1、1第 11 题 物质结构与性质复习建议：4 课时(题型突破 2 课时 习题 2 课时)1(2018课标全国，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)。(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，LiAlH 4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH 4中，存在_(填标号)。A离子键 B 键C 键 D氢键(4)Li2O 是离子晶体，其
2、晶格能可通过图(a)的 BornHaber 循环计算得到。可知，Li 原子的第一电离能为_kJmol 1 ，O= =O 键键能为_kJmol1 ，Li 2O 晶格能为_kJmol 1 。(5)Li2O 具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为 0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则 Li2O 的密度为_gcm 3 (列出计算式)。2解析 (1)根据能级能量 E(1s)”或“CH3OHCO2H2 水含氢键比甲醇中多；CO 2与 H2均为非极性分子，CO 2相对分子质量较大，范德华力大(4)离子键、 键(5)0.148 0.076题型训练 1 (2016全国卷)东晋华阳国志
3、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(NH 3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH 3)6SO4中阴离子的立体构型是_。在Ni(NH 3)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17子是_。氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH 3)，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： ICu1
4、958 kJmol1、 INi1 753 kJmol1 ， 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 gcm3，晶胞参数 a_nm。解析 (1)Ni 是 28 号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知，Ni 原子 3d 能级上 8 个电子尽可能分占 5 个不同的轨道，其未成对电子数为 2。(2)SO 中，S 原子的价层电子对数为 4，成键电子对数为 4，故 SO 的立体构246 22 24型为正四面体。Ni(NH 3)62 中，由于
5、 Ni2 具有空轨道，而 NH3中 N 原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。由于 NH3分子间可形成氢键，故 NH3的沸点高于 PH3。NH 3分子中，N 原子形成 3 个 键，且有 1 个孤电子对，N 原子的轨道杂化类型为 sp3，立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称，NH 3属于极性分子。(3)Cu、Ni 均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。因 Cu 元素基态原子的价层电子排布式为 3d104s1，3d 能级全充满，较稳定，失去第 2 个电子较难，因此第二电离能ICu INi。(4)由晶胞结构图可知，Ni 原子处于立方晶胞的顶点，Cu 原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，
6、每个晶胞中含有 Cu 原子的个数为：6 3，含有 Ni：原子的个数为：128 1，故晶胞中 Cu 原子与 Ni 原子的数量比为 31。18根据 m V 可得，1 mol 晶胞的质量为：(64359)g a3d gcm3 NA，则 a18cm 107 nm。2516.021023d13 2516.021023d13 答案 (1)1s 22s22p63s23p63d84s2或Ar3d 84s2 2(2)正四面体 配位键 N高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3(3)金属 铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子(4)31 1072516.021023d13 题型训练 2 铬
7、和铜都是人体所必需的微量元素。回答下列问题：(1)铬原子的最高能层符号是_，其价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。(2) 比较第二电离能 Cu_Zn(填“” 、 “” 、 “Zn；（3）铬的一种氧化物常温下呈蓝色，化学式为 CrO5，该氧化物中铬为6 价，说明 Cr 与 O 原子形成 6 个共价键， CrO5的结构式是 ；（4）根据Cu（NH 3） 2 中 NH3的化合价为 0 计算铜的化合价；Cu 的核外电子排布是3d10，形成配合物时，会先激发一个电子到 4p 轨道中，杂化类型为 sp；SO 中 S 原子的24价电子对数是 4，无孤对电子，所以立体构型是正四面体；（5）已知图 1 为铬
8、的晶6 24胞结构图，晶胞顶点、体心各有 1 个铬原子，属于体心立方堆积；根据均摊原则计算晶跑中实际拥有的铬原子数 8 12；晶胞参数为 a nm，晶胞的体积为 a3，则铜原子的半18径是 a，根据均摊原则晶跑中实际拥有的铜原子数 8 6 4，铜原子的体积是24 18 12（ a） 34，晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 （ a） 34a3100%43 24 43 24100%。26答案 （1）N （2） 测试第二电离能时铜原子失去的是处于全充满稳定状态的 3d10电子；而锌原子失去的是 4s1电子，之后价电子层形成稳定状态的 3d10（3）（4）1 sp 正四面体（5）体心立方 2 74
9、%（或 100%或 100%）32 26典例演示 2 （2015全国卷，37）A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 2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 。20（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
10、 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 a0.566 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 ） 。解析 由 C 元素原子核外电子总数是最外层电子数的 3 倍可知，C 是磷元素；由 A2 和 B具有相同的电子构型，且 A、B 原子序数小于 15 可知，A 是氧元素，B 是钠元素；A、B、C、D 四种元素的原子序数依次增大，C、D 为同周期元素，且 D 元素最外层有一个未成对电子，因此 D 是氯
11、元素。 （1）元素的非金属性 OClP，则电负性 OClP，Na 是金属元素，其电负性最小；P 的电子数是 15，根据构造原理可写出其核外电子排布式。 （2）氧元素有 O2和 O3两种同素异形体，相对分子质量 O3O2，范德华力 O3O2，则沸点 O3O2。A和 B 的氢化物分别是 H2O 和 NaH，所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。 （3）PCl 3分子中 P 含有一对孤电子对，其价层电子对数为 4，因此其立体构型为三角锥形，中心原子P 的杂化轨道类型为 sp3杂化。 （4）Cl 2O 分子中心原子 O 原子含有 2 对孤电子对，其价层电子对数为 4，因此其立体构型为 V 形；根据电子
12、守恒和质量守恒可写出 Cl2与湿润的Na2CO3反应的化学方程式。 （5）根据化合物 F 的晶胞结构，利用均摊法可计算出氧原子个数： N（O）8 6 4，钠原子全部在晶胞内， N（Na）8，因此 F 的化学式为18 12Na2O；以顶角氧原子为中心，与氧原子距离最近且等距离的钠原子有 8 个，即晶胞中 A 原21子的配位数为 8；晶胞参数即晶胞的棱长 a0.566 nm，晶体 F 的密度 mV2.27 gcm 3 。462 gmol 16.021023 mol 1（ 0.56610 7 cm） 3答案 （1）O 1s 22s22p63s23p3或Ne 3s 23p3（2）O 3 O 3相对分子
13、质量较大，范德华力较大 分子晶体 离子晶体（3）三角锥形 sp 3（4）V 形 4 2Cl 22Na 2CO3H 2O=Cl2O2NaHCO 32NaCl（或2Cl2Na 2CO3=Cl2OCO 22NaCl）（5）Na 2O 8 2.27 gcm 3462 gmol 1（ 0.56610 7 cm） 36.021023 mol 1题型训练 3 A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的前四周期元素。已知 A 元素基态原子的核外电子分占四个原子轨道；B 元素基态原子的成对电子数是未成对电子数的 6 倍；C 元素是同周期元素中电负性最大的元素；D 元素基态原子的 L 层与 M 层的电子数相等，且与
14、s 能级的电子总数相等；E 元素可与 C 元素形成 2 种常见化合物，其中一种为棕黄色，另种为浅绿色。请回答下列问题：（1）E 元素基态原子的价层电子排布式为 ，属于 区的元素。（2）A、B 两元素的氧化物的晶体类型分别为 、 ；写出 B 元素的最高价氧化物与 HF 溶液反应的化学方程式：_。（3）元素 A 的一种氢化物是重要的化工原料，常把它的产量作为衡量石油化工发展水平的标志，该分子中 键和 键的数目分别为 和 。（4）原子总数和价电子总数都相同的分子、离子或基团属于等电子体，由 AE 中的元素形成的微粒中，与 SO 互为等电子体的分子是 （填分子式，任写一种） ，SO24中的键角为 。2
15、4（5）D 元素与最活泼的非金属元素形成的化合物的晶胞结构如图所示，其中“ ”代表的微粒是 （用元素符号或离子符号表示） ，该离子化合物晶体的密度为 a gcm3 ，则晶胞的体积是 （写出表达式即可） 。22解析 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、晶体类型判断等知识点，意在考查考生的分析判断及计算能力。根据题意可知 A 为 C（碳） ，B 为 Si，C 为 Cl、D 为 Ca、E 为Fe。 （1）E 元素（Fe）基态原子的价层电子排布式为 3d64s2，属于 d 区的元素。 （2）CO2、SiO 2分别属于分子晶体、原子晶体。SiO 2与 HF 溶液反应的化学方程式为SiO24HF= =S
16、iF42H 2O。 （3）H 2C=CH2的产量常作为衡量石油化工发展水平的标志，该分子中 键和 键的数目分别为 5、1。 （4）由“原子总数和价电子总数都相同的分子、离子或基团属于等电子体”可知，由 AE 中元素形成的微粒中，与 SO 互为等电子体的24分子有 SiCl4、CCl 4。SO 的中心原子 S 的杂化方式为 sp3杂化，SO 为正四面体结构，24 24则 SO 中的键角为 10928。 （5）钙元素与最活泼的非金属元素形成的化合物为24CaF2，由题给晶胞图可知， “ ”微粒数为 8 6 4， “ ”微粒数为 8，则“ ”代18 12表的微粒是 F 。答案 （1）3d 64s2
17、d（2）分子晶体 原子晶体 SiO 24HF= =SiF42H 2O（3）5 1（4）SiCl 4或 CCl4 10928（5）F 478 gmol 1a gcm 36.021023 mol 11.（2018烟台市下学期高考诊断性测试，35）钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题：（1）写出 As 的基态原子的电子排布式_。（2）N、P、As 为同一主族元素，其电负性由大到小的顺序为 ，它们的氢化物沸点最高的是 。将 NaNO3和 Na2O 在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与 SO 互为等电子体，则该阴离子的化学式是 。24（3） Fe 3 、Co
18、 3 与 N 、CN 等可形成络合离子。 3K 3Fe（CN） 6可用于检验 Fe2 ，配体 CN 中碳原子杂化轨道类型为 。23Co（N 3） （NH 3） 5SO4中 Co 的配位数为 ，其配离子中含有的化学键类型为 （填离子键、共价键、配位键） ，C、N、O 的第一电离能最大的为 ，其原因是_。（4）砷化镓晶胞结构如图。晶胞中 Ga 与周围等距且最近的 As 形成的空间构型为 。已知砷化镓晶胞边长为 a pm，其密度为 gcm3 ，则阿伏加德罗常数的数值为 （列出计算式即可） 。答案 （1）Ar3d 104s24p3或 1s22s22p63s23p63d104s24p3（2）NPAs N
19、H 3 NO 34（3）sp 6 共价键、配位键 N 氮原子 2p 轨道上的电子为半充满，相对稳定，更不易失去电子（4）正四面体 4145 a310 302.（2018黄岗中学、襄阳五中、华师一附中等八校一联，35）A、B、C、D 是四种前三周期元素，且原子序数逐渐增大，这四种元素的基态原子的未成对电子数和电子层数相等。请回答下列问题：（1）D 元素的基态原子的价电子排布式是：_。（2）A、B、C 三种元素可以形成化合物 A4B2C2，它是厨房调味品之一。1 mol A4B2C2中含有 mol 键，其中 B 原子采用的杂化方式为：_。（3）元素 F 的原子序数是介于 B 和 C 之间的，元素
20、B、C、F 的电负性的大小顺序是： ；B、C、F 的第一电离能的大小顺序是：_（由大到小，用元素符号填空） 。（4）随着科学的发展和大型实验装置（如同步辐射和中子源）的建成，高压技术在物质研究中发挥越来越重要的作用。高压不仅会引发物质的相变，也会导致新类型化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。NaCl 晶体在 50300 GPa 的高压下和 Na 或 Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。如图给出其中三种24晶体的晶胞（大球为氯原子，小球为钠原子） ，写出 A、B、C 对应晶体的化学式。A ；B ；C 。（5）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料。它可用
21、作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。合成磷化硼的化学方程式为：BBr 3PBr 33H 2BP6HBr。= = = = =高 温 分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构 、 。磷化硼晶体中磷原子作面心立方最密堆积，硼原子填入部分四面体空隙中。磷化硼的晶胞示意图如图。已知磷化硼的晶胞参数 a478 pm，计算晶体中硼原子和磷原子的最小核间距（ dBP ）（写出计算式，不要求计算结果） 。答案 （1）3s 23p3 （2）7 sp 2、sp 3（3）ONC NOC （4）NaCl 3 Na 3Cl Na 2Cl（5） dBP a 478 pm 或 dBP（ a）
22、 2（ a） 2 a207 pm143 143 142 14 12 1433.2018陕西省高三教学质检（一） ，35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 。25（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 Al（ C2H5） 3 TiCl3 杂化轨道类型有 ；反应涉
23、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） 。解析 （1）Ti 为 22 号元
24、素，基态 Ti 原子的核外电子排布式为Ar3d 24s2或1s22s22p63s23p63d24s2，其中 s 轨道上共有 8 个电子。 （2）由化合物中正、负化合价的代数和为 0，知钛元素的化合价为4，配体是 F 。 （3）该反应涉及的物质中碳原子的杂化轨道类型有 sp3杂化、sp 2杂化。同一周期主族元素，从左到右元素的电负性递增，同一主族元素，自上而下元素的电负性递减，故涉及的元素中电负性最大的是 Cl。三乙基铝在 O2中燃烧生成 Al2O3、CO 2和 H2O，其中分子的立体构型是直线形的是 CO2。 （4）三者都是分子晶体，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力
25、越大，熔、沸点越高。 （5）该晶胞的底面正六边形的面积 S a2，则该晶胞的体积为33226a2c （2.9510 8 ） 2（4.6910 8 ）cm 3，又该晶胞中含有的钛原子的数目为332 3322 312 6，则该晶胞的质量为 g，故该钛晶体的密度为12 16 648NAgcm3 。648332 （ 2.9510 8） 24.6910 8NA答案 （1）3d 24s2 8 （2）4 F （3）sp 2、sp 3 Cl CO 2 （4）TiCl4、TiBr 4、TiI 4都是分子晶体，而且组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，因而三者的熔点和沸点依次升高（5） 6
26、48332 （ 2.9510 8） 24.6910 8NA题型特训（一） 1.第四周期过渡元素如铁、锰、铜、锌等在太阳能电池、磁性材料等科技方面有广泛的应用，回答下列问题：（1）在现代化学中，常利用 上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。（2）写出 Cu2 的外围电子排布式 ；比较铁与锰的第三电离能（ I3）：铁 锰（填“” 、 “”或“” ） ，原因是_。（3）已知Zn（CN） 42 与甲醛在水溶液中发生反应可生成一种新物质 HOCH2CN，试判断新物质中碳原子的杂化方式_；1 mol Zn（CN） 42 中的 键数为 。（4）如图是晶体 Fe 3O4 的晶胞，该晶体是一种磁性材料， 能导电
27、。晶胞中二价铁离子处于氧离子围成的 （填空间结构）空隙。晶胞中氧离子的堆积方式与某金属晶体原子堆积方式相同，该堆积方式名称为 。解释 Fe 3O4 晶体能导电的原因_；若晶胞的体对角线长为 a nm，则 Fe3O4 晶体的密度为 gcm3 （阿伏加德罗常数用 NA 表示） 。27答案 （1） 原子光谱 （2） 3d9 ”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.
28、范德华力（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。29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。解析 （1）硅原子最外层有 4 个电子，价层电子数为 3s23p2，其价层电子的轨道表示式为 。Fe 3 的价电子排布式为 3d5，处于半充满状态，而 Fe2 的价电子排布式为 3d6，故 Fe3 比 Fe2 稳定。两离子晶体的阴离子均为 O2 ，阳离子所带电荷相同，但离子半径 r（Fe 2 ） r（Ni 2 ） ，故 FeO 的晶格能较小，熔点较低。 （2）M中含有 C、H、
29、O、N 四种元素，元素的非金属性越强，对应的电负性越大，即电负性：ONCH。反应过程中断裂和生成的化学键有共价键和配位键。 （3）由题图可知，该晶胞中黑球为 Cu，白球为 O，晶胞中与 Cu 等距离且最近的 O 有 2 个，即该晶胞中 Cu 原子的配位数为 2。由均摊法可知该晶胞内含 4 个 Cu 原子，O 原子数目为 181/82，即晶胞内含 Cu2O 数目为 2，设该立方晶胞的参数为 x，则 x3d gcm3 144 g，解得2NAx cm 1010 pm。32144dNA 3288dNA答案 （1） Fe 3 的价电子排布式为 3d5，处于半充满状态，结构稳定 r（Ni 2 ） ，所以
30、FeO 的晶格能较小，熔点较低（2）ONCH AB （3）2 10103288dNA4.（2018江苏化学，21A）臭氧（O 3）在Fe（H 2O） 62 催化下能将烟气中的 SO2、NO x分别氧化为 SO 和 NO ，NO x也可在其他条件下被还原为 N2。24 3（1）SO 中心原子轨道的杂化类型为 ；NO 的空间构型为 （用文字描24 3述） 。（2）Fe 2 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）N 2分子中 键与 键的数目比 n（） n（） 。（5）Fe（H 2O） 62 与 NO 反应生成的Fe（NO） （H 2O） 52 中
31、，NO 以 N 原子与 Fe2 形成配位键。请在Fe（NO） （H 2O） 52 结构示意图的相应位置补填缺少的配体。30Fe（NO） （H 2O） 52 结构示意图解析 （1）SO 中 S 原子的价层电子对数为 4，所以采取 sp3杂化。NO 中氮原子上无24 3孤对电子，成键电子对数为 3，即 N 采取 sp2杂化，NO 的空间构型为平面正三角形。 3（2）Fe 的原子序数是 26，Fe 2 核外有 24 个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。 （3）等电子体是指价电子总数和原子数均相同的分子、离子或原子团，O3与 NO 均为 3 原子 18 价电子的粒子，故
32、二者互为等电子体。 （4）N 2分子中含有 1 个 2键和 2 个 键。 （5）注意Fe（NO） （H 2O） 52 中 N 原子与 Fe2 形成配位键即可。答案 （1）sp 3 平面（正）三角形（2）Ar3d 6或 1s22s22p63s23p63d6（3）NO （4）12 （5） 25.乙烯酮是最简单的烯酮，其结构简式为 CH2=C=O，是一种重要的有机中间体，可由乙酸分子内脱水得到，也可通过下列反应制备：2HCCHO 2 2CH2=C=O。 ZnO/CaO/Ag2O 98 107 （1）基态钙原子的核外电子排布式为 ，Zn 在元素周期表中的位置是 。（2）乙炔分子的空间构型为 ，乙炔分子属于 （填“极性”或“非极性” ）分子。（3）乙烯酮分子中的碳原子的杂化类型为 ；乙烯酮在一定条件下可聚合成双乙烯酮（结构简式为 ） ，双乙烯酮分子中含有的 键和 键的数目之比为 。（4）乙酸分子间也可形成二聚体（含八元环） ，该二聚体的结构为 。（5）Ag 的一种氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞中所含的氧原子数为 。
