2020届高考化学一轮复习 物质结构与性质学案
专题二十四 物质结构与性质
挖命题
【考情探究】
考点
内容解读
5年考情
预测
热度
考题示例
难度
关联考点
原子结构与性质
1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式
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
2018课标Ⅲ,35,15分
中
金属原子的堆积方式、杂化轨道理论
★★★
分子结构与性质
1.了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π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,能列举存在氢键的物质
5.了解配位键的含义
2017课标Ⅱ,35,15分
难
晶胞的相关计算
★★★
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
2018课标Ⅰ,35,15分
中
能量最低原理、离子的空间结构
★★★
分析解读 本专题属于选修模块,高考对本专题的考查内容和考查形式均比较固定。高频考点有: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。为了与有机化学难度持平,试题往往有一定的新颖度,不会过于简单。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一 原子结构与性质
1.(2019届广东惠州一调,34)元素X的基态原子中的电子共有7个能级,且最外层电子数为1,X原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,其化学反应方程式为:2XCl+2CO+2H2O X2Cl2·2CO·2H2O。
(1)X基态原子的核外电子排布式为 。
(2)C、H、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
(3)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,其结构如图1所示。
①与CO互为等电子体的分子是 。
②该配合物中氯原子的杂化方式为 。
③在X2Cl2·2CO·2H2O中,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图1中用“→”标出相应的配位键。
(4)测定阿伏加德罗常数的值有多种方法,X射线衍射法是其中一种。通过对XCl晶体的X-射线衍射图像的分析,可得出XCl的晶胞如图2所示,则距离每个X+最近的Cl-的个数为 ;若X+的半径为a pm,晶体的密度为ρ g·cm-3,试计算阿伏加德罗常数的值NA= (列计算表达式)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)O>C>H
(3)①N2 ②sp3 ③
(4)4 4×(64+35.5)ρ·(4a×10-102)3
2.(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.404 B.543 C.663 D.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 g·cm-3(用NA来表示阿伏加德罗常数的数值,W的相对原子质量为184)。
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)6 WC (5)1 176VNA
3.(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,如作染料的普鲁士蓝,化学式为KFe[Fe(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π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(只列式不计算)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 (2)共价键 配位键 (3)O>N>C 2NA (4)CO或N2 (5)8 56×2NA(4a3)3
考点二 分子结构与性质
1.(2019届河南焦作定位考试,19)A、B、D、E、F、G均为元素周期表中的前四周期元素,其原子序数依次增大。A是非金属元素,且为原子半径最小的元素;B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍;E2-与Mg2+的电子层结构相同;F在E的下一周期,且为同周期元素中原子半径最小的元素;G+中没有单电子,且G原子的价电子排布式为3d104s1。请回答:
(1)在B、D、E三种元素中,第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(2)F基态原子的电子排布式为 。
(3)D的氢化物的沸点比磷元素的氢化物的沸点 (填“高”或“低”),原因是
。
(4)D形成的氢化物D2A4中D的杂化类型是 ;1 mol D2A4分子中含有的σ键数为 ;D2A4极易溶于水的原因有两个:一是D2A4分子和水分子都是极性分子,根据相似相溶规则,D2A4易溶于水;二是
。
(5)DE2-的空间构型是 ;在短周期元素组成的物质中,与DE2-互为等电子体的分子的化学式是 (写一种)。
(6)已知F与G形成的某种化合物的晶胞结构如图所示,则该化合物的化学式是 。
答案 (1)N>O>C
(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3)高 氨分子间存在氢键
(4)sp3 5NA或3.01×1024 N2H4分子与水分子之间能形成氢键
(5)V形 SO2或O3(其他合理答案也可)
(6)CuCl
2.(2018河北衡水中学大联考,25)晶体硅是制备太阳能电池板的主要原料,电池板中还含有硼、氮、钛、钴、钙等多种化学物质。
请回答下列问题:
(1)区分晶体硼和无定形硼最可靠的科学方法为 。第二周期主族元素的电负性按由小到大的顺序排列,B元素排在第 位,其基态原子价电子的电子云轮廓图为 。
(2)硅酸根有多种结构形式,一种无限长链状结构如图1所示,其化学式为 ,Si原子的杂化类型为 。
图1
(3)N元素位于元素周期表 区;基态N原子中,核外电子占据最高能级的电子云有 个伸展方向。
(4)[Co(NH3)6]3+的几何构型为正八面体形,Co3+在中心。
①[Co(NH3)6]3+中,1个Co3+提供 个空轨道。
②若将[Co(NH3)6]3+中的两个NH3分子换成两个Cl-,可以形成 种不同的结构形式。
(5)一种由Ca、Ti、O三种元素形成的晶体的立方晶胞结构如图2所示。
图2
①与Ti紧邻的Ca有 个。
②若Ca与O之间的最短距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的密度ρ= g·cm-3(用含a、NA的代数式表示)。
答案 (1)X-射线衍射实验 3 球形、哑铃形(或纺锤形)
(2)SiO32-[或(SiO3)n2n-] sp3
(3)p 3
(4)①6 ②2
(5)①8 ②6.8×10312a3NA
3.(2017广东惠州二模,35)利用汽车尾气中含有的CO,不仅能有效利用资源,还能防止空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1) 是某同学画出的CO分子中氧原子的核外电子排布图,该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若正确,该空不用回答)。
(2)写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式: 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受孤电子对形成的,SO42-的空间构型是 ;该物质中N、O、S三种元素的第一电离能的大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子的轨道杂化类型为
。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+的配位数是 。
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为 g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的值为NA)。
答案 (1)错误 违背泡利原理
(2)N2、CN-(或C22-)
(3)氮原子(或N) Cu2+ 正四面体形 N O S
(4)甲醇分子间存在氢键,因此其沸点远大于乙烷 sp3
(5)①2 ②(16×2+64×4)×1030a3NA
4.(2018河南郑州二模,35)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为 。
(2)从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe) I1(Cu)(填“>”“<”或“=”)。
(3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物,血红素(含Fe2+)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如下图:
①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子的杂化类型为 。
②1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为 个。分子中的大π键可用Πnm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,则吡咯环中的大π键应表示为 。
③C、N、O三种元素的简单氢化物中,沸点由低到高的顺序为 (填化学式)。
④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的,则血红蛋白中的Fe2+与O2是通过 键相结合的。
(4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2 SO3 H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构型为 。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是
。
答案 (1)3d104s1 (2)> (3)①sp2 ②10NA Π56
③CH4
”“<”或“=”)。
(5)如下图所示,NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,0,1),则C离子坐标参数为 。
答案 (1)22 大于
(2)1∶1
(3)sp3 V形
(4)>
(5)(1,12,12)
2.(2019届云南昆明摸底调研,20)根据第三周期元素的原子结构和性质,回答下列问题:
(1)基态硫原子的价电子排布式为 ,含有 个未成对电子,未成对电子所处的轨道形状是 。
(2)磷的氯化物有两种:PCl3和PCl5。PCl3中磷原子的杂化类型为 ,PCl3的立体构型为 ,其中PCl3的熔点 (填“大于”或“小于”)PCl5。
(3)已知第一电离能的大小顺序为P>Cl>S,请说明原因 。
(4)氯有多种含氧酸,其电离平衡常数如下:
化学式
HClO4
HClO3
HClO2
HClO
Ka
1×1010
1×10
1×10-2
4×10-8
从结构的角度解释以上含氧酸Ka不同的原因 。
(5)NaCl晶胞如图所示。
①氯离子采取的堆积方式为 。
A.简单立方堆积 B.体心立方堆积
C.面心立方最密堆积 D.六方最密堆积
②若氯离子的半径用r表示,阿伏加德罗常数用NA表示,则晶体密度的表达式为 (用含r、NA的代数式表示)。
答案 (1)3s23p4 2 哑铃形或纺锤形
(2)sp3 三角锥形 小于
(3)磷原子的3p能级处于半充满状态,导致磷原子较难失去电子,氯的原子半径小,核电荷数较大,因此第一电离能比硫大
(4)中心原子的价态不同或非羟基氧原子的个数不同
(5)①C ②4×58.5 g/molNA×(4r2)3
3.(2018广东揭阳一模,35)磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜,磷青铜是含少量锡、磷的铜合金,主要用来制作耐磨零件和弹性元件。
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;价电子中成对电子数为 。
(2)磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。
①PH3分子中的中心原子的杂化方式是 。
②P与N同主族,其最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3 H3PO4(填“>”或“<”),从结构的角度说明理由: 。
(3)磷青铜中的锡、磷两元素电负性的大小为Sn P(填“>”“<”或“=”)。
(4)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①则其化学式为 。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有 个,这些Sn原子所呈现的构型为 。
③若晶体密度为8.82 g·cm-3,最近的Cu原子核间距为 pm(用含NA的代数式表示,P、Cu、Sn的相对原子质量分别为31、64、119)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 10
(2)①sp3 ②> HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子,比H3PO4中多1个
(3)<
(4)①SnCu3P ②4 正方形 ③223342NA×8.82×1010
4.(2018福建漳州第二次调研测试,35)硫、钴及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子轨道排布图为 ,第四电离能I4(Co)N>C N>O>C
(4)NaCl3 Na3Cl Na2Cl
(5)① (备注:用不同的球代替不同的原子也可)
②dB-P=143a=143×478 pm
3.(2018湖南长沙长郡中学月考,27)铁是工业生产中不可缺少的一种金属。请回答下列问题:
(1)Fe元素在元素周期表中的位置是 。
(2)Fe有δ、γ、α三种同素异形体,其晶胞结构如图所示:
①δ、α两种晶体晶胞中铁原子的配位数之比为 ;
②1个γ-Fe晶体晶胞中所含有的铁原子数为 ;
③若Fe原子半径为r pm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则δ-Fe单质的密度为 g/cm3(列出算式即可)。
(3)氯化铁在常温下为固体,熔点为282 ℃,沸点为315 ℃,在300 ℃以上升华,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断氯化铁的晶体类型为 。
(4)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。
①此配合物中,铁离子的价电子排布式为 。
②此配合物中碳原子的杂化轨道类型有 。
③此配离子中含有的化学键有 (填字母代号)。
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键
E.配位键 F.氢键 G.σ键 H.π键
答案 (1)第四周期第Ⅷ族
(2)①4∶3 ②4 ③56×2NA·(4r3×10-10)3
(3)分子晶体
(4)①3d5 ②sp2、sp3杂化 ③CDEGH
过专题
【五年高考】
A组 统一命题·课标卷题组
考点一 原子结构与性质
1.(2018课标Ⅲ,35,15分)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]3d104s2
(2)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子
(3)离子键 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) 65×6NA×6×34×a2c
2.(2017课标Ⅰ,35,15分)[化学——选修3:物质结构与性质]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I3+离子。I3+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 。
(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
3.(2016课标Ⅰ,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
。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
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:
①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 。
②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 g·cm-3(列出计算式即可)。
答案 (1)3d104s24p2 2
(2)Ge原子半径大,原子间形成的σ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π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)O>Ge>Zn
(5)sp3 共价键
(6)①(14,14,14) ②8×736.02×565.763×107
4.(2015课标Ⅰ,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:
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 (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)σ键和π键 sp CO2、SCN-(或COS等)(2分,1分,2分,共5分)
(4)分子(2分)
(5)①3 2(每空1分,共2分)
②12 4(每空1分,共2分)
5.(2014课标Ⅰ,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σ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 g·cm-3(不必计算出结果)。
答案 (1)X-射线衍射
(2)4 1s22s22p63s23p63d5 血红色
(3)sp3、sp2 6NA CH3COOH存在分子间氢键 16
(4)12 4×276.022×1023×(0.405×10-7)3
考点二 分子结构与性质
6.(2018课标Ⅱ,35,15分)硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔点/℃
-85.5
115.2
>600(分解)
-75.5
16.8
10.3
沸点/℃
-60.3
444.6
-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 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S22-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
(4)平面三角 2 sp3
(5)4MNAa3×1021 22a
7.(2017课标Ⅱ,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。
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N5-中的σ键总数为 个。分子中的大π键可用符号∏nm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∏66),则N5-中的大π键应表示为 。
③图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(NH4+)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 Π56
③(H3O+)O—H…N(N5-) (NH4+)N—H…N(N5-)
(4)602a3dM(或a3dNAM×10-21)
8.(2016课标Ⅲ,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1 000 ℃,GaCl3的熔点为77.9 ℃,其原因是 。
(5)GaAs的熔点为1 238 ℃,密度为ρ g·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)[Ar]3d104s24p3(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) 4π×10-30NAρ(rGa3+rAs3)3(MGa+MAs)×100%(2分)
9.(2015课标Ⅱ,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=0.566 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(g·cm-3)
。
答案 (15分)(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(每空1分,共2分)
(2)O3 O3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 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)
(5)Na2O 8 4×62 g·mol-1(0.566×10-7cm)3×6.02×1023mol-1=2.27 g·cm-3(1分,1分,2分,共4分)
10.(2014课标Ⅱ,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)sp3 H2O2、N2H4(1分,2分,共3分)
(3)HNO2、HNO3 H2SO3(2分,1分,共3分)
(4)+1(2分)
(5)SO42- 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分)
考点三 晶体结构与性质
11.(2017课标Ⅲ,35,15分)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)[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(Π46键)
(5)0.148 0.076
12.(2016课标Ⅱ,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)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②在[Ni(NH3)6]2+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 。
③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 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi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 。
②若合金的密度为d g·cm-3,晶胞参数a= nm。
答案 (15分)(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
②2516.02×1023×d13×107
B组 自主命题·省(区、市)卷题组
考点一 原子结构与性质
1.(2016海南单科,19-Ⅰ,6分)下列叙述正确的有(双选)( )
A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小
C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小
D.价层电子对互斥理论中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
答案 BD
2.(2016江苏单科,21A,12分)[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
HOCH2CN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)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(2)3
(3)sp3和sp
(4)NH2-
(5)或
3.(2014江苏单科,21A,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σ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)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
(2)HF
(3)sp2 6 mol或6×6.02×1023个
(4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
(5)12
考点二 分子结构与性质
4.(2017海南单科,19-Ⅰ,6分)下列叙述正确的有(双选)( )
A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高化合价为+7
B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性与氧化性
D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
答案 AD
5.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-,NOx也可在其他条件下被还原为N2。
(1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为 ;NO3-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。
[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图
答案 (1)sp3 平面(正)三角形
(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
(3)NO2-
(4)1∶2
(5)
6.(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++13H2O4[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 ;1 mol CH3COOH分子含有σ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[Ar]3d3) O
(2)sp3和sp2 7 mol(或7×6.02×1023)
(3)H2F+ H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
7.(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 (13分)(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)三角锥形
(3)HNO3 HF Si、Mg、Cl2
(4)P4+10CuSO4+16H2O 10Cu+4H3PO4+10H2SO4
8.(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CO2
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中的第 族。
②Ni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 σ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”。
分子
参数
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/kJ·mol-1
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
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0.586 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)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ ②8
(4)①氢键、范德华力 ②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
考点三 晶体结构与性质
9.(2017江苏单科,21A,12分)铁氮化合物(FexNy)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图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为 。
图1 FexNy晶胞结构示意图
图2 转化过程的能量变化
答案 (1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(2)sp2和sp3 9 mol
(3)HY>W
B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C.Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D.WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
答案 C
2.(2013课标Ⅰ,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
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/(kJ·mol-1)
356
413
336
226
318
452
①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
。
②SiH4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)M 9 4
(2)二氧化硅
(3)共价键 3
(4)Mg2Si+4NH4Cl SiH4+4NH3+2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp3 1∶3 [SiO3]n2n-(或SiO32-)
3.(2012课标,37,15分)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晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为 g·cm-3(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 (15分)(1)sp3
(2)O>S>Se
(3)34 3s23p63d10
(4)强 平面三角形 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可表示为(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)4×(65+32) g·mol-16.02×1023mol-1(540×10-10cm)3=4.1
2701-cos109°28'或1352sin109°28'2或1353
4(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
X
X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y
Y是地壳中含量最高的元素
Z
Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W
W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 ⅣA 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,最后变成无色溶液
Si+4HF SiF4↑+2H2↑
(4)4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) ΔH=-3 352 kJ·mol-1(其他合理答案均可)
5.(2013四川理综,8,11分)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L;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 ;G分子中X原子的杂化轨道类型是 。
(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,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分)
(2)1s22s22p63s23p4(2分) sp3杂化(2分)
(3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度(2分)
(4)4FeO42-+20H+ 4Fe3++3O2↑+10H2O(3分)
考点二 分子结构与性质
6.(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)2 BN
(3)sp2 sp3 3
(4)X
7.(2013浙江自选,15,10分)请回答下列问题:
(1)N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
电离能
I1
I2
I3
I4
……
In/kJ·mol-1
578
1 817
2 745
11 578
……
则该元素是 (填写元素符号)。
(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是 。Ge的最高价氯化物分子式是 。该元素可能的性质或应用有 。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
(3)关于化合物,下列叙述正确的有 。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个σ键和1个π键
D.该分子在水中的溶解度大于2-丁烯
(4)NaF的熔点 BF4-的熔点(填>、=或<),其原因是
。
答案 (1)Al
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 C、D
(3)B、D
(4)> 两者均为离子化合物,且阴阳离子电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低
8.(2011课标,37,15分)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)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-的立体构型为 ;
(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,晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子,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。阿伏加德罗常数为NA)。
答案 (15分)(1)B2O3+3CaF2+3H2SO4 2BF3↑+3CaSO4+3H2O B2O3+2NH3 2BN+3H2O
(2)1s22s22p1 N +3
(3)120° sp2 正四面体
(4)共价键(极性共价键) 分子间力
(5)4 4 25×4(361.5×10-10)3×NA
考点三 晶体结构与性质
9.(2013重庆理综,3,6分)下列排序正确的是( )
A.酸性:H2CO3
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