1、1第十二章 物质结构与性质综合检测1(14 分)前四周期的元素 A、B、C、D、E 原子序数依次增大；A 是宇宙中含量最丰富的元素；B 和 C同一主族，且 B的 L层电子数是 K层电子数的 2.5倍；D 和 C同一周期，且D的气态氢化物可以和其最高价氧化物的水化物发生氧化还原反应；E 位于第四周期，其价电子层中只有一个电子，且内层都处于全充满状态。请回答下列问题：(1)E原子的电子排布式为_，C 和 D的第一电离能较大的是_。(2)CO 中 C的杂化方式为_，该离子的“VSEPR”模型为_形。34(3)C和 D的简单阴离子半径由大到小的顺序为_，C 和 D最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序为_。
2、(4)某分子的结构式为：ABBA，则该分子中 键和 键的数目之比为_，B 2分子和一氧化碳分子互为等电子体，则一氧化碳的电子式为_。(5)向 EDO4溶液中加入过量稀氨水，阳离子化学式为_，该离子的配位体为_。(6)D(黑球)和 E(白球)形成的某种晶体的晶胞如右图所示，则该物质的化学式为_，已知该晶胞的棱长为 516 pm，则该晶胞的密度为_g/cm 3，最近的黑球和白球之间的距离为_pm(精确到 0.1)。解析：根据元素周期表及电子排布知识先推断出 A、B、C、D、E 五种元素，然后根据物质结构有关知识，即可逐一解答各设问。根据题干信息不难推出 A、B、C、D、E 五种元素分别是 H、N、
3、P、S、Cu。(2)PO 的价层电子对数是 4，故 P原子的杂化方式为 sp3杂化，PO 的“VSEPR”34 34模型为正四面体形。(3)对于电子层结构相同的离子，原子序数越大半径越小；含氧酸中非羟基氧越多酸性2越强，H 3PO4中含有一个非羟基氧，H 2SO4中含有 2个非羟基氧。(4)单键都是 键，双键中有一个是 键，另一个是 键。CO 和 N2互为等电子体，二者结构相似，故 CO的电子式类似 N2的电子式。(5)过量氨水加到 CuSO4溶液中，生成深蓝色的 Cu(NH3)4SO4溶液；NH 3中 N原子上存在孤电子对，故 NH3为配位体。(6)根据均摊法，S 原子个数为 8 6 4，C
4、u 原子个数为 4，故化学式为 CuS；118 12个晶胞中有 4个 CuS，则 1个晶胞的质量 m g，晶胞的体积 V(51610 10 )3 496NAcm3，可求得晶胞的密度 g/cm34.6 g/cm3；黑、白球mV 496NA 51610 10 3之间最近的距离为晶胞体对角线的四分之一，故等于 516 pm223.4 pm。34答案：(1)Ar3d 104s1或 1s22s22p63s23p63d104s1 P(2)sp3杂化 正四面体(3)P3 S2 H 3PO4”或“” “” “ (3)sp 3 分子晶体(4)Ar3d104s1(或 1s22s22p63s23p63d104s1)
5、 配位键(5)水分子间存在氢键，增大了分子间作用力(6)31 64(15 分)1967 年舒尔滋提出金属互化物的概念，其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素，如 Cu9Al4、Cu 5Zn8等。回答下列问题：(1)某种金属互化物具有自范性，原子在三维空间里呈周期性有序排列，该金属互化物属于_(填“晶体”或“非晶体”)。(2)基态铜原子有_个未成对电子，二价铜离子的电子排布式为_，在 CuSO4溶液中滴入过量氨水，形成深蓝色溶液的溶质的化学式为_。(3)铜能与类卤素(SCN) 2反应生成 Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有 键的数目为_；类卤素(SCN) 2对应的酸
6、有两种，理论上有硫氰酸(HSCN)和异硫氰酸(H5NCS)，其中沸点较高的是_(填化学名称)。(4)ZnS的晶胞结构如图甲所示，在 ZnS晶胞中，S 2 的配位数为_。(5)铜与金形成的金属互化物结构如图乙，其晶胞边长为 a nm，该金属互化物的密度为_(用含“ a、 NA”的代数式表示)gcm 3 。解析：(1)晶体中粒子在三维空间里呈周期性有序排列，有自范性，而非晶体中原子排列相对无序，无自范性，故该金属互化物属于晶体。(3)(SCN)2分子的结构式为 NCSSCN,1 个 NC 键只有 1个 键、2 个 键，所以 1 mol(SCN)2分子中含有 键的数目为 4NA；异硫氰酸(HNCS)
7、分子中 N原子上连接有 H原子，分子间能形成氢键，故沸点高。(5)Cu原子位于晶胞面心，数目为 6 3，Au 原子位于晶胞顶点，数目为 8 1，12 18晶胞体积 V( a107 )3 cm3，则密度 g/cm3mV 643 197NA a10 7 3g/cm3。389NAa310 21答案：(1)晶体(2)1 1s 22s22p63s23p63d9 Cu(NH 3)4SO4(3)4NA 异硫氰酸(4)4 (5)389NAa310 215(16 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
8、与 C是同族元素，C 原子之间可以形成双键、三键，但 Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_。6(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：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
9、标参数 A为(0,0,0)；B 为( ，0， )；C 为( ，0)。则 D原子的坐标参数为_。12 12 1212晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知 Ge单晶的晶胞参数 a565.76 pm，其密度为_gcm 3 (列出计算式即可)。解析：(2)单键中含有 1个 键，双键中含有 1个 键和 1个 键，三键中含有 1个 键和 2个 键。 键的成键方式是“头碰头” ， 键的成键方式是“肩并肩” ，原子间形成的 键键长越长，越不利于两原子间形成 键。(3)对于结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高。(4)元素的非金属性越强，原子吸引电子能力越强，元素的电负性越大。(5
10、)金刚石中 C原子的杂化方式为 sp3杂化，微粒间作用力为共价键，运用类推法不难得出结论。(6)晶胞参数 a即为晶胞边长， mVgcm3 107 gcm3 。8 736.021023 565.7610 10 3 8736.02565.763答案：(1)3d 104s24p2 2(2)Ge原子半径大，原子间形成的 单键较长，pp 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键7(3)GeCl4、GeBr 4、GeI 4的熔、沸点依次增大。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)( ， ) 1071414 14 8736.02565
11、.7636(13 分)锂的某些化合物是性能优异的材料。请回答下列问题：(1)如图是某电动汽车电池正极材料的晶胞结构示意图，其化学式为_，其中 Fen 的基态电子排布式为_，PO 的空间构型为_。34(2)Li与 Na中第一电离能较小的元素是_；LiF 与 NaCl晶体中熔点较高的是_。(3)氮化锂是一种良好的储氢材料，其在氢气中加热时可吸收氢气得到氨基锂(LiNH 2)和氢化锂，氢化锂的电子式为_，上述反应的化学方程式为_。(4)金属锂为体心立方晶胞，其配位数为_；若其晶胞边长为 a pm，则锂晶体中原子的空间占有率是_。(5)有机锂试剂在有机合成中有重要应用，但极易与 O2、CO 2等反应。
12、下列说法不正确的是_(填字母序号)。ACO 2中 键与 键的数目之比为 11B游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出C叔丁基锂(C 4H9Li)中碳原子的杂化轨道类型为 sp3和 sp2解析：(1)晶胞中 Li 个数为 8 4 2 14，Fe n 个数为 4，PO 个数为18 14 12 344，因此晶体的化学式为 LiFePO4；其中铁的化合价为2 价，即 n2，则 Fe2 的基态电子排布式为Ar3d 6；PO 中 P原子的价层电子对数是 4，没有孤对电子，所以 PO 的空34 34间构型为正四面体形。(2)同主族元素从上到下第一电离能减小，故 Li和 Na中第一电离能较小的元素是Na；
13、LiF 的晶格能大于 NaCl，故 LiF的熔点比 NaCl高。(4)由于金属锂为体心立方晶胞，所以其配位数为 8，若其晶胞边长为 a pm，则 Li原8子半径 r a pm，一个晶胞中有两个 Li原子，所占体积为 2 r32 ( a)334 43 43 34 a3，晶胞的体积为 a3，则晶体中原子的空间占有率是 100% 100%。38 38 a3a3 38(5)CO2的结构式为 OCO，CO 双键中有 1个 键，1 个 键，因此 CO2中 键与 键的数目之比为 2211，A 项正确；不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，故游离态和化合态锂元素均可由特征发射光谱检出，B 项正确；叔丁基锂(C
14、4H9Li)中碳原子的杂化轨道类型为 sp3杂化，C 项错误。答案：(1)LiFePO 4 Ar3d 6 正四面体(2)Na LiF(3)Li H Li 3N2H 2 LiNH22LiH= = = = = (4)8 100% (5)C387(15 分)现有 W、A、B、C、D、E、F 七种前四周期元素，原子序数依次增大。目前公认 W、A 元素各自形成的化合物种类最多。A、B、C 位于同周期且第一电离能按 A、C、B的顺序依次增大。D、E 位于同主族，且 D的原子序数为 12。F 的单质为紫红色的常见金属。请回答下列问题：(1)写出基态 F原子的外围电子排布式：_。(2)W、A、B 能组成一种直
15、线形分子，其中 键和 键数目相等，其结构式是_。(3)与 B2C互为等电子体的分子是_(填化学式)。BW 3分子的中心原子杂化类型为_。(4)A、C 组成的一种带 2个负电荷的阴离子立体构型是_。A、B、C 的简单氢化物中最稳定的是_(用化学式表示，下同)，沸点最低的是_。(5)D与 C形成的化合物的晶体类型为_。(6)C、F 组成的一种晶体晶胞如图。1 个该晶胞的质量为_(只要求列出表达式)。9解析：本题考查物质结构理论，意在考查考生将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力。碳、氢元素各自形成的化合物种类最多，故 W为氢，A 为碳。A、B、C 同周期，由
16、第一电离能大小顺序知，B 为氮，C 为氧。D、E 同主族，且 D的原子序数为 12，则 D为镁，E 为钙。F 为铜。(1)基态铜离子外围电子排布式为 3d104s1。(2)HCN 分子中 键和 键数目相等。(3)N 2O有 16个价电子，与其互为等电子体的分子是 CO2。氨分子中氮原子采取 sp3杂化。(4)CO 中碳原子采取 sp2杂化，23立体构型为平面三角形。在 CH4、NH 3、H 2O中 CH4沸点最低，H 2O最稳定。(5)MgO 为离子晶体。(6)1 个该晶胞中，氧原子数为 8 6 4，铜原子数为 4，即该晶体化学式为18 12CuO。故 1个晶胞的质量为 g。3206.021023答案：(1)3d 104s1 (2)HCN(3)CO2 sp 3(4)平面三角形 H 2O CH 4(5)离子晶体 (6) g3206.021023
