高考化学一轮总复习：第十二章 物质结构与性质

高考化学一轮总复习：第十二章物质结构与性质目录第1节原子结构与物质的性质第2节分子结构与性质第3节晶体结构与性质第1节原子结构与物质的性质1．在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定()①能层②能级③空间伸展方向④自旋状态A．①② B．①④C．②③ D．③④答案A解析在多电子原子中，轨道能量是由主量子数和角量子数决定，n代表主量子数，主要是决定原子的电子占据哪个电子能层。主量子数越大则电子占据更高的电子能层，原子的能量越高；主量子数越小则电子占据更低的电子能层，原子的能量越低；l代表角量子数，主要决定原子的电子占据同一个电子层的哪个亚电子层。主量子数相同时，电子都处在同一个电子层。此时，角量子数越大，则电子占据更高的能级，原子的能量越高；角量子数越小，则电子占据更低的能级，原子的能量越低；所以轨道能量由电子能层和电子能级决定。2．根据泡利的原子轨道能级图和“能级交错”现象，原子轨道的能量高低顺序是：ns＜(n－3)g＜(n－2)f＜(n－1)d＜np(n为能层序数，g能级中有9个轨道)，则未来的第八周期应包括的元素的种类是()A．32 B．50C．64 D．128答案B解析第七周期排满时，最后一种元素的价电子排布为7s27p6，第八周期排满时最后一种元素的价电子排布为8s28p6，从8s1到8s28p6，其中间增排了8s25g1～186f147d108p6，核电荷数增加了50，故第八周期元素有50种。3．下列说法中正确的是()A．3p2表示3p能级有两个轨道B．M能层中的原子轨道数目为3C．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布D．处于同一轨道上的电子可以有多个，它的运动状态完全相同答案C解析A项，3p能级有三个轨道，3p2表示3p能级有两个电子，而不是两个轨道，故A项错误；B项，M层有s、p、d能级，s能级有1个轨道、p能级有3个轨道、d能级有5个轨道，轨道数＝1＋3＋5＝9，故B项错误；C项，1s22s12p1，根据能量最低原理，其基态应为1s22s2，1个2s电子被激发到2p能级上为激发态，故C项正确；D项，同一轨道上最多排2个电子，其自旋方向相反，所以它们的状态并不完全相同，故D项错误。4．下列电子层中，包含有f能级的是()A．K电子层 B．L电子层C．M电子层 D．N电子层答案D解析A项，K能层是第一能层，只有1个能级，1s能级，故A项不选；B项，L能层是第二能层，含有2个能级，分别是2s、2p能级，故B项不选；C项，M能层是第三能层，含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，故C项不选；D项，N能层是第四能层，含有4个能级，分别是4s、4p、4d、4f能级，故D项选。5．下列现象和应用与电子跃迁无关的是()A．激光 B．焰色反应C．燃烧放热 D．霓虹灯答案C解析A项，电子跃迁产生光子与入射光子具有相关性。即入射光与辐射光的相位相同。如果这一过程能够在物质中反复进行，并且能用其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量。那么产生的光就是激光，与电子跃迁有关，故A项错误；B项，当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，故B项错误；C项，燃烧放热是化学能转化为热能，与电子跃迁无关，故C项正确；D项，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制作五颜六色的霓虹灯，与电子跃迁有关，故D项错误。6．下列变化中释放能量的是()A．1s22s22p63s1→1s22s22p6 B．N≡N(g)→N(g)＋N(g)C．2px22py12pz1→2px12py12pz2 D．2H(g)→H—H(g)答案D解析A项，1s22s22p63s1→1s22s22p6，由基态转化成激发态，需要吸收能量，故A项错误；B项，N≡N(g)→N(g)＋N(g)，化学键的断裂，吸收能量，故B项错误；C项，2px22py12pz1→2px12py12pz2，由于电子的跃迁发生在能量相同的能级中，故无能量变化，故C项错误；D项，2H(g)→H—H(g)，化学键的形成，放出能量，故D项正确。7．(1)某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：I1/(kJ·mol－1)I2/(kJ·mol－1)I3/(kJ·mol－1)I4/(kJ·mol－1)I5/(kJ·mol－1)738145177331054013630M是________(填元素符号)，Al原子的第一电离能________(填“大于”“小于”或“等于”)738kJ·mol－1，原因是__________________________________________________。(2)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。(3)如图是周期表中短周期的一部分，A的单质是空气中含量最多的物质，其中第一电离能最小的元素是________(填“A”“B”“C”或“D”)。答案(1)Mg小于Mg、Al位于同一周期，Mg最外层电子排布式为3s2，而Al最外层电子排布式为3s23p1，当3p处于全充满、半充满或全空时较稳定，因此，失去p能级的1个电子相对比较容易，故Al原子的第一电离能小于738kJ·mol－1(2)3(3)D解析(1)M的第三电离能突增，则M最外层有2个电子，故M为Mg。(2)同一周期中元素的第一电离能随原子序数递增，呈现逐渐升高的趋势，但是在第二周期中，Be的第一电离能大于B，N的第一电离能大于O，故第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O三种。(3)A为N，A、C为第ⅤA族元素，其第一电离能大于第ⅥA族的，同一主族从上往下第一电离能逐渐减小，所以D的电离能最小。8．对碳原子核外两个未成对电子的描述，正确的是()A．电子云形状不同 B．自旋方向相同C．能量不同 D．在同一轨道答案B解析A项，碳原子核外两个未成对电子，都属于2p轨道，p轨道沿x、y、z轴的方向电子云密度大，呈现哑铃型，则电子云形状相同，故A项错误；B项，p轨道又分三个轨道，不同电子优先占据空轨道，并且自旋方向相同，所以碳原子核外两个未成对电子，自旋方向相同，故B项正确；C项，碳原子核外两个未成对电子，都属于2p轨道，能量相同，故C项错误；D项，p轨道又分三个轨道，不同电子优先占据空轨道，所以碳原子核外两个未成对电子，不在同一轨道，故D项错误。9．下列说法中，正确的是()A．s区和p区都是主族元素，d区都是副族元素B．同一主族元素，从上到下，元素的第一电离能依次增大C．同电负性变化规律一样，从左到右，同周期元素的第一电离能依次增大D．原子轨道能量比较：E(3d)＞E(4s)＞E(3s)答案D解析A项，s区为ⅠA～ⅡA主族元素(包含He)，p区包含ⅢA～ⅦA族以及零族元素(除He外)，d区包含副族和第Ⅷ族，故A项错误；B项，同一主族元素，从上到下，元素的第一电离能依次减小，故B项错误；C项，从左到右，同周期元素的第一电离能依次增大趋势，但出现反常，当原子轨道中电子处于全满、半满时最稳定，第ⅡA族元素原子的ns轨道上电子排布达到全满，第VA族元素的p轨道达到半满，处于稳定状态，难失去电子，第一电离能ⅡA＞ⅢA，VA＞VIA，故C项错误；D项，原子轨道能量比较，E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)，故D项正确。10．下列元素性质的递变规律正确的是()A．第一电离能：N＞O＞C B．电负性：F＞N＞OC．最高正价：F＞O＞Si D．原子半径：P＞N＞C答案A解析A项，第VA族大于相邻主族原子的电离能，第一电离能：N＞O＞C，故A项正确；B项，同周期非金属性增强，电负性：F＞O＞N，故B项错误；C项，F、O元素无最高正价，故C项错误；D项，同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，同主族原子半径依次增大，原子半径：P＞C＞N，故D项错误。11．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表数据判断，错误的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常见化合价是＋1价B．元素Y是ⅢA族元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应答案D解析X为第ⅠA族元素，Y为第ⅢA族元素；D项，若元素Y处于第三周期，则Y为Al，Al不与冷水反应。12．硼及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。(1)Ga与B同主族，Ga的基态原子的电子排布式为________________________，最高能层上的未成对电子数为________。(2)从原子结构的角度分析，B、C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为________。(3)已知H3BO3与足量KOH溶液反应的离子方程式为H3BO3＋OH－=B(OH)4－，写出硼酸的电离方程式：______________________________________。(4)硼氢化钠(NaBH4)是一种常用的还原剂，其中Na、B、H元素中电负性最大的是________；硼氢化钠在热水中生成硼酸钠和氢气，写出该反应的化学方程式：________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p11(2)N>O>C>B(3)H3BO3H2BO3－＋H＋或H3BO3＋H2OB(OH)4－＋H＋(4)HNaBH4＋4H2O=Na[B(OH)4]＋4H2↑解析(1)Ga与B同主族，处于Al元素的下一周期，则Ga原子核外电子数为13＋18＝31，结合核外电子排布规律可知，Ga基态原子核外电子排由式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，其外围电子排布式为4s24p1，最高能层为N层，其中4s轨道排满2个电子，4p轨道上的1个电子未成对，则其最高能层上的未成对电子数为1。(2)同周期元素原子的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA族；B、C、N、O元素同处于第二周期，则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>B。(3)H3BO3与足量KOH溶液发生中和反应，生成相应的硼盐酸和水，离子方程式为H3BO3＋OH－=B(OH)4－，则H3BO3电离生成H2BO3－或B(OH)4－，电离方程式为H3BO3H2BO3－＋H＋或H3BO3＋H2OB(OH)4－＋H＋。(4)NaBH4中Na、B元素分别显＋1、＋3价，H元素显－1价，则H元素的电负性最大。硼氢化钠在热水中生成硼酸钠和氢气，则有NaBH4＋H2O→Na[B(OH)4]＋H2，结合得失电子守恒和原子守恒配平可得：NaBH4＋4H2O=Na[B(OH)4]＋4H2↑。13.下表为元素周期表前三周期的一部分：(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较：________>________(填化学式)，原因是________________________________________________________________。(2)X的基态原子的电子排布图是________(填①或②)，另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填选项字母)。A．能量最低原理 B．泡利原理C．洪特规则(3)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，该反应的化学方程式是_______________________________________________________________________。答案(1)NH3PH3氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短)(2)②C(3)Ne(4)2NH3＋3F2=6HF＋N2解析根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。(1)X、W的氢化物为NH3和PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。(2)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。(4)根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，应是2NH3＋3F2=6HF＋N2。14．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。A元素的核外电子数和电子层数相等B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C原子第一至第四电离能如下：I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol－1，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1D原子核外所有p轨道全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：________。(2)B元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了_____________________________。(4)G位于第________族________区，该元素的核外电子排布式为_________________________________________________。(5)检验F元素的方法是________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：________________________________________________________________________________________________________。答案(2)3哑铃(或纺锤)(3)泡利原理(4)ⅦBd1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2(5)焰色反应当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量解析由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)氮原子的基态原子能量最高的电子为p电子，p电子云有3个方向，原子轨道呈哑铃形或纺锤形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同，违背了泡利原理。(5)检验钾元素的方法是用焰色反应。其原理是电子跃迁时会吸收或释放能量，释放特定频率的光谱。第2节分子结构与性质1．下列物质的分子中，键角最小的是()A．H2O B．BF3C．NH3 D．CH4答案A解析在分子中，中心原子上孤电子对之间的排斥力＞孤电子对和成键电子之间的排斥力＞成键电子之间的排斥力，则含有孤电子对越多，分子中的键角越小，H2O中O原子含有2个孤电子对，BF3中B原子不含孤电子对，NH3分子中N原子含有1个孤电子对，CH4分子中C原子不含孤电子对，所以键角最小的是H2O，故选A项。2．有关乙烯分子中的化学键描述正确的是()A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成π键B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成σ键C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个σ键D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他原子形成σ键答案C解析A项，每个碳原子的sp2杂化轨道中与两个氢原和另一碳原子形成三个σ键，故A项错误；B项，每个碳原子的未参加杂化的2p轨道肩并肩形成形成π键，故B项错误；C项，每个碳原子的sp2杂化轨道中与两个氢原和另一碳原子形成三个σ键，故C项正确；D项，乙烯碳原子的未参加杂化的2p轨道与另一碳原子形成π键，故D项错误。3．能够用键能的大小作为主要依据来解释的是()A．常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态B．硝酸是挥发性酸，而硫酸、磷酸是不挥发性酸C．稀有气体一般难于发生化学反应D．空气中氮气的化学性质比氧气稳定答案D解析共价分子构成物质的状态取决于分子间作用力的大小，与分子内共价键的键能无关；物质的挥发性与分子内键能的大小无关；稀有气体是单原子分子，无化学键，难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构；氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(946kJ·mol－1)比O2分子中共价键的键能(497.3kJ·mol－1)大，在化学反应中更难于断裂。4．关于sp3杂化轨道说法正确的是()A．凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其几何构型都是四面体B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的C．金刚石是三维网状结构，由碳原子从sp3杂化轨道形成共价键D．NH3和BF3分子中，中心原子均采用sp3杂化答案C解析A项，中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体，但其立体构形不一定是正四面体，如：水和氨气分子中中心原子采取sp3杂化，但H2O是V型，NH3是三角锥形，故A项错误；B项，甲烷分子中碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以碳原子以sp3杂化，分子中的碳原子以2个2s电子和2个2p电子分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—Hσ键，故B项错误；C项，金刚石为三维网状结构，一个碳与四个碳原子形成共价键，所以碳原子以sp3杂化，故C项正确；D项，BF3中B原子价层电子对个数＝3＋(3－3×1)＝3，则BF3中心原子采用sp2杂化，故D项错误。5．根据杂化轨道理论，判断下列分子的空间构型正确的是()选项分子式中心原子杂化方式分子的立体构型ASeO2sp直线形BHCHOsp2三角锥形CAlCl3sp2平面三角形DPH3sp3正四面体形答案C解析A项，SeO2中心原子杂化方式sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为V形结构，故A项错误；B项，HCHO分子中心原子杂化方式sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形，故B项错误；C项，AlCl3分子中心原子杂化方式sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形，故C项正确；D项，PH3中P原子形成3个σ键，孤对电子数为eq\f(5－3×1,2)＝1，则为sp3杂化，为三角锥形，故D项错误。6．下列解释中，不正确的是()A．水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致B．由于NaCl晶体和CsCl晶体中正负离子半径比不相等，所以两晶体中离子的配位数不相等C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释D．MgO的熔点比MgCl2高主要是因为MgO的晶格能比MgCl2大答案A解析A项，水很稳定，是因为水分子内的共价键较强的缘故，与氢键无关，氢键只影响水的熔沸点，故A项错误；B项，正负离子半径之比影响离子晶体中离子配位数，所以由于NaCl晶体和CsCl晶体中正负离子半径比不相等，所以两晶体中离子的配位数不相等，故B项正确；C项，碘、四氯化碳、甲烷均是非极性分子，而水是极性溶剂，根据相似相溶原理知，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，故C项正确；D项，离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与离子电荷成正比，氧离子半径小于氯离子半径，且氧离子所带电荷大于氯离子所带电荷，所以氧化镁晶格能大于氯化镁，则MgO的熔点比MgCl2高，故D项正确。7．通常情况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与NH3相似，下列对NCl3和NH3的有关叙述正确的是()A．分子中N—Cl键键长与CCl4分子中C—Cl键键长相等B．在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子，则NH3·H2O的结构式为C．NCl3分子是非极性分子D．NBr3比NCl3易挥发答案B解析根据题意，NCl3的空间结构与NH3相似，也应为三角锥形，故为极性分子，故C项错误；根据NH3·H2ONH4＋＋OH－，故B项正确；NBr3的结构与NCl3相似，因NBr3的相对分子质量大于NCl3的相对分子质量，故沸点NBr3大于NCl3，所以NBr3不如NCl3易挥发，故D项错误；因N原子的半径小于C原子的半径，所以C—Cl键键长大于N—Cl键，故A项错误。8．下列说法错误的是()A．在NH4＋和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键B．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央C．SO2、SO3、BF3、NCl3都是极性分子D．向含有0.1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1molAgCl答案C解析SO2是V形结构，是极性分子，NCl3是三角锥形，是极性分子，BF3与SO3是平面正三角形结构，是非极性分子。9．S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是()A．S2Cl2为非极性分子B．分子中既含有极性键又含有非极性键C．与S2Br2结构相似，熔、沸点S2Br2>S2Cl2D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl答案A解析根据S2Cl2的分子结构可知，它属于极性分子，故A项错误，B项正确；由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，而相对分子质量S2Br2>S2Cl2，故C项正确；由少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D项正确。10．下列各组微粒的立体构型相同的是()①NH3和H2O ②NH4＋和H3O＋③NH3或H3O＋ ④O3和SO2⑤CO2和BeCl2 ⑥SiO44－和SO42－⑦BF3和Al2Cl6A．全部 B．除④⑥⑦外C．③④⑤⑥ D．②⑤⑥答案C11．已知元素镓和砷的单质及其化合物在工业生产上有重要的用途。回答下列问题：(1)砷元素基态原子的电子排布式为________。(2)砷与氢元素。可形成化合物砷化氢，该化合物的空间构型为________，其中砷原子的杂化方式为________。(3)根据等电子原理，写出由短周期元素组成且与砷化氢互为等电子体的一种离子的化学式________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s23p3(2)三角锥形sp3(3)H3O＋解析(1)砷处于第四周期VA族，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s23p3；(2)As与N同主族，AsH3与NH3结构相似，可知AsH3的空间结构为：三角锥形，As原子有1对孤电子对，形成3个σ键，杂化轨道数目为4，As原子采取sp3杂化；(3)等效代换O原子代替As、微粒带一个单位正电荷，该微粒为：H3O＋。12．碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是________(写结构简式，下同)，采取sp2杂化的分子是________，采取sp3杂化的分子是________。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子：________________________________________。答案CH≡CHCH2=CH2、CH3CH3解析CH3CH3中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤对电子对数＝4＋0＝4，所以采取sp3杂化，CH2=CH2中含有单键和双键，既有σ键又有π键，分子中C原子含有3个σ键电子对，没有孤电子对，杂化类型为sp2，CH≡CH中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤对电子对数＝2＋0＝2，所以采取sp杂化，苯中每个C原子形成3个σ键，不含孤电子对，为sp2杂化，同时含有三种不同杂化方式的碳原子，可以为同时含有烷、烯、炔结构，如。13．钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。(1)基态钛原子的价电子排布式为________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有________种。(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是__________________________________________________。(3)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5，则该配合离子的化学式为________。(4)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。①组成M的元素中，电负性最大的是________(填名称)。②M中碳原子的杂化方式为________。③M中不含________(填代号)。a．π键b．σ键c．离子键d．配位键答案(1)3d24s23(2)Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强(3)[TiCl(H2O)5]2＋(4)①氧②sp2、sp3③c解析(1)钛原子核外有22个电子，基态钛原子的价电子排布式为3d24s2；基态钛原子未成对电子数为2；第四周期中未成对电子数为2的元素还有3种，分别是Ge、Se、Ni；(2)Ti原子的价电子数是4、铝原子的价电子数是3，Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强，所以钛的硬度比铝大；(3)配位数为6，两种配体的物质的量之比为1∶5，所以配体中有1个氯原子、5个水分子，所以该配合离子的化学式为[TiCl(H2O)5]2－；(4)①组成M的元素有Ti、C、H、O、Cl，其中O的非金属性最强，非金属性越强电负性越大，所以电负性最大的是氧；②M中有双键碳和单键碳原子两种，所以M中碳原子的杂化方式为sp2、sp3；③单键为σ键、双键中1个是σ键、1个是π键，根据M的结构图，还有配位键，没有离子键，故选c。第3节晶体结构与性质1．下列晶体分类中正确的一组是()选项离子晶体原子晶体分子晶体ANaOHArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃答案C解析A项中固态Ar为分子晶体；B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体；D项中玻璃是非晶体。2．北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60。实验测知该物质属于离子晶体，具有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析中正确的是()A．K3C60晶体中既有离子键又有极性键B．K3C60晶体的熔点比C60晶体的熔点低C．该晶体熔化时能导电D．C60分子中碳原子是有采用sp3杂化的答案C解析该晶体为离子晶体，故熔化时能导电，C项正确；C60内部为非极性键，A项错误；离子晶体K3C60比分子晶体C60的熔点高，B项错误；C60中每个碳形成四条键，其中有一个为双键，故应为sp2杂化，D项错误。3．下列关于晶体的说法正确的组合是()①分子晶体中都存在共价键②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子③金刚石、SiC、H2O、H2S晶体的熔点依次降低④离子化合物中只有离子键没有共价键，分子晶体中肯定没有离子键⑤CaTiO3晶体中(晶胞结构如图所示)每个Ti4＋和12个O2－相紧邻⑥SiO2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合⑦晶体中分子间作用力越大，分子越稳定⑧氯化钠溶于水时离子键被破坏A．①②③⑥ B．①②④C．③⑤⑦ D．③⑤⑧答案D4．有一种蓝色晶体[可表示为MxFey(CN)6]，经X射线研究发现，它的结构特征是Fe3＋和Fe2＋互相占据立方体互不相邻的顶点，而CN－位于立方体的棱上。其晶体中阴离子的最小结构单元如图所示。下列说法不正确的是()A．该晶体的化学式为MFe2(CN)6B．该晶体属于离子晶体，M呈＋1价C．该晶体属于离子晶体，M呈＋2价D．晶体中与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个答案C解析由图可推出晶体中阴离子的最小结构单元中含Fe2＋个数：4×eq\f(1,8)＝eq\f(1,2)，同样可推出含Fe3＋个数也为eq\f(1,2)，CN－为12×eq\f(1,4)＝3，因此阴离子为[Fe2(CN)6]－，则该晶体的化学式只能为MFe2(CN)6，由阴、阳离子形成的晶体为离子晶体，M的化合价为＋1价，故A、B两项正确。由图可看出与每个Fe3＋距离最近且等距离的CN－为6个。5．高温下，超氧化钾晶体(KO2)呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。则下列有关说法正确的是()A．与K＋最近且距离相等的K＋有6个B．超氧化钾的化学式为KO2，每个晶胞含有1个K＋和1个O2－C．晶体中与每个K＋距离最近的O2－有6个D．晶体中，所有原子之间都以离子键相结合答案C解析根据题给信息，超氧化钾晶体是面心立方晶体，超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为O2－、K＋，晶体中K＋与O2－间形成离子键，O2－中O—O键为共价键。作为面心立方晶体，每个晶胞中含有K＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4(个)，O2－：1＋12×eq\f(1,4)＝4(个)，晶胞中与每个K＋最近且距离相等的O2－有6个，最近且距离相等的K＋有12个。6．下列有关说法不正确的是()A．水合铜离子的模型如图1所示，1个水合铜离子中有4个配位键B．CaF2晶体的晶胞如图2所示，每个CaF2晶胞平均占有4个Ca2＋C．H原子的电子云图如图3所示，H原子核外大多数电子在原子核附近运动D．金属铜中Cu原子堆积模型如图4，为最密堆积，每个Cu原子的配位数均为12答案C解析从图1可以看出水合铜离子中有1个铜离子和4个配位键，A项正确；按均摊法，每个晶胞中有Ca2＋：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，B项正确；电子云中点的多少表示电子出现的机会多少，C项错误；从图4中可以看出中心的铜原子的配位数为12，D项正确。7．在40GPa高压下，用激光加热到1800K时人们成功制得了原子晶体干冰，下列推断正确的是()A．原子晶体干冰易汽化，可用作制冷材料B．原子晶体干冰有很高的熔沸点，很大的硬度，可做耐磨材料C．该晶体仍然存在C=O双键D．该晶体中O—C—O键角180°答案B解析A项，原子晶体干冰有很高的沸点，不易汽化，不可用作制冷剂，故A项错误；B项，原子晶体具有很高的熔点、沸点，故原子晶体干冰有很高的熔点、沸点，原子晶体干冰的硬度大，可用作耐磨材料，故B项正确；C项，二氧化碳中，1个C原子形成4个C—O键，形成空间网状结构的原子晶体，不含碳氧双键，故C项错误；D项，该晶体结构类似于二氧化硅，其键角和二氧化硅晶体中的键角相等，即为109°28′，不是直线型的结构，故D项错误。8．下面有关晶体的叙述中，错误的是()A．白磷晶体中，分子之间通过共价键结合B．金刚石的网状结构中，由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子C．在NaCl晶体中每个Na＋(或Cl－)周围都紧邻6个Cl－(或Na＋)D．离子晶体在熔化时，离子键被破坏，而分子晶体熔化时，化学键不被破坏答案A9．在冰晶石(Na3AlF6)晶胞中，AlF63－占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl－占据的位置，则冰晶石晶胞中含有的原子数与NaCl晶胞中含有的原子数之比为()A．2∶1 B．3∶2C．5∶2 D．5∶1答案D解析在1个NaCl晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，共8个原子。由题意知，在冰晶石晶胞中，AlF63－占据的位置相当于NaCl晶胞中Cl－占据的位置，则1个冰晶石晶胞中含有的AlF63－的个数为4个(共28个原子)，根据电荷守恒可知，1个冰晶石晶胞中含有12个Na＋(将晶胞分成8个小立方体，在每个小立方体的中心有1个Na＋，因此每个晶胞中Na＋数目为12)，故在1个冰晶石晶胞中含有的原子数为40，冰晶石晶胞中含有的原子数与NaCl晶胞中含有的原子数之比为40∶8＝5∶1。10.CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，但CaC2晶体中由于哑铃形的C22－存在，使晶胞沿一个方向拉长。下列关于CaC2晶体的说法中正确的是()A．1个Ca2＋周围距离最近且等距离的C22－数目为6B．该晶体中的阴离子与F2是等电子体C．6.4gCaC2晶体中含阴离子0.1molD．与每个Ca2＋距离相等且最近的Ca2＋共有12个答案C11．石墨烯是一种由碳原子