1、1选考“物质结构与性质”保分练1(2019呼和浩特模拟)铂(Pt)可以和很多化合物形成配合物，生产生活中有重要的用途。(1)铂和氨水可以形成配合物，可用于提取铂。氨水中各元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(2)二氯二吡啶合铂是由 Pt2 、Cl 和吡啶结合形成的铂配合物，有顺式和反式两种同分异构体，科学研究表明，反式分子和顺式分子一样具有抗癌活性。Cl 的核外电子排布式为_。吡啶分子是大体积平面配体，其结构简式为 ，吡啶分子中氮原子的轨道杂化方式是_，分子中的大 键可用符号 表示，其中 m 代表参与形成大 键的原nm子数， n 代表参与形成大 键的电子数，则吡啶中的大 键应表示为_；1 mo
2、l 吡啶中含有 键的数目为_。二氯二吡啶合铂分子中存在的微粒间作用力有_(填标号)。a离子健 b配位键 c金属键d非极性键 e氢键 f极性键二氯二吡啶合铂分子中，Pt 2 的配位数是 4，但是其轨道杂化方式并不是 sp3，简述理由_。反式二氯二吡啶合铂分子结构如图 1 所示，该分子是_分子(填“极性”或“非极性”)。(3)富勒烯 C60能够与 Pt 结合形成一系列络合物。富勒烯(C 60)的结构如图 2 所示，C 60属于_晶体；C 60分子中五元环与六元环的数目比为_。(已知简单多面体的顶点数 V、棱数 E 及面数 F 间有如下关系： V E F2)(4)金属铂立方晶胞的二维投影图如图 3
3、所示。若金属铂的密度为 d gcm3 ，则晶胞参数 a_nm(列出计算式即可)。解析：(1)氨水中的元素有 H、N、O，H 的非金属性最弱，H 的第一电离能最小；O 的价电子排布为 2s22p4，N 的价电子排布为 2s22p3，N 的 2p 处于半充满状态较稳定，第一电离能：NO；第一电离能：NOH。(2)Cl 的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p6。由吡啶的结构简式可以看出，N 原子形成 2 个 键，N 上还有 1 对孤电子对，吡啶分子中氮原子2的杂化方式是 sp2杂化。吡啶分子中 5 个碳原子也采取 sp2杂化，每个 C 原子未参与杂化的2p 轨道上的 1 个电子和 N 原子
4、的未参与杂化的 2p 轨道上的 1 个电子形成大 键，参与形成大 键的原子数为 6、电子数为 6，吡啶中的大 键表示为 。1 个吡啶分子中含 46个碳碳 键、2 个碳氮 键和 5 个碳氢 键，共 11 个 键，1 mol 吡啶中含有 键的数目为 11NA。二氯二吡啶合铂是由 Pt2 、Cl 和吡啶结合形成的铂配合物，Pt 2 与Cl 、吡啶分子间为配位键，吡啶分子中存在碳碳非极性键、碳氢极性键、碳氮极性键。根据题意，二氯二吡啶合铂有顺式和反式两种同分异构体；若 Pt2 以 sp3杂化轨道进行配位，则二氯二吡啶合铂为四面体结构，不存在顺反异构体，所以 Pt2 的轨道杂化方式不是 sp3。反式二氯
5、二吡啶合铂的结构对称，正电中心和负电中心重合，反式二氯二吡啶合铂为非极性分子。(3)C 60由分子构成，C 60属于分子晶体。设 C60中五元环、六元环的个数依次为 x、 y，根据富勒烯的结构，每个碳原子被 3 个五元环或六元环共用，每个碳碳键被 2 个五元环或六元环共用，则顶点数 V60 (式)，棱数 E 为 ，面数 F5x 6y3 5x 6y2为 x y，根据关系式 V E F2 列式：60 x y2(式)，联立式和 5x 6y2式，解得 x12， y20，五元环与六元环的数目比为 122035。(4)根据金属铂立方晶胞的二维投影图可知，铂的晶胞为面心立方最密堆积(如图 )，用“均摊法”
6、，该晶胞中含 Pt：8 6 4,1 mol 晶体的体积为 cm3；1 个晶胞的体18 12 195 gd gcm 3 195d积为 4 cm3，晶胞参数 a cm 107 nm 195dcm3NA 1954dNA 31954dNA 31954dNAnm。3780602d答案：(1)NOH(2)1s 22s22p63s23p6(或Ne3s 23p6) sp 2 11 NA6bdf 若 Pt2 以 sp3杂化轨道进行配位，则二氯二吡啶合铂为四面体结构，不存在顺反异构体(二氯二吡啶合铂分子存在顺反两种构型，若为 sp3杂化则不存在顺反异构) 非极性(3)分子 35 (4) 107或 31954dNA
7、 3780602d2(2019龙岩质检)磷和砷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)基态 As 原子的核外电子排布式为Ar_；As 原子的逐级电离能3(kJmol1 )数据如表：第一电离能 第二电离能 第三电离能 第四电离能 第五电离能 第六电离能947.0 1 798 2 735 4 837 6 043 12 310第五电离能与第六电离能相差显著的原因：_。(2)红磷是巨型共价分子，无定型结构。能证明红磷是非晶体的最可靠方法是_。A质谱 B原子发射光谱C核磁共振谱 DX 射线衍射(3)黑磷是新型二维半导体材料，具有类似石墨一样的片层结构(如图 1)，层与层之
8、间以_结合。从结构上看，单层磷烯导电性优于石墨烯的原因是_。(4)白磷(P 4)分子是正四面体结构，3.1 g 白磷中 键的数目为_；白磷(P 4)易溶于二硫化碳，难溶于水，其原因是_。(5)GaAs 的熔点为 1 238 ，其晶胞结构如图 2 所示。该晶体的类型为_，Ga 原子的杂化方式为_，每个As 原子周围最近的 As 原子数目为_。已知 GaAs 的密度为 d gcm3 ，摩尔质量为 M gmol1 ，则晶胞中最近的 As 和 Ga 原子核间距为 _nm(阿伏加德罗常数值用 NA表示，列出算式即可)。解析：(1)As 为第四周期第A 族元素，基态 As 原子的核外电子排布式为Ar3d1
9、04s24p3；As 原子最外层有五个电子，失去的第六个电子来自全满的次外层，所需能量较高，使得 As 原子的第五电离能与第六电离能相差显著。(2)红磷是巨型共价分子，无定型结构。能证明红磷是非晶体的最可靠方法是 X 射线衍射实验。(3)黑磷是新型二维半导体材料，具有类似石墨一样的片层结构(如图)，层与层之间以范德华力结合。石墨烯同层碳原子中，1 个碳原子和周围 3 个碳原子结合后，还剩 1 个价电子，单层磷烯同层磷原子中，1 个磷原子和周围 3 个磷原子结合后，还剩 2 个价电子，因此单层磷烯导电性优于石墨烯。(4)白磷(P 4)分子是正四面体结构，1 个白磷分子中含有 6 个 PP 键，3
10、.1 g 白磷的物质的量为 0.025 mol， 键的数目为 0.0256NA0.15 NA；二硫化碳和白磷都3.1 g124 gmol 1是非极性分子，水是极性分子，由相似相溶原理可知，白磷易溶于二硫化碳，难溶于水。(5)GaAs 的熔点为 1 238，熔点较高，属于原子晶体。根据结构图，Ga 原子与周围的 44个 As 原子相连接，杂化方式为 sp3，As 原子位于立方体的顶点和面心，每个 As 原子周围最近的 As 原子数目为 12 个。每个晶胞中含有 4 个 Ga 原子和 8 6 4 个 As 原子，18 12则晶胞的边长 cm 107 nm，晶胞中最近的 As 和 Ga 原子核间距为
11、晶3m 34MdNA 34MdNA胞体对角线长度的 107 nm 107 nm。14 34MdNA 34 34MdNA 34答案：(1)3d 104s24p3 As 原子最外层有五个电子，失去的第六个电子来自全满的次外层，所需能量较高 (2)D(3)范德华力 石墨烯同层碳原子中，1 个碳原子和周围 3 个碳原子结合后，还剩 1 个价电子，单层磷烯同层磷原子中，1 个磷原子和周围 3 个磷原子结合后，还剩 2 个价电子(4)0.15NA 二硫化碳和白磷都是非极性分子，水是极性分子，由相似相溶原理可知，白磷易溶于二硫化碳，难溶于水 (5)原子晶体 sp 3 12 10734MdNA 343(201
12、9济宁模拟)由 P、S、Cl、Ni 等元素组成的新型材料有着广泛的用途，回答下列问题。(1)基态 Cl 原子核外电子排布式为_，P、S、Cl 的第一电离能由大到小顺序为_。(2)SCl2分子中的中心原子杂化轨道类型是_，该分子构型为_。(3)Ni 与 CO 能形成配合物 Ni(CO)4，该分子中 键与 键个数比为_。(4)已知 MgO 与 NiO 的晶体结构(如图 1 所示)相同，其中 Mg2 和 Ni2 的离子半径为 66 pm 和 69 pm。则熔点：MgO_NiO( 填“” “PS。(2)SCl 2 中 S 原子5价层电子对数2 (612)4，采取 sp3杂化方式，含两对孤对电子，所以该
13、分子12构型为 V 形。(3)Ni 与 CO 能形成配合物 Ni(CO)4，CO 中含有 1 个 键，2 个 键，配位键也属于共价键，也为 键，该分子中 键个数为 1448， 键个数为 248，故 键与 键个数比为 11。(4)晶体结构相同时，离子半径越小，离子键强度越大，Mg2 半径比 Ni2 小，MgO 的晶格能比 NiO 大，熔点：MgONiO。(5)题中已经给出了坐标系的三个方向示意图，晶胞是边长为 1 的正方体，C 离子坐标是 。(6)图中的单分子(1，12， 12)层可以如图画出一维重复单元。重复单元呈平行四边形，是相邻四个 O 原子球中心的连线，每个重复单元包含 1 个 O原子和
14、 1 个 Ni 原子，NiO 相对分子质量为 75。重复单元所占的平行四边形面积： S2 a m a m2 a2 m2，则 1 平方米上该晶体质量为 75 g。3 3123a2 1NA答案：(1)1s 22s22p63s23p5(或Ne3s 23p5) ClPS(2)sp3 V 形 (3)11(4) Mg 2 半径比 Ni2 小，MgO 的晶格能比 NiO 大(5) (6) 或(1，12， 12) 2532a2NA 7523a2NA4(2019潍坊模拟)Cu、Fe、Se、Co、S、P 等元素常用于化工材料的合成。请回答下列问题：(1)Fe3 最外层电子排布式为_，其核外共有_种不同运动状态的电
15、子。Fe 3 比 Fe2 更稳定的原因是_。(2)硒为第四周期元素，相邻的元素有砷和溴，则三种元素的电负性从大到小的顺序为_(用元素符号表示)，SeO 2分子的空间构型为_。(3)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图 1 所示。P 4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_，每个 P4S3分子中含孤电子对的数目为_。(4)铜的某种氧化物晶胞结构如图 2 所示，若该晶胞的边长为 a cm，则该氧化物的密度为_gcm 3 。(设阿伏加德罗常数的值为 NA)解析：(1)Fe 原子核电荷数为 26，电子排布式Ar3d 64s2，Fe 3 最外层电子排布式为63s23p63d5；其核外共有 23 种不同运动
16、状态的电子；Fe 3 比 Fe2 更稳定的原因是 Fe3 的电子排布为Ar3d 5,3d 轨道为半充满状态，比 Fe2 的电子排布Ar3d 6更稳定。(2)同一周期元素，从左到右，电负性增大，所以三种元素的电负性从大到小的顺序为 BrSeAs；因为SeO2中 Se 中心原子有两对孤电子对，所以它是 V 形结构。(3)从 P4S3分子的结构可以看出，S 原子形成两个键，考虑到 S 原子本身价层含有两对孤电子对，成键是 3p 中的单电子成键，因此杂化轨道为不等性的 sp3杂化；1 个 P4S3分子中含有 4 个 P 和 3 个 S，一个 P 含有 1 对孤电子对，1 个 S 含有 2 对孤电子对，
17、则每个 P4S3分子含有的孤电子对数为412310。(4)根据晶胞的结构可知，含有铜原子个数为 4，氧原子个数为8 12，所以该晶胞含有 2 个 Cu2O，该晶胞的边长为 a cm，则晶胞的体积为 a3 cm3，18设晶体的密度为 gcm3 ，晶胞中含有 Cu2O 的质量为 g g，所以 a32144NA 288NA，所以 gcm3 。288 NA 288NAa3答案：(1)3s 23p63d5 23 Fe 3 的电子排布为Ar3d 5,3d 轨道为半充满状态，比 Fe2的电子排布Ar3d 6更稳定(2)BrSeAs V 形(3)sp3 10 (4)288NAa35法医常用马氏试砷法检验是否砒
18、霜(As 2O3)中毒，涉及的反应如下：.6ZnAs 2O312HCl= =6ZnCl22AsH 3(砷烷)3H 2O；.2AsH 3=2As(黑色砷镜)3H 2。(1)写出砷的基态原子价电子排布图_。(2)砷烷的空间结构为_；砷烷中心原子杂化方式为_。(3)砷烷同族同系列物质相关性质如表所示：NH3 PH3 AsH3 SbH3熔点/ 77.8 133.5 116.3 88沸点/ 34.5 87.5 62.4 18.4从 PH3AsH 3SbH 3熔沸点依次升高的原因是_；NH3分子例外的原因是_。(4)第一电离能数据 I(As)I(Se)，可能的原因是_。(5)砷与铟(In)形成的化合物(X
19、)具有优良的光电性能，广泛应用于光纤通信用激光器，其晶胞结构如图所示，则其化学式为7_；晶胞边长 a666.67 pm，则其密度为_ gcm3 (边长 a 可用 20003近似计算，设 NA6.010 23 mol1 )。解析：(1)砷为 33 号元素，位于第A 族，基态原子价电子排布图为 。(2)砷烷的结构与氨气类似，空间结构为三角锥形；砷烷中心原子为 sp3杂化。(3)对于分子组成结构相似的物质来说 ，相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，因此PH3AsH 3SbH 3熔沸点依次升高；由于 NH3可以形成分子间氢键，导致 NH3分子的熔沸点反常。(4)As 的价电子排布为 4s24p3，为半
20、充满结构，较稳定，所以第一电离能数据比 Se还大。(5)砷与铟(In)形成的化合物(X)的晶胞中含有 As 原子数4，含有 In 原子数8 6 4，化学式为 InAs; 1 mol InAs 中含有 mol 晶胞，因此密度18 12 14 115 75 gmol 1146.01023 mol 1(20003 10 10 cm)34.275 gcm 3 。答案：(1) (2)三角锥形 sp 3(3)对于分子组成结构相似的物质来说，随相对分子质量增加，分子间作用力增大，故熔沸点升高 NH 3可以形成分子间氢键 (4)As 的价电子排布为 4s24p3，为半充满结构，较稳定，所以第一电离能数据比 S
21、e 还大(5)InAs 4.2756铀是原子反应堆的原料，常见铀的化合物有 UF4、UO 2及(NH 4)4UO2(CO3)3等。回答下列问题：(1)UF4用 Mg 或 Ca 还原可得金属铀。金属铀的一种堆积方式为体心立方堆积，该堆积方式的空间利用率为_；基态钙原子核外电子排布式为_；熔点 MgO(2 852 )高于 CaO(2 614 )，其原因是_。(2)2UO25NH 4HF2 2UF4NH4F3NH 34H 2O。NH 4HF2中所含作用力有 150 _(填字母)。a氢键 b配位键 c共价键 d离子键 e金属键(3)已知：3(NH 4)4UO2(CO3)3 3UO210NH 39CO
22、2N 29H 2O。 800 NH 的空间构型为_，与 NH 互为等电子体的分子或离子有 4 4_(写两种)。CO 中碳原子杂化轨道类型为_。238分解产物中属于非极性分子的是_(填字母)。aNH 3 bCO 2 cN 2 dH 2O(4)UO2的晶胞结构及晶胞参数如图所示：晶胞中 U 的配位数为_。UO 2的密度为_gcm 3(列出计算式即可，用 NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析：(1)根据不同堆积方式的空间利用率可知，体心立方堆积空间利用率为 68%；Ca是 20 号元素，原子核外电子数为 20，则基态钙原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2或Ar4s 2；CaO 和
23、 MgO 都是离子晶体，且离子的电荷数相等，但镁离子的半径比钙离子的半径小，镁离子对氧离子的作用比钙离子强，因此氧化镁的晶格更加牢固，晶格能更大，故 MgO 晶体的熔点高于 CaO。(2)NH 4HF2中 NH 与 HF 之间为离子键，NH 为(极性)共价 4 2键、配位键，HF 的结构式为FHF ，含有(极性)共价键和氢键。(3)NH 中价层 2 4电子对个数是 4 且不含孤电子对，为 sp3杂化，四个 NH 键的键能、键长及键角均相同，空间构型为正四面体；原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体，NH 共有 45 个原子、8 个价电子，与其互为等电子体的分子或离子有：CH4、BH
24、、BeH 、AlH 、SiH 4及 GeH4等。CO 中 键个数配原子个数3，且 4 24 4 23不含孤电子对，所以 C 原子采用 sp2杂化。NH 3为极性键构成的三角锥形分子，结构不对称，是极性分子；CO 2呈直线形，结构对称，是非极性分子；N 2为非极性键组成的双原子分子，结构对称，是非极性分子；H 2O 为极性键构成的 V 形分子，是极性分子。(4)晶胞不是孤立的，在 UO2晶胞中每个 U4 连接 4 个氧离子，但在下面一个晶胞中又连接 4 个氧离子，所以其配位数为 8。用均摊法可求得平均每个晶胞中 U4 个数为 8 6 4，O 2 个18 12数为 8，晶胞质量为 m g g，晶胞
25、体积为4 238 32NA 4270NAV a3(5.45510 10 m)3(5.45510 8 cm)3，则 UO2的密度为 mVgcm3 。4270NA 5.45510 8 3答案：(1)68% 1s 22s22p63s23p64s2或Ar4s 2 CaO 和 MgO 均为离子晶体，MgO 的晶格能大于 CaO，故 MgO 晶体的熔点高 (2)abcd (3)正四面体 CH 4、BH 、BeH 、AlH 4 24、SiH 4及 GeH4等(任写两种) sp 2 bc 49(4)8 4270NA 5.45510 8 37B、N、Co 均为新型材料的重要组成元素。请回答下列问题：(1)基态
26、Co 原子核外电子占据_种不同的能级，其中有_个未成对电子。(2)Co 能形成Co(CNO) 63 。1 mol 该离子中含有 键的数目为_。与 CNO 互为等电子体的分子为_(填化学式，任写一种)。C、N、O 三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。相同压强下，CO 晶体的熔点高于 N2晶体的原因为_。(3)多硼酸根的结构之一为链状(如图 1)，化学式为_，其中 B 原子的杂化形式为_。(4)BN 晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石型结构(如图 2)。晶体的最小环中含有_个 B 原子。若晶胞参数为 a nm，晶胞密度为 gcm3 ，则阿伏加德罗常数的值可表示为_。
27、解析：(1)基态 Co 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d74s2，原子核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s 共 7 种不同的能级，其中有 3 个未成对电子。(2)1 mol 该离子中含有 键的数目为 366.021023186.0210 23。与 CNO 互为等电子体的分子为 CO2和 CS2或 N2O 等。同一周期从左到右第一电离能逐渐增大，N 中 2p 轨道电子处于半充满状态，第一电离能变大，C、N、O 三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 NOC。相同压强下，CO 晶体的熔点高于 N2晶体的原因：CO 为极性分子，N 2为非极性分子，CO 分子
28、间的范德华力更大。(3)多硼酸根化学式为 BO 或(BO 2) ，其中 B 原子 2 nn形成 2 个 键，最外层 3 个电子，又得一个，共 4 个价电子，形成 键用去 2 个，有一个孤电子对，杂化形式为 sp2。(4)晶体的最小环中含有 3 个 B 原子，3 个 N 原子，形成6 元环；立方氮化硼中，晶胞边长为 a107 cm，晶胞体积 V( a107 cm)3，该晶胞中N 原子个数8 6 4，B 原子个数为 4，立方氮化硼的密度 18 12 4MNAV10gcm3 ， NA 。425NA a10 7 3 1023 a3答案：(1)7 3 (2)18 NA(或 186.021023等合理答案即可) CO 2(或 CS2、N 2O等合理答案) NOC CO 为极性分子，N 2为非极性分子，CO 分子间的范德华力更大 (3)BO 或(BO 2) sp 2 2 nn(4)3 1023 a311
