2010-2019十年高考化学真题分类汇编专题20物质的结构与性质含解斩

2010-2019十年高考化学真题分类汇编专题20物质的结构与性质含解斩

1 专题 20 物质的结构与性质 1.（2019·全国 I·35）在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg 后，形成一种称为拉维斯相的 MgCu2 微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制 造飞机的主要村料。回答下列问题： （1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。 A． B． C． D． （2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺 能与 Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定 性相对较高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。 （3）一些氧化物的熔点如下表所示： 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/°C 1570 2800 23.8 −75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 （4）图(a)是 MgCu2 的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙 中，填入以四面体方式排列的 Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu 原子之 间最短距离 x=pm，Mg 原子之间最短距离 y=pm。设阿伏加德罗常数的值为 NA，则 MgCu2 的密 度是 g·cm−3(列出计算表达式)。 【答案】（1）A（2）sp3 sp3 乙二胺的两个 N 提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+ （3）Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2 为分子晶体。晶格能 MgO>Li2O。分子间力（分子量） P4O6>SO2 （4） 【解析】（1）A.[Ne]3s1 属于基态的 Mg+，由于 Mg 的第二电离能高于其第一电离能，故其 再失去一个电子所需能量较高； B. [Ne] 3s2 属于基态 Mg 原子，其失去一个电子变为基 态 Mg+； C. [Ne] 3s13p1 属于激发态 Mg 原子，其失去一个电子所需能量低于基态 Mg 原子； D.[Ne]3p1 属于激发态 Mg+，其失去一个电子所需能量低于基态 Mg+，综上所述，电离最外层 一个电子所需能量最大的是[Ne]3s1，答案选 A； （2）乙二胺中 N 形成 3 个单键，含有 1 对孤对电子，属于 sp3 杂化；C 形成 4 个单键，不存 在孤对电子，也是 sp3 杂化；由于乙二胺的两个 N 可提供孤对电子给金属离子形成配位键， 因此乙二胺能与 Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较大且含有 的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 Cu2＋； （3）由于 Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2 为分子晶体。晶格能 MgO＞Li2O，分子间力（分 2 4 a 3 4 a 2 子量）P4O6＞SO2，所以熔点大小顺序是 MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2； （4）根据晶胞结构可知 Cu 原子之间最短距离为面对角线的 1/4，由于边长是 a pm，则面对 角线是 ，则 x＝ pm；Mg 原子之间最短距离为体对角线的 1/4，由于边长是 a pm，则体对角线是 ，则 y＝ ；根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子的个数是 8×1/8+6×1/2+4＝8，则 Cu 原子个数 16，晶胞的质量是 。由于边长是 a pm， 则 MgCu2 的密度是 g·cm−3。 2.（2019·江苏·21A）Cu2O 广泛应用于太阳能电池领域。以 CuSO4、NaOH 和抗坏血酸为原 料，可制备 Cu₂O。 （1）Cu2+基态核外电子排布式为_______________________。 （2） 的空间构型为_____________（用文字描述）；Cu2+与 OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−， [Cu(OH)4]2−中的配位原子为__________（填元素符号）。 （3）抗坏血酸的分子结构如图 1 所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为__________；推测 抗坏血酸在水中的溶解性：____________（填“难溶于水”或“易溶于水”）。 （4）一个 Cu2O 晶胞（见图 2）中，Cu 原子的数目为__________。 【答案】（1）[Ar]3d9 或 1s22s22p63s23p63d9（2）正四面体 O （3）sp3、sp2 易溶于水 （4）4 【解析】（1）Cu 位于第四周期 IB 族，其价电子排布式为 3d104s1，因此 Cu2＋基态核外电子 排布式为[Ar]3d9 或 1s22s22p63s23p63d9； （2）SO42－中 S 形成 4 个 σ 键，孤电子对数为(6＋2－4×2)/2=0，因此 SO42－空间构型为正 四面体形；[Cu(OH)4]2－中 Cu2＋提供空轨道，OH－提供孤电子对，OH－只有 O 有孤电子对，因 此[Cu(OH)4]2－中的配位原子为 O； （3）根据抗坏血酸的分子结构，该结构中有两种碳原子，全形成单键的碳原子和双键的碳 原子，全形成单键的碳原子为 sp3 杂化，双键的碳原子为 sp2 杂化；根据抗环血酸分子结构， 分子中含有 4 个－OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水； （4）考查晶胞的计算，白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为 8×1/8+1=2，黑球全部 位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为 4，化学式为 Cu2O，因此白球为 O 原子，黑球为 Cu 原 子，即 Cu 原子的数目为 4； 【点睛】有关物质结构与性质的考查，相对比较简单，考查点也是基本知识，这就要求考生 2apm 2 4 a 3apm 3 4 a 2 4SO − 3 在《物质结构与性质》的学习中夯实基础知识，同时能够达到对知识灵活运用，如考查抗坏 血酸分子溶解性，可以从乙醇极易溶于水的原因分析。 3.（2017·全国 I·35）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．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5 （2）基态 K 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___________。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）KIO 3 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__________。 （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。 【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）0.315 12 （5）体心 棱心 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）根据晶胞结构， K 与 O 间的最短距离是面对角线的一半，即为 nm＝0.315nm，根据晶胞的结构， 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。 4. （ 2017 · 全 国 II · 35 ） 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 + 3I + 3I + 3I 2 0.4462 × 4 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。 ①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 ②R 中阴离子 中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号 表示，其中 m 代 表参与形成大π键的原子数，n 代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示 为 ），则 中的大π键应表示为____________。 ③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为( )N−H…Cl、____________、____________。 （ 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 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）①ABD C ②5 ③(H3O+)O-H…N( ) ( )N-H…N( ) （4） 5N− n m Π 6 6 Π 5N− + 4NH 6 5∏ 5N− + 4NH 5N− 33 21A602 ( 10 )a dNa d M M −×或 5 5.（2016·全国 III·35）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 Ga______As，第一电离能 Ga______As。（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 77.9℃，其原因是__________。 （5）GaAs 的熔点为 1238℃，密度为ρg·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 MGa g · mol-1 和 MAs g·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_______。 【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；（5）原子晶体；共价键 30 3 3 A4 10 ( ) 100%3( ) Ga As Ga As N r r M M π ρ−× + ×+ 6 （5）GaAs 的熔点为 1238℃，密度为ρg·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 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 rGa pm 和 r As 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 ×100%＝ 。 6.（2016·四川·8）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 ① ，X 和 Y 中电负性较大的是 ② （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）①1s22s22p63s1 或[Ne]3s1②Cl （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）K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O Ga As A 4 ( )M MN ρ × + 3 3 30 Ga As Ga As A 44 π( ) 103 4 ( ) r r M MN ρ −× + × × + 30 3 3 A Ga As Ga As 4π 10 ( ) 100%3( ) N r r M M ρ−× + ×+ 7 【解析】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 3d54s1，Z 是 Cr 元素，据此作答。 （4）根据晶胞结构可以算出白球的个数为 8×1 8+6×1 2=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+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O ， 答案为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4===K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2↑+7H2O 。 7.（2016·上海·四）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”）。HClO 的电子式 为_____。 【答案】（5）3p；H＜O＜N＜C＜Na （6）极性； 8.（2015·安徽·25）C、N、O、Al、Si、Cu 是常见的六种元素。 （1）Si 位于元素周期表第____周期第_____族。 （2）N 的基态原子核外电子排布式为_____；Cu 的基态原子最外层有___个电子。 （3）用“>”或“<”填空： 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4 H:O:Cl:    8 【答案】（1）三 IVA ，（2）1s22s22p3，1 个（3）>，<，>，< 【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。 9．（2015·上海·26）白云石的主要成份是 CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云 石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物， 再经过碳化实现 Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2+ Mg(OH)2+ 3CO2⇌CaCO3+ Mg(HCO3)2+ H2O。完成下列填空[科网 ZXXK] （4）Mg 原子核外电子排布式为；Ca 原子最外层电子的能量 Mg 原子最外层电子的能量（选 填“低于”、“高于”或“等于”）。 【答案】（4）1s22s22p63s2；高于。 【解析】（4）Mg 是 12 号元素，原子核外电子排布式为 1s22s22p63s2；Ca 与 Mg 是同一主族 的元素，原子最外层电子数相同，但是由于 Ca 的原子半径比 Mg 大，最外层电子离原子核较 远，克服核对其吸引力强，容易失去，变为 Ca2+。所以 Ca 原子最外层电子的能量高于 Mg 原 子最外层电子的能量。 10．（2014·全国 II·37）周期表前四周期的元素 a、b、c、d、c，原子序数依此增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b 的价电子层中的末成对电子有 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）a、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___________。（填化学方式） （4）e 和 e 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 1:1 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__________；该化合物中加 热时首先失去的组分是_________，判断理由是_________。 9 【答案】（1）N （2）sp3 H2O2 N2H4 （3）HNO2 HNO3 H2SO3（4）+1 （5）H2SO4 共价键和配位键 H2O H2O 与 Cu2+的配位键比 NH3 与 Cu2+的弱 【解析】题目所给的信息“周期表前四周期的元素 a、b、c、d、c，原子序数依此增大”。 a 的 核外电子总数与其周期数相同，说明 a 是 H 元素；b 的价电子层中的末成对电子有 3 个， 则 b 是 N 元素；c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍，则 c 是 O 元素；d 与 c 同族，则 d 是 S 元素；e 的最外层只有 1 个电子，但次外层有 18 个电子，则 e 是 Cu 元素。 （1）根据同周期元素随着核电荷数的增大，第一电离能呈现逐渐增大的趋势。但当元素的 原子轨道呈全满、全空、半充满状态时，较稳定，同主族元素随着核电荷数的增大，第一电 离能逐渐减小。N 原子 2p 轨道为半充满状态，较稳定，所以 N、S、O 三种元素第一电离能 较大的是 N 元素；e 是 Cu 元素，Cu 原子核外有 29 个电子，其 3d、4s 电子为其外围电子， 所以其外围 电子排布式为 3d104s1，所以 Cu 的价层电子轨道示意图为 ； （2）由上述可知，a 是 H 元素，和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形的 分子式 NH3，从分子构型来看。氨分子形成不等性 SP3 杂化，连接三个 H 则分子呈三角锥形， 并有一个孤立 sp3 轨道的电子；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 H2O2、N2H4、C2H6 等； （3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的阶层电子对数为 3 的酸是 HNO2 、HNO3； 酸根呈三角锥结构的酸是 H2SO3； （4）c 是 O 元素，e 是 Cu 元素，根据 O 和 Cu 元素形成的晶胞结构来看，1 个晶胞中 O 元素 微粒的个数是 8× +1=2，Cu 元素的微粒的个数是 4，所以二者的个数比是 1:2，则该离子 化合物的化学式是 Cu2O，则 Cu 元素所带的电荷数是+1； （5）根据题目中的信息可知，5 种元素（H、N、O、S、Cu）形成的一种 1:1 型的离子化合 物中，阴离子呈四面体结构，可知该阴离子是 SO42—，阳离子呈轴向狭长的八面体结构，结 合图 2，可知该化合物的额化学式是[Cu(NH3)4(H2O)2] SO4，阳离子是[Cu(NH3)4(H2O)2]2+，则 阳离子中含有共价键和配位键。 11．（2014·四川·8）X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY 2 是红棕色 气体；X 与氢元素可形成 XH3；Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等；R2+离子的 3d 轨道中有 9 个电子。请回答下列问题： （1）Y 基态原子的电子排布式是① ；Z 所在周期中第一电离能最大的元素是②。 （2）XY 离子的立体构型是① ；R2+的水合离子中，提供孤电子对的原子是②。 （3）将 R 单质的粉末加入 XH3 的浓溶液中，通入 Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的 1 8 10 离子方程式是。 【答案】（1）①1s22s22 p4 ②Cl（2）①V 形 ②O（3）2：1 （4）2Cu+8NH3·H2O+O2 2[Cu(NH3)4]2++4OH－+6H2O 【解析】（1）经分析可知，X 为 N，Y 为 O,Z 为 Mg，R 为 Cu；O 基态原子的电子排布式是 1s22s22p4，第三周期中第一电离能最大的元素是 Cl； （2）NO2-离子的立体构型是 V 形,Cu2+的水合离子中提供孤电子对的原子是 O； （3）反应的离子方程式为 2Cu+8NH3·H2 O+O2 2[Cu(NH3)4]2++4OH－+6H2O。 12．（2014·安徽·26）Na、Cu、O、Si、S、Cl 是常见的六种元素。 （1）Na 位于元素周期表第周期第族；S 的基态原子核外有个未成对电子；Si 的基态原子核 外电子排布式为 。 （2）用“>”或“<”填空： 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 SiS O2-Na+ NaClSi H2SO4HClO4 （3）CuCl(s)与 O2 反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25℃、101KPa 下，已知该反应每 消耗 1 mol CuCl(s)，放出 44.4KJ，该反应的热化学方程式是。 （4）ClO2 常用于水的净化，工业上可用 Cl2 氧化 NaClO2 溶液制取。写出该反应的离子方程 式，并标出电子转移的方向和数目。 【答案】（1）三、IA 2 1s2s22p63s23p2（2）<><< （3）4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol（合理答案均给分） （4） （合理答案均给分） 【解析】（1）Na（ ）元素位于元素周期表第三周期周期第 IA 族；Si 原子核外 电子数为 14，核外电子基态排布式为 1s22s22p63s23p2。 （2）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以第一电离能：S>Si；核 外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2->Na+；一般来说， 原子晶体（Si）的熔点高于离子晶体（NaCl）的熔点，故熔点：Si> NaCl；元素的非金属性 越强，元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，因为非金属性 Cl>S，所以酸性：HClO4> H2SO4； （ 3 ） 根 据 热 化 学 方 程 式 的 书 写 方 法 ， 可 以 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol； （4）在此氧化还原反应中（Cl2+2ClO2—=2 ClO2+ 2Cl—），氧化剂是 Cl2，还原剂是 ClO2—， 转移的电子数为 2e—，所以用单线桥表示为 。 13.（2013·山东·32）卤素元素包括 F、Cl、Br 等。 （1）下列曲线表示卤素元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是____________。 − − 11 （2）利用“卤化硼法”课合成含 B 和 N 两种元素的功能陶瓷，右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 XYm 通过 B 原子与 X 原子间的配位健结合形成配合物，则该配合物中提供孤 对电子的原子是________。 【答案】（1）a （2）2；BN （3）sp2；sp3 （4）X 【解析】（1）非金属性越强，电负性越大。同主族自上而下非金属性逐渐减弱，电负性逐 渐降低，a 正确；F 是最强的非金属，没有正价，b 错误；HF 分子间存在氢键沸点大于 HBr 的，c 错误；卤素单质自上而下单质的熔点逐渐升高，d 错误，答案选 a。 （2）B 原子半径大于 N 原子半径，所以白球是 B 原子，黑球是 N 原子。其中 B 原子的个数 是 ，N 原子个数是 ，所以该物质的化学式是 BN。 （3）根据价层电子对互斥理论可知，BCl3 和 NCl3 中心原子含有的孤对电子对数分别是（3 －3×1）÷2＝0、（5－3×1）÷2＝1，所以前者是平面三角形，B 原子是 sp2 杂化。后者 是三角锥形，N 原子是 sp3 杂化。 （4）在 BCl3 分子中 B 原子最外层的 3 个电子全部处于成键，所以在该配合物中提供孤对电 子的应该是 X 原子，B 原子提供空轨道。 14.（2012·四川·8）X、Y、Z、R 为前四周期元素且原子序数依次增大。X 的单质与氢气 可化合生成气体 G，其水溶液 pH＞7；Y 的单质是一种黄色晶体；R 基态原子 3d 轨道的电子 数是 4s 轨道电子数的 3 倍。Y、Z 分别与钠元素可形成化合物 Q 和 J,J 的水溶液与 AgNO3 溶 液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 I；Z 与氢元素形成的化合物与 G 反应生成 M。 请回答下列问题： （1）M 固体的晶体类型是。 （2）Y 基态原子的核外电子排布式是①；G 分子中 X 原子的杂化轨道类型是②。 （3）L 的悬浊液中加入 Q 的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是。 （4）R 的一种含氧酸根 RO42-具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色， 28 181 =×+ 24 141 =×+ 12 并有无色气体产生，该反应的离子方程式是。 【 答 案 】 （ 1 ） 离 子 晶 体 ； （ 2 ） 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ， sp3 杂 化 ； （ 3 ） Ksp(AgCl)600（分解） −10.0 45.0 337.0 回答下列问题： （1）基态 Fe 原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为__________，基态 S 原子电子占 据最高能级的电子云轮廓图为_________形。 （2）根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同 于其他分子的是_________。 （3）图（a）为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 ________。 （4）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_____形，其中共价键的类型有 1 1, ,02 2 10,0, 2 1 2 × 1 4 × 1 2 × 1 8 × 1 2 × 1 8 × 1 2 × × ρ 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 14 ______种；固体三氧化硫中存在如图（b）所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类 型为________。 （5）FeS2 晶体的晶胞如图（c）所示。晶胞边长为 a nm、FeS2 相对式量为 M，阿伏加德罗常 数的值为 NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中 Fe2+位于 所形成 的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。 【答案】（1） 哑铃（纺锤） （2）H2S （3）S8 相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 （4）2 sp3 （5） 【解析】（1）基态 Fe 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电 子排布图（轨道表达式）为 ；基态 S 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是 3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤）形。学%科网 （2）根据价层电子对互斥理论可知 H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数分 别是 ，因此不同其他分子的是 H2S。 （3）S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S8 相对分子质量大，分子间范德华力强， 所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多； 17.（2015·全国 III·35）锌在工业中有重要 作用，也是人体必需的微量元素。回答下列 问题： （1）Zn 原子核外电子排布式为________________。 （2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 Zn 和 Cu 组成。第一电离能Ⅰ1（Zn）_______ Ⅰ1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。 （3）ZnF2 具有较高的熔点（872 ℃)， 其化学键类型是_________；ZnF2 不溶于有机溶剂而 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是________________。 （4）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表 15 面创伤。ZnCO3 中，阴离子空间构型为__________，C 原子的杂化形式为____。 （5）金属 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_______________。六棱 柱 底 边 边 长 为 a cm ， 高 为 c cm ， 阿 伏 加 德 罗 常 数 的 值 为 NA ， Zn 的 密 度 为 ________________g·cm－3（列出计算式）。 【答案】 （1）[Ar]3d 104s2 （2）大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 离子键 （3）ZnF2 为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 的化学键以共价键为主、极性较小 （4）平面三角形 sp2 （5）六方最密堆积（A3 型） 【解析】 （4）碳酸锌中的阴离子为 CO32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子 C 的价电子对为 3+(4－3×2＋2)/2=3 对，所以空间构型为正三角形，中心 C 为 sp2 杂化。 （5）由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。 六棱柱顶点的原子是 6 个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子 为 12× +2× +3=6 个，所以该结构的质量为 6×65/NA g。该六棱柱的底面为正六边形， 边长为 acm，底面的面积为 6 个边长为 acm 的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算 公式，该底面的面积为 6× cm2，高为 c cm，所以体积为 6× cm3。所以密度 为： g·cm-3。 16 18.（2018·江苏·21 A）臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的 SO2、NOx 分别氧化 为 和 ，NOx 也可在其他条件下被还原为 N2。 （1） 中心原子轨道的杂化类型为___________； 的空间构型为_____________ （用文字描述）。 （2）Fe2+基态核外电子排布式为__________________。 （3）与 O3 分子互为等电子体的一种阴离子为_____________（填化学式）。 （4）N2 分子中σ键与π键的数目比 n（σ）∶n（π）=________ __________。 （5）[Fe(H2O)6]2+与 NO 反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请 在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 【答案】（1）sp3 平面（正）三角形（2）[Ar]3d6 或 1s22s22p63s23p63d6（3）NO2−（4）1∶ 2 （5） 【解析】 （5）根据化学式，缺少的配体是 NO 和 H2O，NO 中 N 为配位原子，H2O 中 O 上有孤电子对，O 17 为配位原子，答案为： 。 19.（2017·全国 III·35）研究发现，在 CO2 低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中， Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列 问题： （1）Co 基态原子核外电子排布式为_____________。元素 Mn 与 O 中，第一电离能较大的是 _________，基态原子核外未成对电子数较多的是__________。 （2）CO2 和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为__________和__________。 （3）在 CO2 低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_________，原 因是_______________。 （4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2 中的化学键除了σ键外，还存在___ _。 （5） MgO 具有 NaCl 型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射 实验测得 MgO 的晶胞参数为 a=0.420 nm，则 r(O2-)为______nm。MnO 也属于 NaCl 型结构， 晶胞参数为 a' =0.448 nm，则 r(Mn2+)为________nm。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2 或[Ar]3d74s2 O Mn （2）sp sp3 （3）H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O 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π键（或 键） （5）0.148 0.076 （ 3 ） 在 CO2 低 压 合 成 甲 醇 反 应 所 涉 及 的 4 种 物 质 中 ， 沸 点 从 高 到 低 的 顺 序 为 H2O>CH3OH>CO2>H2，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。 18 （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σ键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在π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－)= 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-2×0.148 nm)/2=0.076nm。 20．（2017·江苏·21A）铁氮化合物(Fe xNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 （1）Fe3+基态核外电子排布式为____________________。 （2）丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮 分子中含有σ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 FexNy 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−n) CunNy。FexNy 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___________。 【答案】（1）[Ar]3d5 或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2 和 sp3 9 mol （3）HINi 的原因是______。 （4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 ①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。k.Com] ②若合金的密度为 dg/cm3，晶胞参数 a=________nm。 【答案】（ 1）1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar] 3d84s2 2 （2）①正四面体 ②配位键 N ③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）①3:1 ② 【解析】（1）镍是 28 号元素，位于第四周期，第Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原 子的电子排布式为 1s22s2 2p63s23p63d84s2，3d 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。 1 4 1 4 1 4 3 10 3 23 10 3 A 8 73g/mol 8 73 g/cm(565.76pm 10 cm/pm) 6.02 10 (565.76 10 ) m V N ρ − − × ×= = =× × × × × 7 3 8 73 106.02 565.76 × ×× 1 3 7 23 251 106.02 10 d   × × ×  21 （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 3d10 电子，镍失去的是 4s1 电子，所以 ICu>INi。 （4）①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为 6×1/2=3，镍原子的个数为 8×1/8=1，则铜 和镍原子的数量比为 3：1。 ②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ρ=m÷V，则晶胞 参数 a= nm。 23.（2016·江苏·21A） [Zn(CN)4]2–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+基态核外电子排布式为____________________。 （2）1 mol HCHO 分子中含有σ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)4]2–中 Zn2+与 CN–的 C 原子形成配位键。不考虑空间 构型，[Zn(CN)4]2–的结 构可用示意图表示为_____________。 【答案】（1）1s22s22p62s23p63d10（或[Ar] 3d10） （2）3 （3）sp3 和 sp （4）NH2－ （5） 1 3 7 23 251 106.02 10 d   × × ×  22 （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)4]2–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)4]2–的结构可用示意图表示为 。 24.（2015·全国 I·35）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 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： ①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。 ②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 23 （3）σ键和π键 sp CO2、SCN- （4）分子 （5）①3 2 ②12 4 （3）CS2 分子中，C 与 S 原子形成双键，每个双键都是含有 1 个σ键和 1 个π键，分子空间 构型为直线型，则含有的共价键类型为σ键和π键；C 原子的最外层形成 2 个σ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； 25.（2015·全国 II·35）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 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）。 24 【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；2Cl2＋2Na2CO3＋H2O＝Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl （或 2Cl2＋2Na2CO3＝Cl2O＋CO2＋2NaCl） （5）Na2O；8； （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。[来 网] （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＝ ，Na 全部在晶胞中，共计是 8 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 ＝ 。 26.（2015·福建·31）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 CO2 3 12337 /g27.2mol1002.6)cm10566.0( /g624 cmmol ＝—— ××× × 42 168 18 ＝＋ ×× 3 12337 /g27.2mol1002.6)cm10566.0( /g624m cmmol V ＝＝ —— ××× × 25 d．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. ①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。 ②Ni 能与 CO 形成正四面体形的配合物 Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4 中含有_______molσ键。 （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”。 ①“可燃冰”中分子间存在的 2 种作用力是________。 ②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）①1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar] 3d84s2； VIII；②8。 （4）①氢键、范德华力；②CO2 的分子直径小于笼状空腔直径，且与 H2O 的结合力大于 CH4。 正 确 。 故 答 案 选 a 、 d ； （ 3 ） ① 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。②Ni 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σ键，在每个配位体 与中心原子之间形成一个σ键，所以 1mol Ni(CO)4 中含有 8molσ键。（4）①“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。②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。 26 27.（2015·四川·8）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 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）HNO3；HF；Si＞Mg＞Cl2 （4）P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4 28.（2015·山东·33）氟在自然界中常以 CaF2 的形式存在。 （ 1）下列关于 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 CaCl2 c．阴阳离子比为 2：1 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=－313kJ·mol－1，F－F 键的键能为 159kJ·mol－1，Cl－Cl 键的键能 为 242kJ·mol－1，则 ClF3 中 Cl－F 键的平均键能为______kJ·mol－1。ClF3 的熔、沸点比 BrF3 的________(填“高”或“低”)。 【答案】（1）bd（2）Al3++3CaF2= 3Ca2++AlF63-（3）角形或 V 形；sp3。（4）172；低。 27 （3）OF2 分子中 O 与 2 个 F 原子形成 2 个σ键，O 原子还有 2 对孤对电子，所以 O 原子的杂 化方式为 sp3，空间构型为角形或 V 形。 （4）根据焓变的含义可得：242kJ·mol－1+3×159kJ·mol－1—6×ECl—F =－313kJ·mol－1， 解得 Cl－F 键的平均键能 ECl—F =172 kJ·mol－1；组成和结构相似的分子晶体，相对分子质 量越大，范德华力越大，所以 ClF3 的熔、沸点比 BrF3 的低。 29.（2015·江苏·21A）下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr 2O72－＋3CH3CH2OH＋ 16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH （1）Cr3＋基态核外电子排布式为_________；配合物[Cr(H2O)6]3＋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______________；1molCH3COOH 分子中含有δ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 CH3CH3OH 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[Ar]2d3，O；（2）sp3、sp2，7mol 或 7NA；（3）H2F＋， H2O 与 CH3CH2OH 之间可以形成氢键。 30.（2015·海南·19）I.下列物质的结构或性质与氢键无关的是（ ） A．乙醚的沸点 B．乙醇在水中的溶解度 C．氢化镁的晶格能 D．DNA 的双螺旋结构 Ⅱ.钒（23V）是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。 回答下列问题： （1）钒在元素周期表中的位置为，其价层电子排布图为。 （2） 钒的某种氧化物的晶胞结构如图 1 所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别 为、 。 28 （3）V2O5 常用作 SO2 转化为 SO3 的催化剂。SO2 分子中 S 原子价层电子对数是对，分子的立 体构型为；SO3 气态为单分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为；SO3 的三聚体环状结构如 图 2 所示，该结构中 S 原子的杂化轨道类型为；该结构中 S—O 键长由两类，一类键长约 140pm，另一类键长约为 160pm，较短的键为(填图 2 中字母)，该分子中含有个σ键。 （4）V2O5 溶解在 NaOH 溶液中，可得到钒酸钠（Na3VO4），该盐阴离子的立体构型为；也可 以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图 3 所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为。 【答案】Ⅰ.AC。 Ⅱ.（1）第 4 周期ⅤB 族，电子排布图略。 （2）4，2。 （3）2，V 形；sp2 杂化； sp3 杂化； a，12。 （4）正四面体形；NaVO3。 （3）SO2 分子中 S 原子价电子排布式为 3s23p4，价层电子对数是 2 对，分子的立体构型为 V 形；根据杂化轨道理论判断气态 SO3 单分子中 S 原子的杂化轨道类型为 sp2 杂化；由 SO3 的 三聚体环状结构判断，该结构中 S 原子形成 4 个键，硫原子的杂化轨道类型为 sp3 杂化；该 结构中 S—O 键长两类，一类如图中 a 所示，含有双键的成分键能较大，键长较短，另一类 为配位键，为单键，键能较小，键长较长；由题给结构分析该分子中含有 12 个σ键。 （4）根据价层电子对互斥理论判断钒酸钠（Na3VO4）中阴离子的立体构型为正四面体形； 也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图 3 所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为 NaVO3。 31．（2014·海南·19-I）对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)，下列叙述正确的是 A．SiX4 难水解 B．SiX4 是共价化合物 C．NaX 易水解 D．NaX 的熔点一般高于 SiX4 【答案】BD 【解析】A、硅的卤化物（SiX4）的水解比较强烈，如 SiCl4+3H2O＝H2SiO3↓+4HCl、 SiF4+3H2O＝H2SiO3↓+4HF，A 错误；B、硅的卤化物(SiX4)全部由非金属元素构成，属于共价 化合物，B 正确；C、钠的卤化物(NaX)属于强酸强碱盐，不发生水解，C 错误；D、钠的卤化 物(NaX)是由离子键构成的，属于离子晶体，SiX4 属于分子晶体，所以 NaX 的熔点一般高于 SiX4，D 正确。 32．（2014·山东·33）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） 29 图甲 石墨烯结构 图乙 氧化石墨烯结构 （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到 H2O 中，则氧化石墨烯可与 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 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 ______。 图丙 【答案】（1） 3 （2）sp3；＜ （3）O、H （4）12；M3C60 【解析】（1）由图可知，甲中，1 号 C 与相邻 C 形成 3 个 C-C 键，形成 σ 键的个数为 3， 故答案为：3； （2）图乙中，1 号 C 形成 3 个 C-C 及 1 个 C-O 键，C 原子以 sp3 杂化，为四面体构型，而石 墨烯中的 C 原子杂化方式均为 sp2，为平面结构，则图乙中 C 与相邻 C 形成的键角＜图甲中 1 号 C 与相邻 C 形成的键角，故答案为：sp3；＜；、 （3）水中的 O 电负性较强，吸引电子能力的强，易与氧化石墨烯中的 O-H 上的 H 形成氢键， 氧化石墨烯中 O 与水中的 H 形成氢键，故答案为：O、H； （4）M 原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有 12 个 M，内部有 9 个 M，其个数为 12× +8=12，C60 分子位于顶点和面心，C60 分子的个数为 8× +6× =4，M 原子和 C60 分子的个 数比为 3：1，则该材料的化学式为 M3C60，故答案为：12；M3C60。 33．（2014·福建·31）氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定 相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐 磨性。它们的晶体结构如右图所示。 σ 1 4 1 8 1 2 30 （1）基态硼原子的电子排布式为。 （2）关于这两种晶体的说法，正确的是(填序号)。 a．立方相氮化硼含有 σ 键和 π 键，所以硬度大 b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地 软 c．两种晶体中的 B－N 键均为共价键 d．两种晶体均为分子晶体 （3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为，其结构与石墨相 似却不导电，原因是。 （4）立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为。该晶体的天然矿物在青藏高原在下 约 300Km 的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方 相氮化硼需要的条件应是。 （5）NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mo NH4BF4 含有 mol 配位键。 【答案】（1）1s22s22p1（2）b、c （3）平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 （4）sp3 高温、高压（5）2 【解析】（1）基态硼原子的电子排布式为 1s22s22p1； （2）立方相氮化硼是 sp3 杂化，a 错误；六方相氮化硼是层状结构，层间作用力小，质地 软，b 正确；两种晶体均为共价键，c 正确；立方相氮化硼为原子晶体，d 错误。 （3）六方相氮化硼层内一个硼原子与相邻 N 原子空间构成平面三角形，结构与石墨相似， 但 B 原子最外层只有 3 个电子，没有自由移动的电子，故不能导电。 （4）立方相氮化硼是 sp3 杂化，根据天热矿物在青藏高原 300km 的古地壳中发现，可以推 出反应条件为高温高压。 （5）铵根中含有 1mol 配位键，BF4-含有 1mol 配位键，共 2mol。 34．（2014·海南·19-11）碳元素的单质有多种形式，下图依次是 C60、石墨和金刚石的结 构图： 回答下列问题： （1）金刚石、石墨、C60.碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为_____________。 （2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为____、____。 31 （3）C60 属于____晶体，石墨属于____晶体。 （4）石墨晶体中，层内 C-C 键的键长为 142 pm，而金刚石中 C-C 键的键长为 154 pm。其原 因是金刚石中只存在 C-C 间的____共价键，而石墨层内的 C-C 间不仅存在____共价键，还有 ____键。 （5）金刚石晶胞含有____个碳原子。若碳原子半径为 r，金刚石晶胞的边长为 a，根据硬球 接触模型，则 r= ______a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率____（不要求计算结 果）。 【答案】（1）同素异形体（2）sp3 sp2 （3）分子 混合 （4） （或大 或 p-p ） （5）8 【解析】（1）金刚石、石墨、C60.碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同， 结构不同、性质不同，互称为同素异形体； （2）金刚石中碳原子与四个碳原子形成 4 个共价单键（即 C 原子采取 sp3 杂化方式），构 成正四面体，石墨中的碳原子用 sp2 杂化轨道与相邻 的三个碳原子以 σ 键结合，形成正六 角形的平面层状结构； （3）C60 中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；石墨的层内原子间以共价键加合，层与层 之间以分子间作用力结合，所以石墨属于混合晶体； （4）在金刚石中只存在 C-C 之间的 键；石墨层内的 C-C 之间不仅存在 键，还存在 键； （5）由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有 4 个 C 原子，面心上有 6 个 C 原子，顶点有 8 个 C 原子，所以金刚石晶胞中 C 原子数目为 4+6× +8× =8；若 C 原子半径为 r，金刚石 的边长为 a，根据硬球接触模型，则正方体对角线长度的 就是 C-C 键的键长，即 ， 所以 ，碳原子在晶胞中的空间占有率 = 。 35．（2014·上海·四）合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合 铜（Ⅰ）、氨水]吸收在生产过程中产生的 CO 和 CO2 等气体。铜液吸收 CO 的反应是放热反 应，其反应方程式为：Cu(NH3)2Ac +CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac 完成下列填空： 23．如果要提高上述反应的反应速率，可以采取的措施是______________。（选填编号） a．减压 b．增加 NH3 的浓度 c．升温 d．及时移走产物 24．铜液中的氨可吸收二氧化碳，写出该反应的化学方程式。___________________。 25．简述吸收 CO 及铜液再生的操作步骤（注明吸收和再生的条件）_______________。 26．铜液的组成元素中，短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为__________。其中氮元 素原子最外层电子排布的轨道表示式是__________。通过比较________可判断氮、磷两种元 素的非金属性强弱。 27．已知 CS2 与 CO2 分子结构相似，CS2 的电子式是______。CS 2 熔点高于 CO2，其原因是 _____。 【答案】23．Bc24．2NH3+CO2+H2O→(NH4)2CO3 (NH4)2CO3+ CO2+H2O→2 NH4HCO3 25．①低温加压下吸收 CO；②然后将铜洗液转移至另一容器中；③高温低压下释放 CO，然 后将铜洗液循环利用 σ σ π π π 3 8 3 3 48 33 16 r a π π× = σ σ π 1 2 1 8 1 4 3 24 a r= 3 8r a= 3 3 3 3 4 4 38 8 ( )3 3 8r a a a π π ω × × × = = 3 16 π 32 26．C>N>O>H； ；NH3 和 PH3 的稳定性 27． CS2 和 CO2 都是分子晶体，CS2 相对分子质量大，分子间作用力大。 【解析】23．a．减压，导致反应物的浓度降低，反应速率减慢；b．增加 NH3 的浓度，增大 了反应物的浓度，反应速率加快；c．升温，化学反应速率加快； d．及时移走产物，降低 了生成物的浓度，反应速率减慢。 24 ． 铜 液 中 的 氨 水 （ 碱 性 ） 能 与 CO2 发 生 反 应 ， 当 CO2 适 量 时 发 生 的 反 应 为 2NH3+CO2+H2O→(NH4)2CO3，当 CO2 过量时发生的反应为 (NH4)2CO3+ CO2+H2O→2 NH4HCO3； 25．由化学方程式“Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac ”以及“铜液吸收 CO 的 反应是放热反应”可知，该反应是体积减小的放热反应，因此吸收 CO 最适宜的条件是低温 高压，即①低温加压下吸收 CO；②然后将铜洗液转移至另一容器中；③高温低压下释放 CO， 然后将铜洗液循环利用。 26．铜液的组成元素中属于短周期元素有 C、H、O、N，根据原子半径变化规律可知，原子 半径 C>N>O>H；氮元素原子最外层有 5 个电子，根据核外电子排布的规律可知最外层排布的 轨道式是 ；比较元素的非金属性强弱，我们可以通过比较元素气态 氢化物低温稳定性或者元素最高价氧化物的水化物的酸性进行判断。 27．根据题目中的信息“CS2 与 CO2 分子结构相似”，根据 CO2 的 电子式（ ） 可以写出 CS2 的电子式（ ）；因为“CS2 与 CO2 分子结构相似”，对于组成和结 构相似的物质，相对分子质量越大（分子间作用力就越强），熔沸点就越高，所以 CS2 的熔 沸点高于 CO2。 36．（2013·全国 I·37）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_______，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 NH4CI 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: 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。 33 (6)在硅酸盐中，SiO44－四面体(如下图(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）M；9；4 （2）二氧化硅； （3）共价键；3 （4）Mg2Si＋4NH4Cl=SiH4＋4NH3＋2MgCl2 （5）①硅烷中的 Si－Si 键和 Si－H 键的键能小于烷烃分子中 C－C 键和 C－H 键的键能，稳 定性差，以断裂，导致长链硅烷难以形成，所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。 ②由于键能越大，物质越稳定，C－H 键的键能大于 C－O 键的键能，故 C－H 键比 C－O 键稳 定；而 Si－H 键的键能却远小于 Si－O 键的键能，所以 Si－H 键不稳定，而倾向于形成稳定 性更强的 Si－O 键，即更易生成氧化物。 （6）sp3；1:3；[SiO3]n 2n－（或 SiO32－） 【解析】（1）硅是 14 号元素，根据构造原理可知，基态电子排布式为 1s22s22p63s23p2， 所以能量最高的为 M 能层，该能层有 s、p、d 能级，共计有 1＋3＋5＝9 个原子轨道。其中 最外层电子数是 4 个。 （2）硅由于性质活泼，在自然界中物单质存在，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于地 壳中。 （3）硅和金刚石的结构类似，属于原子晶体，硅原子间以共价键结合。在金刚石晶胞中每 个面心具有一个碳原子，晶体硅和金刚石类似，则面心位置贡献的原子为 个。 （4）根据原子守恒可知，生成物还有氯化镁和氨气，则反应的化学方程式是 Mg2Si＋ 4NH4Cl=SiH4＋4NH3＋2MgCl2。 （5）①烷烃分子中 C－C 键和 C－H 键的键能大于硅烷中的 Si－Si 键和 Si－H 键的键能，稳 定性强，所以硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。 ②由于键能越大，物质越稳定，C－H 键的键能大于 C－O 键的键能，故 C－H 键比 C－O 键稳 定；而 Si－H 键的键能却远小于 Si－O 键的键能，所以 Si－H 键不稳定，而倾向于形成稳定 性更强的 Si－O 键，即更易生成氧化物。 （6）在硅酸盐中，SiO44－形成四面体结构，所以中心原子 Si 原子采取 sp3 杂化。根据图 （b）结构可知，在无限长单链结构的多硅酸根，Si 与 O 的原子原子个数之比为 1:3，化学 式为 SiO32－。 37．（2013·海南·19-I）下列化合物中，含有非极性共价键的离子化合物是 A．CaC2 B．N2H4 C．Na2S2 D．NH4NO3 【答案】AC 38．（2013·海南·19-II）图 A 所示的转化关系中（具体反应条件略），a、b、c 和 d 分 别为四种短周期元素的常见单质，其余均为它们的化合物，i 的溶液为常见的酸，a 的一种 同素异形体的晶胞如图 B 所示。 32 16 =× 34 回答下列问题： （1）图 B 对应的物质名称是，其晶胞中的原子数为，晶体类型为。 （2）d 中元素的原子核外电子排布式为 。 （3）图 A 中由二种元素组成的物质中，沸点最高的是，原因是，该物质的分子构型为，中 心原子的杂化轨道类型为。 （4）图 A 中的双原子分子中，极性最大的分子是。 （5）k 的分子式为，中心原子的杂化轨道类型为，属于分子（填“极性”或“非极性”）。 【答案】（1）金刚石 8 原子晶体 （2）1s22s22p63s23p5 （3）H2O 分子间形成氢键 V 形（或角形） sp3 （4）HCl （5）COCl2 sp2 极性 【解析】（1）每个原子周围有 4 个键，判断为金刚石。 （2）a 为 C，则 b 为 H2、c 为 O2，因 i 是常见的酸，只由 b、d 形成可判断为盐酸，则 d 为 Cl2。 （3）除 a、b、c、d 外，f 为 CO，g 为 CO2，i 为 HCl，而 k 与水反应生成 CO2 与盐酸，该反 应没在教材中出现过，且由 f、d 反应得到，应含 C、O、Cl 三种元素，只能判断为 COCl2 （在历届高考中有出现过）。所有两元素形成的物质中，只有水是液态，其它都是气体。 （4）所有双原子分子中，只有 H、Cl 电负性差值最大，因而极性最大。 （5）COCl2 中羰基的平面结构显示其为 sp2 杂化。 39．（2013·江苏·21A）元素 X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且 最外层电子数为 2。元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。元素 Z 的原子最外层电子数 是其内层的 3 倍。 (1)X 与 Y 所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。 ①在 1 个晶胞中，X 离子的数目为。 ②该化合物的化学式为。 (2)在 Y 的氢化物(H2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是。 (3)Z 的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于 H2Y，其原因是。 (4)Y 与 Z 可形成 YZ42－ ①YZ42－的空间构型为(用文字描述)。 ②写出一种与 YZ42－互为等电子体的分子的化学式：。 (5)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1mol 该配合物中含有 σ 键的数目为。 【答案】(1)①4 ②ZnS(2)sp3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键 (4)①正四面体 ②CCl4 或 SiCl4(5)16mol 或 16×6.02×1023 个 【解析】本题考查学生对原子核外电子排布、晶体结构与计算、原子轨道杂化类型、分子空 间构型、氢键、配合物等《选修三》中基础知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点 特出。元素 X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为 2， 显然是锌。元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子，即硫。元素 Z 的原子最外层电子数是 35 其内层的 3 倍，为氧。 (1)①在 1 个晶胞中，Zn 离子的数目为 8×1/8＋6×1/2=4。 ②S 离子的数目也为 4，化合物的化学式为 ZnS。 (4)①SO42－的空间构型根据 VSEPR 模型与杂化类型可知无孤对电子为正四面体。 ②SO42－互为等电子体的分子的化学式 CCl4 或 SiCl4 (5)锌的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol 该配合物中含有 σ 键的数目 既要考虑到配体中，还要考虑配体与中心原子之间的配位键，因此 1mol 该配合物中含有 σ 键的数目为 16mol 或 16×6.02×1023 个。 【备考提示】《选修三》的知识点是单一的、基础的，高考结构题的考点相对比较稳定，要 让学生抓住重点，明确考试的题型和考点，1－36 号元素在周期表中的位置、原子核外电子 排布(价电子排布式)、杂化方式、化学键类型、晶体结构、配合物、电负性和电离能大小比 较、等电子体、氢键等知识是高考的热点也是重点。狠抓基础知识，强化主干知识的巩固和 运用，这是我们高三复习的灵魂所在。 40．（2013·福建·31）（1）依据第 2 周期元素第一电离能的变化规律，参照右图 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： ①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 ②基态铜原子的核外电子排布式为________。 （3）BF3 与一定量水形成(H2O)2·BF3 晶体 Q，Q 在一定条件下可转化为 R： ①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 ②R 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=1.1 ×10-10；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】（1） （2）①a、b、d ②1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar]3d104s1 3 2 3 42 3 3CuNH F NF NH F+ + 36 （3）①a、d②三角锥型 sp3 （4）< 中形成分子内氢键，使其更难电离出 H＋ 【解析】本题考查物质结构与性质模块的内容。考查了电离能、电子排布式、空间构型、杂 化以及氢键等知识。 （1）同周期元素的第一电离能呈增大趋势，但是氮的 2p 轨道处于半满状态 2p3，使其结构 相对较为稳定，致使其第一电离能大于相邻的碳、氧元素。 （2）①NH3、F2、NF3 为分子晶体，铜为金属晶体，而 NH4F 是由 NH4+和 F−组成的为离子晶 体。 ②铜的原子序数为 29，处于ⅠB 族，故其电子排布式为：1s11s22s22p63s23p63d104s1。 （3）①在 Q 晶体中 H2O 是由共价键组成的分子、 除存在共价键外，B 最外层有 3 个电子，与 F 原子形成共价键，B 原子提供空轨道与 O 原子间形成配位键，除分子间作用力 外，H2O 的氧原子与 的氢原子键存在氢键。 ②H3O+中的氧原子是 sp3 杂化，形成的空间构型为三角锥形。阴离子的 B 原子形成四条单键， 无孤对电子对，故其杂化类型为 sp3。 （4）当 形成分子内氢键后，导致酚羟基的电离能力降低，故其第二电离能力比苯 酚小。 41．（2012·海南·19-I）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是 A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质 【答案】BD 【解析】锗是金属而碳是非金属元素，第一电离能要低于碳，故 A 错；C 和 Ge 都是第ⅣA 族 元素，四氯化锗与四氯化碳都是分子晶体，其分子构型相同，故 B 正确；锗是金属，金属的 氧化物不可能为气体化合物，故 C 错；锗和碳是同主族元素，晶体结构具有一定的相似性， 故 D 正确。 42．（2012·江苏·21A）一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化 氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。 (1)向一定物质的量浓度的 Cu(NO3)2 和 Mn(NO3)2 溶液中加入 Na2CO3 溶液，所得沉淀经高温 灼烧，可制得 CuMn2O4。 ①Mn2＋基态的电子排布式可表示为。②NO3－的空间构型(用文字描述)。 (2)在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化成 CO2，HCHO 被氧化成 CO2 和 H2O。 ①根据等电子原理，CO 分子的结构式为。 ②H2O 分子中 O 原子轨道的杂化类型为。 ③1molCO2 中含有的 σ 键数目为。 (3)向 CuSO4 溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－ 的结构可用示意图表示为。 【答案】(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)②平面三角形 COO OH 37 (2)①C≡O ②sp3 ③2×6.02×1023 个(或 2mol) (3) 【解析】本题科学研究铜锰氧化物作背景，考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间 构型、等电子体原理、[Cu(OH)4]2－结构等《选修三》基础知识的掌握和应用能力。本题基 础性较强，重点特出。 【备考提示】《选修三》的知识点是单一的、基础的，我们一定要确保学生不在这些题目上 失分。看来还是得狠抓重要知识点，狠抓基础知识，强化主干知识的巩固和运用，这也许是 我们高三复习的灵魂所在。 43．（2012·海南·19-II）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、 机械制造、国防等领域。回答下列问题： (1)铜原子基态电子排布式为； (2)用晶体的 x 射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞 为面心立方最密堆积，边长为 361pm。又知铜的密度为 9.00g·cm-3，则镉晶胞的体积是 cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为(列式计算，己知 Ar(Cu)=63.6)； (3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴 离子均为无限长链结构(如下图)，a 位置上 Cl 原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化合 物的化学式为 KCuCl3，另一种的化学式为； (4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反 应，其原因是，反应的化学方应程式为。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1 (2)4.7×10-23cm3 4.23×10-22g Ar(Cu)=63.6g/mol= 4.23 × 10 - 22g 4 ×NA ， 得 NA=6.01×1023mol-1。(3)sp3 K2CuCl3 (4)过氧化氢为氧化剂，氨与 Cu 形成配离子，两者相互促进使反应进行； Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH— 【解析】 (1)铜是 29 号元素，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1。 (2)铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞能分摊到 4 个 Cu 原子；1pm=10-10cm，故一个 晶 胞 的 体 积 为 (361×10-10cm)3=4.7×10-23cm3 ； 一 个 晶 胞 的 质 量 为 4.7×10-23cm3×9.00g·cm-3=4.23×10-22g ； 由 Ar(Cu)=63.6g/mol= 4.23 × 10 - 22g 4 ×NA，得 NA=6.01×1023mol-1。 (3) KCuCl3 中 Cu 元素的化合价为+2，则另一种无限长链结构中的 Cu 元素的化合价为+1， CuCl3 原子团的化合价为-2，故其化学式为 K2CuCl3。 (4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液 反应”，这是两种物质共同作用的结果：过氧化氢具有强氧化性，而氨水能与 Cu2+形成配 合物。 38 44．（2012·安徽·25）X、Y、Z、W 是元素周期表前四周期中常见的元素，其相关信息如 下表： 元素 相关信息 X X 的基态原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍 Y Y 的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn+2 A Z 存在质量数为 23，中字数为 12 的核素 W W 有多种化合价，其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红 褐色 （1 ）W 位于元素周期表第_____________ 周期第___________ 族，其基态原子最外层有 ________个电子。 （2）X 的电负性比 Y 的____________(填“大”或“小”);X 和 Y 的气态氢化物中，较稳定 的是______________（写化学式）。 （ 3 ） 写 出 Z2Y2 与 XY2 反 应 的 化 学 方 程 式 ， 并 标 出 电 子 转 移 的 方 向 和 数 目 ： ________________. （4）在Ｘ的原子和氢原子形成的多分子中，有些分子的核磁共振氢谱显示两种氢，写出其 中一种分子的名称：_____________。氢元素，X、Y 的原子也可共同形成多种分子和莫钟常 见无阴离子，写出其中一种分子与该无阴离子反应的离子方程式：________________。 【答案】⑴4 Ⅷ 2 ⑵小 H2O ⑶ ⑷丙烷（或丙炔或 2-甲基丙烯或 1,2,4,5-四甲基苯等） CH3COOH＋HCO－3===CH3COO－＋ H2O＋CO2↑ 【解析】本题为元素推断题，主要考查原子结构、元素周期表、元素周期律知识，同时考查 氧化还原反应及离子方程式的书写，旨在考查考生对物质组成、结构、性质的综合应用能力。 由题中信息可推知 X、Y、Z、W 分别为 C、O、Na、Fe 四种元素。⑴Fe 位于周期表第 4 周期 第Ⅷ族元素，其基态原子价电子排布式为 3d64s2，最外层有 2 个电子。⑵X(C)、Y(O)位于 同一周期，自左向右电负性增大，故 X 的电负小比 Y 的小，非金属性越强，气态氢化物越稳 定，故较稳定的为 H2O。⑶Na2O2 与 CO2 反应的化学方程式为 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2， 在标电子转移的方向和数目时，应注意 Na2O2 中氧元素化合价一部分升高，一部分降低。⑷本小 题为发散型试题，答案不唯一。烃分子中含有两种氢原子的烃较多，如丙烷（CH3CH2CH3）、 丙炔（CH3C≡CH）等，由 C、H、O 三种元素形成的分子很多，但形成的无机阴离子只有 HCO－ 3，因此能与 HCO－3 反应的分子必须为羧酸，如 CH3COOH 等。 45．（2012·福建·30）（1）元素的第一电离能：AlSi（填 “>”或：“<”） （2）基态 Mn2+的核外电子排布式为。 （3）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系 如右图所示，呈现这种变化关系的原因是。 （4）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子 Xm—（含 B、 O、H 三种元素）的球棍模型如右下图所示： ①在 Xm—中，硼原子轨道的杂化类型有；配位键存在于原 子之间（填原子的数字标号）； m=（填数字）。 ②硼砂晶体由 Na+、Xm—和 H2O 构成，它们之间存在的作用 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2↑ 失 2e－ 得 2e－ 39 力有（填序号）。 A．离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力 E.氢键 【答案】（1）<（2） [Ar]3d5 （3）硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高。 （4）①2 号 B 原子为 SP2 杂化, 4 号 B 原子为 SP3 杂化； 4 号与 5 号之间。2,②B。 【解析】（1）同周期从左到右第一电离能逐渐增大趋势，ⅡA和ⅤA 族则反常。所以铝的第 一电离能小硅，一般题目是比较镁铝的电离能，这样设问可见出题求异。 （2）基态 Mn2+的核外电子排布式为[Ar]3d5 （3）硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高。 （4）①1,3,5，6 代表氧原子，2,4 代表 B 原子，2 号 B 形成 3 个键，则 B 原子为 SP2 杂化, 4 号 B 形成 4 个键，则 B 原子为 SP3 杂化； B 一般是形成 3 个键，4 号 B 形成 4 个键，其中 1 个键很可能就是配位键，配位键存在 4 号与 5 号之间。 观察模型，可知 Xm—是（H4B4O9）m—，依据化合价 H 为+1，B 为+3，O 为—2，可得 m=2, 这问有一定难度，思维能力，空间能力要求比较高。 ②钠离子与 Xm-形成离子键,结晶水分子间存在氢键和范德华力。学生没仔细读题，题目是 问钠离子、Xm-、水分子之间的作用力，而不是硼砂晶体中的作用力，可能会多选 B。 46．（2012·山东·32）金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。 (1)下列关于金属及金属键的说法正确的是_。 a.金属键具有方向性与饱和性 b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 (2) Ni 是元素周期表中第 28 号元素，第二周期基态原子未成对电子数与 Ni 相同且电负性最 小的元素是。CO 与 N2 结构相似，CO 分子内σ键与π键个数之比为。 (3)过渡金属配合物 Ni(CO)n 的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为 18，则 n=。 (4)甲醛(H2C=O)在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH )。甲醇分子内 C 原子的杂化方式为， 甲醇分子内的 O-C-H 键角(填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子内的 O-C-H 键角。 【答案】（1）b （2）C （3）4 1：2 （4）sp3 ＞ 【解析】 (1)金属键没有方向性和饱和性，a 错；金属键是金属阳离子和自由电子间的相互 作用，b 对；金属导电是因为在外加电场作用下发生定向移动，c 错；金属具有光泽是因为 自由电子能够吸收并放出可见光，d 错。(2)Ni 的外围电子排布为 3d84s1, 3d 能级上有 2 个 未成对电子。第二周期中未成对电子数为 2 的元素有 C、O，其中 C 的电负性小。(3)CO 中 C 和 O 为叁键，含有 1 个σ键、2 个π键。(4)甲醇分子内 C 的成键电子对为 4，无孤电子对， 杂化类型为 sp3，甲醇分子内 O−C−H 键角比甲醛分子内 O−C−H 键角大。 47．（2011·福建·30）氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题： （1）基态氮原子的价电子排布式是_________________。 （2）C、N、O 三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。 （3）肼(N2H4)分子可视为 NH3 分子中的一个氢原子被－NH2（氨基）取代形成的另一种氮的 氢化物。 ①NH3 分子的空间构型是_______；N2H4 分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。 ②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) △H=－ 1038.7kJ·mol－1 若该反应中有 4mol N－H 键断裂，则形成的 π 键有________mol。 ③肼能与硫酸反应生成 N2H6SO4。N2H6SO4 晶体类型与硫酸铵相同，则 N2H6SO4 的晶体内不存在 __________(填标号) a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 范德华力 40 （4）图 1 表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内 4 个氮原子分别位于正四面体的 4 个 顶点（见图 2），分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成 4 个氢键予以识别。 下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_________（填标号）。 a. CF4 b. CH4 c. NH4＋ d. H2O 【答案】（1）2s22p3（2）N＞O＞C（3）①三角锥形 sP3 ②3 ③d （4）c 【解析】（1）基态氮原子的价电子排布式是 2s22p3，学生可能审题时没注意到是价电子排 布式。 （2）C、N、O 三种元素第一电离能从大到小的顺序是 N＞O＞C （3）①NH3 分子的空间构型是三角锥型，NH3 中氮原子轨道的杂化类型是 sp3，而肼(N2H4)分 子可视为 NH3 分子中的一个氢原子被—NH2（氨基）取代形成的，所以 N2H4 分子中氮原子轨 道的杂化类型是 sp3，这个与 H2O，H2O2 中 O 的杂化类型都是 sp3 的道理是一样的。 ②反应中有 4mol N－H 键断裂，即有 1molN2H4 参加反应，生成 1.5molN2，则形成的 π 键有 3mol。③N2H6SO4 晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内肯定不存在范德华力。 （4）要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有 H 原子，二是要电负性比较强，半 径比较小的原子比如 F、O、N 等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项 就是 c 和 d，但题中要求形成 4 个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选 c。这题中的（3） （4）两问亮点较多，让人耳目一新，其中第（4）耐人回味，这样子就把氢键的来龙去脉和 特点考查彻底！高！ 48.（2011·海南·19-I）下列分子中，属于非极性的是 A.SO2 B.BeCl2 C.BBr3 D.COCl2 【答案】BC 【解析】根据价层电子对互斥理论（VSEPR）可得四种分子的结构如下： 【思维拓展】进入新课标高考以来，关于价层电子对互斥理论的运用成了重要的常考点，每 年都会考到，是高考复习必备知识与能力点。 49．（2010·安徽·25）X、Y、Z、W 是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信 息如下表： 元素 相关信息 X X 的基态原子核外 3 个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等 Y 常温常压下，Y 单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积 Z Z 和 Y 同周期,Z 的电负性大于 Y W W 的一种核素的质量数为 63，中子数为 34 （1）Y 位于元素周期表第　　　周期表　　　族，Y 和 Z 的最高价氧化物对应的水化物的酸 性较强的是　　　　　　（写化学式）。 （2）XY2 是一种常用的溶剂，XY2 的分子中存在　　　个σ键。在 H―Y、H―Z 两种共价键中， 键的极性较强的是　　　　，键长较长的是　　　　　。 41 （3）W 的基态原子核外电子排布式是　　　　　　　　　　　。W2Y 在空气中煅烧生成 W2O 的化学方程式是　　　　　　　　 　　　　　　。 （4）处理含 XO、YO2 烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质 Y。 已知：XO(g)+ O2(g)=XO2(g) H=－283.0 kJ·mol－2 Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=－296.0 kJ·mol－1 此反应的热化学方程式是　　　　　　　。 【答案】(1)3 VIA HClO4 (2)2 H-Z H-Y (3)[Ar]3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 (4)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) △H=-270kJ/mol 【解析】由表中可知，X 为 C Y 为 S Z 为 Cl W 为 Cu 50．（2010·福建·30）（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为 （已配平） ①除 S 外，上列元素的电负性从大到小依次为。 ②在生成物中，A 的晶体类型为，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为。 ③已知 与 结构相似，推算 HCN 分子中 键与 键数目之比为。 （2）原子序数小于 36 的元素 Q 和 T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序 数 T 比 Q 多 2。T 的基态原子外围电子（价电子）排布为， 的未成对电子数是。 （3 ）在 的水溶液中，一定条件下存在组成为 （n 和 x 均为正整 数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H），可发生离子交换反应： 交换出来的 经中和滴定，即可求出 x 和 n,确定配离子的组成。将含 0．0015 mol 的溶液，与 R-H 完全交换后，中和生成的 需浓度为 0．1200 mol·L-1 NaOH 溶液 25．00 ml,该配离子的化学式为。 【答案】（1）① ②离子晶体 ③1：1. （2） （3） 【解析】（1）①钾为活泼金属，电负性比较小；在同周期 在同周期，非金属性逐 渐增强，电负性也逐渐增大 ② 是离子化合物，属于离子晶体，产物中含有极性共价键 的分子为 ，其空间构型为直线型，中新源自轨道杂化类型为 sp；③ 中 与 结构相同，含有三个键，一个σ键和两个 键；另外 和 之间形成一个σ键，所以 分子中σ键和 键数目之比为 2：2，即为 1：1. （2）原子序数小于 36 的元素 Q 和 T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，应该都属 于第Ⅷ族元素，原子序数 T 比 Q 多 2，可以确定 T 为 Ni，Q 为 Fe，所以 T 的基态原子外围电 子（价电子）排布为 ， 即 Fe2+的未成对电子数是 4. 1 2 ∆ ∆ + + + ↑ + ↑ 引燃 3 2 22KNO 3C S A N 3CO CN − 2N σ π 2Q + 3CrCl 2 6[ ( ) ]x n nCrCl H O + − H + 2 6[ ( ) ]x n nCrCl H O + − H + O N C K> > > 8 23 4d s 2 2 5[ ( ) ]CrCl H O + , ,C N O 2K S 2CO HCN CN − 2N π C H HCN π 8 23 4d s 2Q + 42 （3）中和生成的 需要浓度为 0.1200mol 溶液 25.00ml，则可以得出 的物质的量为 0.12×25.00×10-3=0.0030mol，所以 x=0.0030/0.0015=2； 的化合价为+3 价，x=2 可以得知 n=1，即该配离子的化学式为 . 考点三：晶体结构与性质 51．（2019·全国 III·35）磷酸亚铁锂（LiFePO 4）可用作锂离子电池正极材料，具有热 稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用 FeCl3、NH4H2PO4、LiCl 和苯 胺等作为原料制备。回答下列问题： （1）在周期表中，与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外 M 层电子的自旋状态_________（填“相同”或“相反”）。 （2）FeCl3 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 FeCl3 的结构式为 ________，其中 Fe 的配位数为_____________。 （3）苯胺（ ）的晶体类型是__________。苯胺与甲苯（ ）的相对 分子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9℃ ）、沸点（184.4℃ ）分别高于甲苯的熔点 （-95.0℃）、沸点（110.6℃），原因是___________。 （4）NH4H2PO4 中，电负性最高的元素是______；P 的_______杂化轨道与 O 的 2p 轨道形成 _______键。 （5）NH4H2PO4 和 LiFePO4 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦 磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示： 这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________（用 n 代表 P 原子数）。 【答案】（1）Mg 相反（2） 4 （3）分子晶体 苯胺分子之间存在氢键（4）O sp3 σ（5）(PnO3n+1)(n+2)- 【解析】（1）根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁，镁的最外层电 子数是 2，占据 s 轨道，s 轨道最多容纳 2 个电子，所以自旋方向相反。 （2）氯化铁的双聚体，就是两个氯化铁相连接在一起，已知氯化铁的化学键有明显的共价 性所以仿照共价键的形式将两个氯化铁连接在一起，即结构式为 ， 因此 Fe 的配位数为 4。 （3）大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲 苯的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电 负性较强的 N 所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。 （4）电负性与非金属性的大小规律相似，从左到右依次增大，O 就是最大的。计算出 P 的 H + 1mol L−  NaOH H + Cr 2 2 5[ ( ) ]CrCl H O + 43 杂化类型是 sp3，与氧原子形成的是磷氧双键，其中 p 轨道是 σ，与氢氧形成的是单键。 （5）可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导：PO42-、P2O74-、P3O105-： 磷原子的变化规律为：1，2，3，4，n 氧原子的变化规律为：4，7，10，3n+1 酸根的变化规律为：3，4，5，n+2 因此这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n+1)(n+2)-。 【点睛】第二小问，双聚分子的氯化铁结构式，从共价键的角度分析，存在着配位键，那配 位原子就是氯原子，共用两个氯原子就可实现将两个氯化铁连接在一起的结构；第五小问， 应用数学的找规律递推到通式，首先写出磷酸的化学式，然后寻找规律。 52.（2018·全国 I·35）Li 是最轻的固体金属，采用 Li 作为负极材料的电池具有小而轻、 能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题： （1）下列 Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____（填标 号）。 A． B． C． D． （2）Li+与 H−具有相同的电子构型，r(Li+)小于 r(H−)，原因是______。 （3）LiAlH4 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4 中的阴离子空间构型是______、中心原子 的杂化形式为______。LiAlH4 中，存在_____（填标号）。 A．离子键 B．σ键 C．π键 D．氢键 （4）Li2O 是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的 Born−Haber 循环计算得到。 可知，Li 原子的 第一电离能为________kJ·mol−1，O=O 键键能为______kJ·mol−1，Li2O 晶 格能为______kJ·mol−1。 （5）Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为 0.4665 nm，阿伏加德罗常 数的值为 NA，则 Li2O 的密度为______g·cm−3（列出计算式）。 【答案】 D C Li+核电荷数较大 正四面体 sp3 AB 520 498 2908 【解析】 44 53.（2016·海南·19—II）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。 ① 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） ②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 HClO4 正四面体（每空 1 分，共 4 分） （3）①CuCl （每空 2 分，共 4 分） ②Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子） [Cu(NH3)4]2+ (2 分，1 分，共 3 分) 3 -21 A 3 -21 A 4 99.5 4 CuCl 0.542 10 10 M N N a × × × × × × （ ）或（ ） 45 （3）①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 8×1/8+6×1/2=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 4 × 99.5g ， 又 晶 胞 参 数 a=0.542 nm ， 此 晶 体 的 密 度 为 g·cm–3。②该化合物难溶于水但易溶于氨水， 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)4]2+ 。 54．（2014·江苏·21A）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；1mol 乙醛分子中含有 ó 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。铜晶胞结构如右图所示，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）1s22s22p63s23p63d10 （2）HF （3）sp2 6mol 或6×6.02×1023 （4）2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O（5）12 【解析】（1）Cu 为29号元素，要注意3d 轨道写在4s 轨道的前面，同时还有就是它的3d 结 构，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1 ，Cu→Cu+失去最外层的4s1，故 Cu+ 的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10。 （2）等电子体是指具有相同电子数目和原子数目的分子或离子，OH—中电子数为：8+1+1=10 （2个原子），所以与 OH—为等电子体的分子为 HF（2个原子，10个电子）； （3）醛基的碳原子的轨道杂化类型为 sp2杂化；1个 CH3CHO 分子结构中含6个 键（4个 C—H 键，1个 C—C 键和1个 C=O（双键一个是 键，一个是 键） 键），故1mol 乙醛 3 -21 A 3 -21 A 4 99.5 4 CuCl 0.542 10 10 M N N a × × × × × × （ ）或（ ） σ σ σ σ π σ 46 中含有的 键的数目为6mol； （ 4 ） 乙 醛 与 新 制 氢 氧 化 铜 的 反 应 生 成 乙 酸 钠 、 氧 化 亚 铜 和 水 ， 方 程 式 为 2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O； （5）同一层上四个角，加上下面4个面中心四个，和上面4个面对应的4个，总共12个铜晶胞 中，距离铜原子最近的铜原子有12个。 55．（2014·全国 I·37）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 区别晶体、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 子的杂化轨道为___________，1mol 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定点，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 nm，晶胞中铝原子的配位数为。列 式表示 Al 单质的密度 g cm-3。 【答案】（1）X 射线衍射法，（2）4，1s22s22p63s23p63d5；血红色。 （3）sp3、sp2；6NA；形成了分子间的氢键，造成沸点升高；16。（4）12； 4 × 27 (4.05 × 10 - 7)3NA 【解析】（1）区分晶体、非晶体的科学方法是 X 射线衍射法， （2）基态 Fe 原子核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d6 4s2，所以有 4 个未成对电子，失掉 2 个 4s、1 个 3d 电子形成 Fe3+，其电子排布为 1s22s22p63s23p63d5；形成的硫氰合铁配离子为 血红色。 （3）乙醛分子中甲基碳原子空间四面体构型，采取 sp3 杂化；醛基是平面结构，碳原子采 取 sp2 杂化；CH3CHO 分子中的碳碳键、4 个碳氢键都是 σ 键，碳氧双键中有一个 σ 键，所 以 1mol 乙醛分子中共有 6molσ 键，也就是 6NA；由于乙酸分子羟基极性更强，形成了分子 间的氢键，造成沸点升高；根据分摊原则，Cu2O 晶胞中有 8 个氧原子，则应该有 16 个 Cu 原子。 （4）面心立方最密堆积的配位数为 12；面心立方最密堆积的晶胞内有 4 个 Al 原子，其质 量为：4×27/NAg，体积为：(4.05×10-7)3cm3,所以其密度为： 4 × 27 (4.05 × 10 - 7)3NA。 56．（2013·全国 II·37）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。 σ 0.405a = ⋅ σ 47 ①该化合物的化学式为_________；D 的配位数为_______； ②列式计算该晶体的密度_______g·cm-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）K F （3）①K2NiF4； 6 ② （4）离子键、配位键；[FeF6]3－；F－ 【解析】A 和 B 的价电子层中未成对电子均只有 1 个，并且 A－和 B+的电子相差为 8，所以 A 是 F，B 是 K。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，C 应该是 Fe，D 应该是 Ni。 （1）根据构造原理可知，D2+的价层电子排布图为 。 （2）金属性越强，第一电离能越小，所以四种元素中第一电离最小的是 K。非金属性越强， 电负性越大，所以电负性最大的是 F。 （3）①根据晶胞的结构简式可知，F 原子的个数是 ；K 原子的个数是 ；Ni 原子个数是 ，所以该化合物的化学式是 K2NiF4。 ②根据晶胞的结构简式可知，中间的立方体中 Ni 原子周围最近的 F 原子个数是 6，既配位 数是 6。 ③根据①可知该晶胞的目的应该是 g·cm-3。 （4）A－、B+和 C3+三种离子组成的化合物是 K3[FeF6]，含有的化学键是离子间和配位健， 4.31013084001002.6 819259439 18223 ＝−×××× ×+×+× 822 144 116 =+×+× 424 18 =+× 28 181 =×+ 4.31013084001002.6 819259439 18223 ＝−×××× ×+×+× 48 其中复杂的离子是[FeF6]3－，配体是 F－。 57．（2012·全国 I·37）ⅥA 族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多 种氧化态，含ⅥA 族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题： (1)S 单质的常见形式为 S8，其环状结构如下图所示，S 原子采用的轨道杂化方式是________。 (2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子 转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se 原子的第 一电离能由大到小的顺序为_________。 (3)Se 的原子序数为____，其核外 M 层电子的排布式为_________。 (4)H2Se 的 酸 性 比 H2S________ ； ( 填“ 强 ”或“ 弱 ”) 。气态 SeO3 分 子 的 立 体 构 型 为 _________；SO32-离子的立体构型为________。 (5) H2SeO3 的 K1 和 K2 分别为 2.7×10-3 和 2.5×10-8，H2SeO4 第一步几乎完全电离，K2 为 1.2×10-2，请根据结构与性质的 关系解释：_________； ①H2SeO3 和 H2SeO4 第一步电离程度大于第二步电离的原 因： _________ ； ②H2SeO4 比 H2SeO3 酸性强的原因：_______。 (6)ZnS 在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广 泛。立方 ZnS 晶体结构如下图所示，其晶胞边长为 540.0pm，其密度为_________；(列式并 计算)，a 位置 S2-离子与 b 位置 Zn2+离子之间的距离为_________pm(列式表示)。 【答案】(1) sp3； (2) O＞S＞Se； (3) 34， 3s23p63d10 (4) 强。 平面三角型， 三角锥形； (5) ①第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子； ②H2SeO3 和 H2SeO4 可表示成(HO)2SeO 和(HO)2SeO2。H2SeO3 中的 Se 为+4 价，而 H2SeO4 中 的 Se 为+6 价，正电性更高，导致 Se-O-H 中 O 的电子更向 Se 偏移，越易电离出 H+。 (6) ， 【解析】（1）因为 S8 为环状立体结构，所以为 SP3； (6)第一问我们常碰到，后面一问要注意四个 Zn2+在体内的四个小立方体的中心，不在同一 平面上，过 b 向上面作垂线，构成直角三角形，两边分别为√2/4a 1/4a，即可求出斜边为 √3/4a(a 为晶胞边长)。 58．（2011·江苏·21A）原子序数小于 36 的 X、Y、Z、W 四种元素，其中 X 是形成化合物 种类最多的元素，Y 原子基态时最外层电子数是其内层电子数的 2 倍，Z 原子基态时 2p 原子 轨道上有 3 个未成对的电子，W 的原子序数为 29。 回答下列问题： （1）Y2X2 分子中 Y 原子轨道的杂化类型为，1mol Y2X2 含有 σ 键的数目为。 （2）化合物 ZX3 的沸点比化合物 YX4 的高，其主要原因是 。 （3）元素 Y 的一种氧化物与元素 Z 的一种氧化物互为等电子体，元素 Z 的这种氧化物的分 子式是。 （4）元素 W 的一种氯化物晶体的晶胞结构如图 13 所示，该氯化物的化学式是，它可与浓盐 酸发生非氧化还原反应，生成配合物 HnWCl3，反应的化学方程式为。 49 【答案】（1）sp 杂化 3mol 或 3×6.2×10 个 （2）NH3 分子存在氢键（3）N2O （4）CuCl CuCl＋2HCl＝H2CuCl3 (或 CuCl＋2HCl＝H2[CuCl3]) 【解析】本题把元素推理和物质结构与性质熔融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道 杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构、化学键的数目计算、新情景化 学方程式书写等知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。由题意知 X、Y、Z、W 四种元素分别是：H、C、N、Cu。 【备考提示】《选修三》的知识点是单一的、基础的，我们一定要确保学生不在这些题目上 失分。看来还是要狠抓重要知识点，强化主干知识的巩固和运用。 59．（2011·山东·32）氧是地壳中含量最多的元素。 （1）氧元素基态原子核外未成对电子数为个。 （2）H2O 分子内的 O-H 键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为。 （3） H+可与 H2O 形成 H3O+，H3O+中 O 原子采用杂化。H3O+中 H-O-H 键角比 H2O 中 H-O-H 键角 大，原因为。 (4)CaO 与 NaCl 的晶胞同为面心立方结构，已知 CaO 晶体密度为 ag·cm-3， 表示阿伏加 德罗常数，则 CaO 晶胞体积为 cm3。 【答案】（1）2 （2）O-H 键、氢键、范德华力；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子 间氢键，分子间氢键是分子间作用力增大； （3）sp3；H2O 中 O 原子有 2 对孤对电子，H3O＋只有 1 对孤对电子，排斥力较小；（4） 【解析】（1）氧元素核外有 8 个电子，其基态原子核外电子排布为 1S22S22P4，所以氧元素 基态原子核外未成对电子数为 2 个； （2）O-H 键属于共价键，键能最大；分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴， 但氢键要强于分子间的范德华力，所以它们从强到弱的顺序依次为 O-H 键、氢键、范德华力； 氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内。邻羟基苯甲醛在分子内形成氢键，而在分 子之间不存在氢键；对羟基苯甲醛正好相反，只能在分子间形成氢键，而在分子内不能形成 氢键，分子间氢键强于分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高。 （3）依据价层电子对互斥理论知 H3O+中 O 上的孤对电子对数＝1/2（5－3×1）＝1，由于中 心 O 的价层电子对数共有 3+1＝4 对，所以 H3O+为四面体，因此 H3O+中 O 原子采用的是 sp3 杂化；同理可以计算出 H2O 中 O 原子上的孤对电子对数＝1/2（6－2×1）＝2，因此排斥力 AN 50 较大，水中 H-O-H 键角较小。 （4）氯化钠的晶胞如图所示 ，因此钙晶胞中含有的氯离子个数为 8× 1/8+6×1/3＝4，同样也可以计算出钠离子个数为 4。由于 CaO 与 NaCl 的晶胞同为面心立方 结 构 ， 所 以 CaO 晶 胞 中 也 含 有 4 个 钙 离 子 和 4 个 氧 离 子 ， 因 此 CaO 晶 胞 体 积 为 。 60．（2011·全国 I·36）氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物， 经过一系列反应可以得到 BF3 和 BN，如下图所示： 请回答下列问题： （1）由 B2O3 制备 BF3、BN 的化学方程式依次是_________、__________； （2）0 基态 B 原子的电子排布式为_________；B 和 N 相比，电负性较大的是_________，BN 中 B 元素的化合价为_________； （3）在 BF3 分子中，F-B-F 的键角是_______，B 原子的杂化轨道类型为_______，BF3 和过 量 NaF 作用可生成 NaBF4，BF4－的立体结构为_______； （4 ）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内 B 原子与 N 原子之间的化学键为 ________，层间作用力为________； （5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金 刚石相当，晶苞边长为 361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原 子，立方氮化硼的密度是_______g·cm-3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常 数为 NA）。 【答案】（1 ）B 2O3 ＋3CaF2 ＋3H2SO4 2BF3 ↑+3CaSO4 ＋3H2O ；B2O3 ＋2NH3 2BN ＋ 3H2O； （2）1s22s2sp1；N；+3.（3）120°；sp2；正四面体。 （4）共价键（或极性共价键）；分子间作用力。（5） 【解析】（1）由图可知 B2O3 与 CaF2 和 H2SO4 反应即生成 BF3，同时还应该产生硫酸钙和水， 方程式为 B2O3＋3CaF2＋3H2SO4 2BF3↑+3CaSO4＋3H2O；B2O3 与氨气在高温下反应即生成 BN，方程式为 B2O3＋2NH3 2BN＋3H2O； △ 高温 △ 高温 AA aNaN 224564 =• × 51 （2）B 的原子序数是 5，所以基态 B 原子的电子排布式为 1s22s2sp1；B 和 N 都属于第二周期， 同周期自左向右电负性逐渐增大，所以 B 和 N 相比，电负性较大的是 N，B 最外层有 3 个电 子，所以化合价是+3 价； （3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数＝1/2(a-xb)＝1/2(3-3×1) ＝0，所以 BF3 分子为平面正三角形结构，F-B-F 的键角是 120°，杂化轨道类型为 sp2；在 BF4－中中心原子的孤电子对数＝1/2(a-xb)＝1/2(4-4×1)＝0，所以 BF4－的结构为正四面体。 （4）B、N 均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；而层与层之间靠分子间作 用力结合。 （5）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中 8 个顶点有 8 个碳原 子，6 个面各有 6 个碳原子，立方体内部还有 4 个碳原子，如图所示 。所以金 刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×1/8+6×1/2+4=8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有 4 个 N 和 4 个 B 原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有 4 个 N 和 4 个 B 原子，其质量是 是 ， 立 方 体 的 体 积 是 (361.5cm)3 ， 因 此 立 方 氮 化 硼 的 密 度 是 g·cm-3。 61．（2011·海南·19-II）铜是重要金属，Cu 的化合物在科学研究和工业生产中具有许多 用途，如 CuSO4 溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题： （1）CuSO4 可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为___________； （2）CuSO4 粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_______； （3）SO42-的立体构型是________，其中 S 原子的杂化轨道类型是_______； （4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与 Cu 同族，Au 原子最外层电子排布式为______； 一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中 Cu 原子处于面心，Au 原子处于顶点位 置，则该合金中 Cu 原子与 Au 原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是 ________； （5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由 Cu 原子与 Au 原子构成的四面体空隙中。 若将 Cu 原子与 Au 原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为 CaF2 的结构相似，该晶体储 氢后的化学式应为__________。 【答案】（1）Cu+2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O； （2）白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的 CuSO4·5 H2O，显示水合铜离子特征蓝色； （3）正四面体，sp3；（4）6s1；（5）3:1；（4）金属键；（5）H8AuCu3 【解析】本题各小题内容考查点相互的联系不大，仍属于“拼盘”式题。（3）硫酸根中心 原子的价层电子对为：孤对电子数 6-2×4+2=0，成键电子对数 4，所以为正四面体结构，中 心原子为 sp3 杂化；（4）Au 电子排布或类比 Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶 胞内 N（Cu）=6× =3，N（Au）=8× =1；（5）CaF2 结构如下图所示，所以氢原子在晶胞 内有 4 个，可得储氢后的化学式为 H8AuCu3 △ g251002.6 4 23 ×× 2 1 8 1 52 【思维拓展】由于《物质结构与性质》模块近年才在在高考中出现，不可能出很难的题，且 结构与性质之间的关系的紧密联系也不能体现过深，因而目前的高考来看，试题只能是拼盘 式的。学习过程中有一定的难度，但学会后变化较少。主要的几个考点除配位外，基本在本 题中都考到，与近三年的考题变化不大。 62．（2010·江苏·13）下面关于 SiO2 晶体网状结构的叙述正确的是 A．存在四面体结构单元，O 处于中心，Si 处于 4 个顶角 B．最小的环上，有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子 C．最小的环上，Si 和 O 原子数之比为 1：2 D．最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子 【答案】D 【解析】二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处 于 4 个顶角所以 A 项错误；在 SiO2 晶体中，每 6 个 Si 和 6 个 O 形成一个 12 元环（最小 环），所以 D 对，B、C 都错误！ 【点评】怎样理解 SiO2 的结构，可从晶体硅进行转化，晶体硅与金刚石结构相似，只需将 C 原子换成 Si 原子即可，课本上有我直接拿来用，再将 Si-Si 键断开，加入氧即可，见： 但是若将题目中 B、B、D 三个选项前面分别加上“平均每个”，则本题的答案就又变了，这 时就要应用均摊法了，由于每个 Si 原子被 12 个环所共用，每个 O 原子被 6 个环所共用，每 个 Si-O 键被 6 个环所共用，则均摊之后在每个环上含有 0.5 个 Si，1 个 O，2 个 Si-O 键， 此时则 B、D 错误，C 正确了，也即在 1molSiO2 中含有 4 mol Si-O 键（这是我们经常考的）。 63．（2010·山东·32）碳族元素包括：C、Si、 Ge、 Sn、Pb。 (1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过　　　　 杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠　　　　结合在一起。 (2)CH4 中共用电子对偏向 C，SiH4 中共用电子对偏向 H，则 C、Si、H 的电负性由大到小的顺 序为　　　　。 (3)用价层电子对互斥理论推断 SnBr2 分子中 Sn—Br 的键角　　　120°（填“＞”“＜” 或“＝”）。 (4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心， O2-处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为　　　　　　　，每个 Ba2+与　　　　个 O2-配位。 【答案】(1) sp2 范德华力(2) C＞H ＞Si(3) ＜（3）PbBaO312 【解析】(1)石墨的每个碳原子用 sp2 杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无 ⇒ 53 限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的 2P 轨道， 并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结 构与石墨类似，可得答案。 (2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：C＞H ＞Si。 (3) SnBr2 分子中，Sn 原子的价层电子对数目是（4+2）/2=3，配位原子数为 2，故 Sn 原子 含有故对电子，SnBr2 空间构型为 V 型，键角小于 120°。 (4)每个晶胞含有 Pb4+：8× =1 个，Ba2+：1 个，O2-：12× =3 个，故化学式为：PbBaO3。 Ba2+处于晶胞中心，只有 1 个，O2-处于晶胞棱边中心，共 12 个，故每个 Ba2+与 12 个 O2-配 位 64．（2010·江苏·21A）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用 与水反应生 成乙炔。 (1) 中 与 互为等电子体， 的电子式可表示为 ；1mol 中含有的 键 数目为。 (2)将乙炔通入 溶液生成 红棕色沉淀。 基态核外电子排布式为。 (3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈 。丙烯腈分子中碳 原子轨道杂化类型是；分子中处于同一直线上的原子数目最多为。 (4) 晶体的晶胞结构与 晶体的相似（如右图所示），但 晶体中含有的中哑铃形 的存在，使晶胞沿一个方向拉长。 晶体 中 1 个 周围距离最近的 数目为 。 【答案】（1） 2NA（2）1s22s22p63s23p63d10 （3）sp 杂化 sp2 杂化 3（4）4 【解析】（1）根据等电子体原理可知，O22+的电子式 ，在 1mol 三键含有 2mol 的 键和 1mol 的 键，故 1mol O22+中，含有 2NA 个 键 （2）Cu 为 29 号元素，要注意 3d 轨道写在 4s 轨道的前面同时还有就是它的 3d 结构，Cu+ 的基本电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10 （3）—通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为 sp 和 sp2 杂化，同一直线上有 3 个原子。 （4）依据晶胞示意图可以看出，从晶胞结构图中可以看出，1 个 Ca2+周围距离最近的 C22- 有 4 个，而不是 6 个，要特别主要题给的信息。 8 1 4 1 2CaC 2CaC 2 2C − 2 2O + 2 2O + 2 2O + π 3 2[ ( ) ]Cu NH Cl 2 2Cu C Cu+ 2( )H C CH C N= − ≡ 2CaC NaCl 2CaC 2 2C − 2CaC 2Ca + 2 2C −