（江苏专用）高考化学二轮复习 专题九 原子、分子晶体结构与性质能力展示-人教版高三全册化学试题

专题九原子、分子、晶体结构与性质【能力展示】【应试指导】温馨提示：课前请同学们先独立完成[高考回眸]和【高考前沿】中的题目。[高考回眸]1.(2010·江苏高考第21题)乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。(1)CaC2中与互为等电子体，的电子式可表示为；1mol中含有的π键数目为。

(2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+的核外电子排布式为。(3)乙炔与氢氰酸反应可得到丙烯腈()。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是；分子中处于同一直线上的原子数目最多为。

(4)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如右图所示)，但由于CaC2晶体中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中，1个Ca2+周围距离最近的数目为。

答案：(1)[∶O⋮⋮O∶]2+2mol(或2×6.02×1023)(2)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(3)sp杂化、sp2杂化3(4)4解析：（1）根据等电子体原理可知，O22+的电子式为，在1mol三键含有2mol的键和1mol的键，故1molO22+中，含有2NA个键（2）Cu为29号元素，要注意3d轨道写在4s轨道的前面，Cu+的基本电子排布式为1s22s22p63s23p63d10（3）通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化，同一直线上有3个原子。（4）依据晶胞示意图可以看出，从晶胞结构图中可以看出，1个Ca2+周围距离最近的C22-,有4个，而不是6个，要特别主要题给的信息（使晶胞沿一个方向拉长）。2.(2011·江苏高考第21题)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。(1)Y2X2分子中，Y原子轨道的杂化类型为，1molY2X2中含有σ键的数目为。

(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因为。

(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式为。

(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如右图所示，该氯化物的化学式为。它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为。

答案.(1)sp杂化3mol(或3×6.02×1023)(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O(4)CuClCuCl+2HCl(浓)H2CuCl3(或CuCl+2HCl(浓)H2[CuCl3])解析：由题意知X、Y、Z、W四种元素分别是：H、C、N、Cu。（1）C2H2分子（H-C≡C-H）中含有三键所以中心碳原子为sp杂化，分子中含有两个C-Hσ键,一个C-Cσ键,所以1molC2H2含有σ键的数目为3mol（2）化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因NH3分子存在氢键，增大分子间作用力（3）根据题意得CO2和N2O互为等电子体（4）根据图示，晶胞中白球数目是（8×1/8+6×1/2）=4，黑球数目是4，所以铜的氯化物化学式是CuCl，根据题意得化学方程式是CuCl＋2HCl＝H2CuCl33.(2012·江苏高考第21题)一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得的沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。①Mn2+的电子排布式可表示为。

②N的空间构型是(用文字描述)。

(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。①根据等电子体原理，CO分子的结构式为。

②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为。

③1molCO2中含有的σ键数目为。

(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为。

答案.(1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)②平面正三角形(2)①C≡O②sp3杂化③2mol(或2×6.02×1023)(3)解析：（1）①Mn元素原子序数是25，所以Mn2＋基态的电子排布式可表示为①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)②NO3－与SO3、BF3互为等电子体，所以NO3－的空间构型为平面三角形（2）①CO分子与氮气互为等电子体，氮气分子中含有三键，所以CO分子的结构式为C≡O②H2O分子含有两个σ键、两对孤电子对，所以中心原子O杂化形式是sp3③CO2分子结构是O=C=O,两个σ键，所以1molCO2中含有的σ键数目为2×6.02×1023个(或2mol)（3）[Cu(OH)4]2－含有配位键，结构如图。4.(2013·江苏高考第21题)元素X位于第4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杂化(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)①X处于晶胞的顶点和面心，故数目为8×+6×=4。②由X位于第4周期，其基态原子的内层轨道全部排满，且最外层有2个电子，则为Zn；Y的3p轨道上有4个电子且核电荷数依次增大，即3s23p4，则为S，所以该化合物的化学式为ZnS。(2)在H2S的分子中S原子的杂化类型是sp3(与水分子相似)。(3)元素Z的原子最外层电子数是内层的3倍，则为O元素，水分子在乙醇中溶解度大于硫化氢在乙醇中的溶解度是因为水分子与乙醇分子间形成了氢键。(4)①S中S原子采用sp3杂化，形成正四面体结构。②等电子体是指原子总数和最外层电子数相同的粒子，故与S等电子体的分子有CCl4或SiCl4等。(5)[Zn(NH3)4]Cl2中Zn与N原子，N原子与H原子之间均为σ键，则1mol[Zn(NH3)4]Cl2中σ键的数目为16mol或16×6.02×1023个。5.(2014·江苏高考第21题)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ó的键的数目为。（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。铜晶胞结构如右图所示，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：（1）Cu的原子序数为29，根据构造原理书写Cu+基态核外电子排布式为［Ar］3d10或1s22s22p63s23p63d10（2）等电子体是原子个数相同，价电子数也相同，所以与OH－互为等电子体的一种分子是HF（3）醛基中碳原子形成碳氧双键，轨道杂化类型是sp2；乙醛分子有三个碳氢单键、一个碳碳单键、一个碳氧双键、一个氧氢单键，所以含有ó的键的数目是6（4）在含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液中乙醛被氧化为乙酸（与氢氧化钠中和生成乙酸钠），Cu(OH)2被还原为氧化亚铜：2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOH→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O（5）以铜晶体中顶点铜原子为例，周围距离最近的铜原子是平面对角线中的铜原子，在图示铜晶胞结构共三个，总共数目是3×8÷2=12.[考题分析][备考策略]从上表可以看到高考化学物质结构与性质题型结构主要是由“电子排布式”“σ键或键数目”“杂化类型”“等电子体”以及其他知识点组成。如果题干元素未知，需要根据题意推导相应元素，然后再来解答相关问题。电子排布式书写要注意价电子排布与核外电子排布的区别；注意未成对电子与最外层电子的区别；σ键和键判断关键在于单键与多键区别；等电子体判断分析一定注意原子总数和价电子总数（或电子总数）均相同，化学键特征、空间构型和化学性质相似；杂化形式判断一定根据分子（离子）结构式来分析；晶胞分析一定要运用均摊法；熔点沸点高低判断要晶体类型和微粒作用力相结合起来。【高考前沿】1.（2014盐城市三模卷）卟吩易与金属离子配位形成金属配合物，卟吩可由甲醛(HCHO)与吡咯[结构式如图(a)所示]合成。(1)甲醛分子中碳原子轨道杂化类型为________，HCHO空间构型为________(用文字描述)。(2)1mol吡咯中σ键数目为________。(3)卟吩分子内存在氢键，在图(b)中用(…)画出氢键结构。(4)卟吩铜是一种配合物。①Cu2＋基态时核外电子排布式为________。②在图(c)中画出卟吩铜中Cu2＋与N原子间的化学键。答案：(1)sp2、平面三角型(2)10mol(或10×6.02×1023)(3)如图(4)①1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9②如图解析：（1）甲醛分子中存在碳氧双键，其分子结构式是，所以碳原子轨道杂化类型为sp2，空间构型为平面三角型（2）卟吩分子有四个碳氢键、三个碳碳键、两个碳氮键、一个氮氢键，所以1mol吡咯中σ键数目为10mol(或10×6.02×1023)（3）卟吩分子内存在氢键，存在于氮原子与氢原子之间，见图（4）Cu的原子序数为29，根据构造原理书写Cu2+基态核外电子排布式为［Ar］3d9或1s22s22p63s23p63d9，卟吩铜中Cu2＋与N原子间的化学键是共价键和配位键，见图。2.（2014南通市一模卷）已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）即可得到配合物A。其结构如右图：⑴Cu元素基态原子的外围电子排布式为。⑵元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为。⑶A中碳原子的轨道杂化类型为。⑷1mol氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）含有σ键的数目为。⑸氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体：（写化学式）。⑹已知：硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体，其结构如图，则该化合物的化学式是答案：⑴3d104s1⑵N>O>C⑶sp2、sp3⑷8mol⑸N2O（或SCN—、N3—等）⑹Cu2O解析：（1）Cu的原子序数为29，根据构造原理书写Cu基态核外电子排布式为3d104s1（2）由于N原子结构中P轨道都为半充满结构比较稳定，所以第一电离能大小为N>O>C（3）配合物A中含有含有碳氧双键，所以碳的杂化方式为sp2（4）1mol氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）含有2mol氮氢键、2mol碳氢键、1mol氮碳键、1mol碳碳键、1mol碳氧双键、1mol碳氧单键，所以含有σ键的数目为8mol（5）二氧化碳分子中一种个数是3，价电子数是16，与其一种等电子体有CS2、N2O（或SCN—、N3—等。⑹Cu3.（2014苏锡常镇四市一模卷）氮元素可形成氢化物、卤化物、氮化物、叠氮化物和配合物等多种化合物。（1）肼（N2H4）可用作火箭燃料，其原理是：N2O4(l)+2N2H4(l)＝3N2(g)+4H2O(g)，若反应中有4molN－H键断裂，则形成的π键有mol。（2）F2和过量NH3在铜催化作用下反应生成NF3，NF3分子的空间构型为。（3）铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构见图1。写出该反应的化学方程式：（4）叠氮化钠(NaN3)分解反应为：2NaN3(s)＝2Na(l)+3N2(g)，下列有关说法正确的是(填序号)。a．常温下，N2很稳定，是因为N的电负性大b．钠晶胞结构见图2，每个晶胞含有2个钠原子c．第一电离能（I1）：N＞O＞P＞Sd．NaN3与KN3结构类似，晶格能：NaN3＜KN3（5）配合物Y的结构见图3，Y中含有（填序号）；a．极性共价键b．非极性共价键c．配位键d．氢键Y中碳原子的杂化方式有。答案：（1）3（2）三角锥形（3）8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2（4）bc（5）abcd，sp2、sp3解析：（1）1molN2H4分子中含有4molN－H键，现有4molN－H键断裂，根据方程式可以知道生成1.5molN2，而1molN2含有2molπ键，所以生成3molπ键（2）NF3分子中有三个σ键，还有一