《三年高考两年模拟》高中化学二轮复习课件专题十三物质结构与性质（选考）

专题十三物质结构与性质（选考）高考导航考纲要求命题解读1.原子结构与元素的性质(1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。(2)了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。(3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。(4)了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。2.化学键与分子结构(1)理解离子键的形成,能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。(2)了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键),了解配位键的含义。(3)能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。(4)了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。(5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。3.分子间作用力与物质的性质(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。(2)了解氢键的含义,能列举存在氢键的物质,并能解释氢键对物质性质的影响。4.晶体结构与性质(1)了解晶体的类型,了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区别。(2)了解晶格能的概念,了解晶格能对离子晶体性质的影响。(3)了解分子晶体结构与性质的关系。(4)了解原子晶体的特征,能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。(5)理解金属键的含义,能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。(6)了解晶胞的概念,能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。1.命题方式:综合性的非选择题。2.命题角度(1)原子结构与性质。主要考查:①基态原子、离子的(价)电子排布式(图),未成对电子数的判断;②元素电离能、电负性的大小比较。(2)分子结构与性质。主要考查:①分子的空间构型;②中心原子的杂化方式;③共价键的形成、类型及对物质性质的影响。(3)晶体结构与性质。主要考查:晶体的结构及相关计算。主干回扣1.原子结构与性质(1)基态原子的核外电子排布①排布规律能量最低原理原子核外电子总是优先占据能量

的原子轨道泡利不相容原理每个原子轨道上最多只能容纳

个自旋方向相反的电子洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态

②排布顺序1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、

7s、5f、6d、7p…③四种表示方法表示方法举例电子排布式Cr:

简化表示式Cu:

价电子排布式Fe:

电子排布图(或轨道表达式)O:

(2)主族元素第一电离能和电负性的递变规律▶特别提示

同周期主族元素,第ⅡA族(np0)和第ⅤA族(ns2np3),因p轨

道处于全空或半充满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期右

侧相邻的ⅢA族或ⅥA族元素,如第一电离能Mg>Al,P>S。

同周期(从左到右)同主族(自上而下)第一电离能

趋势(注意ⅡA、ⅤA的特殊性)依次

电负性依次

依次

答案(1)①最低2相同③1s22s22p63s23p63d54s1[Ar]3d104s13d64s2

(2)增大减小增大减小2.分子结构与性质(1)共价键的分类

杂化类型杂化轨道数目杂化轨道夹角空间构型实例sp

180°

BeCl2sp2

120°

BF3sp3

109°28'

CH4(2)分子的空间构型①分子构型与杂化轨道理论②价层电子对数与分子空间构型的关系价层电子对数成键电子对数孤电子对数VSEPR模型名称分子立体构型名称实例220直线形直线形BeCl2330三角形平面三角形BF3

SnBr2440四面体形正四面体形CH4

NH3

H2O类型实例键的极性空间构型分子极性X2H2、N2非极性键直线形

分子XYHCl、NO极性键直线形

分子XY2(X2Y)CO2、CS2极性键直线形

分子

SO2极性键V形

分子

H2O、H2S极性键V形

分子XY3BF3极性键平面三角形

分子

NH3极性键三角锥形

分子XY4CH4、CCl4极性键正四面体形

分子(3)分子的性质①键的极性与分子的极性的关系②溶解性“相似相溶”规律:非极性溶质一般能溶于

溶剂,极性溶质一

般能溶于

溶剂;若存在氢键,则溶剂和溶质之间的氢键作用力

越大,溶解性越好。(4)氢键的表示及对性质的影响①表示式:A—H…B—(A、B为

中的任一种)。②形成分子间氢键,熔、沸点

,溶解性

。③在同分异构体中,形成分子内氢键的物质的沸点

于形成分子间

氢键的物质。答案(1)非极性键双键

π键(2)①2直线形3平面三角形4正四面体形②21V形3

1三角锥形22V形(3)①非极性极性非极性极性极性非极性极性非极性

②非极性极性(4)①N、O、F②升高增强③低3.晶体结构与性质(1)常见晶体的结构①在金刚石晶体中,每个C被

个最小六元环共用,其晶胞中含有

个C。②在干冰晶体中,CO2的配位数为

,晶胞中含有

个CO2。③冰的晶胞结构与金刚石相似,冰的晶胞中含有

个H2O。④在NaCl晶体中,Na+、Cl-的配位数分别为

、

,其晶胞

中含有

个Na+和

个Cl-。⑤在CsCl晶体中,Cs+、Cl-的配位数分别为

、

,其晶胞

中含有

个Cs+和

个Cl-。⑥在CaF2晶体中,Ca2+、F-的配位数分别为

、

,其晶胞

中含有

个Ca2+和

个F-。⑦面心立方最密堆积和六方最密堆积的金属晶体,其配位数为

。⑧在石墨晶体中,C的杂化类型为

,每个六元环拥有的C个数为

,晶体中含有的作用力有

。(2)分类比较晶体的熔、沸点①不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律

晶体>

晶体>

晶体。②原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径

,键能

,晶体的熔、沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>硅。③离子晶体一般来说,阴、阳离子所带电荷数

,离子半径

,晶格能

就

,熔、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。④分子晶体a.分子间作用力

,物质的熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体,

熔、沸点反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。b.组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量

,熔、沸点越高,

如SnH4>GeH4>SiH4>CH4,F2<Cl2<Br2<I2。c.组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性

,

其熔、沸点越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。d.同分异构体,支链越多,熔、沸点

。(3)晶体化学式的确定方法——均摊法①长方体

②非长方体晶胞中粒子对晶胞的贡献视具体情况而定。如石墨晶胞每一层内碳原

子排成六边形,其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为1/3。再如下图所示的正三棱柱形晶胞中:

答案(1)①128②124③8④6644⑤8811

⑥8448⑦12⑧sp2杂化2共价键、金属键、范德华力(2)①原子离子分子②越小越大③越多越小越强④越

大越大越大越低(3)①

②

1.(2017广东茂名二模,35)铁是一种重要的过渡元素,能形成多种物质,如

做染料的普鲁士蓝(化学式为Fe4[Fe(CN)6]3)。(1)基态Fe2+核外电子排布式为

。(2)在普鲁士蓝中,存在的化学键有离子键、

和

。(3)一定条件下,CN-可被氧化为OCN-。OCN-中三种元素的电负性由大

到小的顺序为

;碳原子采取sp杂化,1mol该物质中含有的

π键数目为

。(4)与CN-互为等电子体的一种分子为

(填化学式)。(5)常温条件下,铁的晶体采用如图所示的堆积方式,则这种堆积模型的

配位数为

;如果铁的原子半径为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,典题精练则此种铁单质的密度表达式为

g/cm3。

答案(1)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6(2)共价键配位键(3)O>N>C2NA(4)CO或N2(5)8

解析(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以基

态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。(2)Fe4[Fe(CN)6]3中Fe3+和[Fe(CN)6]4-以离子键相结合,[Fe(CN)6]4-中Fe2+和

CN-以配位键相结合,CN-内C和N以共价键相结合。(3)OCN-中的C原子采取sp杂化,则其空间结构为直线形,结合OCN-与CO2是等电子体,可知OCN-的结构式是[O

C

N]-,则1molOCN-中含有的π键数目是2NA。(5)图示的堆积方式是非密置层的体心立方堆积,所以配位数是8;铁的一个晶胞中有两个Fe原子,因此晶胞质量m=

g,若铁的原子半径为acm,则晶胞边长为

cm,晶胞体积V=(

)3cm3,所以铁单质的密度ρ=

=

g/cm3。2.(2017河南百校联盟3月联考,35)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组

成元素。回答下列问题:(1)基态砷原子的核外价电子排布式为

。(2)生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为

,电负性由大到小的顺序为

。(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂,其中碳原子的杂化轨道类型为

,所含共价键的类型为

,写出一种与COS键合

方式相同且空间构型也相同的微粒:

。(4)H2O与H2S为同族元素的氢化物,H2O可以形成H9

或H3O+,而H2S几乎不能形成类似的H9

或H3S+,其原因是

。

(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2000℃,其晶胞结构如图所示。

①磷化铝的晶体类型为

。②A、B点的原子坐标如图所示,则C点的原子坐标为

。③磷化铝的晶胞参数a=546.35pm,其密度为

g·cm-3(列出计

算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的数值)。答案(1)4s24p3(2)Cl>P>SCl>S>P(3)sp

σ键和π键(写“极性键”也可)CO2(或CS2等)(4)氧的电负性大且原子半径小,H2O分子间及与H+可形成氢键,而硫的

电负性较小且原子半径大,几乎不能形成氢键(5)①原子晶体②(

,

,

)③

解析(3)COS中C原子的价层电子对数是2,所以碳原子的杂化轨道类

型是sp;COS的结构式是O

C

S,含有2个σ键和2个π键;与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒应与COS是等电子体,最容易想到的就

是CO2和CS2。(5)①磷化铝的熔点很高,因此磷化铝属于原子晶体。②由磷化铝的晶

胞结构可以看出,Al原子位于立方体的体对角线的

处,因此C点的原子坐标为(

,

,

)。③1个AlP晶胞中含有的P原子数是8×

+6×

=4,Al原子数也是4,因此一个晶胞的质量m=

g,而晶胞的体积V=(5.4635×10-8)3cm3,所以磷化铝的密度ρ=

=

g·cm-3。3.(2017山西名校联考,35)2014年7月和12月山西大学分子科学研究所翟

华金教授、李思殿教授与清华大学李隽教授、美国布朗大学Lai-Sheng

Wang教授及复旦大学刘智攀教授课题组合作,首次合成“中国红灯笼

分子”——硼球烯B40。B40是继C60之后第二个从实验和理论上完全确

认的无机非金属笼状团簇。

(1)基态硼原子的外围电子排布式为

,碳60中碳原子杂化方式

为

。(2)构成碳60晶体的作用力是

。(3)与硼同周期,但第一电离能比硼大的元素有

种。(4)磷化硼(BP)是由硼元素与磷元素组成的无机化合物,属于一种半导

体材料。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。BP

晶胞中B采用面心立方堆积,P原子填入四面体空隙中。

①写出三溴化硼和三溴化磷的空间构型:三溴化硼

;三溴化磷

。②磷化硼晶体内微粒间的作用力有

。③计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离(晶胞参数为478pm)

。答案(1)2s22p1sp2(2)范德华力(3)6(4)①平面正三角形三角

锥形②共价键、配位键③207pm或

pm解析(1)碳60又叫足球烯,其分子中每个C原子与其他3个C原子相连,

分别形成两个碳碳单键和一个碳碳双键,所以碳原子的杂化方式为sp2。(2)碳60晶体属于分子晶体,所以微粒间作用力是范德华力。(3)与硼同周期,但第一电离能比硼大的元素有Be、C、N、O、F、Ne,

共6种。(4)①BBr3中B原子的价层电子对数是3,孤电子对数是0,所以三溴化硼的

空间构型是平面正三角形;PBr3中P原子的价层电子对数是4,孤电子对

数是1,所以三溴化磷的空间构型是三角锥形。②磷化硼的空间结构与

金刚石类似,应属于原子晶体,B原子与P原子间通过共价键相结合,但B

原子最外层只有3个电子,P原子最外层有5个电子,而磷化硼晶体中每个B原子与4个P原子相连,每个P原子也与4个B原子相连,这说明B原子和P

原子间还存在一个配位键,其中P原子提供孤电子对,B原子提供空轨

道。③磷化硼晶胞中P原子位于

立方体的中心,则硼原子和磷原子之间的最近距离为

pm=

pm≈207pm。4.(2017湖南三湘名校第三次联考,35)已知A、B、C、D都是周期表中

的短周期元素,它们的核电荷数依次增大。A原子、C原子的L能层中

都有两个未成对的电子,C、D同主族。E、F都是第四周期元素,E原

子核外有4个未成对电子,F原子除最外能层只有1个电子外,其余各

能层均为全充满状态。根据以上信息填空:(1)基态D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

。(2)E2+的价电子排布图是

,F原子的电子排布式是

。(3)A的最高价氧化物对应的水化物分子的结构式为

,其

中心原子采取的杂化方式为

,B的气态氢化物的VSEPR模型为

。(4)化合物AC2、B2C和阴离子DAB-互为等电子体,它们结构相似,DAB-

的电子式为

。(5)配合物甲的焰色反应呈紫色,其内界由中心离子E3+与配位体AB-构

成,配位数为6。甲的水溶液可以用于实验室中E2+的定性检验,检验E2+

的离子方程式为

。(6)某种化合物由D、E、F三种元素组成,其晶胞如图所示,则其化学式为

。该晶胞上、下底面为正方形,侧面与底面垂直,根据图中所示的数据列式计算该晶体的密度:ρ=

g/cm3。答案(1)M9(2)

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(3)

sp2四面体形(4)(5)3Fe2++2[Fe(CN)6]3-

Fe3[Fe(CN)6]2↓(6)CuFeS24.32解析根据题中信息不难推出A是C,B是N,C是O,D是S,E是Fe,F是Cu。(3)由H2CO3的结构式可以推出中心C原子的价层电子对数是3,因此杂化

方式是sp2;B的气态氢化物是NH3,N原子的价层电子对数是4,所以NH3

的VSEPR模型是四面体形。(4)CO2的结构式是O

C

O,SCN-与CO2是等电子体,结构相似,其结构式应是[S

C

N]-,所以其电子式是[··

····C····

··]-。(6)晶胞中F(Cu)原子数目是8×

+4×

+1=4,E(Fe)原子数目是4×

+6×

=4,D(S)原子全部位于晶胞内部,数目是8,所以Cu、Fe、S原子数目之比

是4∶4∶8=1∶1∶2,故其化学式为CuFeS2;一个晶胞中有4个“CuFeS2”,晶胞质量m=

g,晶胞体积V=[(524×10-10)2×(1030×10-10)]cm3,所以晶体的密度ρ=

=

≈4.32g/cm3。5.(2017山东青岛二模,35)W、X、Y、Z、M五种元素位于周期表中前

四周期。W元素的一种核素的原子核内没有中子;X、Y元素最外层电

子排布式均可表示为nsnnpm,其中X元素第一电离能在其所在周期中最

大,Y元素第一电离能和电负性在其所在周期中均居第三位;Z元素所在

的周期序数等于族序数且为奇数;M位于元素周期表ds区,最外层只有1

个电子。(1)W、Y形成的化合物中

(填序号)。①可能只含有离子键②可能只含有共价键③可能既含有离子键又含有共价键(2)基态Y原子的价电子轨道表达式为

,与

互为等电子体的分子是

。(3)将X充入灯管中通电后发出红光,试用电子跃迁理论解释:

。(4)Z单质溶于强碱溶液生成的阴离子的中心原子的杂化方式为

,该离子空间构型为

。(5)M是第四周期最重要的过渡元素之一,其单质及化合物具有广泛的

应用。已知M与W形成的化合物晶体结构如图所示,该化合物的密度为

ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则W、M的最近距离为

cm(用

含NA和ρ的式子表示)。答案(1)②③(2)

CO2或N2O或CS2(3)通电时,Ne原子吸收能量,核外电子由基态跃迁到激发态。激发态不

稳定,电子再由激发态向基态跃迁,能量就以光子的形式释放,所释放光

子的频率在可见光红色区域内,所以发出红色光(4)sp3杂化正四面体形(5)

×

解析根据题意可推知W是氢元素,X是氖元素,Y是氮元素,Z是铝元素,

M是铜元素。(5)晶胞中M原子个数为8×

+6×

=4,W原子个数为4。M、W的最近距离为体对角线的

,一个晶胞的质量m=

g,晶胞的体积V=

=

cm3,晶胞的边长为

cm,则晶胞体对角线为

×

cm,则M、W的最近距离为

×

cm。6.(2017安徽合肥质检二,35)2016年诺贝尔化学奖授予在“分子机器设计和合成”领域有突出成就的三位科学家,其研究对象之一“分子开关”与大环主体分子苯芳烃、硫或氮杂环杯芳烃等有关。回答下列问题:(1)对叔丁基杯[4]芳烃(如图Ⅰ所示)可用于ⅢB族元素对应的离子萃取,

如La2+、Sc2+。写出基态二价钪离子(Sc2+)核外电子排布式:

。其中电子占据的轨道数为

个。图Ⅰ对叔丁基杯[4]芳烃(2)对叔丁基杯[4]芳烃由4个羟基构成杯底,其中羟基氧原子的杂化方式

为

。羟基间的相互作用力为

。(3)不同大小的杯芳烃能识别某些离子,如:

、SCN-等。根据等电子体原理判断

的空间构型为

;一定条件下,SCN-与MnO2反应可得到(SCN)2。试写出(SCN)2的结构式:

。(4)已知C60分子结构和C60晶胞示意图如下所示:等的C60分子有

个,C60晶体的密度为

g/cm3(计算结果保

留两位小数)。则一个C60分子中含有σ键个数为

,与每个C60分子距离最近且相答案(1)1s22s22p63s23p63d1或[Ar]3d110(2)sp3氢键(3)直线形

(4)90121.67解析(2)羟基氧原子形成2个σ键,有2对孤电子对,价层电子对数是4,因

此杂化方式是sp3;4个羟基之间无共价键,但符合形成氢键的条件,因此

羟基间的相互作用力是氢键。(3)

与CO2互为等电子体,因此

的空间构型为直线形;SCN-与MnO2反应可得到(SCN)2,说明SCN-的性质与Cl-类似,则(SCN)2也应具有类似Cl2

的结构,结合(SCN)2中N是-3价、C是+4价、S是-1价可知(SCN)2的结构

式是

。(4)从图Ⅱ可以看出,C60分子中每个C原子与其他3个C原子形成2个碳碳

单键和1个碳碳双键,共3个σ键,根据均摊法,一个C原子实际含有的σ键

个数为

,所以一个C60分子中含有的σ键个数为60×

=90;C60的晶胞是面心立方结构,所以与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有12个;1个C60晶胞中含有的C60分子个数是8×

+6×

=4,晶胞的质量m=

g,而晶胞的体积V=(1.42×10-7)3cm3,所以C60晶体的密度ρ=

=

≈1.67g/cm3。方法归纳有关晶胞微观计算的思维流程

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

。真题回访(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处于

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(1)紫色对应的辐射波长是可见光里最短的,应选A。(2)K原子核外有4个电子层,最高能层符号为N;价电子排布式为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

电子排布式分别为4s1、3d54s1,K的价电子数比Cr的价电子数少,金属键

弱,熔、沸点低。(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

a=

×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。2.(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(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×1

0-7)3,y=

=

×10-21。3.(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(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。4.(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=565.76

pm,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。5.(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

。