高考化学复习专题十七氧硫及其化合物绿色化学与环境保护（全国一等奖）

考点一原子结构与性质A组统一命题·课标卷题组1.(2017课标Ⅰ,35,15分)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.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.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

离子。

离子的几何构型为

,中心原子的杂化形式为

。五年高考(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=0.446nm,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

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)0.31512(5)体心棱心解析

本题考查了原子结构的基础知识、离子的空间构型、中心原子的杂化形式及离子晶体

的结构等。(1)紫色对应的辐射波长是可见光里最短的,应选A。(2)K原子核外共四层电子,最高能层为N层;价层电子排布式为4s1,电子云轮廓图形状为球形;K的

原子半径比Cr的原子半径大,K、Cr原子的价层电子排布式分别为4s1、3d54s1,K的价电子数比Cr

的价电子数少,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱,熔、沸点越低。(3)可把

改写为I

,σ键电子对数为2,孤电子对数为

×(7-1-2×1)=2,即价层电子对数为4,则

的几何构型为V形,中心原子的杂化形式为sp3。(4)K与O间的最短距离是面对角线的

,即

anm=

×0.446nm≈0.315nm。与K紧邻的O共有12个。(5)以I为顶角画立方体,可以看出K处于体心位置,O处于棱心位置。疑难突破

善于进行变形原题中要求指出

的几何构型及中心原子的杂化形式,直接依据

无法作出判断,只需将

进行适当变形,即变成I

,问题即可迎刃而解。2.(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

。

GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃-49.526146沸点/℃83.1186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(

,0,

);C为(

,

,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=565.76pm,其密度为

g·cm-3(列出计算式即可)。答案

(1)3d104s24p22(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(

,

,

)②

×107

解析

(2)单键中含有1个σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,叁键中含有1个σ键和2个π键。σ键的

成键方式是“头碰头”,π键的成键方式是“肩并肩”,原子间形成的σ键键长越长,越不利于两

原子间形成π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)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)②晶胞参数a即为

晶胞边长,ρ=

=

g·cm-3=

×107g·cm-3。疑难突破

熟悉金刚石的晶胞结构是回答(6)①问的关键。金刚石晶胞中C原子有三种位置:顶

点、面心和体内,其中体内的4个C原子都位于体对角线的

处,Ge的晶胞中处于D位置的Ge原子就是这种情况,因此其原子坐标参数为(

,

,

)。易错警示

计算晶胞密度时一定要注意晶胞参数a的单位,要将其换算为cm,而不能直接代入565.76pm。1pm=10-10cm。3.(2015课标Ⅰ,37,15分,0.479)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253K,沸点为376K,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spCO2、SCN-(或COS等)(2分,1分,2分,共5分)(4)分子(2分)(5)①32(每空1分,共2分)②124(每空1分,共2分)解析

(1)电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述

C的电子排布图为

,所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。(2)碳的原子结构示意图为

,有4个价电子,难以通过得或失电子达到稳定结构,所以其键型以共价键为主。(3)CS2分子的结构式为S

C

S,其共价键的类型有σ键和π键,C原子的杂化轨道类型为sp;CS2分子为三原子分子,最外层电子总数为16,与其具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS,

离子有SCN-等。(4)Fe(CO)5的熔点为253K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。(5)①由题中石墨烯和金刚石的晶体结构图示可得,在石墨烯晶体中,每个C原子应连接3个六元

环,每个六元环由6个C原子构成,每个六元环所占有的C原子数为6×

=2;②在金刚石晶体中,每个C原子与其他4个C原子相连,每个C原子连接的六元环个数应为12个,而每一个碳原子与其他4

个C原子形成的4个共价键的键角均为109°28',形成正四面体,由此可得在金刚石晶体的六元环

中最多有4个C原子共面。思路分析

S原子的最外层电子数与O原子的最外层电子数相同,所以可以以CO2分子为模型对

CS2分子进行分析。疑难突破

仔细观察金刚石的结构可以发现,每个碳原子与其他4个碳原子相连,其中与任意1个

碳原子相连最终都能形成两个六元环,所以每个碳原子连接六元环的个数是12个。4.(2014课标Ⅰ,37,15分,0.520)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

,1mol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=0.405nm,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)41s22s22p63s23p63d5血红色(3)sp3、sp26NACH3COOH存在分子间氢键16(4)12

解析(1)用一定波长的X-射线照射到晶体上,根据记录仪上有无分离的斑点或明锐的谱线,可

以鉴别晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子的轨道表示式

为

,故基态Fe原子的未成对电子数为4;Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;Fe3+与SCN-形成的配合物呈血红色。(3)CH3CHO分子中—CH3中碳原子为sp3杂

化,—CHO中碳原子为sp2杂化。因乙酸分子间能形成氢键,故乙酸的沸点明显比乙醛高。Cu2O

晶胞中氧原子数=4+6×

+8×

=8,故铜原子数为2×8=16。(4)面心立方晶胞中,铝原子的配位数为12;晶胞中Al原子数为8×

+6×

=4,故铝单质的密度ρ=

=

=

g·cm-3。规律方法

1.在有机物中,

中的碳原子是sp3杂化,

、

中的碳原子是sp2杂化,

中的碳原子是sp杂化,因此只要写出有机物的结构式就可迅速判断碳原子的杂化类型。2.常见金属的堆积方式的配位数应记住,简单立方堆积(Po):6;体心立方堆积(Na、Fe、K):8;六方

最密堆积(Zn、Mg、Ti):12;面心立方最密堆积(Au、Ag、Cu):12。知识拓展

1.Fe3+与SCN-可形成一系列配合离子,这些离子都是血红色的,实验时生成的一般是

这些离子的混合物,中学阶段只要求写Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3。2.也可用K4[Fe(CN)6]或苯酚检验Fe3+,反应的离子方程式分别是4Fe3++3[Fe(CN)6]4-

Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色)、Fe3++6C6H5OH

[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+。5.(2013课标Ⅰ,37,15分,0.33)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—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—O键能/(kJ·mol-1)356413336226318452①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,Si

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)M94(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)sp31∶3[SiO3

(或Si

)解析(1)基态Si原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该

能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9。(3)6个面心位置贡献的Si原子数=6×

=3。(4)由题给信息可写出制备SiH4的化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl

2MgCl2+4NH3+SiH4。(5)可根据相关键能的数据解释相关的两个事实,详见答案。(6)在Si

四面体结构中,处于四面体中心的硅原子的杂化方式为sp3;单链结构的多硅酸根中,重复出现的最小结构单元为

,其中Si原子数目为2,1、4号氧原子为两个单元所共有,2、3、5、6、7号氧原子完全属于该单元,故每个最小单元的氧原子数目为5+2×

=6,Si与O原子数之比为2∶6=1∶3,故单链结构的多硅酸根的化学式为[SiO3

。审题技巧

Si

四面体(图a)中

表示Si、O两个原子,其中氧原子位于正四面体的一个顶点,硅原子位于四面体的体心。思路分析

计算多硅酸根(图b)的化学式时,可参照计算晶胞化学式的方法,先在长链结构中选

出最小重复单元(相当于晶胞),再用均摊法计算其化学式。易错警示

设问(1)中的能层符号易错写成能级符号3p,具有的轨道数易错写成4,电子数易错写

成18,应注意仔细审题。6.(2013四川理综,4,6分,★☆☆)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子

的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是

()A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>WB.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>ZC.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∶1B组自主命题·省（区、市）卷题组答案

C由题干信息可知,W为C,X为Al,Z为Cl,Y可能为Si、P或S。若Y为Si,则电负性W>Y,原

子半径X>W,Y与Z可形成化合物SiCl4,其空间结构为正四面体,故A、B错误,C正确;W、Y可形

成WY2分子,则Y为S,WY2为CS2,分子结构为S

C

S,σ键与π键的数目之比为1∶1,故D错误。7.(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:(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元素相关信息XX的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3YY是地壳中含量最高的元素ZZ的基态原子最外层电子排布式为3s23p1WW的一种核素的质量数为28,中子数为14体,该反应的化学方程式是

。(4)在25℃、101kPa下,已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419kJ,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=-3352kJ·mol-1(其他合理答案均可)解析根据题给信息,可推出X、Y、Z、W分别为C、O、Al、Si。(2)同周期元素从左向右,第

一电离能有逐渐变大的趋势,故Al的第一电离能比Si小;CO2固体为分子晶体,气化时克服的是分

子间作用力(或范德华力);C、H、O三种元素的原子可以形成的分子中,同种分子间能形成氢键

的物质很多,例如:甲醇(CH3OH)、乙醇、甲酸、乙酸等,本小题是开放性试题,答案可以有多种,

属于醇类、羧酸类以及酚类的物质都可以。(3)Al与盐酸反应后的溶液为AlCl3溶液,在AlCl3溶

液中滴加NaOH溶液,先发生反应Al3++3OH-

Al(OH)3↓,NaOH过量时,发生反应Al(OH)3+OH-

Al

+2H2O,故现象为:先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液。(4)13.5g即0.5mol的Al单质在O2中完全燃烧后恢复至原状态放出419kJ的热量,则1molAl完全燃烧放出的

热量为838kJ,在写热化学方程式时应注意化学计量数与ΔH成正比关系。8.(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R

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)4Fe

+20H+

4Fe3++3O2↑+10H2O(3分)解析

由题干信息可推知:X为N,Y为S,Z为Cl,R为Fe。(1)G为NH3,Z与氢元素形成的化合物与G

发生的反应为:HCl+NH3

NH4Cl。生成的固体产物NH4Cl为离子化合物,其晶体类型为离子晶体。(2)S原子序数为16,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;NH3分子空间构型为

三角锥形,N原子杂化轨道类型为sp3杂化。(3)L为AgCl,Q为Na2S,根据沉淀溶解平衡原理知2

AgCl(s)+S2-(aq)

Ag2S(s)+2Cl-(aq),白色AgCl转化为黑色Ag2S的原因是相同条件下Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度。(4)Fe

在酸性条件下发生氧化还原反应生成Fe3+、H2O和O2,含Fe3+的溶液呈黄色。9.(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)1molHCHO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

。C组教师专用题组答案

(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N

(5)

或

解析

(1)基态Zn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2,Zn原子失去4s轨道

上的2个电子形成Zn2+,由此可写出Zn2+基态核外电子排布式。(2)HCHO的结构式为

,则1molHCHO分子中含有3molσ键。(3)HOCH2CN的结构式为

,

中的C原子采取sp3杂化,—CN中的C原子采取sp杂化。(4)等电子体具有相同的原子数和相同的价电子数,与H2O分子互为等电子体的阴离子为N

。10.(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

;1mol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)sp26mol或6×6.02×1023个(4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH

CH3COONa+Cu2O↓+3H2O(5)12解析(2)等电子体是原子个数和价电子总数均相同的微粒,与OH-互为等电子体的分子是HF。

(3)—CHO中碳原子采取sp2杂化,1molCH3—CHO分子中含σ键数:3mol(—CH3中的C—H键)+1mol(C—C键)+1mol(—CHO中的C—H键)+1mol(

中)=6mol,即6NA个。(5)观察铜晶胞的结构可知,每个铜原子在空间x、y、z三个平面上均有4个与之距离最近的铜原子,总数为4×3=

12个。11.(2013江苏单科,21A,12分,★★☆)元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电

子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数

是其内层的3倍。(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。①在1个晶胞中,X离子的数目为

。②该化合物的化学式为

。(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中,Y原子轨道的杂化类型是

。(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y,其原因是

。(4)Y与Z可形成Y

。①Y

的空间构型为

(用文字描述)。②写出一种与Y

互为等电子体的分子的化学式:

。(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为

。答案(1)①4②ZnS(2)sp3(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键(4)①正四面体②CCl4或SiCl4等(5)16mol或16×6.02×1023个解析(1)依题意X、Y基态原子的价层电子排布分别为3d104s2、3s23p4,故元素X、Y分别为Zn和

S。1个晶胞中X离子的数目为8×

+6×

=4,含有Y离子的数目为4。二者形成的化合物的化学式为ZnS。(2)H2S分子中S原子采取sp3杂化。(3)Z为氧元素,H2O在乙醇中的溶解度大于H2S是因

为水分子与乙醇分子间能形成氢键而H2S不能。(4)①S

中S原子采取sp3杂化,S

空间构型为正四面体。②与S

互为等电子体的分子有SiCl4或CCl4等。(5)在[Zn(NH3)4]Cl2中,每个NH3分子中的3个N—H键均为σ键,中心离子Zn2+与4个NH3分子结合的配位键也为σ键,故1mol配合

物中的σ键数目为4+3×4=16(mol),即16NA个σ键。考点二分子结构与性质A组统一命题·课标卷题组1.(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

中的σ键总数为

个。分子中的大π键可用符号

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

),则

中的大π键应表示为

。③图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(N

)N—H…Cl、

、

。(4)R的晶体密度为dg·cm-3,其立方晶胞参数为anm,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)①ABDC②5

③(H3O+)O—H…N(

)(N

)N—H…N(

)(4)

(或

×10-21)解析

本题考查价层电子对互斥理论、价电子排布图、氢键、晶体的相关计算等。(3)①H3O+

中σ键数为3,中心原子孤电子对数为

×(6-1-3×1)=1,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,立体结构为三角锥形;N

中σ键数为4,中心原子孤电子对数为

×(5-1-4×1)=0,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,立体结构为正四面体形;H3O+和N

中均含极性共价键和配位键,故两种阳离子的相同之处为A、B、D,不同之处为C。②由图(b)中

的结构可知

中的σ键数为5;

中的5个原子参与形成大π键,每个原子中参与形成大π键的电子数为1(孤电子对不参与),故参与形成

大π键的电子数为5+1=6,

中大π键应表示为

。(4)晶体的密度为dg·cm-3,晶胞的体积为(a×10-7)3cm3,晶胞的质量为

×y,则

×y=d×(a×10-7)3,y=

=

×10-21。知识拓展

大π键1.定义:在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个

原子间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,或共轭大π键,简称

大π键。2.形成条件:①这些原子都在同一平面上;②这些原子有相互平行的p轨道;③p轨道上的电子总

数小于p轨道数的2倍。2.(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1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是

。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)

×100%(2分)(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·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MGag·mol-1和MAsg·mol-1,原子半径分别为

rGapm和rAspm,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

。解析

(1)As为33号元素,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,故其基态原子的核外电子排布式为

[Ar]3d104s24p3。(2)Ga和As同属第四周期元素,且Ga原子序数小于As,则原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于

As。(3)AsCl3中As元素价电子对数为4,As的杂化方式为sp3杂化,AsCl3分子的立体构型为三角锥形。(5)GaAs为原子晶体,Ga和As之间以共价键键合。该晶胞中原子个数:Ga为4个,As为8×

+6×

=4个,晶胞中原子所占体积为

π(

+

)×4pm3;则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为

×100%=

×100%。审题技巧

GaAs的晶胞结构与金刚石类似,应为空间网状结构。知识拓展

BF3、BCl3均为共价化合物,均属于分子晶体,AlF3为离子化合物,属于离子晶体,AlCl3

为共价化合物,属于分子晶体,这也体现了同主族元素金属性和非金属性的递变规律。3.(2015课标Ⅱ,37,15分,0.465)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Na2

CO3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=0.566nm,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)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(每空1分,共2分)(2)O3O3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42Cl2+2Na2CO3+H2O

Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3

Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1分,共3分)(5)Na2O8

=2.27g·cm-3(1分,1分,2分,共4分)解析

由题意可知A为O、B为Na、C为P、D为Cl。(1)四种元素中O的非金属性最强,电负性最

大;P的原子序数为15,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3。(2)氧元素的两种同素异形

体为O2和O3,沸点较高的是O3,因为O3的相对分子质量较大,范德华力大。O的氢化物可以是H2O、H2O2,二者所属晶体类型均为分子晶体;Na的氢化物为NaH,属于离子晶体。(3)PCl3中中心

原子的价层电子对数是4,其中σ键数是3,孤电子对数为1,故PCl3中中心原子采用sp3杂化方式,分

子构型为三角锥形。(4)Cl2O中中心原子为O,分子中σ键数为2,中心原子孤电子对数为2,故中心

原子的价层电子对数为4,分子空间构型为V形。Cl2与湿润的Na2CO3反应生成Cl2O的同时还应

该生成NaCl和NaHCO3。(5)由晶胞结构可知,一个晶胞中小球个数为8,大球个数为4,小球代表

离子半径较小的Na+,大球代表离子半径较大的O2-,故F的化学式为Na2O;晶胞中与每个氧原子距

离最近且相等的钠原子有8个;晶胞的质量为

×4,晶胞的体积为(0.566×10-7)3cm3,晶体密度为

=2.27g·cm-3。思路分析

各元素的推导过程如下:从C元素入手,若C的最外层电子数是1,则C是Li,从原子序数

看不合理,若C的最外层电子数是2,则C的核外电子总数6,原子结构示意图为

,显然不合理,依此类推,当C的最外层电子数是5时,电子总数是15,原子结构示意图为

,合理,所以C为P元素。D与C同周期,原子序数比C大,最外层有一个未成对电子,则D的价层电子排布图为

,所以D是Cl元素。从A2-和B+具有相同的电子构型看,A位于ⅥA族,B位于ⅠA族,结合二者的原子序数小于C可知,A是O,B是Na。审题技巧

当晶胞中的微粒未标明名称或化学式时,可通过球的大小(即原子或离子半径大小)

判断。知识拓展

金属没有负价,金属氢化物中H元素为-1价。4.(2014课标Ⅱ,37,15分,0.35)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)sp3H2O2、N2H4(1分,2分,共3分)(3)HNO2、HNO3H2SO3(2分,1分,共3分)(4)+1(2分)(5)S

共价键和配位键H2OH2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱(1分,2分,1分,1分,共5分)解析依题给信息可直接判断a为氢(H),c为氧(O),d为硫(S),e为铜(Cu),又知b的价电子层中未成

对电子数有3个,且其原子序数介于a、c之间,可确定b为氮(N)。(1)N、O、S三种元素中第一电

离能最大的是N;Cu的价层电子轨道示意图为

。(2)NH3分子呈三角锥形,分子中N原子采取sp3杂化;分子中含有极性键和非极性键的化合物有H2O2和N2H4等。(3)

这些元素形成的含氧酸有HNO3、HNO2、H2SO4、H2SO3等,其中中心原子价层电子对数为3的

是HNO2和HNO3,酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3。(4)图1所示晶胞中e离子数=4,c离子数=1+8×

=2,则N(Cu)∶N(O)=4∶2=2∶1,该离子化合物的化学式为Cu2O,故铜离子的电荷为+1。(5)5种元素形成的离子化合物中阴离子呈四面体结构,阴离子为S

;由题图2可知阳离子是[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,化学键类型有共价键和配位键,该离子中,H2O分子离Cu2+较远,Cu2+与H2O分子间的配位键比Cu2+与NH3分子间的配位键弱,故该化合物加热时,首先失去的组分是H2O。审题技巧

图2是一个阳离子的结构,不是晶胞,根据已推出的元素和该阳离子内微粒的结构可

以看出:

是水分子,

是NH3分子,

是Cu2+。易错警示

1.比较第一电离能时一定要注意有无反常的元素。同一周期元素从左到右第一电

离能总趋势是逐渐增大的,但ⅡA族和ⅤA族反常,ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA。2.书写轨道示意图时一定要注意要求,看好是让写原子的轨道示意图还是让写价层电子的轨道

示意图。5.(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

。B组自主命题·省（区、市）卷题组答案

(13分)(1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2(2)三角锥形(3)HNO3HFSi、Mg、Cl2(4)P4+10CuSO4+16H2O

10Cu+4H3PO4+10H2SO4

解析短周期元素X、Z、Q、R、T、U原子序数依次增大,Z和U位于第ⅦA族,则可知Z为F,U

为Cl;X与Z可形成XZ4,则X为C;R与X同族,则R为Si;Q的基态原子的电子排布式应为1s22s22p63s2,

Q为Mg;T的一种单质在空气中能自燃,则T为P。(1)R基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)在PCl3分子中磷原子与氯原子形成三个σ键,磷原子还有一对孤电子对,由价层电子对互斥理

论可知PCl3的立体构型为三角锥形。(3)X位于第二周期,该周期元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3;Z和U的氢化物

分别为HF和HCl,而HF分子之间存在氢键,所以沸点HF>HCl;Q、R、U形成的单质分别为Mg、

Si和Cl2,Mg为金属晶体,Si为原子晶体,Cl2为分子晶体,三种晶体熔点高低顺序为Si>Mg>Cl2。(4)由题中提示信息及原子守恒和得失电子守恒可写出该反应的化学方程式为10CuSO4+P4+16H2O

4H3PO4+10Cu+10H2SO4。6.(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CO2d.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)4,1molNi(CO)4中含有

molσ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”。

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0.586nm,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]3d84s2Ⅷ②8(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

解析

(2)CH4是正四面体分子,属于只含极性共价键的非极性分子;分子中化学键的强弱决定分

子的稳定性,不影响其熔、沸点。(3)②1molNi(CO)4中共有8molσ键,4mol存在于Ni和配体CO

之间,4mol存在于配体CO中的C和O之间。7.(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)2BN(3)sp2sp33(4)X解析(1)b项,氟元素无最高正价;c项,HF分子间存在氢键,导致沸点升高;d项,F2、Cl2、Br2的熔

点随相对分子质量增大而升高。(2)根据题给晶胞,可以判断大球代表B原子。则晶胞中B原子个数为8×

+1=2,N原子个数为4×

+1=2,则化学式为BN。(3)判断第一电离能时要注意洪特规则,其中O原子第一电离能小于N原子但大于B原子,Be原子

第一电离能大于B原子,但小于N原子,故共有Be、C、O三种元素。(4)硼原子是缺电子体,故需要外界原子提供孤对电子。8.(2014江苏单科,9,2分,★☆☆)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的

最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结

构,W与X同主族。下列说法正确的是

()A.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同C.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱D.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强C组教师专用题组答案

D根据题干信息可推出:X、Y、Z、W四种元素依次是C、O、Mg、Si。原子半径大

小顺序为:r(Mg)>r(Si)>r(C)>r(O),A项错误;MgO是由离子键构成的化合物,SiO2是由共价键构成

的化合物,B项错误;非金属性:O>C>Si,所以C项错误、D项正确。9.(2013安徽理综,7,6分,★☆☆)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛

的氧化,其反应如下:HCHO+O2

CO2+H2O。下列有关说法正确的是

()A.该反应为吸热反应B.CO2分子中的化学键为非极性键C.HCHO分子中既含σ键又含π键D.每生成1.8gH2O消耗2.24LO2

答案

C甲醛的氧化反应为放热反应,A项错误;CO2分子的结构式为O

C

O,只有极性键,B项错误;HCHO的结构式为

,其中

中存在σ键和π键,C项正确;生成1.8gH2O消耗0.1molO2,室温下0.1molO2的体积大于2.24L,D项错误。10.(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:2Cr2

+3CH3CH2OH+16H++13H2O

4[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

;1molCH3COOH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sp27mol(或7×6.02×1023)(3)H2F+H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键解析

(1)Cr为24号元素,铬原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基态核外电子排布

式为1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3);与Cr3+形成配位键的应为含孤对电子的氧原子。(2)甲基(—CH3)中的碳原子轨道杂化类型为sp3,羧基(—COOH)中的碳原子轨道杂化类型为sp2;

一个CH3COOH分子中有六个单键均为σ键,还含有一个碳氧双键,碳氧双键中含一个σ键、一个π

键,共含7个σ键。(3)等电子体必须满足原子个数和电子个数均相等;H2O与CH3CH2OH中均含羟基(—OH),可形成

氢键。11.(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: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.分子间可形成氢键电离能I1I2I3I4……In/kJ·mol-15781817274511578……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

B

的熔点(填>、=或<),其原因是

。答案(1)Al(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4C、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

其熔点较低解析(1)由该元素的第四电离能远比第三电离能大,可推知其最外层电子数为3,故答案为Al。

(2)由锗的价电子排布,可知其最高正价为+4。由锗的最高价氯化物为分子晶体,推出锗不可能

是活泼的金属元素,A项错误;电负性:锗<硅<硫,所以B项错误;组成和结构相似的分子晶体,相对

分子质量越大,沸点越高,所以D项正确。(3)该分子结构中氢原子与碳原子相连,不满足构成氢

键的条件,无法构成氢键;该分子中有9个σ键和3个π键,C项错误;该分子中含有醛基,其中氧原子

与H2O中氢原子间可形成氢键,所以其溶解度大于2-丁烯。考点三晶体结构与性质A组统一命题·课标卷题组1.(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=0.420nm,则r(O2-)为

nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为a'=

0.448nm,则r(Mn2+)为

nm。答案

(1)[Ar]3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O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(

键)(5)0.1480.076解析

本题考查基态原子核外电子排布式、第一电离能、中心原子杂化方式、物质沸点高低

比较、晶体相关计算等。(1)Co的原子序数为27,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2;根据

第一电离能的变化规律可知,O元素第一电离能较大;Mn基态原子价电子排布式为3d54s2,O基态

原子价电子排布式为2s22p4,Mn基态原子核外未成对电子数较多。(2)CO2分子中C原子采取sp杂

化,CH3OH分子中C原子采取sp3杂化。(4)Mn(NO3)2属于离子化合物,含有离子键,N

中既有σ键又有π键。(5)由晶胞结构可知r(O2-)=

a=0.148nm,r(Mn2+)=

=0.076nm。关联知识

N

的结构式为

。2.(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=1958kJ·mol-

1、INi=1753kJ·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dg·cm-3,晶胞参数a=

nm。答案

(15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s22(2)①正四面体②配位键N③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∶1②

×107

解析

(2)①S

中S原子的价层电子对数=

=4,采取sp3杂化,立体构型为正四面体;②Ni2+与NH3之间形成共价键时Ni提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键;③氨分子之间形成氢键,分子

间作用力增大,故沸点高于膦(PH3);氨分子中N原子的价层电子对数=

=4,采取sp3杂化,四个杂化轨道中有三个轨道被共用电子对占据,一个轨道被孤电子对占据,是极性分子。(3)金属单质形成的晶体均为金属晶体,金属晶体中只含有金属键。(4)①晶胞中含Cu原子数为

×6=3,含Ni原子数为

×8=1,两者数量比为3∶1;②由题意可得:d=

,解得a=

nm。疑难突破

回答设问(3)中ICu>INi的原因时要注意两点:一是所给ICu与INi的数据是第二电离能的数

据,不是第一电离能的数据;二是电离能其实就是原子(或离子)失去电子能力的一种定量表现形

式,电离能越小,电子越易失去。电离能的大小不仅与电子离核远近有关,还与电子在能级上的

排布状态有关,当某一能级上的电子处于全充满或半充满状态时,该能级较稳定,其电子不容易

失去,电离能比较大。规律方法

在配合物中,中心离子与配位体之间均是以配位键相结合,其中配位体提供孤对电

子,中心离子提供空轨道,且配位数一般是中心离子价态的2倍。3.(2013课标Ⅱ,37,15分,0.30)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子

层中未成对电子均只有1个,并且A-和B+的电子数相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电

子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:(1)D2+的价层电子排布图为

。(2)四种元素中第一电离能最小的是

,电负性最大的是

。(填元素符号)(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。①该化合物的化学式为

;D的配位数为

;②列式计算该晶体的密度

g·cm-3。(4)A-、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有

;该化合物中存在

一个复杂离子,该离子的化学式为

,配位体是

。答案(1)

(2分)(2)KF(每空2分,共4分)(3)①K2NiF46(2分,1分,共3分)②

=3.4(2分)(4)离子键、配位键[FeF6]3-F-(2分,1分,1分,共4分)解析前四周期元素中,C的价电子层中未成对电子数为4,且为第四周期元素,则其价电子排布