1、1物质结构与性质1.钛（ 22Ti）铝合金在航空领域应用广泛。回答下列问题：（1）基态 Ti 原子的核外电子排布式为Ar ，其中 s 轨道上总共有 个电子。（2）六氟合钛酸钾（K 2TiF6）中存在TiF 62 配离子，则钛元素的化合价是 ，配体是 。（3）TiCl 3可用作烯烃定向聚合的催化剂，例如，丙烯用三乙基铝和三氯化钛作催化剂时，可以发生下列聚合反应：nCH3CH=CH2 CH（CH） 3CH2 ，该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类 Al（ C2H5） 3 TiCl3 型有 ；反应涉及的元素中电负性最大的是 。三乙基铝是一种易燃物质，在氧气中三乙基铝完全燃烧所得产物中分子的立体构型是
2、直线形的是 。（4）钛与卤素形成的化合物熔沸点如表所示：化合物 熔点/ 沸点/TiCl4 25 136.5TiBr4 39 230TiI4 150 377分析 TiCl4、TiBr 4、TiI 4的熔点和沸点呈现一定规律的原因是_。（5）金属钛有两种同素异形体，常温下是六方堆积，高温下是体心立方堆积。如图所示是钛晶体的一种晶胞结构，晶胞参数 a0.295 nm， c0.469 nm，则该钛晶体的密度为 gcm（用 NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可） 。2胞的底面正六边形的面积 S a2，则该晶胞的体积为 a2c （2.9510 8 ）3 32 3 32 3 322（4.6910 8
3、）cm 3，又该晶胞中含有的钛原子的数目为 2 312 6，则该晶胞的质量为12 16g，故该钛晶体的密度为 gcm3 。 648NA 6483 32 （ 2.9510 8） 24.6910 8NA（4）分子 （5）3 2 12 43.2017 年 4 月 26 日，中国首艘国产航母在大连正式下水，标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。请回答下列问题：（1）航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。硅原子价层电子的轨道表示式（电子排布图）为 。Fe 3 比 Fe2 稳定的原因是_。FeO、NiO 的晶体结构与 NaCl 的晶体结构相同。其中 Fe2 与 Ni2 的离子半径分别为 7.8102
4、nm、6.910 2 nm。则熔点 FeO （填“”或“” ）NiO，原因是_。（2）航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂 M，通过如下反应实现铜离子的富集，进行回收。M 所含元素的电负性由大到小的顺序为 （用元素符号表示） 。上述反应中断裂和生成的化学键有 （填序号） 。A.共价键 B.配位键 C.金属键 D.范德华力3（3）航母舰艇底部涂有含 Cu2O 的防腐蚀涂料。已知 Cu2O 的晶胞结构如图所示。该晶胞结构中铜原子的配位数是 。已知该晶体的密度为 d gcm3 ，阿加德罗常数的值为 NA，则该立方晶胞的参数是 pm。答案 （1） Fe 3 的价电子排布式为 3d5，处
5、于半充满状态，结构稳定 r（Ni 2 ） ，所以 FeO 的晶格能较小，熔点较低 设 Ti4 的半径为 r，则 2r21.4010 10 m4.0310 10 m， r6.1510 11 m。答案 （1）第四周期第A 族 1s 22s22p63s23p6（2）直线形 sp 高于（3）TiO 2BaCO 3（熔融）= =BaTiO3CO 26 6.1510 116.已知 a、b、c、d、e、f 都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中 a、c 原子的 L 层均有 2 个未成对电子。d 与 e 同主族，d 的二价阳离子与 c 的阴离子具有相同的电子层结构。f 3 的M 层 3d 轨
6、道电子为半满状态。请回答下列问题（答题时，用所对应的元素符号表示）：（1）写出 f 原子的电子排布式 ，f 位于周期表第 族。4（2）a、b、c 的第一电离能由小到大的顺序为_。（3）f 和 g（质子数为 25）两元素的部分电离能数据如下表：元素 g fI1 717 759 I2 1 509 1 561电离能/（kJmol 1 ） I3 3 248 2 957比较两元素的 I2、 I3可知，气态 g2 再失去一个电子比气态 f2 再失去一个电子难。对此，你的解释是_。在 f 的配离子 f（SCN） 中，提供空轨道接受孤对电子的微粒是 。 2（4）H 2S 和 c 元素的氢化物（分子式为 H2c
7、2）的主要物理性质比较如下：熔点/K 沸点/K 标准状况时在水中的溶解度H2S 187 202 2.6 gH2c2 272 423 以任意比互溶H2S 和 H2c2的相对分子质量相同，造成上述物理性质差异的主要原因是_。（5）已知 f 晶体的堆积方式与金属钾相同，则 f 晶胞中 f 原子的配位数为 ，一个晶胞中 f 原子的数目为 。（6）如图为 a 元素某种氧化物的晶胞，其分子中中心原子采取 杂化，每个分子周围有 个分子与之距离相等且最近。若晶胞棱长为 x pm，则该晶体密度的表达式为 gcm 3 。5H2O2，氧元素电负性很强，H 2O2分子间存在氢键，所以熔沸点比 H2S 高；H 2O2分
8、子与水分子可形成氢键，所以能与水以任意比互溶。 （5）Fe 晶体的堆积方式与金属钾相同，金属钾为体心立方结构，则 Fe 晶胞中Fe 原子的配位数为 8；晶胞中 Fe 原子的数目为 181/82。 （6）由晶胞示意图可知，该 a 元素某种氧化物为 CO2，其中心原子的价电子对数为 2，因此中心原子采用 sp 杂化。由图可知该晶体为面心立方晶胞，则每个分子周围有 12 个分子与之距离相等且最近。一个晶胞中含有 4 个 CO2分子，晶体密度gcm3 。 444NA（ x10 10） 3答案 （1） 8 OClS（2）sp 3 V 形（3）4 （4）CSiCSi（5）甲醇分子间存在氢键 81（6）44
9、3 r3（ q1010） 311.已知 A、B、C、D、E 为第二至第四周期的元素，其原子序数依次增大。A 原子最外层电子数是其内层电子总数的 2 倍，B 原子 s 轨道上的电子数与 p 轨道上的电子数相等，C 在元素周期表的各元素中电负性最大，D 的基态原子核外有 6 个能级且全部充满电子，E 原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。请回答下列问题：（1）基态 E 原子的价电子排布式为 。（2）A 和 B 中，第一电离能较大的是 （填元素符号） ；B 的简单氢化物的立体构型是 ，中心原子的杂化类型是 。6（3）A 和 B 互为等电子体，B 的电子式可表示为 ，1 mol B 中含有的 键
10、数目22 22 22 22为 。（4）用氢键表示式写出 C 的氢化物水溶液中存在的所有氢键 。（5）化合物 DC2的晶胞结构如图所示，该离子化合物晶体的密度为 a gcm3 ，则晶胞的体积是 （只要求列算式，阿伏加德罗常数的值为 NA） 。有钙原子的数目为 81/861/24，含有氟原子的数目为 8，故该晶胞的质量为 ，该离478 gNA子化合物晶体的密度为 a gcm3 ，则晶胞的体积 cm3 cm3。 状结构的晶体熔点3 550 ，478NAa 312aNA该单质的晶体类型属于_；基态 D 原子共有_种不同运动状态的电子。(2)A 与 C 形成的最简单分子的中心原子杂化方式是_，该分子与D
11、2 、H 2O 以 212 的配比结合形成的配离子是_(填化学式)，此配离子中的两种配体的不同之处为_(填标号)。中心原子的价层电子对数中心原子的孤电子对的个数中心原子的化学键类型VSEPR 模型(3)1 mol BC 中含有的 键数目为_；写出与 BC 互为等电子体的分子和离子各一种_、_。(4)D2 的硫酸盐晶体的熔点比 D2 的硝酸盐晶体的熔点高，其原因是_。(5)D3C 具有良好的电学和光学性能，其晶体的晶胞结构如图所示，D 和 C3 的半径分别为 a pm、 b 7pm，D 和 C3 都是紧密接触的刚性小球，则 C3 的配位数为_，晶体的密度为_gcm 3 。能层排布 18 个电子，
12、且最外层有 1 个电子，即 D 原子核外电子个数为 29，则 D 为 Cu 元素。(1)根据 H 元素能形成 H2，不能形成 H3或 H4，说明共价键具有饱和性。根据该碳元素单质的熔点很高，可知该单质的晶体类型属于原子晶体。基态 Cu 原子核外有 29 个电子，故原子核外有 29 种不同运动状态的电子。(2) NH 3分子中中心原子 N 采取 sp3杂化；NH 3、Cu 2 、H 2O 以 212 形成的配离子为Cu(H 2O)2(NH3)22 ，H 2O 和 NH3两种配体中，中心原子的价层电子对数相同，不符合题意；中心原子的孤电子对的个数分别为 2 和 1，符合题意；中心原子形成的化学键均
13、为共价键，不符合题意；VSEPR 模型均为正四面体构型，不符合题意。(3)根据 CN 的电子式 CN 可知该离子中含 1 个三键，即 1 mol CN 中含 2 mol 键。CN 中含 2 个原子，且价层电子数为 10，则与其互为等电子体的分子为 CO 或 N2，离子为 C 。(4)CuSO 4晶体22的晶格能比 Cu( NO3)2晶体的晶格能高，故晶体的熔点：CuSO 4Cu(NO 3)2。(5)由 Cu3N 的晶胞结构可看出与N3 等距离且最近的 Cu 有 6 个，即 N3 的配位数为 6。由晶体的结构和均摊法可知该晶胞中含 N3 的个数为 81，含 Cu 的个数为 123，即该晶胞中含
14、1 个 Cu3N，晶胞的边长为 2(a b)1010 cm，则晶18 14胞的密度 gcm3 或 gcm3 。 1NA206 g2 a b 10 10cm3 10310304NA a b 3 20610308NA a b 3(4)NH 中的氮原子上均为成键电子，而 NH3分子中的氮原子上有一对孤电子对，孤电子对与成键电 4子之间的排斥力强于成键电子与成键电子之间的排斥力，导致 NH 中 HNH 的键角比 NH3中的大 由于 4O 原子半径小，电负性大，提供孤对电子的能力比 N 原子弱，故水分子形成的配位键弱于氨分子形成的配位键(5)4 100%3 10 30NA r3N r3B2514 CuC
15、l 广泛应用于有机合成催化。例如， 回答下列问题：(1)CuCl 中 Cu 的核外电子排布式为_，Cu 与 Cl 相比，第一电离能较大的是_ 。8(2)已知 为平面分子，则CHO 中碳原子的杂化方式为_。(3)写出与 CO 互为等电子体的非极性分子的电子式_，14 g CO 中含_mol 键。合成氨工业中用铜洗液吸收 CO，形成配合物Cu(NH 3)3COAc(HAc 代表醋酸)，其中_(填粒子符号)接受孤电子对形成配位键，配位数是_。(4)单质铜的熔点比单质钙高，其原因是_，铜、钙可形成合金，其中一种合金的晶胞结构如图所示，已知：该晶体的密度为 gcm3 ， NA是阿伏加德罗常数的值，则其中
16、两个 Ca 原子之间的距离为_。答案：(1)1s 22s22p63s23p63d10或Ar3d 10 Cl(2)sp2(3) 1 Cu 4(4)铜晶体中的金属键比钙晶体中的金属键强度大(答案合理即可) cm22 34104 NA15硒化锌是一种半导体材料，回答下列问题：(1)锌在元素周期表中的位置是_；Se 基态原子价电子排布图为_。元素锌、硫和硒第一电离能较大的是_(填元素符号)。9(2)Na2SeO3分子中 Se 原子的杂化类型为_；H 2SeO4的酸性比 H2SeO3强，原因是_。(3)气态 SeO3分子的立体构型为_；下列与 SeO3互为等电子体的有_(填序号)。ACO BNO23 3
17、CNCl 3 DSO 23(4)硒化锌晶体的晶胞结构如图所示，图中 X 和 Y 处所堆积的原子均为_(填元素符号)；该晶胞中硒原子所处空隙类型为_(填“立方体” “正四面体”或“正八面体”)，该种空隙的填充率为_；若该晶体的密度为 gcm3 ，硒化锌的摩尔质量为 M gmol1 ，用 NA代表阿伏加德罗常数的数值，则晶胞参数 a 为_nm。答案：(1)第四周期第B 族 S(2)sp3 H 2SeO4的非羟基氧比 H2SeO3多(或 H2SeO4中 Se 的化合价更高)(3)平面三角形 AB(4)Zn 正四面体 50% 1073 4MNA16Fe、Co、Ni 均为第族元素，它们的化合物在生产、生
18、活中有着广泛的应用。(1)基态 Co 原子的价电子排布式为_，Co 2 核外 3d 能级上有_对成对电子。(2)Co3 的一种配离子Co(N 3)(NH3)52 中，Co 3 的配位数是_。1 mol 配离子中所含 键的数目为_，配位体 N 中心原子的杂化类型为_。 3(3)Co2 在水溶液中以Co(H 2O)62 存在。向含 Co2 的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的Co(NH 3)6102 ，其原因是_。(4)某蓝色晶体中，Fe 2 、Fe 3 分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN ，K 位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为_，立方体中 Fe2 间连接
19、起来形成的空间构型是_。(5)NiO 的晶胞结构如图甲所示，其中原子坐标参数 A 为(0,0,0)，B 为(1,1,0)，则 C 原子坐标参数为_。(6)一定温度下，NiO 晶体可以自发地分散并形成“单分子层” ，可以认为 O2 为密置单层排列，Ni 2填充其中(如图乙)，已知 O2 的半径为 a pm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为_g(用含a、 NA的代数式表示)。(5)根据题图甲知，C 原子坐标参数为(1， )。(6)如图所示，以 1 个小菱形为研究对象，该菱形中12 12含有 1 个 Ni2 、1 个 O2 ，该菱形的边长为 2a pm，则该菱形的面积为 2a1012 m2a101
20、2 m 2 a21024 m2；该菱形中含有该晶体的质量为 g，故每平方米面积上分散的该晶体32 3 75NA的质量为 (2 1024 a2)g g。 75NA 3 7510242 3a2NA11答案：(1)3d 74s2 2(2)6 23 NA sp(3)N 元素电负性比 O 元素电负性小，N 原子提供孤电子对的倾向更大，与 Co2 形成的配位键更强(4)KFe2(CN)6 正四面体形(5)(1， )12 12(6) (或 1024)752 3a2NA10 24 25 32a2NA17.(1)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。此配合物中，基态铁
21、离子的价电子排布式为_。此配合物中碳原子的杂化轨道类型有_。此配离子中含有的化学键有_(填字母)。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 键 H 键氯化铁在常温下是固体，熔点为 306 ，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_。(2)基态 A 原子的价电子排布式为 3s23p5，铜与 A 形成化合物的晶胞如图所示(黑球代表铜原子)。该化合物的化学式为_，A 原子的配位数是_。该化合物难溶于水，但易溶于氨水，其原因可能是_；与 NH3互为等电子体的分子有_(写化学式，一种即可)。NH 3的键角大于 H2O 的
22、键角的主要原因是_。已知该化合物晶体的密度为 gcm3 ，阿伏加德罗常数的值为 NA，则该晶体中 Cu 原子和 A 原子之间的最短距离为_pm。(列出计算表达式即可)12；设晶体中 Cu 原子与 Cl 原子间的最短距离为 x cm，则 x ，即 Cu 原3499.5 NA 3a4 343499.5 NA子与 Cl 原子之间的最短距离为 1010pm。 34 3499.5 NA答案：(1)3d 5 sp 2、sp 3 CDEGH 分子晶体(2)CuCl 4 Cu 可与 NH3形成易溶于水的配位化合物 PH 3(或 AsH3等) NH 3、H 2O 分子中 N、O 原子的孤电子对数分别是 1、2，
23、孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越强，键角越小 101034 3499.5 NA18核安全与放射性污染防治已引起广泛关注。在爆炸的核电站周围含有放射性物质碘1 31 和铯137。碘131 一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺肿大等疾病。(1)与铯同主族的前四周期(包括第四周期)的三种元素 X、Y、Z 的第一电离能如下表：元素代号 X Y Z第一电离能/(kJmol1 ) 520 496 419基态 Z 原子的核外电子排布式为_。X、Y、Z 三种元素形成的单质熔点由高到低的顺序为_(用元素符号表示)，其原因为_。(2)F 与 I 同主族，BeF 2是由三个原子构成的共价化合物分子，分子中中心原子
24、 Be 的杂化类型为_，BeF 2分子的空间构型是_。(3)Cl 与 I 同主族，Cl 具有很强的活泼性，可以形成很多含氯化合物，其中含氧酸HClO、HClO 2、HClO 3、HClO 4的酸性由强到弱的顺序为_。(4)131I2晶体的晶胞结构如图甲所示，该晶胞中含有_个 131I2分子，该晶体属于_(填晶13体类型)晶体。(5)KI 的晶胞结构如图乙所示，每个 K 的配位数为_。KI 晶体的密度为 gcm3 ，K 和 I 的摩尔质量分别为 MK gmol1 和 MI gmol1 ，原子半径分别为 rK cm 和 rI cm，阿伏加德罗常数的值为NA，则 KI 晶胞中的空间利用率为_。答案：(1)1s 22s22p63s23p64s1 LiNaK 锂、钠、钾为金属晶体，它们的价电子数相等，金属离子所带的电荷数相同，离子半径依次增大，金属键依次减弱，故熔点依次降低(2)sp 直线形(3)HClO4HClO 3HClO 2HClO(4)4 分子(5)6 100%或 100%4 r3K r3I NA3 MK MI 2 r3K r3I3 rK rI 313
