2022届高考化学二轮教学案-题型四物质结构与性质综合题(选考)热点题空

热点题空1电子排布、电离能和电负性1．常见原子轨道电子云轮廓原子轨道电子云轮廓图形状轨道个数s球形1p哑铃(纺锤)形3(px，py，pz)2.基态原子的核外电子排布(1)基态原子核外电子排布“三原则”①能量最低原理。②泡利原理。③洪特规则。[注意]ⅰ.在等价轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，具有较低的能量和较强的稳定性，故电子填充时优先形成这类排布。例如，24Cr原子的外围电子排布式是3d54s1，而不是3d44s2。ⅱ.在排布核外电子时，要先排4s能级，后排3d能级，但在书写电子排布式时，要按能层顺序书写，即先写3d能级，后写4s能级。(2)基态原子核外电子排布的表示方法表示方法举例电子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1简化表示式Cu：[Ar]3d104s1价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图O：3.元素第一电离能的递变性同周期(从左到右)同主族(从上到下)第一电离能增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)依次减小(1)特例当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。(2)应用①判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。②判断元素的化合价如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1价。4．元素电负性的递变性(1)规律同周期元素从左到右，电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小。(2)应用题组一核外电子排布规律1．(1)[2021·湖南，18(1)节选]基态硅原子最外层的电子排布图为______________。(2)[2021·广东，20(1)]基态硫原子的价电子排布式为__________。(3)[2020·江苏，21A(1)节选]Fe基态核外电子排布式为_____________________________。(4)[2019·全国卷Ⅱ，35(2)]Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。(5)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)]基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_____________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。(6)[2018·全国卷Ⅲ，35(1)]Zn原子核外电子排布式为__________________________。(7)[2018·全国卷Ⅰ，35(1)]下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。答案(1)(2)3s23p4(3)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)(4)4s4f5(5)哑铃(纺锤)(6)[Ar]3d104s2(或1s22s22p63s23p63d104s2)(7)DC2．按要求解答下列问题(1)Cu、Cu2＋、Cu＋基态核外电子排布式分别为__________________、_____________________、____________________________。(2)Mg原子核外电子排布式为______________________________________________；Ca原子最外层电子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。(3)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为________________。(4)钛在周期表中的位置：_______，钛原子核外有______种空间运动状态不同的电子，Ti2＋电子占据的最高能层的电子排布式为________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)1s22s22p63s2(或[Ne]3s2)高于(3)41s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(4)第四周期ⅣB族123s23p63d2题组二电离能、电负性的比较与判断3．(1)[2018·全国卷Ⅰ，35(4)]Li2O是离子晶体，其晶格能可通过下图的Born­Haber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol－1，O=O键键能为________kJ·mol－1，Li2O晶格能为________kJ·mol－1。(2)[2018·全国卷Ⅲ，35(2)节选]第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。(3)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]元素Mn与O中，第一电离能较大的是________。(4)[2017·江苏，21A(3)]C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为____________________。(5)[2016·全国卷Ⅰ，37(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______________。(6)[2016·全国卷Ⅲ，37(2)节选]根据元素周期律，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)(7)[2016·全国卷Ⅱ，37(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____________________________________________________________________________________________________。(8)[2017·全国卷Ⅱ，35(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____________________________________________________。答案(1)5204982908(2)大于(3)O(4)H<C<O(5)O>Ge>Zn(6)小于(7)金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(8)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的2p能级处于半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子4．元素的性质(1)原子半径：Al________Si，电负性：N________O(填“>”或“<”)。(2)已知X、Y和Z均为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：电离能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4X496456269129543Y7381451773310540Z5781817274511578①写出X的核外电子排布式：__________________________________________________。②元素Y的第一电离能大于Z的原因是__________________________________________。(3)中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为2KNO3＋3C＋Seq\o(=,\s\up7(引燃))K2S＋N2↑＋3CO2↑，除S外，上述元素的电负性从大到小依次为_____________________________。(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。组成M的元素中，电负性最大的是________(填名称)。(5)K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是________，各元素的第一电离能由大到小的顺序为________。(6)砷与硒的第一电离能较大的是________。(7)N、O、P元素的电负性由小到大的顺序是________。答案(1)＞＜(2)①1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)②Mg原子的3s轨道全充满，结构稳定(3)O>N>C>K(4)氧(5)Fe(铁)N>C>Fe>K(6)砷(7)P<N<O5．(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。(2)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____________。(3)NH4H2PO4中电负性最高的元素是________。答案(1)A(2)[Ar]3d74s2OMn(3)O热点题空2成键方式、杂化类型及立体构型的判断1．共价键类型的判断(1)σ键和π键：单键都是σ键，双键有1个σ键和1个π键，三键有1个σ键和2个π键。(2)极性键和非极性键：X—X型、Y—Y型是非极性键；X—Y型是极性键。(3)配位键：可表示为X→Y，其中X是配体，提供孤电子对，Y是配位中心，通常是过渡金属原子或离子。2．杂化轨道和空间结构的判断方法(1)明确杂化轨道类型与分子或离子的立体构型的关系杂化轨道类型杂化轨道数目分子或离子的立体构型实例sp2直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp23等性杂化：平面三角形BF3、BCl3不等性杂化：V形SO2sp34等性杂化：正四面体形CH4、CCl4、NHeq\o\al(＋,4)不等性杂化：具体情况不同NH3(三角锥形)、H2S、H2O(V形)(2)应用价层电子对互斥理论判断①基本观点：分子中的价层电子对(包括成键电子对和孤电子对)由于相互排斥作用，尽可能趋向彼此远离。②价层电子对数的计算价层电子对数＝成键电子对数＋中心原子上的孤电子对数＝σ＋eq\f(1,2)(a－xb±n)σ：成键电子对数a：中心原子的价电子数x：与中心原子结合的原子数b：与中心原子结合的原子达到8电子结构所需电子数n：离子所带的电荷，阳离子“－”，阴离子“＋”③价层电子对互斥理论在判断分子或离子的立体构型中的应用价层电子对数电子对的立体构型成键电子对数孤电子对数分子或离子的立体构型实例2直线形20直线形CO2、C2H23平面三角形30平面三角形BF3、SO321V形SnCl2、PbCl24四面体形40正四面体形CH4、SOeq\o\al(2－,4)、CCl4、NHeq\o\al(＋,4)31三角锥形NH3、PH322V形H2O、H2S(3)应用等电子原理判断①基本观点：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，具有许多相近的性质。②常见的等电子体微粒通式价电子总数立体构型CO2、SCN－、NOeq\o\al(＋,2)、Neq\o\al(－,3)AX216直线形COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、SO3AX324平面三角形SO2、O3、NOeq\o\al(－,2)AX218V形SOeq\o\al(2－,4)、POeq\o\al(3－,4)AX432正四面体形POeq\o\al(3－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、ClOeq\o\al(－,3)AX326三角锥形CO、N2AX10直线形CH4、NHeq\o\al(＋,4)AX48正四面体形方法技巧等电子体的判断方法确定等电子体的方法(举例)：变换过程中注意电荷改变，并伴有元素种类的改变。eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把O换成前一个原子N),\s\do5(少了1个电子，再得1个电子))eq\x(CN－)eq\o(→,\s\up7(把N换成前一个原子C),\s\do5(少了1个电子，再得1个电子))eq\x(C\o\al(2－,2))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(把C换成后一个原子N多1个电子),\s\do5(把O换成前一个原子N少1个电子))eq\x(N2)序号方法示例1竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上下交换，即可得到相应的等电子体CO2与CS2O3与SO22横换：换相邻主族元素，这时候价电子数发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等N2与CO3可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子O3与NOeq\o\al(－,2)CH4与NHeq\o\al(＋,4)CO与CN－题组一化学键的判断1．(1)[2020·江苏，21A(4)]柠檬酸的结构简式如图。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为____________。(2)[2020·江苏，21A(1)节选][Fe(H2O)6]2＋中与Fe2＋配位的原子是________(填元素符号)。(3)[2018·江苏，21A(4)]N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)＝________。(4)[2017·江苏，21A(2)]丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是___________，1mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。(5)[2015·全国卷Ⅰ，37(3)节选]CS2分子中，共价键的类型有________________。(6)[2018·全国卷Ⅰ，35(3)节选]LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中，存在________(填标号)。A．离子键 B．σ键C．π键 D．氢键答案(1)7NA(2)O(3)1∶2(4)sp2和sp39NA(5)σ键和π键(6)AB解析(4)丙酮中—CH3中碳原子形成4个单键，为sp3杂化，羰基中碳原子形成3个σ键、1个π键，为sp2杂化。丙酮的结构式为，有9个σ键。2．(1)(2021·山东泰安一中高三模拟)CuSO4·5H2O结构示意图如图：CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有________(填字母，下同)。加热该蓝色胆矾晶体得到白色硫酸铜固体破坏的相互作用有________。A．离子键 B．极性键C．非极性键 D．配位键E．氢键(2)(2021·南京市高三三模)1mol[Au(CN)2]－含有σ键的数目为________。(3)镍的氨合离子[Ni(NH3)6]2＋中存在的化学键有________(填字母)。A．离子键 B．共价键C．配位键 D．氢键E．σ键 F．π键(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有________种。(5)(2020·海南海口市观澜湖学校)KClO4是助氧化剂，含有化学键的类型为________________。(6)(2021·上海高三一模)已知N2O为直线形极性分子，则该分子中所含化学键的类型有________(填字母)。a．极性共价键 b．非极性共价键c．离子键 d．金属键(7)1molCN－中含有的π键的数目为________。(8)(2020·北京高三专题练习)1mol乙醇分子中的极性共价键有________mol。答案(1)CDE(2)4NA(3)BCE(4)2(5)离子键、共价键(6)ab(7)2NA(8)7题组二杂化方式、立体构型与等电子体的判断3．(1)[2020·江苏，21A(2)(3)节选]以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。①NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是________。②与NHeq\o\al(＋,4)互为等电子体的一种分子为____________(填化学式)。(2)[2019·江苏，21A(2)(3)节选]①SOeq\o\al(2－,4)的立体构型为__________________________(用文字描述)。②抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为__________________。(3)[2020·山东，17(1)]CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：Sn为ⅣA族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，SnCl4立体构型为____________，其固体的晶体类型为____________。(4)[2018·全国卷Ⅱ，35(2)(4)]①根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________。②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。(5)[2020·全国卷Ⅲ，35(3)节选]NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________________。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是________________(写分子式)。(6)[2019·全国卷Ⅰ，35(2)]乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是________、________。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_______________________________________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。答案(1)①sp3②CH4(或SiH4)(2)①正四面体形②sp3、sp2(3)正四面体形分子晶体(4)①H2S②平面三角sp3(5)N＞H＞BC2H6(6)sp3sp3乙二胺的两个N提供孤电子对与金属离子形成配位键Cu2＋4．按要求解答下列问题(1)①H2SeO3的中心原子杂化类型是________；SeOeq\o\al(2－,3)的立体构型是________。②与SeOeq\o\al(2－,3)互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)________。(2)CaCN2中阴离子为CNeq\o\al(2－,2)，与CNeq\o\al(2－,2)互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式)，由此可以推知CNeq\o\al(2－,2)的立体构型为________。(3)阳离子(H3O＋)的立体构型为________，氧原子的杂化轨道类型为________。答案(1)①sp3三角锥形②PCl3(2)CO2直线形(3)三角锥形sp3解析(1)①H2SeO3的中心原子的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(6＋2－3×2)＝4，所以中心原子杂化方式为sp3杂化，离子中有一对孤电子对，所以SeOeq\o\al(2－,3)的立体构型是三角锥形。②等电子体是指价电子总数和原子总数都相等的微粒，与SeOeq\o\al(2－,3)互为等电子体的分子有PCl3。(2)CNeq\o\al(2－,2)中含有3个原子，且其价电子总数是16，与之互为等电子体的分子有N2O和CO2，而CO2的结构式是O=C=O，立体构型是直线形，等电子体结构相似，所以CNeq\o\al(2－,2)的立体构型为直线形。(3)H3O＋的中心原子O的价层电子对数＝3＋eq\f(1,2)×(6－3×1－1)＝4，因而为sp3杂化，离子中有一对孤电子对，故H3O＋的立体构型为三角锥形。5．(1)在较低温度下CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体Y产生，Y分子中心原子的杂化类型为_______________________________________________________________，立体构型是________。(2)Co3＋的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2＋中，Co3＋的配位数是______。配体Neq\o\al(－,3)中心原子的杂化类型为______。(3)BeFeq\o\al(2－,4)的立体构型为____________，画出HFeq\o\al(－,2)的结构：________。(4)实验测得[Mn(SCN)4]4－中Mn、C、N三种原子不在同一水平线上。则此配合物中配位原子为________，其杂化方式为________。答案(1)sp3V形(2)6sp(3)正四面体形[F—H…F]－(4)Ssp36．碳与氢、氮、氧能形成多种重要物质。(1)尿素[CO(NH2)2]分子中碳、氮的杂化方式分别为__________、__________。(2)COeq\o\al(2－,3)的立体构型是__________。(3)图①为碳的一种同素异形体C60分子，每个C60分子中含有σ键的数目为_____________。图②为碳的另一种同素异形体——金刚石的晶胞结构，D与周围4个原子形成的空间结构是__________________。答案(1)sp2sp3(2)平面三角形(3)90正四面体形热点题空3结构决定性质——解释原因类简答题1．分子的性质(1)分子极性的判断(2)“相似相溶”规律非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解度越大。(3)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强。2．电子对之间的排斥作用力及对键角的影响(1)用价层电子对互斥理论判断分子的立体构型时，不仅要考虑中心原子的孤电子对所占据的空间，还要考虑孤电子对对成键电子对的排斥力大小。排斥力大小顺序为LP—LP≫LP—BP＞BP—BP(LP代表孤电子对，BP代表成键电子对)。(2)三键、双键、单键之间的排斥力大小顺序三键—三键＞三键—双键＞双键—双键＞双键—单键＞单键—单键。(3)排斥力大小对键角的影响分子杂化轨道角度排斥力分析实际键角H2O109°28′LP—LP≫LP—BP>BP—BP105°NH3109°28′LP—BP>BP—BP107°COCl2120°C=O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力形成两种键角分别为124°18′、111°24′3.氢键对物质性质的影响(1)分子间氢键使物质沸点较高：例如沸点：NH3＞PH3(NH3分子间形成氢键)，H2O＞H2S(H2O分子间形成氢键)，HF＞HCl(HF分子间形成氢键)、C2H5OH＞CH3OCH3(C2H5OH分子间形成氢键)。(2)使物质易溶于水：如NH3、C2H5OH、CH3CHO、H2O2、CH3COOH等易溶于水(该分子与水分子间形成氢键)。(3)解释一些特殊现象：例如水结冰体积膨胀(水分子间形成氢键，体积大，密度小)。4．晶体熔、沸点高低的比较(1)一般情况下，不同类型晶体的熔、沸点高低规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，如：金刚石＞NaCl＞Cl2。(2)形成原子晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔、沸点就越高，如：金刚石＞石英＞碳化硅＞晶体硅。(3)形成离子晶体的阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点就越高，如：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。(4)金属晶体中金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如：Al＞Mg＞Na。(5)分子晶体的熔、沸点比较规律①形成分子间氢键的分子，其熔、沸点就越高，如：H2O＞H2Se＞H2S。②组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，其熔、沸点就越高，如：HI＞HBr＞HCl。③组成和结构不相似的分子(相对分子质量接近)，分子极性越大，其熔、沸点就越高，如：CO＞N2。④同分异构体分子中，支链越少，其熔、沸点就越高，如：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷。5．答题模板——结构决定性质简答题例(2)Ge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___________________________________________________________________________________________________________________________。(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答案(2)Ge原子半径大，原子间形成的σ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π键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强1．(2020·浙江7月选考，26)(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是_______________________________________________________________________________。(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是________。(3)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)原子半径：F＜Cl，键能：F—H＞Cl—H(2)(3)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷不能与水形成氢键2．按要求解答下列问题：(1)搭载“神舟十一号”的长征­2F火箭使用的推进剂燃料由N、H两种元素组成，且原子个数N∶H为1∶2，其水溶液显碱性。①该物质中N原子的杂化方式为___________________________________________________，溶于水呈碱性的原因为___________________________________________________________(用离子方程式表示)。②氮元素的第一电离能比相邻的氧元素大，其原因为_________________________________。(2)已知Fe2＋的离子半径为61pm，Co2＋的离子半径为65pm，在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，实验测得FeCO3受热分解温度低于CoCO3，其原因可能是____________________________________________________________________________________________。(3)Co(NH3)5Cl3是钴的一种配合物，向含0.01mol该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87g，则该配合物的配位数为____________。答案(1)①sp3N2H4＋H2ON2Heq\o\al(＋,5)＋OH－②氮原子的2p轨道为半充满稳定状态，不易再失去电子(2)分解后生成的FeO和CoO中，FeO的晶格能更大(3)6解析(2)在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，实验测得FeCO3受热分解温度低于CoCO3，原因是Fe2＋的离子半径小于Co2＋的离子半径，则FeO的晶格能大于CoO的晶格能，所以CoCO3的受热分解温度要高一些。(3)向含0.01mol该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液，生成白色沉淀2.87g，n(AgCl)＝eq\f(2.87g,143.5g·mol－1)＝0.02mol，则该配合物可表示为[Co(NH3)5Cl]Cl2，配位数为6。3．按要求回答下列问题。(1)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。②图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________(填“＞”“＜”或“＝”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。(2)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)，甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。(3)下图为嘌呤的结构，嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大，请解释原因：_________________________________________________________________________________________________。(4)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为________，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“＞”“＜”或“＝”)。(5)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用____________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为______________________________________________。答案(1)①3②sp3＜(2)sp3小于(3)∠1含有孤电子对，孤电子对的斥力大于成键电子对的斥力，因而夹角∠1比∠2大(4)sp2＜(5)sp3H2O中O原子有两对孤电子对，H3O＋中O原子只有一对孤电子对，排斥力较小解析(1)①两个成键原子间有且只有一个σ键，1号C与周围3个C形成3个σ键。②图乙中，1号C形成了4个σ键，杂化方式为sp3，形成四面体，1号C与相邻C形成的键角接近109°28′；而甲中1号C形成平面三角形结构，1号C与相邻C形成的键角为120°，因此图乙中的键角小。(2)甲醇中碳原子形成4个σ键，为sp3杂化，甲醇分子内O—C—H键角接近109°28′，甲醛分子的立体构型为平面形，O—C—H键角接近120°。(4)SnBr2分子中Sn原子价层电子对数＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×1)＝3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°。4．碳和硅的有关化学键键能如表所示，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)356413336226318452(1)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_______________________________________________________________________________。(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)C—C键和C—H键的键能较大，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难以生成(2)C—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5．(1)[2017·全国卷Ⅲ，35(3)]在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为______________________________________________，原因是________________________________________________________________________。(2)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]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)[2020·山东，17(2)]NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为____________(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为______________，键角由大到小的顺序为____________。(4)[2019·全国Ⅲ，35(3)]苯胺()的晶体类型是________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是____________________________________。答案(1)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子，水分子间含氢键比甲醇中多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力较大(2)K原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(4)分子晶体苯胺分子之间存在氢键热点题空4晶体结构与有关晶胞参数的计算1．晶胞中粒子数目的计算熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目。A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)B．干冰(含4个CO2)C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)D．金刚石(含8个C)E．体心立方(含2个原子)F．面心立方(含4个原子)2．晶胞计算模板eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(一个晶胞中的粒子数目,摩尔质量,阿伏加德罗常数))求一个晶胞的质量,晶胞边长或粒子半径→求一个晶胞的体积))晶胞的密度得关系式：ρ＝eq\f(n×M,a3×NA)(a表示晶胞边长，ρ表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的量，M表示摩尔质量)。题组一晶胞内微粒数有关计算1．石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。答案12M3C60解析由晶胞结构图可知，位于棱上的M原子数为12，位于内部的M原子数为9，M原子数共12×eq\f(1,4)＋9＝12；C60位于顶角8个，面心6个，含C60数共8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4。M原子与C60微粒数之比为3∶1，因而化学式M3C60。2．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)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的个数为________。(2)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。答案(1)0.31512(2)体心棱心解析(1)二者间的最短距离为晶胞面对角线长的一半，即eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm。O位于面心，K位于顶角，则与钾紧邻的氧原子有12个。(2)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，个数为8×eq\f(1,8)＝1，则K也为1个，应处于体心，O处于棱心。3．以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90°，晶胞中部分原子的分数坐标如表所示。坐标原子xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125一个晶胞中有________个Sn，找出距离Cd(0,0,0)最近的Sn________(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有__________个。答案4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4解析由题给原子的分数坐标和晶胞图示可知，小白球表示的是Sn原子，Sn原子位于面心和棱上，因此一个晶胞中含Sn原子的个数为6×eq\f(1,2)＋4×eq\f(1,4)＝4。小黑球表示的是Cd原子，与Cd(0,0,0)最近的Sn有两个，其分数坐标分别为(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)。灰球表示的是As原子，每个Sn周围与Sn等距离的As原子有4个，即与单个Sn键合的As有4个。题组二根据晶胞结构示意图，计算晶胞的边长或密度4．[2019·全国卷Ⅰ，35(4)]图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。答案eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)解析观察图(a)和图(b)知，4个铜原子相切并与面对角线平行，有(4x)2＝2a2，x＝eq\f(\r(2),4)a。镁原子堆积方式类似金刚石，有y＝eq\f(\r(3),4)a。已知1cm＝1010pm，晶胞体积为(a×10－10)3cm3，代入密度公式计算即可。5．[2018·全国卷Ⅱ，35(5)]FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_______________________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。答案eq