,在稀氨水介質中,丁二酮肟與Ni2+反應可生成鮮紅色沉淀,其結構如圖2所示。該結構中,碳碳之間的共價鍵類型是鍵,碳氮之間的共價鍵類型是,氮鎳之間形成的化學鍵是。該結構中,氧、氫原子之間除共價鍵外還可能存在。該

60、結構中,碳原子的雜化軌道類型有。(6)鎳和鋁具有相同的晶體結構,都是面心立方晶體,其晶胞邊長為anm,晶胞中鎳原子的配位數為。列式表示鎳單質的密度:(單位是gcm-3,NA為阿伏加德羅常數的值,不必計算出結果)。答案答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2(2)(3)6(4)LaNi5(5)鍵、鍵配位鍵氫鍵sp2、sp3(6)12=gcm-3mV73A4 58.7(10 )Na解析解析(2)NiO、FeO均為離子晶體,其熔點由晶格能決定,而離子所帶電荷相同時,離子半徑越小,晶格能越大,熔點越高,故熔點:NiOFeO。(5)該結構中,碳氮之間形成雙鍵,一個雙鍵包含一個鍵、一個鍵。氮鎳