专题24 物质结构与性质

专题24物碰卷构与牲质(选修)1.【2017新课标1卷】化学一一选修3：物质结构与性质(15分)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1) 元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为nm (填标号)。A. 404.4 B. 553.5C. 589.2D. 670.8E. 766.5(2) 基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号 ，占据该能层电子的 电子云轮廓图形状为。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型 相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是(3) X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在 离子。离子的几何构型为， 中心原子的杂化形式为。(4) KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O 间的最短距离为 nm，与K紧邻的O个数为。P./ / o I(5) 在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于 位置，O处于 位置。【参考答案】(1) A (2) N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3) V 形 sp3 (4) 0.31512(5)体心 棱心【解析】(1)紫色波长400皿4登皿因此选项A正确(2) K位于第四醐IA族，电子占据最高能 层是第四层，即N层，最后一个电子填充在3能级上a电子云轮廓倒为球形K的原子半径大于Cr的 半径，且价电子数较少，金属键较弱，因此K的情点、沸点比Cr低； 匚与OF应为等电子体，OF2属于V形，因此,.几何构型为V形，其中心原子的杂化类型为sp3； (4)根据晶胞 第1页共28页 高考化学一轮复习结构，K与O间的最短距离是面对角线的一半，即为； tnm=0.315nm，根据2晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；（5）根据KIO3的化学式，以及晶胞结 构，可知K处于体心，O处于棱心。【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查， 常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质（基态微粒的电子排布式、电离能及电负 性的比较）、元素周期律；分子结构与性质（化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构 型的分析与判断）；晶体结构与性质（晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为 单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等）。只有掌握这些，才可 以更好的解决物质结构的问题。2.【2017新课标2卷】化学一一选修3：物质结构与性质（15分）我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4C1（用R代表）。 回答下列问题：（1） 氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为。（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（鸟）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（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呈现异常的原因是。一昌卷最暮阵群图图（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。 从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为 ，不同之处为。（填标号）A-中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型 R中阴离子 中的。键总数为 个。分子中的大n键可用符号.表示，其中m代表参与形成大n键的原子数，n代表参与形成大n键的电子数（如苯分子 中的大n键可表示为门；），则N；中的大n键应表示为。 图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NHQN-HCl、（4）R的晶体密度为d g.cm-3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有 j个（NL（H0（NHCl单元，该单元的相对质量为M，则j的计算表达式为 56334 4七 .三【答案】（1）（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外 稳定性，故不易结合一个电子（3） ABD C 5 . 3（ H3O+）O-H“N（：n）（ % H ）N-H“N（）（4） 1 .U :M M【解析】（D N原子位于第二周期第、务族，价电子是最外层电子，即电子排布图是虫 还 ,根据图（以同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子新放出的能量依 次增大；氮元素的却轨道为半充满状态，原子相对稳定，不易结合电子；根据囹饥 阳高子是NH；和压。 中原子H含有4个订键，孤电子对数为傍T-4引定孔 价层电子对数为叫杂化类型为空间构型为正四面体形，中心原子是含有3个键】孤. 电子对数为6TT）A1,价层电子对数为4,杂化类型为亦，空间构型为三角锥形，因此相同之处为 ABD,不同之处为勺根掘图X中e键总数为5个，叫的大II键应表示为口：.根据图中） 还有的氢键是：（HQ）6HNM）MNH；）斗Hu_ xAf- 一一-CH OHCO H HO与CHQH均为极性分子，HO中氢键比甲醇多;2322232 , 一 ，、，4 _n6CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大(4)离子键和兀键(或键) (5) 0.1480.076【解析】S是为号元素，位于元素周期表第4周期第VH族其基态原子核外电子排布式为 町密2俨誓3p，3CH3OHCO2H2，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体 的沸点高于气体；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，所以水的沸点 高于甲醇；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大，所以CO2的 沸点较高。(4) 硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个 氧原子形成3个。键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在n键。(5) 因为O2-是面心立方最密堆积方式，面对角线是O2-半径的4倍，即4r(O2-)=；a，解得r(O2-)=顷nm=0.148nm； MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数=2 r(O2-)+2 r(Mn2+)，则 r(Mn2+)=(0.448 nm-2X 0.148 nm)/2=0.076nm。【名师点睛】物质结构的考查，涉及电子排布式、第一电能能比较、杂化理论、化学键及分 子间作用力和晶胞的计算等。其中杂化形式的判断是难点，具体方法是：先计算中心原 子价电子对数，价电子对数n=(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数土电荷数)。注意：当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取+”；当配位原子为 氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当 n=2， sp 杂化；n=3， sp2杂化；n=4， sp3 杂化。4.【2017江苏卷】物质结构与性质铁氮化合物(Fe N )在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某Fe N的制备需铁、氮气、 尤 y尤 y第5页共28页 高考化学一轮复习丙酮和乙醇参与。(1) Fe3+基态核夕卜电子排布式为。)II(2) 丙酮(1敏一(一(也)分子中碳原子轨道的杂化类型是, 1 mol丙酮分子中含有。键的数目为.(3) C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为(4) 乙醇的沸点高于丙酮，这是因为(5)某Fe.Ny的晶胞如题21图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位 置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-w) CuN,。FeN,转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图-2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为21圈-1晶胞结痢示意图二&位置Fe型聘化时程题21图心 转化过程的能箜变化【答案】(1) Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5 (2) sp2和 sp39 mol (3) HCO(4)乙醇分子间存在氢键 (5) Fe3CuN【解析】(1)铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5； (2)丙II酮(i I)分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个CH。键，1个C-Co键，为sp3杂化，羰基中的C形成3个CC。键，一个n键，故C的杂化方式为sp2；据以上分析1 mol丙酮分子中含有o键的数目为9 mol； (3) C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为HCGeZn； (5) sp3 ；共价键；(6) &(,)；一-.七4 4 46,02x565.76【解析】试题分析：（1）如是安号元素，与碳元素是同一主族的元素在元素同期表中位于第四周期VA族J基 态Gu原子的核外电子排布式为Ar冬1口七也可与为3*4片 在其原子的最外层的2个布电子是 成对电子,位于4i轨道，2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对 的电子！（？）与C是同族元制C原子原子半径较小！原子之间可以形成双键、三键J但G?原子 之间谁以形成双键或三键从原子结构角度分析这是由于常的原子半径丸 原子之间形成的单键 较长，PT轨道肩并肩重会的程度很小或几乎不能重毒难以形成N键/错元素的卤化物在固态时 都为分子晶伸，分子之间通过微弱的分子间作用力结合，对于组成和结构相似的物质来说，相对分子 质量越大，分子间作用力越大，煽沸点掂高。由于相对分子质量：M4GcBr4GeZn，所以这三种元素的 电负性由大至小的顺序是OGeZn ； （5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原 子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp3杂化；由于是同一元素的原子通过 共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键（或写为共价键）；（6）,_ A _ ， _ _ r , D 1 1 1 、根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是（，）；4 4 4根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是8X1/8+6X1/2+4=8,所以晶胞的密工_一工,二V ,VA X （565.76pm xW10cnL/pm）3 6.02 xlO23 x （565,76xS8x736,02x565.76【考点定位】考查物质结构的有关知识。【名师点睛】物质结构包括原子结构（原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大 小比较、元素金属性、非金属性的强弱）、分子结构（化学键，分子的电子式、结构式、 结构简式的书写，化学式的种类，官能团等、晶体结构（晶体类型的判断，物质熔沸点 高低的判断、影响因素，晶体的密度，均摊法的应用等）。只有掌握这些，才可以更好 的解决物质结构的问题。6.【2016新课标2卷】化学-一选修3：物质结构与性质东晋华阳国志南中志卷四 中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用 于制作仿银饰品。回答下列问题：（1） 镍元素基态原子的电子排布式为，3d能级上的未成对的电子数为。（2）硫酸镍溶于氨水形成Ni（NH3） 6 SO4蓝色溶液。 Ni（NH3） 6 SO4中阴离子的立体构型是。 在Ni（NH3）/+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为，提供孤电子对的成键原 子是。 氨的沸点（填“高于”或“低于”）JWPH3），原因 ；氨是 分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为。（3） 单质铜及镍都是由 键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：I =1959kJ/mol，I =1753kJ/mol，I 1 .的原因是。CuNiCu Ni（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为。 若合金的密度为dg/cm3，晶胞参数a=nm。【答案】（1） 1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s22 （2）正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3（3）金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子1（4 / 3:1 丝一hio， 【解析】试题分析：（1）镍是28号元素，位于第四周期，第伽族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，剩余3个电子再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电 子数为2。 根据价层电子对互反理论，沮；的己键电子对数等于4,孤电子对数为（-2X4） 2也 则阴离子的立体构型是正四面体形。根据配位键的特点在中醉-与NH三之间形成的化学键称为配位键提供孤电子对的成 键原子是N.氨分子间存在氢键，分子间作用力强所以氨的沸点高于滕（咀）J根据价层电子对互斥理论】氨 中心原子N的u键电子对数等于3-；孤电子对数为（5-3） -2=1 ；则中心原子是泌杂化：分子成三角 锥形，正员电荷重心不重邕氨是极性分子。（3）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d1。电子，镍失去的是4s1电子，所以ICuINi。（4）根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6X 1/2=3,镍原子的个数为8X1/8=1，则铜和镍原子的数量比为3： 1。根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，若合金的密度为dg/cm3，根据p=m：V，贝 晶胞参数a= - xIOnm。【考点定位】考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，化学键类型，晶胞的计 算等知识。【名师点睛】本题考查核外电子排布，轨道杂化类型的判断，分子构型，物质熔沸点的判断， 化学键类型，晶胞的计算等知识，保持了往年知识点比较分散的特点，立足课本进行适 当拓展，但整体难度不大。晶胞中原子的数目往往采用均摊法：位于晶胞顶点的原子 为8个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1/8；位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用， 对一个晶胞的贡献为1/2；位于晶胞棱心的原子为4个晶胞共用，对一个晶胞的贡献 为1/4；位于晶胞体心的原子为1个晶胞共用，对一个晶胞的贡献为1。7 2016新课标3卷】化学一一选修3：物质结构与性质砷化镓（GaAs）是优良的半导 体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：（1）写出基态 As原子的核夕卜电子排布 。第10页共28页 高考化学一轮复习(2) 根据元素周期律，原子半径GaAs,第一电离能GaAs。(填“大于”或“小于”)(3) AsCl3分子的立体构型为，其中As的杂化轨道类型为。(4) GaF3的熔点高于1000, GaCl3的熔点为77. 9C,其原因是。(5) GaAs的熔点为1238C，密度为pg - cm-3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为, Ga与As以 键键合。Ga和As的摩尔质量分别为M g mol-1和MAsg mol-1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞 中原子的体积占晶胞体积的百分率为。O As,G旦【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3 或Ar 3d104s24p3(2) 大于小于(3)三角锥形sp3 (4) GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体GaF3的熔沸点高；1(5)原子晶体；共价键三1 Ed【解析】试题分析：(1)As的原子序数是33,贝I基态史原子的核外电子排布式为1壮电砰沔伊3d】时侦。 同周朗自左向右原子半径逐渐减下，则原子半径Ga大于抵,由于As的4p轨道电子处于半充满 状态，稳定性强，所以第一电离能Ga小于A弱凫皿分子的价层电子对数二3+ 号冬二4,即含有一对孤对电子，所以.立体构型为三角锥形， 其中忠的杂化轨道类型为浙。 由于GaF、是离子晶俱GaC是分子晶体?所以离子晶体GaF_j的熔沸点高$(5) GaAs的熔点为1238C，密度为pg cm-3,其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ca而丁成血+、）和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是 。二者的原子半径分别为rGaPm和rAsPm，阿伏加德罗常数值为NA则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积I 以崩-忒）x10的百分率为一X 100% =【考点定位】考查核外电子排布、电离能、原子半径、杂化轨道、空间构型以及晶胞结构判 断与计算等【名师点睛】物质结构包括原子结构（原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大 小比较、元素金属性、非金属性的强弱）、分子结构（化学键、分子的电子式、结构式、 结构简式的书写、化学式的种类、官能团等、晶体结构（晶体类型的判断、物质熔沸点 的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等）。本题考查物质结构内容，涉及 前36号元素核外电子排布式的书写、元素周期律、第一电离能规律、空间构型、杂化 轨道、晶体熔点高低的判断、晶体类型、以及晶胞的计算等知识，这部分知识要求考生 掌握基础知识，做到知识的灵活运用等，考查了学生综合运用所学化学知识解决相关化 学问题的能力。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。8【2016海南卷】M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充 满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：（1） 单质M的晶体类型为，晶体中原子间通过 作用形成面心立方密堆积， 其中M原子的配位数为。（2） 元素Y基态原子的核外电子排布式为，其同周期元素中，第一电离能最 大的是 （写元素符号）。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是 （写化学式）， 该酸根离子的立体构型为。（3）M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。 该化合物的化学式为 ，已知晶胞参数a=0. 542 nm，此晶体的密 度为g cm-3。（写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA） 该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是。此化合物的氨水溶液遇到空气 则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为。【答案】（1）金属晶体金属键12（每空1分，共3分）（2）1s22s22p63s23p5 Ar HC1O4 正四面体（每空 1 分，共 4 分）4x99,5 flxMlCuCl)(3)CuCl（每空2分，共4分）:或 号(0.542)如0占 心方0/liCu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子）Cu（NH3）42+ （2分，1分，共3分）【解析】试题分析：1-11分】根据题给信息推断M为铜元素，寸为氟元素。（1）单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面山立方密堆积j铜原子的配 位数为1%（2）氯元素为17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1职护颦3炉邪同周期元素由左向右元素原子的第一电禽能遂潮增大，故其同周期元素中,第一电禽 能最大的是氯元素的含氧酸中！酸性最强的是HC1O4,该酸根高子中氯原子的为叩，杂化：没有孤 对电子，立体构型为正四面体。（3）根据晶胞结构利用切割法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为8X1/8+6X 1/2=4, 氯原子个数为4，该化合物的化学式为CuCl，1mol晶胞中含有4mol CuCl， 1mol晶 胞的质量为4X99. 5g，又晶胞参数a=0. 542 nm，此晶体的密度为4 x 99 54 x CuCl）10gcm-3。该化合物难溶于水但易溶于氨水，JI其原因是Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中 Cu（I）被氧化为Cu(II)，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为Cu(NH3)42+。考点：考查物质结构与性质，涉及原子结构与元素的性质，分子结构和晶胞计算。【名师点睛】本题考查较为综合，题目难度较大。答题时注意电子排布式的书写方法，把握 分子空间构型、等电子体、分子极性等有关的判断方法。关于核外电子排布需要掌握原 子结构“三、二、一”要点：三个原理：核外电子排布三个原理一一能量最低原理、泡 利原理、洪特规则；两个图式：核外电子排布两个表示方法电子排布式、电子排布图；一个顺序：核外电子排布顺序一一构造原理。9【2016江苏卷】物质结构与性质Zn (CN) 42 -在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO+Zn (CN) 4 2 -+4H+4H2O=Zn(H2O) 4 2+4HOCH2CN(1) Zn2+基态核夕卜电子排布式为。(2) 1 mol HCHO分子中含有a键的数目为 mol。(3) HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是。(4) 与H2O分子互为等电子体的阴离子为。(5) Zn(CN)42-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型，Zn(CN)2- 的结构可用示意图表示为。HOCHjCN的结.枸简式【答案】（1） 1s22s22p62s23p63d10HO-CC=N(或Ar 3di0) (2) 3 (3) sp3和 sp (4) NH2- rn 7-CN , 1 n/ CNCM【解析】试题分析.血是3,号元素血核外有尊个电子，根据原子核外电子排布规律可知基态车-核外电 子排布式为1龙龙昨同伊35%甲醛的结构式是H-J-H ,由于里键都是C槌，双键中有一个-3键和一7T槌，因此在一个甲醛分子中含有3个亨键和1个兀键所以在Imd HCHO分子中含有守键的数目3 mol；根据HOCH：CN的结构简式可知在HOCH/CN分子中连有分基-QH的碳原子形成4个里键， 因此杂化类型是浙杂化，-CN中的碳原子与N原子形成三键，则其杂化轨道类型是叩杂化；（4）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，H2O含有10个电子，则与H2O分子互为等电子体的阴离子为NH2-；（5）在Zn（CN）42-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，C原子提供一对孤对电子，Zn2+的空轨道接受电子对，因此若不考虑空间构型，Zn（CN）42-的结构可用示意图表【考点定位】本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道类型、共价键、等电子体以及配位键等有关判断【名师点晴】物质结构与性质常考知识点有：（1）电子排布式、轨道表示式、成对未成对电 子、全满半满；（2）分子立体构型；（3）氢键；（4）晶体类型、特点、性质；（5）分子 的极性；（6）性质比较：熔沸点、稳定性、溶解性、电负性、电离能；（7）杂化；（8） 晶胞；（9）配位键、配合物；（10）等电子体；（11）。键和n键。出题者都想尽量在一 道题中包罗万象，考查面广一点，所以复习时不能留下任何知识点的死角。核心知识点 是必考的，一定要牢固掌握基础知识；细心审题，准确运用化学用语回答问题是关键。 其中杂化类型的判断和晶胞的分析和计算是难点，杂化类型的判断可以根据分子结构式 进行推断，杂化轨道数二中心原子孤电子对数（未参与成键）+中心原子形成的。键个数， 方法二为根据分子的空间构型推断杂化方式，只要分子构型为直线形的，中心原子均 为sp杂化，同理，只要中心原子是sp杂化的，分子构型均为直线形。只要分子构型为平面三角形的，中心原子均为sp2杂化。只要分子中的原子不在同一平面内的，中 心原子均是Sp3杂化。V形分子的判断需要借助孤电子对数，孤电子对数是1的中心 原子是Sp2杂化，孤电子对数是2的中心原子是Sp3杂化。该题的另一个难点是配位键 的表示，注意掌握配位键的含义，理解配体、中心原子等。10【2016四川卷】M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元 素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活 泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原 子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：（1）R基态原子的电子排布式是 ，X和Y中电负性较大的是（填元素符号）。（2） X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是。（3） X与M形成的XM3分子的空间构型是。（4）M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表的 离子是 （填离子符号）。（5）在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐（橙色）氧化M的一种氢化物，Z被还原 为+3价，该反应的化学方程式是。【答案】（1）1s22s22p63s】或Ne 3s1Cl （2）H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在 氢键（3）平面三角形 （4 ） Na +（ 5 ） K Cr O+3HO+22 72 24H SO =KSO +3 （SO ） +3O f+7H O2 424 2 4 322【解析】试题分析：根据题意知M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过 渡元素。M基态原子L层p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则M是O元素；R是 同周期元素中最活泼的金属元素，且原子序数大于O,则R在第三周期，应是Na元素；X和M形成的一种化合物是形成酸雨的主要大气污染物，则X是S元素，进而知Y为 Cl元素；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，即价电子排布式为3d54si，Z是Cr元素， 据此作答。（1 是Nm元素原子序数为11,根据构造原理确定其基态原子的电子排布式为19雾或S和C1比较电负性较大的是C1元素，答案为：g, CL（2）H：S的沸点低于氏。的主要原因是水分子间形成氢邕使水的沸点升蒿，答案为：H心分子间不 存在氮电厄。分子间存在氢键占SO：中疏原子的价层电子对数为U （6-3X2）妲3 没有孤电子对，硫原子的杂化方式为 戒， 该分子的空间构型为平面三角形答案为：平面三角形。（4）根据晶胞结构可以算出白球的个数为8X-+6X-=4，黑球的个数为8个，由于这种离子化合物的化学式为Na2O,黑球代表的是Na+，答案为：Na+。（5）根据题意知重铬酸钾被还原为Cr3+，则过氧化氢被氧化生成氧气，利用化合价升 降法配平，反应的化学方程式为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H SO =KSO +3 （SO ） +3O f+7H O ，2 424 2 4,322答案为：KCrq”+3H O + 4H SO =KSO+C （SO ） +3O f+7H O。22 72 2242424, 322【考点定位】考查物质结构与性质模块，涉及元素推断、原子结构和元素的性质，分子结构 与性质，晶胞计算，氧化还原方程式的书写。【名师点睛】本题考查化学选修3物质结构与性质的相关知识，以填空或简答方式考查， 常涉及如下高频考查点：原子结构与元素的性质（基态微粒的电子排布式、电离能及电 负性的比较）、元素周期律；分子结构与性质（化学键类型、原子的杂化方式、分子空间 构型的分析与判断）；晶体结构与性质（晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞 为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等）。对于此类题要掌握 以下几点：（1）IIA族元素的价电子构型为ns2、VA族元素的价电子构型为ns2np3，分 别属于全满或半满状态，属于稳定结构，因此IIA族、VA族元素的第一电离能分别大 于同周期相邻元素。（2）金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。同周期元 素从左到右，元素的电负性递增，同主族元素自上而下，元素的电负性递减。（3）化学 键影响物质的物理性质和化学性质；范德华力和氢键只影响物质的物理性质。（4）均摊 法在有关晶胞计算中的规律。根据题给信息准确推断相关元素、结合相关知识进行作答是得分的关键。题目难度适中。11【2016上海卷】NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：（5） 上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是； H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为。（6）HCN是直线型分子，HCN是 分子（选填“极性”、“非极性”）。HC1O的电子式为。【答案】（5） 3p； HONCNa（6）极性；【投眇*:【解析】氟元素的核外电子排布式为1*溟理捋约叭所以氯原子核外电子能量最高的电子亚层是观 同周期白左向右原子半径逐渐减小同主族白上而下原子半径逐渐增大因此H、C、* 0、版的原 子半径从小到大的顺序为HOX”或“, , 【解析】（1） Si的核电荷数为14,位于元素周期表第三周期IVA族；（2） N原子的核外电 子数为7,根据电子排布式的书写规则，N的基态原子核外电子排布式为1s22s22p3； Cu 的基态原子核外电子排布式为：1s22s22p6 3s23p63d10 4s1故最外层有1个电子（3）同周 期元素原子随核电荷数递增，原子半径减小；非金属性越强电负性越大；金刚石和晶体 硅都属于原子晶，但C-C键键长短，键能大，故熔点更高；组成和结构相似的物质， 相对分子质量越大，沸点越高。13【2015福建卷】化学-物质结构与性质（13分）科学家正在研究温室气体CH4和CO2 第18页共28页 高考化学一轮复习的转化和利用。(1) CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为。(2) 下列关于CH4和CO2的说法正确的是(填序号)。a. 固态CO2属于分子晶体b. CH4分子中含有极性共价键，是极性分子c. 因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2d. CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp(3) 在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.基态Ni原子的电子排布式为，该元素位于元素周期表的第 族。Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni (CO) 4, 1molNi(CO) 4中含有 mol微。(4) 一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。ch4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。“可燃冰，中分子间存在的2种作用力是为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用co2置换ch4的设想。已知上图中 笼状结构的空腔直径为0.586nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是。【答案】(13 分)(1) H、C、O；(2) a、d；(3)& 1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s2； VIII；8。(4) 氢键、范德华力；CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大 于C%【解析】CH?所以元素的电负性从小到大的顺序为HCCXO;a.固态 CO：是由侦上分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体，正确.&在仁珥分子中含有不同种非金属 元素形成的C-H极性共价键，由于该分子中咎个共价键空间排列对称，该分子是正四面体型的结构的 分子因此该反应是非极性分子,错误危.匚瓦和CO,都是由分子构成的分子晶体，分子之间通过分 子间作用力结合，分子间作用力越强，物质的陪、沸点就越高，物质的悸沸点高低与分子内的化学键 的强弱无关】错误口 d.CH4分子中碳原子形成的都是亨键】碳原子的杂化类型是泌的杂化，而CO： 分子中C原子与两个氧原子个形成了四个共价键两个。键，两个7T键碳原子的杂化类型是3P杂化 正确。故答案选a、d； (3 )&28号元素Ni的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2 或Ar 3d84s2；，该元素位于元素周期表的第四周期第VIII族。Ni能与CO形成正 四面体形的配合物Ni(CO)4,在每个配位体中含有一个。键，在每个配位体与中心原子 之间形成一个。键，所以1molNi(CO)4中含有8molo键。(4)“可燃冰”中分子间 存在的2种作用力是分子间作用力和氢键，分子间作用力也叫范德华力。根据表格数 据可知，笼状空腔的直径是0. 586nm，而CO2分子的直径是0. 512nm，大于分子的 直径，而且CO2与水分子之间的结合力大于ch4，因此可以实现用co2置换ch4的设 想。【考点定位】考查元素的电负性的比较、原子核外电子排布式的书写、物质的晶体结构、化 学键、物理性质的比较、配位化合物的形成及科学设想的构思等知识。14【2015新课标1卷】化学一一选修3：物质结构与性质碳及其化合物广泛存在于自然 界中，回答下列问题：(1 )处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态原子中，核外存在对自旋相反的电子。(2) 碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因 。(3) CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。(4) CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，其固体属于 晶体。碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示： 在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有个C原子。 在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接 个六元环，六元环中最多有个C原子在同一平面。【答案】（1）电子云 2（2）C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构（3）a键和n 键spCO2、SCN-（4）分子（5）32 124【解析】（1）电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布的形象化的描述；C 原子的核外有。个电子，电子排布为力p其中玄上的2对电子的自旋方向相反，而即轨道 的电子的自旋方向相同；在原子结构中最外层电子小于4个的原子易失去电子，而。原子的最外层是4个电子卜且C原 子的半径较小，则难以通过得我失电子达到稳定结构所以主要通过共用电子对即形成共价键的方式 来达到稳定结构5（3）CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个a键和1个n键，分 子空间构型为直线型，则含有的共价键类型为a键和n键；C原子的最外层形成2个a 键，无孤对电子，所以为sp杂化；O与S同主族，所以与CS2具有相同空间构型和键 合形式的分子为CO2；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN-，所以SCN-的空间构型 与键合方式与CS2相同；该化合物慵点为253K,沸点为玖K,说明慌沸点较低，所以为分子晶体；（5）根据均摊法来计算o石墨懦晶体中,每个C原子袖3个d元环共有，每个六元环占有的C原子 数是 SX 1/3 = A每个C原子周围形成4个共价键，可以组合六个角，每个角延伸为两个六元环，因此每个碌原子连 接有2X6=12个六元环；单键构成的六元环,有船式和椅式两种构象。船式构蒙的船底四个原子是共面的；椅式构象中座板部 分的四个原子是共面的”所以六元环中最务有4个c原子共面（原解：根据数学知识，m个c原子可 形成一个平面，而每个c原子都可构成1个正四面体，所以六元环中最多有4个C原子共面【考点定位】考查物质结构与性质的应用、化学键类型的判断、晶胞的计算；试题难度为较 难等级。15【2015新课标2卷】化学一选修3：物质结构与性质（15分）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：（1） 四种元素中电负性最大的 （填元素符号），其中C原子的核外电子排布 式为。（2） 单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是（填分子式），原因是；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为和。（3） C和D反应可生成组成比为1： 3的化合物E，E的立体构型为，中心原 子的杂化轨道类型为。（4） 化合物D2A的立体构型为，中心原子的价层电子对数为，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为。（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a=0.566nm，F的化学式为:晶胞中A原子的配位数为；列式计算晶体F的密度 （g. cm-3） 。【答案】(1) O； 1s22s22p63s23p3 (或Ne 3s23p3)(2) O3； O3相对分子质量较大，范德华力大；分子晶体；离子晶体(3) 三角锥形；sp3 (4)V 形；4； 2C1 +2Na CO + HO = Cl O+2NaHCO +2NaCl2232234x62g/jw/(或 2Cl2+2Na2CO3 = Cl2O+CO2+2NaCl)(5) Na2； 8； E .；时、ll ci】、El： . 11： n：,J -:【解析】具、E、C、D为原子序数依次增大的四种元素和亨具有相同的电子构型则A是。，B是 河C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C是P; D元素最外层有一个未 成对电子，所以D是氟元素。(1) 非金属性越强电务性越大，则四种元素中电负性最大的是的原子序数是1我则根据核外 电子排布可知C原子的核外电子排布布式为1弟泠喝3护(或fe狩3护口氧元素有氧气和臭氧两种单晨，由于6相对分子质量较大范德华力大，所以.中沸点高曜眼 A和E的氢化物对别是水和所属的晶体类型分别为分子晶体和高子晶体o(3) C和D反应可生成组成比为1： 3的化合物E,即E是PCl3，其中P含有一对孤 对电子，其价层电子对数是4,所以E的立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp3。(4) 化合物Cl2O分子中氧元素含有2对孤对电子，价层电子对数是4,所以立体构型 为V形。单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，则化学方程式为2Cl2+2Na2CO3 +H2O=Cl2O+2NaHCO3+2NaCl。(5) 根据晶胞结构可知氧原子的个数= : l，Na全部在晶胞中，共计是882个，则F的化学式为Na2O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离最近的钠原子的个数 8个，即晶胞中A原子的配位数为8。晶体F的密度=m _4 x 62g/mo/(0.566x 10-7 cm)3 x 6.02 x I Omol 1【考点定位】本题主要是考查元素推断、核外电子排布、电负性、空间构型、杂化轨道、晶 体类型与性质及晶胞结构与计算等16【2015四川卷(13分)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。第23页共28页 高考化学一轮复习X和R属同族元素；Z和U位于第VIIA族；X和Z可形成化合物XZ4； Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。请回答下列问题：（1） R基态原子的电子排布式是。（2） 利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是。（3） X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是（填化学式）；Z和U的氢化物中沸点较高的是（填化学式）；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是（填化学式）。（4）CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是。【答案】（1）1s22s22p63s23p2或者Ne 3s23p2 （2）三角锥形（3） HNO ； HF； SiMgCl （4） P +10CuSO +16H O=10Cu+4H PO +10H SO,324423424【解析】由题音可知X、E、Q、77分别CM、Mg、SL 匚（1） Si基态原子的电子排布式是15:2s52ps53p;或者Ne狎3正以）FCb价层电子对为可对还有一个孤电子