2024年高考化学二轮复习：物质结构与性质综合（题型突破）（测试）教师版

专题12物质结构与性质综合(题型突破)

(考试时间：75分钟试卷满分：100分)

一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的)

1.含有N3-、N5+的材料Pb(N3)2、N5ASF6可以用于炸药。下列说法正确的是()

A.Pb属于d区元素

B.基态As原子的d轨道与p轨道上的电子数之比为3：2

C.N3-的空间构型为直线形

D.基态F原子中，核外电子的空间运动状态有9种

【答案】C

【解析】A项，铅元素的原子序数为82,价电子排布式为6s26P2,处于元素周期表的p区，故A错误；

B项，碑元素的原子序数为33,电子排布式为Is22s22P63s23P63于。4s24P3,则原子的d轨道与p轨道上的电

子数之比为10：15=2：3,故B错误；C项，等电子体具有相同的空间构型，N3-离子与二氧化碳分子的原

子个数都为3、价电子数都为16,互为等电子体，二氧化碳的空间构型为直线形，则N3-离子的空间构型为

直线形，故C正确；D项，核外电子的空间运动状态与原子轨道的数目相同，氟元素的原子序数为9,电子

排布式为Is22s22P5,氟原子的原子轨道数目为5,则核外电子的空间运动状态有5种，故D错误；故选C。

2.(2024.江苏苏州高三期中)Na、Mg、Al均为第三周期元素。下列说法正确的是()

A.离子半径：r(Na+)<r(Mg2+)<r(Al3+)B.第一电离能：Ii(Na)>L(Mg)>L(Al)

C.还原性：Na>Mg>AlD.碱性：NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3

【答案】C

【解析】A项，三种离子核外电子排布相同半径随核电荷数增大而减小，故A错误；B项，同周期元

素第一电离能总体趋势：核电荷数越大，第一电离能越大，故B错误；C项，同周期元素，核电荷数越大

金属性越弱，对应单质还原性越弱，故C正确；D项，金属性Na>Mg>Al,其对应最高价氧化物水化物

碱性越弱，碱性：NaOH>Mg(OH)2>A1(OH)3,故D错误；故选C。

3.(2024•山东淄博高三期中检测)下列关于物质结构和性质的说法正确的是()

A.键角：H2S>PH3>SiH4B.熔点：CsCl>KCl>NaCl

C.NO3-、NCh-的VSEPR模型相同D.酸性：CH3COOH>CC13COOH>CF3COOH

【答案】C

【解析】A项，孤电子对对成键电子对的作用力大于成键电子对之间的作用力，硫化氢含有两对孤电

子对，磷化氢含有一个孤电子对，硅烷没有孤电子对，所以键角H2S<PH3<SiH4,故A错误；B项，离子

化合物晶格能越大熔点越高，离子所带电荷相同原子离子半径越小晶格能越大熔点越高，熔点：CsCKKCl

<NaCl,故B错误；C项，N3-价层电子对数=5+l；2x3+3=3是sp3杂化,NCh-价层电子对数=

5+1；2X2+2=3是sp3杂化,所以它们VSEPR模型相同，故C正确；D项，H的电负性小于氯原子，氯原

子小于氟原子，电负性越强羟基上的氢原子越容易电离，酸性越强，所以酸性：CH3COOH<CC13COOH<

CF3COOH,故D错误；故选C。

4.实验室中利用CoCh制取配合物[Co(NH3)6]Cb的反应为2CoCh+IONH3+2NH4CI+H2O2

=2[CO(NH3)6]C13+2H200下列叙述正确的是()

A.C02+的价电子排布图为同■存‘可什B.lmol[Co(NH3)6F+中含◎键为18moi

C.H2O2中氧原子采用sp3杂化D.氨分子间存在氢键，因而NH3易溶于水

【答案】C

【解析】A项，Co原子核外有27个电子，基态Co原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d74s2,Co2+

的价电子排布式为3d7,价电子排布图为[JT),A项错误；B项，1个[Co(NH3)6产中1

3d

个Co3+与6个N原子形成6个配位键，配位键属于◎键，每个NH3中含3个N—H◎键，lmol[Co(NH3)6p+

中含有(6+6x3)mol=24mol0键，B项错误；C项，H2O2的结构式为H—O—O—H,每个0形成2个◎键，

每个0还有两对孤电子对，即0原子的价层电子对数为4,。原子采用sp3杂化，C项正确；D项，NH3易

溶于水是由于NH3与H20分子间存在氢键、NH3分子和H20分子都是极性分子、NH3能与H20反应，不是

由于氨分子间存在氢键，D项错误；故选C。

5.(2024•山东荷泽高三期中)H、C、N、0、V(帆)五种元素形成的某分子结构如图所示，下列说法错误

是()

OO

OO

A.该分子中不存在氢键

B.B.基态v原子的价电子轨道表示式为1_!_1_!_1_山_1_11

3d

C.基态。原子中有3种能量不同的电子

D.该分子中的碳原子全部是sp2杂化

【答案】B

【解析】A项，该分子中不存在与电负性较大的原子相连的氢原子，分子中不存在氢键，故A正确；B

项，基态V原子价层电子轨道表示式为IT田王匚□EH,故B错误；C项，基态O原子有1s、2s、

3d4s

2P三种能量不同的电子，故C正确；D项，从结构来看，高分子中所有碳原子都是形成三个B键，都是sp2

杂化，故D正确；故选B。

6.（2024•北京丰台高三期中）保二硫烯配合物基元的COFs材料因具有良好的化学稳定性、热稳定性和

导电性而应用于电池领域。一种基于银二硫烯配合物的单体结构简式如下图所示，下列关于该单体的说法

不E理的是（）

CHO

CHO

A.Ni属于d区元素B.S与Ni形成配位键时，S提供孤电子对

C.组成元素中电负性最大的是OD.醛基中C原子的价层电子对数为4

【答案】D

【解析】A项，Ni为28号元素，价层电子排布式为3d84s2,属于d区元素，A正确；B项，S与Ni

形成配位键时，Ni提供空轨道，S提供孤电子对，B正确；C项，组成元素H、C、0、S、Ni中，电负性

最大的是O,C正确；D项，醛基中含有碳氧双键，中心C原子采取sp2杂化，价层电子对数为3,不含孤

电子对，D错误；故选D。

7.NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可通过电解熔融氟化氢镂（NH4HF2）制得。下列有

关说法错误的是（）

A.NF3的空间构型为平面三角形

B.相关元素电负性由大到小的顺序为F>N>H

3

C.NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp

D.NH4HF2晶体中微粒间的作用有离子键、共价键、配位键、氢键

【答案】A

【解析】A项，NF3分子中N的周围形成3个◎键，孤电子对数=笛22=1，故其价层电子对为4,

故其的空间构型为三角锥形，A项错误；B项，同一周期从左往右元素的电负性依次增大，同一主族从上往

下依次减小，故相关元素电负性由大到小的顺序为，B项正确；C项，NF3分子中N的周围形成3个◎键，

孤电子对数==1，故其价层电子对为4,NH4HF2中NH4+周围有4个◎键，孤电子对数=,

故其价层电子对为4,NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp3,C项正确；D项，NH4HF2晶体中NH4+

与HF2-微粒内存在共价键和配位键，微粒间存在离子键，且HF2-与HF2彳散粒间存在氢键，D项正确；故选

A„

8.(2024•山东临沂市高三教学质量检测考试)六硝基合钻酸钾｛K3[Co(NO2)6]｝是一种黄色难溶物。检验

K+或Co?+的反应原理如下：CoC12+NaNO2+KCl+HCl—K3[Co(NO2)6]l+NOT+NaCl+H2O(未配平)。下列说法错

误的是()

A.将上述反应设计成原电池，正极产物为NO

B.配合物K3[Co(NC>2)6]中配位原子是氧原子

C.基态C。原子的价层电子中，成对电子数与未成对电子数之比为2：1

++

D.上述反应的离子方程式为COC12+7NO2-+3K+2H=K3[CO(NO2)6]；+NOt+H2O

【答案】B

【解析】A.原电池正极得到电子,CoCl2+NaNO2+KCl+HCl-^K3[Co(NO2)6]1+NOt+NaCl+H2O,该反应中

亚硝酸根得到电子生成NO,设计成原电池，正极产物为NO,故A正确；B项，氮原子电负性小于氧原子，

配合物K3[Co(NO2)6]中配位原子是氮原子，Co提供空轨道，故B错误；C项，基态Co原子的价层电子中，

3d4s

价层电子排布图为：时同用用用同,成对电子数与未成对电子数之比为2：1,故C正确；D项，上述

++

反应的离子方程式为COC12+7NO2-+3K+2H=K3[CO(NO2)6]1+NOT+H2O,故D正确；故选B„

9.(2024.安徽六安一中高三质检)在《是真的吗》节目《盐里面加进了亚铁氧化钾》案例中：有一位老

教授食用了添加抗结剂亚铁氟化钾的食盐后，肾脏受到严重危害。亚铁氟化钾K4[Fe(CN6)]俗名黄血盐，制

备方法为Fe+6HCN+2K2c03=K4[Fe(CN6)]+H2t+2C02t+2H20o设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正

确的是()

A.27gHCN分子中含有兀键数目为NA

B.配合物K4[Fe(CN6)]的中心离子价电子排布式为3d6,该中心离子的配位原子数为12

C.每生成ImolCCh时，反应过程中转移电子数目为4NA

D.ILlmol/L的K2cO3溶液，阳离子数目大于2NA

【答案】D

【解析】A项，27gHeN的物质的量为Imol,其结构式为：H-C三N,则27gHeN分子中含有无键数目为

2NA,故A错误；B项，配合物K4[Fe(CN6)]的中心离子为Fe2+,其价电子排布式为3d6,该中心离子的配体

为CN-,配位数为6,故B错误；C项，该反应中，铁由0价升高到+2价，两个+1价氢变为。价，则转移

2个电子，故每生成ImolCCh时，反应过程中转移电子数目为NA,故C错误；D项，IL1mol・L"K2c。3

溶液中，阳离子有K+和H+,其中钾离子的物质的量为2mol,则溶液中阳离子数目大于2NA,故D正确；

故选D。

10.(2024•江苏南京金陵中学高三期中)NH3是一种重要的化工原料，向NiS04溶液中通NH3可制

[Ni(NH3)6]SCU,肿(N2H4)是一种火箭燃料推进剂，其燃烧热为624kJ-mori,下列说法正确的是()

A.[Ni(NH3)6]SO4,NH3中的H-N-H键角：前者大于后者

B.基态Ni2+核外电子排布式为[Ar]3d64s2

C.表示肿燃烧热的热化学方程式：N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2比0他)△»=—624kJ.mo「

D.[Ni(NH3)6]SC>4中含有化学键有离子键、共价键、氢键、配位键

【答案】A

【解析】A项，NH3分子中N原子有一对孤电子对，[Ni(NH3)6]SO4中N原子孤电子对于Ni形成配位

键，斥力减小，键角增大，所以键角：前者小于后者，A正确；B项，Ni原子序数为28,则基态核外电子

排布式为[Ar]3d8,B错误；C项，表示脱燃烧热的热化学方程式：N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)

△”=一624kJ-mo「，C错误；D项，[Ni(NH3)6]SCU中含有化学键有离子键、共价键、配位键，但无氢

键，D错误；故选A。

11.(2024.江苏泰州高三期中)海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，其中含有较高的钠

和氯元素。化学家常用廉价氯化钠为原料制备纯碱，也可用于电解方法获得金属钠、氯气、氢气等，并进

一步将其转化为生产、生活和科学实验中用途更为广泛的新物质，如C1O2、Na2O2>NaClO等。下列说法正

确的是()

A.键角：C1O3>C1O4

B.酸性：CC13coOH>CH3coOH

C.侯氏制碱的反应：2NaCl+2NH3+CO2+H2O=Na2co3+2NH4cl

D.电解饱和食盐水时，若两极共产生气体22.4L(标准状况下)，转移电子数为2moi

【答案】B

【解析】A项，C103-中价电子对数为4,但有一对孤电子对，C104-中价电子对数为4,没有孤电子对,

所以键角应为：C1O3<C1O4,A项错误；B项，氯原子是吸电子基团，会增加竣基中氧氢键的极性，使酸

性增强，B项正确；C项，侯氏制碱法第一步反应应生成碳酸氢钠和氯化钱，C项错误；D项，电解饱和食

盐水时，两极分别产生氢气和氯气，且产生气体体积比为1：1,所以每极各有1L2L气体(标准状况下)，即

0.5mol气体，每生成Imol气体转移2moi电子，所以转移的电子数应为Imol,D项错误；故选B。

12.铜有Cu(I)和Cu(II)两种离子，铜的离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热

点。铜的离子可与多种配体形成配位化合物，有一种配离子结构如图。下列有关说法中错误的是()

B.该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式

C.该配离子中铜的配位数和所含配位键的数目均为4

D.从核外电子排布角度分析，稳定性：Cu(I)<Cu(II)

【答案】D

【解析】A项，该配离子中铜离子为+1价，所以价层电子排布图为而丽同和，A正确；B项,

该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式，B正确；C项，由图可知铜离子配位数和每个离

子所含配位键数均为4,C正确；D项，由于Cu(I)的3d轨道全充满，所以更稳定，故D错误。故选D。

13.某种硫化橡胶的部分结构如图所示。下列说法错误的是()

A.图中元素位于s区和p区的种数之比为1：2

B.基态硫原子和碳原子最高能级电子云轮廓图均为哑铃形

C.图中的硫原子和碳原子共有两种杂化方式

D.图示结构中含有。键、兀键和氢键等作用力

【答案】D

【解析】A项，位于s区的元素有H元素，位于p区的元素有C、S元素，则图中元素位于s区和p区

的种数之比为1：2,A正确；B项，p能级的电子电子云轮廓图为哑铃形，s能级的电子电子云轮廓图为球

形，基态S原子最高能级为3P能级、基态C原子最高能级为2P能级，所以电子云轮廓图都是哑铃形，B

正确；C项，连接双键的碳原子采用sp2杂化，价层电子对数是4的碳原子、硫原子采用sp3杂化，所以C、

S原子共有两种杂化方式，C正确；D项，图中不存在氢键，存在。键、兀键，D错误；故选D。

14.照相底片定影并回收定影液硫代硫酸钠和银，经历如下过程，下列说法不正确的是()

AgBr步仑o—Nas[Ag(S2O3)2]^^Ag2S^^Ag+SO2

A.Na3[Ag(S2O3)2]晶体中所含的作用力只有离子键、配位键

B.S2O32-与SCU2-是等电子体，结构相似，相当于SCU2-中O被一个S原子替换

22

C.该过程中与Ag+结合能力：S->S2O3>Br--

D.副产物SO2的键角小于120。的原因：SO2分子中S的孤电子对对成键电子对的排斥作用使键角变小

【答案】A

【解析】A项，Na3[Ag(S2O3)2]晶体中所含的作用力含有离子键、配位键、共价键，A错误；B项，等

电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团；S2O32-与SCU2-是等电子体，结构相似，相当于

SCU2-中O被一个S原子替换，B正确；C项，反应中澳化银转化为[Ag(S2C>3)2]3+、[Ag(S2O3)2p+转化Ag2S,

22

故该过程中与Ag+结合能力：S>S2O3->Br-,C正确；D项，SCh分子中S含有孤电子对，副产物SCh的

键角小于120。的原因是SO2分子中S的孤电子对对成键电子对的排斥作用使键角变小，D正确；故选A。

15.(2024.重庆八中质检)前四周期元素M、Q、W、X、Y、Z原子序数依次增大。M的单质常用作保

护气，W是元素周期表中电负性最大的元素，X与Y形成化合物的化学式为YX且其焰色试验为紫色(透过

蓝色钻玻璃），z的原子序数为28,Q和Y形成的一种化合物甲的晶胞在xy平面、xz平面、yz平面上的投

影图甲所示。W、Y、Z三种元素组成的化合物乙的晶体结构如图乙所示。

bpm

晶胞沿着z轴在晶胞沿着y轴在晶胞沿着x轴在

切面上的投影xz面上的投影期面上的投影

OW«Y«Z

甲乙

下列关于化合物乙的说法不正确的是（）

A.该晶体中Z的化合价为+2

B.与Z等距最近的W有6个

C.图中A、B原子间的距离为二

D.图中B的原子分数坐标可表示为

【答案】D

【解析】根据题干信息分析，M为N元素，W为F元素，由于前四周期元素M、Q、W、X、Y、Z原

子序数依次增大，因此Q为0元素，X与Y形成化合物的化学式为YX且其焰色试验为紫色（透过蓝色钻玻

璃），故Y为K元素，X为C1元素，Z的原子序数为28,Z为Ni元素；根据均摊法F:16x：+4xg+2=8,

K:8x'+2=4,Ni:8xl+1=2,则化合物乙的化学式为KzNiFmA项，根据以上分析化合物乙的化学式为

48

K2NiF4,因此Ni的化合价为+2,A正确；B项，以体心的Ni原子分析，看图可知与Ni等距最近的W原

子有6个,B正确;C项，根据图中信息可知，图中A、B原子间的距离为

pm,C正确；D项，由于bwa,因此图中B的原子分数坐标不能表示为D错误；故选D。

二、非选择题（本题包括4小题，共55分）

16.（12分）含氮化合物在生活中占有重要地位。请回答：

（1）CN-可通过配位键与Co3+形成［Co（CN）6产。形成该配合物时，基态C（?+的价层电子发生重排提供两个

空轨道，则重排后的C03+价电子排布图为;CO2的金属配合物也已经制备成功，但为数不多，

如［Ni(PH3)2CCh］,已知该配合物的配位数与UNi(CO)4］］的配位数相同，测得其中存在两种碳氧键的键长，一

个为0.117mm,另一个为0.122nm。请画出［Ni(PH3)2CCh］的结构示意图：。

(2)NF3和NH3是常见含氮化合物，其VSEPR构型均为,其中二者相比较，键角更大的是

(3)N、P、As同属于VA族，下列说法正确的是o

A.原子半径：r(N)>r(P)>r(As)且电负性：N>P>As

B.N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性依次减弱

C.简单氢化物的还原性：NH3>PH3>ASH3

D.黑碑和黑磷的结构相似(如图1),每个碑原子最外层均形成8电子结构。其晶体单层中，As原子与

As—As键的个数比为2:3

(4)已知NH4F晶胞结构如图2所示,M处的NH4+(其位于四个F所构成的正四面体中心)有一定的朝向，

不能随意转动，请解释其原因___________，该晶胞的晶胞参数如图所示，设NA为阿伏伽德罗常数的值，

该晶体的密度p=g-cm-3(列出计算式即可)

HP^

IfItIf――3"Ni,,C=0

【答案】⑴TITITI、、小i/

3dH3P''

(2)四面体NH3(3)BD

2x37

(4)NH4+与F形成N—H...F氢键，氢键具有方向性；62

——a-cxlO~N.

2

【解析】(1)基态C03+的价层电子排布式为3d6,CN-可通过配位键与C03+形成［Co(CN)6产，形成配合物

时，基态C°3+的价层电子发生重排提供两个空轨道，则重排后的C03+价电子排布图为

H；［Ni(CO)4］的配位数为4,［Ni(PH3)2CO2］的配位数与［Ni(CO)4］的配位数相同,

3d

［Ni(PH3)2CO2］的配位数也为4,测得其中存在两种碳氧键的键长，一个为0.117mm,另一个为0.122nm,说

明Ni与2个PH3分子中的P原子、C02分子中的碳原子和1个0原子形成配位键，其结构示意图为:

.N1"'/；(2)NF3和NH3分子中中心N原子的0键电子对数都为3、孤电子对数都为1,价层电

HF'C/

子对数都为4,VSEPR模型都为四面体形；空间构型都为三角锥形，由于电负性F>N>H,则NF3分子中

成键电子对离N原子更远，两个N—F键之间的斥力减小，故NF3中的键角更小，键角更大的是NH3；(3)A

项，同主族从上到下原子半径逐渐增大、电负性逐渐减小，原子半径：r(N)<r(P)<r(As),电负性：N>P

>As,A项错误；B项，同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物水化物的酸性逐渐减弱，

N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性逐渐减弱，B项正确；C项，同主族从上到下元素的非金属性逐渐

减弱，简单氢化物的还原性逐渐增强，即简单氢化物的还原性：NH3<PH3<ASH3,C项错误；D项，黑碑

和黑磷的结构相似，每个碑原子最外层均形成8电子结构，由图可知，晶体单层中，每个As原子形成3个

As-As键，以As-As键形成六元环，每个As原子被3个六元环共有，每个As-As键被2个六元环共有，

则晶体单层中As原子与As—As键的个数比为2：3,D项正确；故选BD。(4)M处的NH4+(其位于四个F

所构成的正四面体中心)有一定的朝向，不能随意转动，其原因是：NH4+与F形成N—H...F氢键，氢键具

有方向性；由图可知晶胞中含F、NH4+的个数都为2,晶胞的质量为:『g,晶胞的体积为、2

NA2

-2x37

(ax10-7cm)x(ax10-7cm)x(cx10-7cm)=——a2cxl0-21cm3,该晶体的密度p=f-g：(——a2cxlO-21cm3)=

2NA2

2x37

可匕高”。

2A

17.(13分)中国科学院朱庆山团队研究六方相碑化锲(NiAs)型到正交相磷化钱(MnP)型结构转变，实现

了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题：

(l)Li、P、S三种元素中，电负性最小的是。第三周期元素中第一电离能比P大的元素有

___________种。

(2)基态S原子核外有个电子自旋状态相同。基态As原子的电子排布式为o

(3)PH3>ASH3中沸点较高的是,其主要原因是-

(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中镒原子的配位数为。

(5)CH3CN中C原子的杂化类型为。

(6)等物质的量的CH3CN和CO中，71键数目之比=

(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为pg/cnA则该晶胞中

最近的碑原子之间的距离为pm。

a

•Ni

OAs

【答案】⑴Li2(2)9或7[ArPdi。4s24P3

(3)ASH3两者均为分子晶体，AsH3相对分子质量大，范德华力强，沸点高

,A/2134X4

(4)6(5)sp3、sp(6)1：1(7)—x3——xlO,0

2V夕S

【解析】(l)Li、P、S中，Li为金属元素，容易失去电子，电负性最小；一般情况下同一周期的元素,

原子序数越大，元素的第一电离能也越大，但第VA的元素由于其处于p轨道的半充满的稳定状态，其第一

电离能大于同周期相邻元素，第一电离能P>S,故第三周期元素中第一电离能大于磷的元素有Cl、Ar；所

以第三周期元素中第一电离能比P大的元素有2种；(2)基态S元素电子排布式为Is22s22P3s23P。有7个或

9个电子自旋状态相同；基态As原子的电子排布式为次日3不。4s24P3；(3)PH3,AsJh均为分子晶体，相对分

子质量大，范德华力强，沸点高所以沸点较高的是As®；(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],

该配合物中与镐原子的配位有CO和CH3CN,配位数为6；(5)CH3CN中有两个C原子，分别连接有4个和

2个。键，杂化类型为sp3、sp；(6)CH3CN和CO均含有2个兀键，等物质的量的CH3CN和CO中，兀键数

11,134

目之比1：1；⑺该晶胞中含有Ni3+个数为8x-+6x-=4,含有As3-为4；即含有4个NiAs，其质量为4x又1g,

/134/、3_

设其棱长为acm,所以4xN—g=(acm)xpg.cm3,As?-位于其八分之一晶胞的中心，两个As?-之间的距禺相

NA

当于面对角线长度的一半；所以两个As3-之间为gacm=(gx*,*]010枷。

18.(15分)022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳・贝尔托齐、卡尔・巴里・沙普利斯和丹麦科学家莫

滕・梅尔达尔，以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。点击化学的代表反应为Cu催化的叠

氮一烘基Husigen环加成反应，NaN3,SO2F2、FSO2N2等均是点击化学中常用的无机试剂。回答下列

问题：

(1)氮原子激发态的电子排布式有,其中能量最高的是(填标号)。

a.Is22s22P23Plb.Is22s22P4c.Is22s22P23sld.Is22s22P3

(2)N、0、F的第一电离能最小的是,S02F2分子结构如图1所示，已知键角a为124°,

P为96。，则a邛的原因主要是。

o

行F

图1

⑶叠氮化物能与Fe3+、Cu2+及Co3+等形成配合物,如：[CO(N3)(NH3)5]SO4,该配合物中C03+的

配位数为oHN3分子的空间结构如图2所示(图中键长单位为10-10m)o

1.14

£N

图2

已知：①典型N-N、N=N和N三N的键长分别为1.40x10-"in、1.20xl0-10m和1.09x10-10m；②甲酸

根的两个碳氧键键长相同，处于典型碳氧单键键长和碳氧双键键长之间，其结构可以用两个极端电子式

:9:：d：-

)的平均杂化体来表示。试画出HN3分子的两个极端电子式

Hicid：'"1一"H：C：：O：

”中N原子的杂化方式为

(4)图3是MgCih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Cuo距离Mg原子最近的Mg原子有个。

•CuOMg

图3

(5)图4是沿立方格子对角面取得的截面，Mg原子的半径为pm,该晶胞的空间利用率为

图4

【答案】（l）aca

（2）0双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子对之间的排斥作用

（3）6：N：：N：：N„；N：N：：N：

HH

（4）4

⑸返（4拒+3后）兀

848

【解析】（1）激发态是基态原子吸收能量，较低能级的电子跃迁到更高能级而来，跃迁的能级越高、数

量越多，能量越高；基态N原子的电子排布式为Is22s22P3,Is22s22P23Pl是2p能级电子跃迁到3p能级,

Is22s22P23sl是2P能级电子跃迁至IJ3s能级，因此处于激发态的是ac,由于3P能级的能量高于3s能级，因此

a中激发态能量更高。（2）同周期主族元素第一电离能从左到右增大，但是由于HA、VA族元素核外电子最

高能级分别处于全满和半满状态，比较稳定，第一电离能高于相邻元素，即第一电离能F>N>O,最小的

为0；由图示结构式可知，S、。之前为共价双键，S、F之间为共价单键，双键成键电子对之间的排斥作用

大于单键成键电子对之间的排斥作用，因此键角（3）由[CO（N3）（NH3）5]SO4化学式可知，内界中有5

个NH3和1个N小故其配位数为6；参考甲酸根的两个极端电子式可知书写规律为尽可能的让其中一个成

键最多或最少，电子偏向其中一极，则为两种极端形式，参考这个规律，可让HN3中最右侧原子最多成三

键和最少成双键，其余氮按照八电子理论补齐化学键来表示，两种极端电子式为

••.・

:N：：N：：N-：N：N：：N：.由图二结构式可知，三个氮原子呈直线型，则中间氮原子的杂化方式为sp

HH

杂化。（4）以上表面面心处的Mg为例，距离其最近的Mg为位于下方四面体空隙中的两个Mg以及相应的上

方四面体空隙中的两个，共4个。（5）由晶胞结构及截面图可知，Mg原子之间的最近距离为晶胞体对角线的

四分之一，即为两个半径的长度，换言之，Mg原子半径为体对角线的八分之一，晶胞参数为a,则Mg的

半径为鱼，铜原子半径为面对角线的八分之一，即叵，晶胞体积为Mg原子个数为8，体积为《包，

8816

Cu原子个数为16,体积为国i,空间利用率为（逗1+叵£）■=（4a+39兀。

12161248

19.（15分）C。元素的某些化合物在电池、光电材料、催化剂等方面有广泛应用。回答下列问题:

（1）一种具有光催化作用的配合物A