2019届江苏专用版高考化学一轮复习专题二十六物质结构与性质讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题二十六 物质结构与性质,高考化学,(,江苏省专用,),考点,核外电子排布、晶体结构分子结构与性质,A组,自主命题,江苏卷题组,1.,(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O,3,)在Fe(H,2,O),6,2+,催化下能将烟气中的SO,2,、NO,x,分别氧化为,S,和N,NO,x,也可在其他条件下被还原为N,2,。,(1)S,中心原子轨道的杂化类型为,;N,的空间构型为,(用文字描,述)。,(2)Fe,2+,基态核外电子排布式为,。,(3)与O,3,分子互为等电子体的一种阴离子为,(填化学式)。,(4)N,2,分子中键与键的数目比,n,(),n,()=,。,(5)Fe(H,2,O),6,2+,与NO反应生成的Fe(NO)(H,2,O),5,2+,中,NO以N原子与Fe,2+,形成配位键。请在,结构示意图的相应位置补填缺少的配体。,五年高考,Fe(NO)(H,2,O),5,2+,结构示意图,答案,(1)sp,3,平面(正)三角形,(2)Ar3d,6,或1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,(3)N,(4)12,(5),解析,本题考查原子轨道杂化类型、微粒的空间构型、核外电子排布式、等电子体、键与,键、配位键等知识。,(1)S,中中心原子的价层电子对数为4,则中心原子的杂化类型为sp,3,;N,的中心原子杂化类,型为sp,2,且配位原子数与杂化轨道数相等,故N,的空间构型为平面(正)三角形。,(2)Fe,2+,基态核外电子排布式为Ar3d,6,或1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,。,(3)等电子体具有相同的原子数和价电子数,与O,3,分子互为等电子体的一种阴离子为N,。,(4)N,2,的结构式为,故,n,(),n,()=12。,(5)H,2,O中的O原子、NO中的N原子与Fe,2+,形成配位键,故结构示意图为,。,价层电子对数,中心原子A杂化类型,配位原子数,空间构型,4,sp,3,4,正四面体,3,三角锥形,2,V形,3,sp,2,3,平面三角形,2,V形,2,sp,2,直线形,知识归纳,A.对于AB,m,型分子或A,空间构型的判断,2.,(2017江苏单科,21A,12分)铁氮化合物(Fe,x,N,y,)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某,Fe,x,N,y,的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。,(1)Fe,3+,基态核外电子排布式为,。,(2)丙酮(,)分子中碳原子轨道的杂化类型是,1 mol丙酮分子中含,有键的数目为,。,(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为,。,(4)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为,。,(5)某Fe,x,N,y,的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产,物Fe,(,x,-,n,),Cu,n,N,y,。Fe,x,N,y,转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型,产物的化学式为,。,图1Fe,x,N,y,晶胞结构示意图,图2转化过程的能量变化,答案,(1)Ar3d,5,或1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,(2)sp,2,和sp,3,9 mol(3)HCO(4)乙醇分子间存在氢,键(5)Fe,3,CuN,解析,本题考查核外电子排布式的书写、杂化类型的判断、化学键、电负性的比较及晶胞,的相关计算等知识。,(1)Fe,3+,基态核外电子排布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,或Ar3d,5,。,(2)丙酮分子中有两种碳原子,其中CH,3,中碳原子为sp,3,杂化,中碳原子为sp,2,杂化;单键,均是键,一个双键中有一个键和一个键,故1 mol丙酮分子中含有9 mol 键。,(3)依据同周期元素电负性变化规律可知,电负性:CO;再结合元素非金属性强弱关系可知,电,负性:HC。,(4)乙醇分子间存在氢键,使得乙醇沸点较高。,(5)由图2可知更稳定的Cu替代型产物为Cu替代a位置Fe型,利用均摊法可得晶胞中各原子个数,Cu:8,=1,Fe:6,=3,N:1,故化学式为Fe,3,CuN。,3.,(2016江苏单科,21A,12分,0.757)Zn(CN),4,2-,在水溶液中与HCHO发生如下反应:,4HCHO+Zn(CN),4,2-,+4H,+,+4H,2,O,Zn(H,2,O),4,2+,+4HOCH,2,CN,HOCH,2,CN的结构简式,(1)Zn,2+,基态核外电子排布式为,。,(2)1 mol HCHO分子中含有键的数目为,mol。,(3)HOCH,2,CN分子中碳原子轨道的杂化类型是,。,(4)与H,2,O分子互为等电子体的阴离子为,。,(5)Zn(CN),4,2-,中Zn,2+,与CN,-,的C原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN),4,2-,的结构可用示意,图表示为,。,答案,(12分)(1)1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,(或Ar3d,10,),(2)3,(3)sp,3,和sp,(4)N,(5),或,解析,(1)基态Zn原子的核外电子排布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,或Ar3d,10,4s,2,Zn原子失去4s轨,道上的2个电子形成Zn,2+,由此可写出Zn,2+,基态核外电子排布式。,(2)HCHO的结构式为,则1 mol HCHO分子中含有3 mol 键。,(3)HOCH,2,CN的结构式为,中的C原子采取sp,3,杂化,CN中的C,原子采取sp杂化。,(4)等电子体具有相同的原子数和相同的价电子数,与H,2,O分子互为等电子体的阴离子为N,。,知识拓展,有机化合物中C原子轨道杂化类型判断:,为sp,3,杂化;,为sp,2,杂,化;,为sp杂化。,易错警示,配位键的表示方法:用“”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子。,4.,(2015江苏单科,21A,12分,0.750)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:,2Cr,2,+3CH,3,CH,2,OH+16H,+,+13H,2,O,4Cr(H,2,O),6,3+,+3CH,3,COOH,(1)Cr,3+,基态核外电子排布式为,;配合物Cr(H,2,O),6,3+,中,与Cr,3+,形成配,位键的原子是,(填元素符号)。,(2)CH,3,COOH中C原子轨道杂化类型为,;1 mol CH,3,COOH分子含有键的数目为,。,(3)与H,2,O互为等电子体的一种阳离子为,(填化学式);H,2,O与CH,3,CH,2,OH可以任意比例,互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为,。,答案,(1)1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,3,(或Ar3d,3,)O,(2)sp,3,和sp,2,7 mol(或7,6.02,10,23,),(3)H,2,F,+,H,2,O与CH,3,CH,2,OH之间可以形成氢键,解析,(1)Cr为24号元素,铬原子的核外电子排布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,Cr,3+,基态核外电子排,布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,3,(或Ar3d,3,);与Cr,3+,形成配位键的应为含孤对电子的氧原子。,(2)甲基(CH,3,)中的碳原子轨道杂化类型为sp,3,羧基(COOH)中的碳原子轨道杂化类型为sp,2,;,一个CH,3,COOH分子中有六个单键均为键,还含有一个碳氧双键,碳氧双键中含一个键、一,个键,共含7个键。,(3)等电子体必须满足原子个数和电子个数均相等;H,2,O与CH,3,CH,2,OH中均含羟基(OH),可形,成氢键。,规律总结,CH,3,、CH,2,中的C采取sp,3,杂化;,、CHO、COOH、,、,中的C采取sp,2,杂化;,、,中的C采取sp杂化。,5.,(2014江苏单科,21A,12分,0.71)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Cu,2,O。,(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,;1 mol乙醛分子中含有的键的数目为,。,(4)含有NaOH的Cu(OH),2,悬浊液与乙醛反应的化学方程式为,。,(5)Cu,2,O在稀硫酸中生成Cu和CuSO,4,。铜晶胞结构如图所示,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)Ar3d,10,或1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,(2)HF,(3)sp,2,6 mol或6,6.02,10,23,个,(4)2Cu(OH),2,+CH,3,CHO+NaOH,CH,3,COONa+Cu,2,O+3H,2,O,(5)12,解析,(2)等电子体是原子个数和电子个数均相同的微粒,与OH,-,互为等电子体的分子是HF。,(3)CHO中碳原子采取sp,2,杂化,1 mol CH,3,CHO分子中含键数:3 mol(CH,3,中的CH键)+,1 mol(CC键)+1 mol(CHO中的CH键)+1 mol(,中键)=6 mol,即6,N,A,个。(5)观察,铜晶胞的结构可知,每个铜原子在空间,x,、,y,、,z,三个平面上均有4个与之距离最近的铜原子,总,数为4,3=12个。,审题技巧,第(4)题中的Cu(OH),2,悬浊液中含NaOH,写化学方程式时应将NaOH写入。,B组统一命题、省(区、市)卷题组,1.,2018课标,35(1)(4),12分Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而,轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:,(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,、,(填标,号)。,A.,B.,C.,D.,(2)Li,+,与H,-,具有相同的电子构型,r,(Li,+,)小于,r,(H,-,),原因是,。,(3)LiAlH,4,是有机合成中常用的还原剂,LiAlH,4,中的阴离子空间构型是,、中心原子,的杂化形式为,。LiAlH,4,中,存在,(填标号)。,A.离子键B.键C.键D.氢键,(4)Li,2,O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。,图(a),可知,Li原子的第一电离能为,kJmol,-1,O,O键键能为,kJmol,-1,Li,2,O晶格能为,kJmol,-1,。,答案,(1)DC,(2)Li,+,核电荷数较大,(3)正四面体sp,3,AB,(4)5204982 908,解析,(1)根据能量1s2s600(分解),-75.5,16.8,10.3,沸点/,-60.3,444.6,-10.0,45.0,337.0,(4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为,形,其中共价键的类型有,种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为,。,答案,(1),哑铃(纺锤),(2)H,2,S,(3)S,8,相对分子质量大,分子间范德华力强,(4)平面三角2sp,3,解析,本题考查电子排布图、电子云、中心原子价层电子对数计算、分子构型、杂化轨道,类型等。(1)基态Fe原子价层电子排布式为3d,6,4s,2,排布图为,;基态S原子电子排布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,最高能,级为3p,电子云轮廓图为哑铃形。(2)中心原子价层电子对数:H,2,S为2+,(6-2,1)=4;SO,2,为2+,(6-2,2)=3;SO,3,为3+,(6-2,3)=3。(3)S,8,和SO,2,均为分子晶体,S,8,的相对分子质量比SO,2,的相对,分子质量大很多,范德华力更强,所以S,8,的熔点和沸点要比SO,2,的高很多。(4)SO,3,分子中中心原,子价层电子对数为3,无孤电子对,故SO,3,分子的立体构型为平面三角形;SO,3,分子的结构式为,其中既有键又有键;由图(b)可知三聚分子中每个S原子与4个O原子形成4个键,故,其杂化轨道类型为sp,3,。,3.,2018课标,35(1)(2)(4),8分锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列,问题:,(1)Zn原子核外电子排布式为,。,(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能,I,1,(Zn),I,1,(Cu)(填,“大于”或“小于”)。原因是,。,(4)中华本草等中医典籍中,记载了炉甘石(ZnCO,3,)入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创,伤。ZnCO,3,中,阴离子空间构型为,C原子的杂化形式为,。,答案,(1)Ar3d,10,4s,2,(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子,(4)平面三角形sp,2,解析,(1)Zn是30号元素,核外有30个电子,故核外电子排布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,或,Ar3d,10,4s,2,。,(2)由于Zn的核外电子排布式为Ar3d,10,4s,2,Cu的核外电子排布式为Ar3d,10,4s,1,Zn核外电子排布,处于全满稳定状态,第一电离能更大,所以,I,1,(Zn),I,1,(Cu)。,(4)ZnCO,3,中的阴离子为C,C,中C原子的价层电子对数为3+,(4+2-3,2)=3,且无孤电子,对,故空间构型为平面三角形,C原子的杂化形式为sp,2,。,4.,(2017课标,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.670.8,E.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,I,3,AsF,6,中存在,离子。,离子的几何构型为,中心原子的,杂化形式为,。,(4)KIO,3,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,=0.446 nm,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KIO,3,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sp,3,(4)0.31512,(5)体心棱心,解析,本题考查角度较前几年更为细致,如颜色对应的辐射波长、基态原子最高能层符号、,晶胞中原子间的位置关系等。,(1)紫色对应的辐射波长是可见光中最短的,A项正确。,(2)K位于第4周期A族,电子占据的最高能层为N层,最外层只有一个电子,位于s能级,电子云,轮廓图形状为球形。金属的熔、沸点与金属键强弱有关,金属键的强弱又与金属原子的半径,以及价电子数有关,原子半径越大,价电子数越少,金属键越弱,熔、沸点越低。,(3)中心原子I的价层电子对数为,(7+2-1)=4,中心原子杂化类型为sp,3,杂化,成键电子对数为 2,孤电子对数为 2,故空间构型为V形。,(4)根据晶胞结构可知K与O间的最短距离是面对角线的一半,即,0.446 nm,根据晶胞结构,可知与K紧邻的O的个数为12。,(5)根据已知的晶胞可知,当I原子处于各顶角位置时,晶胞可以由八个已知晶胞堆积在一起组,合而成,其中I原子处于八个晶胞的体心构成的八个顶角上,则K原子处于新晶胞的体心,O原子,处于新晶胞的棱心。,答题规范,用价层电子对互斥理论推测分子或离子的空间构型,5.,(2017课标,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(N,5,),6,(H,3,O),3,(NH,4,),4,Cl,(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(,E,1,)。第二周期部分元素的,E,1,变化趋势如图(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的,E,1,自左,而右依次增大的原因是,;,氮元素的,E,1,呈现异常的原因,。,(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。,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,R中阴离子,中的键总数为,个。分子中的大键可用符号,表示,其中,m,代表参,与形成大键的原子数,n,代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为,),则,中的大键应表示为,。,图(b)中虚线代表氢键,其表示式为(N,)NH,Cl、,、,。,(4)R的晶体密度为,d,gcm,-3,其立方晶胞参数为,a,nm,晶胞中含有,y,个(N,5,),6,(H,3,O),3,(NH,4,),4,Cl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)ABDC5,(H,3,O,+,)OH,N(,)(N,)NH,N(,),(4),(或,10,-21,),解析,本题考查价层电子对互斥理论、价电子排布图、氢键、晶体的相关计算等。,(1)氮原子价层电子排布式为2s,2,2p,3,价层电子的轨道表达式为,。,(3)H,3,O,+,中键数为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sp,3,立体结构为三角锥形;N,中键数为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sp,3,立体结构为正四面体形;H,3,O,+,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。由图(b)中,的结构可知,中的键,数为5;,中的5个原子参与形成大键,每个原子中参与形成大键的电子数为1(孤电子对不参,与),故参与形成大键的电子数为5+1=6,中大键应表示为,。由图(b)可知H,3,O,+,与,、,N,与,之间均存在氢键。,(4)晶体的密度为,d,g cm,-3,晶胞的体积为(,a,10,-7,),3,cm,3,晶胞的质量为,y,则,y,=,d,(,a,10,-7,),3,y,=,=,10,-21,。,知识拓展,大键,1.定义:在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多,个原子间运动形成型化学键,这种不局限在两个原子之间的键称为离域键,或共轭大键,简,称大键。,2.形成条件:这些原子都在同一平面上;这些原子有相互平行的p轨道;p轨道上的电子总,数小于p轨道数的2倍。,6.,(2017课标,35,15分)研究发现,在CO,2,低压合成甲醇反应(CO,2,+3H,2,CH,3,OH+H,2,O)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)CO,2,和CH,3,OH分子中C原子的杂化形式分别为,和,。,(3)在CO,2,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(NO,3,),2,中的化学键除了键外,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,=0.420 nm,则,r,(O,2-,)为,nm。MnO也属于NaCl型结构,晶胞参数为,a,=0.448 nm,则,r,(Mn,2+,)为,nm。,答案,(1)Ar3d,7,4s,2,OMn,(2)spsp,3,(3)H,2,OCH,3,OHCO,2,H,2,H,2,O与CH,3,OH均为极性分子,H,2,O中氢键比甲醇多;CO,2,与H,2,均为非,极性分子,CO,2,分子量较大、范德华力较大,(4)离子键和键(,键),(5)0.1480.076,解析,(1)Co是27号元素,位于元素周期表第4周期第族,其基态原子核外电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,7,4s,2,或Ar3d,7,4s,2,。根据元素第一电离能的变化规律可知,元素Mn与O中,第一电离能较大的是O。O元素的基态原子价电子排布式为2s,2,2p,4,核外未成对电子数是2,而Mn元素的基,态原子价电子排布式为3d,5,4s,2,核外未成对电子数是5,因此基态原子核外未成对电子数较多的,是Mn。,(2)CO,2,和CH,3,OH的中心原子的价层电子对数分别为2和4,所以CO,2,和CH,3,OH分子中C原子的杂,化形式分别为sp和sp,3,。,(3)常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体,液体的沸点高于气体;H,2,O与CH,3,OH均为,极性分子,H,2,O中氢键比甲醇多,所以水的沸点高于甲醇;CO,2,与H,2,均为非极性分子,CO,2,的相对,分子质量较大、范德华力较大,所以CO,2,的沸点比H,2,高。,(4)硝酸锰是离子化合物,硝酸根离子和锰离子之间形成离子键,硝酸根中N原子与3个氧原子,形成3个键,一个硝酸根离子中有一个氮氧双键,所以还存在键。,(5)O,2-,采用面心立方最密堆积方式,则面对角线是O,2-,半径的4倍,即4,r,(O,2-,)=,a,解得,r,(O,2-,)=,0.420 nm,0.148 nm;MnO也属于NaCl型结构,根据晶胞的结构可知,晶胞参数=2,r,(O,2-,)+2,r,(Mn,2,+,则,r,(Mn,2+,)=(0.448 nm-2,0.148 nm)/2=0.076 nm。,知识拓展,中心原子杂化形式的判断方法,先计算中心原子的价层电子对数,价层电子对数,n,=,(中心原子的价电子数+配位原子的成键,电子数,电荷数)。注意:上述公式中正电荷取“-”,负电荷取“+”;当配位原子为氧原子,或硫原子时,成键电子数为零。再根据,n,值判断杂化类型,一般有如下规律:,n,=2,sp杂化;,n,=3,sp,2,杂化;,n,=4,sp,3,杂化。,7.,(2016课标,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,。,GeCl,4,GeBr,4,GeI,4,熔点/,-49.5,26,146,沸点/,83.1,186,约400,(4)光催化还原CO,2,制备CH,4,反应中,带状纳米Zn,2,GeO,4,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:,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,。,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,gcm,-3,(列出计算式即可)。,答案,(1)3d,10,4s,2,4p,2,2,(2)Ge原子半径大,原子间形成的单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难,以形成键,(3)GeCl,4,、GeBr,4,、GeI,4,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)OGeZn,(5)sp,3,共价键,(6)(,),10,7,解析,(2)单键中含有1个键,双键中含有1个键和1个键,叁键中含有1个键和2个键。键,的成键方式是“头碰头”,键的成键方式是“肩并肩”,原子间形成的键键长越长,越不利于,两原子间形成键。(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sp,3,杂化,微粒间作用力为共价键,运用类推法不难得出结论。(6)晶胞,参数,a,即为晶胞边长,=,=,gcm,-3,=,10,7,gcm,-3,。,8.,(2016课标,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(NH,3,),6,SO,4,蓝色溶液。,Ni(NH,3,),6,SO,4,中阴离子的立体构型是,。,在Ni(NH,3,),6,2+,中Ni,2+,与NH,3,之间形成的化学键称为,提供孤电子对的成键原子是,。,氨的沸点,(填“高于”或“低于”)膦(PH,3,),原因是,;氨,是,分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为,。,(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:,I,Cu,=1 958 kJ,mol,-1,、,I,Ni,=1 753 kJmol,-1,I,Cu,I,Ni,的原因是,。,(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为,。,若合金的密度为,d,gcm,-3,晶胞参数,a,=,nm。,答案,(15分)(1)1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,8,4s,2,或Ar3d,8,4s,2,2,(2)正四面体配位键N高于NH,3,分子间可形成氢键极性sp,3,(3)金属铜失去的是全充满的3d,10,电子,镍失去的是4s,1,电子,(4)31,10,7,解析,(2)S,中S原子的价层电子对数=,=4,采取sp,3,杂化,立体构型为正四面体;Ni,2+,与NH,3,之间形成共价键时Ni提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键;氨分子之间形成氢键,分子间作用力增大,故沸点高于膦(PH,3,);氨分子中N原子的价层电子对数=,=4,采取sp,3,杂,化,四个杂化轨道中有三个轨道被共用电子对占据,一个轨道被孤电子对占据,是极性分子。,(3)金属单质形成的晶体均为金属晶体,金属晶体中只含有金属键。,(4)晶胞中含Cu原子数为,6=3,含Ni原子数为,8=1,两者数量比为31;由题意可得:,d,=,解得,a,=,nm。,9.,(2016课标,37,15分)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能,电池的材料等。回答下列问题:,(1)写出基态As原子的核外电子排布式,。,(2)根据元素周期律,原子半径Ga,As,第一电离能Ga,As。(填“大于”或,“小于”),(3)AsCl,3,分子的立体构型为,其中As的杂化轨道类型为,。,(4)GaF,3,的熔点高于1 000,GaCl,3,的熔点为77.9,其原因是,。,(5)GaAs的熔点为1 238,密度为,gcm,-3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为,Ga与As以,键键合。Ga和As的摩尔质量分别为,M,Ga,gmol,-1,和,M,As,gmol,-1,原子半径分,别为,r,Ga,pm和,r,As,pm,阿伏加德罗常数值为,N,A,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为,。,答案,(1)Ar3d,10,4s,2,4p,3,(1分),(2)大于(2分)小于(2分),(3)三角锥形(1分)sp,3,(1分),(4)GaF,3,为离子晶体,GaCl,3,为分子晶体(2分),(5)原子晶体(2分)共价(2分),100%(2分),解析,(1)As为33号元素,位于元素周期表第四周期第A族,故其基态原子的核外电子排布式,为Ar3d,10,4s,2,4p,3,。,(2)Ga和As同属第四周期元素,且Ga原子序数小于As,则原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小,于As。,(3)AsCl,3,中As元素价电子对数为4,As的杂化方式为sp,3,杂化,AsCl,3,分子的立体构型为三角锥,形。,(5)GaAs为原子晶体,Ga和As之间以共价键键合。该晶胞中原子个数:Ga为4个,As为8,+6,=4个,晶胞中原子所占体积为,(,+,),4 pm,3,;则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分,率为,100%=,100%。,10.,(2015课标,37,15分,)碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题:,(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用,形象化描,述。在基态,14,C原子中,核外存在,对自旋相反的电子。,(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是,。,(3)CS,2,分子中,共价键的类型有,、C原子的杂化轨道类型是,写出两个与CS,2,具有相同空间构型和键合形式的分子或离子,。,(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO),5,该化合物的熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于,晶,体。,(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:,在石墨烯晶体中,每个C原子连接,个六元环,每个六元环占有,个C原子。,在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接,个六元环,六元环中最多有,个C原子在同一平面。,答案,(15分)(1)电子云2(每空1分,共2分),(2)C有4个价电子且半径小,难以通过得或失电子达到稳定电子结构(2分),(3)键和键spCO,2,、SCN,-,(或COS等)(2分,1分,2分,共5分),(4)分子(2分),(5)32(每空1分,共2分),124(每空1分,共2分),解析,(1)电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述,C的电子排布图,为,所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。,(2)碳的原子结构示意图为,有4个价电子,难以通过得或失电子达到稳定结构,所以其,键型以共价键为主。,(3)CS,2,分子的结构式为S,C,S,其共价键的类型有键和键,C原子的杂化轨道类型为sp;CS,2,分子为三原子分子,最外层电子总数为16,与其具有相同空间构型和键合形式的分子有CO,2,、,COS,离子有SCN,-,等。,(4)Fe(CO),5,的熔点为253 K,较低,沸点也不高,所以其固体属于分子晶体。,(5)由题中石墨烯和金刚石的晶体结构图示可得,在石墨烯晶体中,每个C原子应连接3个六,元环,每个六元环由6个C原子构成,每个六元环所占有的C原子数为6,=2;在金刚石晶体中,每个C原子与其他4个C原子相连,每个C原子连接的六元环个数应为12个,而每一个碳原子与,其他4个C原子形成的4个共价键的键角均为109,28,形成正四面体,由此可得在金刚石晶体的,六元环中最多有4个C原子共面。,11.,(2015课标,37,15分,)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A,2-,和B,+,具有相同的,电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未,成对电子。回答下列问题:,(1)四种元素中电负性最大的是,(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为,。,(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是,(填分子式),原因是,;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为,和,。,(3)C和D反应可生成组成比为13的化合物E,E的立体构型为,中心原子的杂化轨道,类型为,。,(4)化合物D,2,A的立体构型为,中心原子的价层电子对数为,单质D与湿润的,Na,2,CO,3,反应可制备D,2,A,其化学方程式为,。,(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a,=0.566 nm,F的化学式为,;,晶胞中A原子的配位数为,;列式计算晶体F的密度(gcm,-3,),。,答案,(15分)(1)O1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,(或Ne3s,2,3p,3,)(每空1分,共2分),(2)O,3,O,3,相对分子质量较大,范德华力大分子晶体,离子晶体(每空1分,共4分),(3)三角锥形sp,3,(每空1分,共2分),(4)V形4,2Cl,2,+2Na,2,CO,3,+H,2,O,Cl,2,O+2NaHCO,3,+2NaCl(或2Cl,2,+Na,2,CO,3,Cl,2,O+CO,2,+2NaCl)(每空1,分,共3分),(5)Na,2,O8,=2.27 gcm,-3,(1分,1分,2分,共4分),解析,由题意可知A为O、B为Na、C为P、D为Cl。(1)四种元素中O的非金属性最强,电负性,最大;P的原子序数为15,核外电子排布式为1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,或Ne3s,2,3p,3,。(2)氧元素的两种同素,异形体为O,2,和O,3,沸点较高的是O,3,因为O,3,的相对分子质量较大,范德华力大。O的氢化物可以,是H,2,O、H,2,O,2,二者所属晶体类型均为分子晶体;Na的氢化物为NaH,属于离子晶体。(3)PCl,3,中,中心原子的价层电子对数是4,其中键数是3,孤电子对数为1,故PCl,3,中中心原子采用sp,3,杂化方,式,分子构型为三角锥形。(4)Cl,2,O中中心原子为O,分子中键数为2,中心原子孤电子对数为2,故中心原子的价层电子对数为4,分子空间构型为V形。Cl,2,与湿润的Na,2,CO,3,反应生成Cl,2,O的同,时还应该生成NaCl和 NaHCO,3,。(5)由晶胞结构可知,一个晶胞中小球个数为8,大球个数为4,小,球代表离子半径较小的Na,+,大球代表离子半径较大的O,2-,故F的化学式为Na,2,O;晶胞中与每个,氧原子距离最近且相等的钠原子有8个;晶胞的质量为,4,晶胞的体积为(0.566,10,-7,),3,cm,3,晶体密度为,=2.27 gcm,-3,。,12.,(2014课标,37,15分,)早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属,元素组成。回答下列问题:,(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过,方法区分晶,体、准晶体和非晶体。,(2)基态Fe原子有,个未成对电子,Fe,3+,的电子排布式为,。可用硫氰化,钾检验Fe,3+,形成的配合物的颜色为,。,(3)新制备的Cu(OH),2,可将乙醛(CH,3,CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu,2,O。乙醛中碳原子的杂,化轨道类型为,1 mol乙醛分子中含有的键的数目为,。乙酸的沸点明显高,于乙醛,其主要原因是,。Cu,2,O为半导体材料,在其立方晶胞内部,有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有,个铜原子。,(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数,a,=0.405 nm,晶胞中铝原子的配位数为,。列,式表示Al单质的密度,gcm,-3,(不必计算出结果)。,答案,(1)X-射线衍射,(2)41s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,血红色,(3)sp,3,、sp,2,6,N,A,CH,3,COOH存在分子间氢键16,(4)12,解析,(1)用一定波长的X-射线照射到晶体上,根据记录仪上有无分离的斑点或明锐的谱线,可,以鉴别晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子的电子排布式为Ar3d,6,4s,2,价电子的轨道表示,式为,故基态Fe原子的未成对电子数为4;Fe,3+,的电子排布式为Ar3d,5,或1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,;Fe,3+,与S