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第25讲物质结构与性质考纲解读考点考纲内容高考示例预测热度原子结构与性质1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布式原理。能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布和轨道表达式2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质2017课标,35,15分2015课标,37,15分2014课标,37,15分 分子结构与性质1.了解共价键的形成、极性、类型(键和键),能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质2.了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3),能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构3.了解化学键和分子间作用力的区别4.了解氢键的存在对物质性质的影响,能列举含有氢键的物质5.了解配位键的含义2017课标,35,15分2016课标,37,15分2015课标,37,15分晶体结构与性质1.了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别2.了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系3.理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质4.理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质2017课标,35,15分2016课标,37,15分2013课标,37,15分分析解读 本专题通常以综合填空题的形式进行考查。考查内容主要有:电子排布式、电子排布图、分子结构、杂化轨道理论、电离能、微粒间作用力、晶格能、晶体结构的相关计算等。备考时应注重对基础知识的熟练掌握以及运用基础知识分析问题、解决问题能力的培养。命题分析答案(1)A(2)N球形K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)体心棱心核心考点1.原子结构2.金属晶体熔、沸点高低比较3.杂化轨道理论4.晶体结构及相关计算审题关键善于进行变形:原题中要求指出I3+的几何构型及中心原子的杂化形式,直接依据I3+无法作出判断,只需将I3+进行适当变形,即变成II2+,问题即可迎刃而解。解题思路(1)紫色对应的辐射波长是可见光里最短的,应选A。(2)K原子核外共四层电子,最高能层为N层;价层电子排布式为4s1,电子云轮廓图形状为球形;K的原子半径比Cr的原子半径大,K、Cr原子的价层电子排布式分别为4s1、3d54s1,K的价电子数比Cr的价电子数少,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱,熔、沸点越低。 (3)可把I3+改写为II2+,键电子对数为2,孤电子对数为12(7-1-21)=2,即价层电子对数为4,则I3+的几何构型为V形,中心原子的杂化形式为sp3。(4)K与O间的最短距离是面对角线的12,即122a nm=220.446 nm0.315 nm。与K紧邻的O共有12个。(5)以I为顶角画立方体,可以看出K处于体心位置,O处于棱心位置。知识储备光的颜色与波长紫光:400435 nm,蓝光:435480 nm青光:480490 nm,绿光:500 nm560 nm黄光:580595 nm,红光:605700 nm关联知识1.能层为K、L、M,能级为s、p、d2.金属阳离子半径越小,所带电荷越多,金属键越强;金属键越强,金属晶体熔、沸点越高3.中心原子杂化方式为sp3,VSEPR模型为正四面体;若中心原子无孤电子对,则微粒空间构型为正四面体形;若中心原子孤电子对数为1,则微粒空间构型为三角锥形;若中心原子孤电子对数为2,则微粒空间构型为V形4.立方晶胞中与顶点微粒紧邻的面心微粒个数为(38)12=12个高考真题考点一原子结构与性质1.(2013四川理综,4,6分)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为43,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是()A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是ZYWB.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是WXYZC.Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体D.WY2分子中键与键的数目之比是21答案C2.(2016课标,37,15分)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar,有个未成对电子。(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是 。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因。GeCl4GeBr4GeI4熔点/-49.526146沸点/83.1186约400(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是。(5)Ge单晶具有金刚石型结构,其中Ge原子的杂化方式为,微粒之间存在的作用力是。(6)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为(12,0,12);C为(12,12,0)。则D原子的坐标参数为。晶胞参数,描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm,其密度为gcm-3(列出计算式即可)。答案(1)3d104s24p22(2)Ge原子半径大,原子间形成的单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强(4)OGeZn(5)sp3共价键(6)(14,14,14)8736.02565.7631073.(2016江苏单科,21A,12分)Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2O Zn(H2O)42+4HOCH2CNHOCH2CN的结构简式(1)Zn2+基态核外电子排布式为。(2)1 mol HCHO分子中含有键的数目为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)42-的结构可用示意图表示为。答案(12分)(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)NH2-(5)或4.(2015课标,37,15分)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14C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,原因是。(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253 K,沸点为376 K,其固体属于晶体。(5)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(15分)(1)电子云2(每空1分,共2分)(2)C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2分)(3)键和键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)5.(2014课标,37,15分)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有个未成对电子,Fe3+的电子排布式为。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为。(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为,1 mol乙醛分子中含有的键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有个铜原子。(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为。列式表示Al单质的密度gcm-3(不必计算出结果)。答案(1)X-射线衍射(2)41s22s22p63s23p63d5血红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)124276.0221023(0.40510-7)36.2014江苏单科,21(A),12分含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。(1)Cu+基态核外电子排布式为。(2)与OH-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是;1 mol乙醛分子中含有的键的数目为。(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为。(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示,铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为。答案(1)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)HF(3)sp26 mol或66.021023个(4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O(5)127.(2013课标,37,15分)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为,电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol-1)356413336226318452硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是。SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是。(6)在硅酸盐中,SiO44-四面体如图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为,Si与O的原子数之比为,化学式为。答案(1)M94(2)二氧化硅(3)共价键3(4)Mg2Si+4NH4Cl SiH4+4NH3+2MgCl2(5)CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低,易断裂,导致长链硅难以生成CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定。而SiH键的键能却远小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键(6)sp313SiO3n2n-(或SiO32-)8.(2013安徽理综,25,15分)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:元素相关信息XX的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3YY是地壳中含量最高的元素ZZ的基态原子最外层电子排布式为3s23p1WW的一种核素的质量数为28,中子数为14(1)W位于元素周期表第周期第族;W的原子半径比X的(填“大”或“小”)。(2)Z的第一电离能比W的(填“大”或“小”);XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是;氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。(3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是。(4)在25 、101 kPa下,已知13.5 g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ,该反应的热化学方程式是。答案(15分)(1)三A大(2)小分子间作用力乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变为无色溶液Si+4HF SiF4+2H2(4)4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s)H=-3 352 kJmol-1(其他合理答案均可)考点二分子结构与性质1.(2013安徽理综,7,6分)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:HCHO+O2 CO2+H2O。下列有关说法正确的是()A.该反应为吸热反应B.CO2分子中的化学键为非极性键C.HCHO分子中既含键又含键D.每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2答案C2.(2017课标,35,15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)4Cl(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(E1)。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。(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N5-中的键总数为个。分子中的大键可用符号nm表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为66),则N5-中的大键应表示为。图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(NH4+)NHCl、。(4)R的晶体密度为d gcm-3,其立方晶胞参数为a nm,晶胞中含有y个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元,该单元的相对质量为M,则y的计算表达式为。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)ABDC556(H3O+)OHN(N5-)(NH4+)NHN(N5-)(4)602a3dM(或a3dNAM10-21)3.(2016课标,37,15分)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原子的核外电子排布式。(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1 000 ,GaCl3的熔点为77.9 ,其原因是。(5)GaAs的熔点为1 238 ,密度为 gcm-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MGa gmol-1和MAs gmol-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。答案(1)Ar3d104s24p3(1分)(2)大于(2分)小于(2分)(3)三角锥形(1分)sp3(1分)(4)GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体(2分)(5)原子晶体(2分)共价(2分)410-30NA(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)100%(2分)4.(2015课标,37,15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;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;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是(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13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=0.566 nm,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(gcm-3)。答案(15分)(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分)(2)O3O3相对分子质量较大,范德华力大分子晶体离子晶体(每空1分,共4分)(3)三角锥形sp3(每空1分,共2分)(4)V形42Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)(5)Na2O8462 gmol-1(0.56610-7cm)36.021023mol-1=2.27 gcm-3(1分,1分,2分,共4分)5.(2014课标,37,15分)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。回答下列问题:(1)b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符号),e的价层电子轨道示意图为 。(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是(填化学式,写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是;酸根呈三角锥结构的酸是。(填化学式)(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1,则e离子的电荷为。(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中,阴离子为,阳离子中存在的化学键类型有;该化合物加热时首先失去的组分是,判断理由是 。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)SO42-共价键和配位键H2OH2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分)6.(2014江苏单科,9,2分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,W与X同主族。下列说法正确的是()A.原子半径的大小顺序:r(W)r(Z)r(Y)r(X) B.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同C.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱 D.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强答案D7.(2015福建理综,31,13分)科学家正在研究温室气体CH4和CO2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中的第族。Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有mol 键。(4)一定条件下,CH4、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形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。参数分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/kJmol-1CH40.43616.40CO20.51229.91“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0.586 nm,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Ar3d84s28(4)氢键、范德华力CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与H2O的结合能大于CH48.(2015江苏单科,21A,12分)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H+13H2O 4Cr(H2O)63+3CH3COOH(1)Cr3+基态核外电子排布式为;配合物Cr(H2O)63+中,与Cr3+形成配位键的原子是(填元素符号)。(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为;1 mol CH3COOH分子含有键的数目为。(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为(填化学式);H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为。答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)O(2)sp3和sp27 mol(或76.021023)(3)H2F+H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键9.(2015四川理综,8,13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。X和R属同族元素;Z和U位于第A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(13分)(1)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(2)三角锥形(3)HNO3HFSi、Mg、Cl2(4)P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO410.(2013山东理综,32,8分)卤族元素包括F、Cl、Br等。(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是。(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为。(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为和。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。(4)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤对电子的原子是。答案(1)a(2)2BN(3)sp2sp33(4)X11.(2013福建理综,31,13分)(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图中B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2 NF3+3NH4F上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有(填序号)。 a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体基态铜原子的核外电子排布式为。(3)BF3与一定量的水形成(H2O)2BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:H3O+QR晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及(填序号)。a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键e.氢键f.范德华力R中阳离子的空间构型为,阴离子的中心原子轨道采用杂化。(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.110-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)Ka(苯酚)(填“”或“”),其原因是。答案(13分)(1)(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)a、d三角锥形sp3(4)中形成分子内氢键,使其更难电离出H+考点三晶体结构与性质1.(2013重庆理综,3,6分)下列排序正确的是()A.酸性:H2CO3C6H5OHCH3COOHB.碱性:Ba(OH)2Ca(OH)2KOHC.熔点:MgBr2SiCl4BND.沸点:PH3NH3CH3OHCO2H2H2O与CH3OH均为极性分子,H2O中氢键比甲醇多;CO2与H2均为非极性分子,CO2分子量较大、范德华力较大(4)离子键和键(46键)(5)0.1480.0763.(2016课标,37,15分)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能级上的未成对电子数为。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是。在Ni(NH3)62+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”)膦(PH3),原因是;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:ICu=1 958 kJmol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICuINi的原因是。(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d gcm-3,晶胞参数a=nm。答案(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(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(4)312516.021023d131074.(2016四川理综,8,13分)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(13分)(1)1s22s22p63s1或Ne3s1Cl(2)H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键(3)平面三角形(4)Na+(5)K2Cr2O7+3H2O2+4H2SO4 K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O5.(2013课标,37,15分)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:(1)D2+的价层电子排布图为。(2)四种元素中第一电离能最小的是,电负性最大的是。(填元素符号)(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为;D的配位数为;列式计算该晶体的密度gcm-3。(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为,配位体是。答案(1)(2分)(2)KF(每空2分,共4分)(3)K2NiF46(2分,1分,共3分)394+592+1986.0210234002130810-30=3.4(2分)(4)离子键、配位键FeF63-F-(2分,1分,1分,共4分)教师用书专用(69)6.(2015山东理综,33,12分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。(1)下列有关CaF2的表述正确的是。a.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用b.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2c.阴阳离子比为21的物质,均与CaF2晶体构型相同d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是(用离子方程式表示)。已知AlF63-在溶液中可稳定存在。(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为,其中氧原子的杂化方式为。(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g)H=-313 kJmol-1,FF键的键能为159 kJmol-1,ClCl键的键能为242 kJmol-1,则ClF3中ClF键的平均键能为kJmol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的(填“高”或“低”)。答案(1)b、d(2)3CaF2+Al3+ 3Ca2+AlF63-(3)V形sp3(4)172低7.(2014山东理综,33,12分)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。(1)图甲中,1号C与相邻C形成键的个数为。(2)图乙中,1号C的杂化方式是,该C与相邻C形成的键角(填“”“”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有 (填元素符号)。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示,M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为,该材料的化学式为。答案(1)3(2)sp34s,所以基态铜原子的价电子排布式为3d94s2C.氧原子电子数为8,电子的运动状态有3种D.处于最低能量的原子叫做基态原子答案D2.(2018河南、河北重点高中一联,20)2017年5月5日中国大飞机C919成功首飞,象征着我国第一架真正意义上的民航干线大飞机飞上蓝天!飞机机体的主要材料为铝、镁等,还含有极少量的铜。飞机发动机的关键部位的材料是碳化钨等。回答下列问题:(1)铜元素的焰色反应呈绿色,其中绿色光对应的辐射波长为nm(填字母)。A.404B.543C.663D.765(2)基态Cu原子中,核外电子占据最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。钾元素和铜元素位于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钾的熔点、沸点都比金属铜低,原因是。(3)现代飞机为了减轻质量而不减轻外壳承压能力,通常采用复合材料玻璃纤维增强塑料,其成分之一为环氧树脂,常见的E51型环氧树脂中部分结构如图a所示。其中碳原子的杂化方式为。(4)图b为碳化钨晶体的一部分结构,碳原子嵌入金属钨的晶格的间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙固溶体,也称为填隙化合物。在此结构中,1个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有个,该晶体的化学式为 。(5)图b部分晶体的体积为V cm3,则碳化钨的密度为gcm-3(用NA来表示阿伏加德罗常数的数值)。答案(1)B(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)sp2、sp3(4)6WC(5)1 176VNA3.(2017广东茂名二模,35)铁是一种重要的过渡元素,能形成多种物质,如做染料的普鲁士蓝,化学式为KFeFe(CN)6。(1)Fe2+基态核外电子排布式为。(2)在普鲁士蓝中,存在的化学键有离子键、和。(3)一定条件下,CN-可被氧化为OCN-。OCN-中三种元素的电负性由大到小的顺序为;碳原子采取sp杂化,1 mol 该物质中含有的键数目为。(4)与CN-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。(5)常温条件下,铁的晶体采用如右图所示的堆积方式,则这种堆积模型的配位数为,如果铁的原子半径为a cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则此种铁单质的密度表达式为g/cm3。答案(1)1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6(2)共价键配位键(3)ONC2NA(4)CO或N2(5)8562NA(4a3)34.2017江苏七校期中联考,21(A)由徐光宪院士发起、院士学子同创的分子共和国科普读物最近出版了,全书形象生动地戏说了BF3、TiO2、HCHO、N2O、二茂铁、NH3、HCN、H2S、O3、异戊二烯和萜等众多“分子共和国”中的明星。(1)写出Fe3+的基态核外电子排布式: 。(2)HCHO分子中碳原子的杂化轨道类型为;1 mol HCN分子中含有键mol。(3)N2O的空间构型为,与N2O互为等电子体的一种离子为。(4)TiO2的天然晶体中,最稳定的一种晶体的晶胞结构如下图,则黑球表示原子。答案(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp22(3)直线形SCN-(或CNO-等)(4)Ti(钛)5.(2016河南开封二检,37)T、W、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下表。元素相关信息TT元素可形成自然界硬度最大的单质WW与T同周期,核外有一个未成对电子XX元素的第一电离能至第四电离能分别是:I1=578 kJmol-1,I2=1 817 kJmol-1,I3=2 745 kJmol-1,I4=11 575 kJmol-1Y常温常压下,Y单质是固体,其氧化物是形成酸雨的主要物质ZZ的一种同位素的质量数为63,中子数为34(1)TY2是一种常用的溶剂,是(填“极性分子”或“非极性分子”),1个该分子中存在个键。W的最简单氢化物易液化,理由是。(2)在25 、101 kPa下,已知13.5 g的X固体单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ。该反应的热化学方程式为。(3)基态Y原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为,基态Y原子中该层的电子数为。Y、氧、W的电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)。(4)已知Z的晶胞结构如上图所示,又知Z的密度为9.00 gcm-3,则晶胞边长为(用含立方根的式子表示);ZYO4溶液常作电镀液,其中YO42-的空间构型是,其中Y原子的杂化轨道类型是。元素Z与人体分泌物中的盐酸以及空气反应可生成超氧酸:Z+HCl+O2 ZCl+HO2,HO2(超氧酸)不仅是一种弱酸而且也是一种自由基,具有极高的活性,下列说法或表示正确的是。A.O2是氧化剂B.HO2是氧化产物C.HO2在碱溶液中能稳定存在D.1 mol Z参加反应有1 mol电子发生转移答案(1)非极性分子2HF分子间能形成氢键(2)4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s)H=-3 352 kJmol-1(3)M
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