《直通名校》专题二 非选择题突破一(讲义 学生版)-高考化学大二轮专题复习

资源下载
  1. 二一教育资源

《直通名校》专题二 非选择题突破一(讲义 学生版)-高考化学大二轮专题复习

资源简介

非选择题突破一
电子排布、电离能和电负性
知|识|强|化
1.原子核外电子能量高低的判断
(1)根据构造原理判断;
(2)根据所属状态判断:基态是指在最低能量状态下的状态,而激发态则是指在吸收能量后所处的高能量状态。
2.核外电子排布的表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
简化电子排布式 Fe:[Ar]3d64s2
价层电子排布式 Fe:3d64s2
电子排布图(或轨道表示式)
注意:①3d能级的半充满、全充满状态更稳定。基态Cr、Cu原子的核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,而非1s22s22p63s23p63d44s2、1s22s22p63s23p63d94s2。
②虽然电子是按照4s、3d的顺序填充,但书写电子排布式时仍按照3d、4s的顺序书写。
3.电负性大小的判断
(1)根据在元素周期表中的位置判断
(2)根据化合价及物质类别判断
如O与Cl的电负性比较:①HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl。
4.电离能的应用
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
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
真|题|研|析
1.(2024·新课标卷29题节选)Ni基态原子价电子的轨道表示式为               。
2.(2024·全国甲卷35题节选)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
该族元素基态原子核外未成对电子数为     ,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为    。
3.(2024·北京高考15题节选)Sn位于元素周期表的第五周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:
4.(1)(2024·浙江6月选考17题节选)下列有关单核微粒的描述正确的是    。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
(2)(2024·浙江1月选考17题节选)下列说法正确的是   。
A.电负性:B>N>O
B.离子半径:P3-<S2-<Cl-
C.第一电离能:Ge<Se<As
D.基态Cr2+的简化电子排布式:[Ar]3d4
能|力|进|阶
1.(2024·内江三中段测)(1)基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式)为           。氟原子激发态的电子排布式有     (填字母,下同),其中能量较高的是    。
a.1s22s22p43s1    b.1s22s22p6
c.1s22s22p33p2
(2)元素F、Si、Cl、S的电负性由大到小的顺序为         ,第一电离能由大到小的顺序为         。
2.(2024·海南州贵德高级中学模拟)砷化硼和砷化镓是两种半导体材料。回答下列问题:
(1)基态B原子的核外电子空间运动状态有    种,基态As原子的未成对电子数是    。
(2)镓失去电子的逐级电离能依次为577 kJ·mol-1、1 984 kJ·mol-1、2 961.8 kJ·mol-1、6 192 kJ·mol-1,由此推知镓的氧化物化学式可能为    。
3.(2024·遂宁三模)硅、硒、铜、镍及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态硅原子中电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为    (用文字表述)。
(2)由硅原子形成的三种微粒,简化电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是    (填字母)。
A.微粒半径:③>①>②
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
4.(2024·成都七中林荫校区模拟)(1)基态Cr原子有    种能量不同的电子,价层电子排布式为      。
(2)已知电子亲和能(E)是基态的气态原子得到电子变为气态阴离子所放出的能量,O(g)+e-O-(g) ΔH1=-140 kJ·mol-1,O-(g)+e-O2- ΔH2=+884.2 kJ·mol-1。氧的第一电子亲和能E1为    kJ·mol-1;ΔH2>0,其原因是                     。
(3)H、C、N、O四种元素的电负性由大到小的顺序为        。
共价键类型和杂化轨道
知|识|强|化
1.σ键和π键(以碳原子之间成键为例)
共价键 举例 说明
单键(σ键) ①相同原子之间形成的共价键是非极性键,如Cl2;不同原子之间形成的共价键是极性键,如HCl; ②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)
双键(1个σ键、1个π键)
三键(1个σ键、2个π键) —C≡C—
大π键
2.配位键和配合物
(1)孤电子对
分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。
(2)配位键
成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的共价键。
(3)配合物
①配合物的组成:以[Cu(NH3)4]SO4为例,如图1所示。
②一般来说,配合物内界与外界之间为离子键,电荷相互抵消。
③配体有多个配位原子,与中心原子形成螯合物,如铜离子与乙二胺形成配离子(图2)。
3.大π键共用电子数的判断方法
(1)大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。
(2)判断出中心原子的杂化方式,并画出价层电子轨道表示式。未参与成键的杂化轨道,优先填充两个电子,形成孤电子对,杂化轨道中的电子不参与形成大π键。
(3)根据配位原子的价层电子轨道表示式,判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。
(4)常见的大π键
分子(离子) SO2 CO2 O3
大π键 (2个)
分子(离子) N C
大π键
4.杂化类型的判断
(1)根据中心原子的价层电子对数判断
中心原子价层电子对数 2 3 4 5 6
杂化类型 sp sp2 sp3 sp3d sp3d2
(2)根据分子的结构式判断(一般用于有机物分子中C、N的杂化类型判断)
杂化类型 sp3 sp2 sp
C的成键方式 4个单键 1个双键和2个单键 2个双键或1个三键和1个单键
N的成键方式 3个单键 1个双键和1个单键 1个三键
(3)根据键角判断
若键角为109°28'或接近109°28',则为sp3杂化;若键角为120°或接近120°,则为sp2杂化;若键角为180°,则为sp杂化。
(4)根据等电子原理判断
如CO2是直线形分子,SCN-、与CO2互为等电子体,所以其空间结构也为直线形,中心原子均为sp杂化。
真|题|研|析
1.(2024·全国甲卷35题节选)(1)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为    (填标号)。
a.离子键 b.极性共价键
c.非极性共价键 d.配位键
(2)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是   ,硅原子的杂化轨道类型为    。
2.(2024·北京高考15题节选)SnCl2和SnCl4是锡的常见氯化物,SnCl2可被氧化得到SnCl4。
(1)SnCl2分子的VSEPR模型名称是    。
(2)SnCl4的Sn—Cl键是由锡的    轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
3.(2024·浙江1月选考17题节选)H2N—NH2+H+H2N—N,其中—NH2的N原子杂化方式为   ;比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2   H2N—N中的—N(填“>”“<”或“=”),请说明理由                     
                     。
4.(2023·北京高考15题节选)(1)S2的空间结构是    。
(2)浸金时,S2作为配体可提供孤电子对与Au+形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由:                     
                                         。
能|力|进|阶
1.(2024·南阳市第一中学月考)Zn的某种化合物M是很好的补锌剂,结构式如图。
(1)1 mol M含有的σ键的数目为    。
(2)常见含氮的配体有H2NCH2COO-、NH3、等,NH3的分子空间结构为    ,的中心氮原子杂化方式为    。
2.(2024·扬州邗江中学段考)SO3和O2的混合气体经光解作用可生成一种新分子B(如图)。
(1)SO3中S的    杂化轨道与O的2p轨道重叠形成σ键。
(2)下列分子中属于非极性分子的是   (填字母)。
a.SO3 b.O3 c. d.CH3F e.P4
3.(2024·西安一中段考)(1)Na3[Co(NO2)6]中的N中N原子为    杂化,空间结构名称为    形。
(2)一种Co(Ⅱ)的配合物结构如图所示,下列说法错误的是    (填字母)。
A.配合物中的氯元素是Cl-
B.配合物中Co2+配位数为4
C.结构中所有N原子有sp2、sp3杂化
D.结构中所有原子共平面
4.(2024·潍坊高三测试节选)(1)NO2与N具有相同的空间结构,NO2可聚合为N2O4,原因是                    
                     。
(2)由于氮的孤电子对之间的相互排斥,使得全氮类物质,如N4()、()非常不稳定,存在时间极短。Zn(N5)2可以稳定存在,原因是                    
                                         。
结构决定性质——解释原因类简答题
知|识|强|化
1.孤电子对对键角的影响(BP—成键电子对,LP—孤电子对)
分子 杂化轨道角度 排斥力分析 实际键角
H2O 109°28' LP—LP>LP—BP>BP—BP 105°
NH3 109°28' LP—BP>BP—BP 107°
COCl2 120° CO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'
2.晶体熔、沸点高低的比较
共价晶体 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>晶体硅
离子晶体 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
金属晶体 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
分子晶体 存在分子间氢键 其熔、沸点较高,如H2O>H2S
组成和结构相似 相对分子质量越大,其熔、沸点就越高,如HI>HBr
真|题|研|析
1.(2024·全国甲卷35题节选)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表,结合变化规律说明原因:                                        
                                         。
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
2.(2024·浙江6月选考17题节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。
   
   
(1)HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序:        ,请说明理由:                                        
                     。
(2)已知HC、HD钠盐的碱性:NaC>NaD,请从结构角度说明理由:                    
                                           。
3.(2023·湖南高考17题节选)
物质 Ga(CH3)3 Et2O CH3I NR3
沸点/℃ 55.7 34.6 42.4 365.8
已知:Et2O(乙醚)可作为配体。
回答下列问题:
(1)晶体Ga(CH3)3的晶体类型是    。
(2)比较分子中的C—Ga—C键角大小:Ga(CH3)3    Ga(CH3)3(Et2O)(填“>”“<”或“=”),其原因是                               。
能|力|进|阶
1.(1)S的键角小于S的原因是                             。
(2)NF3的键角    NH3的键角(填“>”“<”或“=”),理由是                     
                     。
(3)CH3N中H—N—H的键角比NH3中H—N—H的键角    (填“大”或“小”),理由是                     
                                         。
2.(2024·西宁一模)碳酸钡、碳酸镁分解得到的金属氧化物中,熔点较低的是    ,其原因是                     
                                         。
3.(2024·海南部分学校三模)(1)已知:
物质 ZnF2 ZnCl2 ZnBr2 ZnI2
熔点/℃ 872 290 394 446
ZnF2的熔点远高于ZnCl2的主要原因是                    。
(2)已知HF与F-通过氢键结合成H。
①1 mol NH4HF2中含有    mol σ键。
②判断H微粒间能否形成氢键,并说明理由:                    
                                         。
4.(2024·北京西城区一模)(1)沸点:环氧丙烷    CO2(填“>”或“<”),解释其原因:                     
                     。
(2)HCN有酸性但乙炔无明显酸性,HCN的酸性比乙炔的强的原因是                    
                                         。
原子分数坐标和晶胞结构投影图
知|识|强|化
1.原子分数坐标
(1)概念: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,称为原子分数坐标。
(2)原子分数坐标的表示方法
晶胞中的任一个原子的中心位置均可用3个分别小于1的数在立体坐标系中表示出来,如图中位于晶胞原点A(顶角)的原子的坐标为(0,0,0);B点原子分数坐标为;C点原子分数坐标为;D点原子分数坐标为。
2.晶胞结构投影图
晶胞结构 xy平面上的投影图
晶胞结构 xy平面上的投影图
(1)画或判断投影图时,一定要注意x、y、z轴的方向。
(2)表格中晶胞结构模型中的原子也可以换为不同的原子,但在投影图中的位置不变。
真|题|研|析
1.(2024·甘肃高考15题节选)某含钙化合物的晶胞结构如图甲所示,沿x轴方向的投影为图乙,晶胞底面显示为图丙,晶胞参数a≠c,α=β=γ=90°。图丙中Ca与N的距离为    pm;化合物的化学式是    ,其摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值是NA,则晶体的密度为       g·cm-3(列出计算表达式)。
2.(2022·河北高考17题节选)如图是CZTS四元半导体化合物的四方晶胞。
(1)该物质的化学式为        。
(2)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,称作原子分数坐标,例如图中A原子的坐标为( ,,),则B原子的坐标为      。
能|力|进|阶
1.(2024·大庆中学月考)常见的铜的氧化物有CuO和Cu2O两种。已知:CuO晶胞中O2-的位置如图1所示;两种晶胞中Cu+和Cu2+的位置相同,其在晶胞侧视图中的位置相同(如图2),假设两种晶胞的参数相同,CuO晶体的密度是ρ g·cm-3。
(1)CuO晶胞中,铜离子的坐标参数是( ,,)、( ,,)、    和    。
(2)Cu2O晶体的密度是    g·cm-3(用含ρ的代数式表示)。
2.(2024·南开中学检测)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,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)。
3.(2024·福州高级中学段考)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,MnS晶胞结构如图所示:
(1)Mn原子的配位数是    ,距离Mn原子最近的Mn原子有    个。
(2)以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在MnS晶胞坐标系中,1号S原子坐标为(0,0,0),3号S原子坐标为(1,1,1),则2号S原子坐标为    。
(3)已知:MnS晶体的密度为ρ g·cm-3,NA为阿伏加德罗常数的值,则MnS晶胞中阴、阳离子最近距离为         pm(列出计算式即可)。专题二 物质结构与性质
选择题突破二
1.分子(或离子)结构与性质
考向一
真题研析
1.A 中心原子含有孤电子对的分子,其空间结构与VSEPR模型不同,A错误。
2.D N2分子中存在键能较大的N≡N,故相同条件下N2比O2稳定,A项正确;N2O、N均为CO2的等电子体,故其空间结构相同,均为直线形微粒,B项正确;由题给材料可知,N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2,说明N2O中N—O比N—N更易断裂,C项正确;N2O的电子式为则σ键和大π键的数目均为2,数目相等,D项错误。
3.C P原子的3个单电子与苯环形成共用电子对,孤电子对与Ni形成配位键,P对Ni的化合价没有影响,Ni—Cl键中共用电子对偏向Cl,则Ni为+2价,A项正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Cl>P,B项正确;该物质中苯环上碳原子杂化类型为sp2,P形成4个σ键,杂化类型为sp3,C项错误;基态Ni原子核外有28个电子,电子排布式为[Ar]3d84s2,价电子排布式为3d84s2,D项正确。
能力进阶
1.B SO2中心原子价层电子对数为2+(6-2×2)=3,且含有1个孤电子对,空间结构为V形,是极性分子,A项错误;CO2中心原子价层电子对数为2+(4-2×2)=2,没有孤电子对,VSEPR模型名称和空间结构名称相同,都是直线形,B项正确;[Al(OH)4]-中Al采用sp3杂化,而Al(OH)3中Al采用sp2杂化,C项错误;氧的电负性大于硫,D项错误。
2.B Cl2O分子中,中心O原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,其还有2个孤电子对,则结构式为,A正确;Cl2O、H2O、H2S中,中心原子的价层电子对数都为4,都发生sp3杂化,但Cl原子电负性比H大,S原子电负性比O小,则共用电子对最靠近H2O中的O原子,成键电子对间的排斥作用最大,键角最大,所以键角:H2S<H2O、Cl2O<H2O,B错误;C中心C原子的价层电子对数为3+(4+2-3×2)=3,发生的杂化方式为sp2,C正确;形成Cl2时,两个Cl原子发生3p电子云的重叠,p电子云呈哑铃形,则电子云轮廓图为,D正确。
3.C H2O2分子中两个O原子周围均有2个σ键和2个孤电子对,均采取sp3杂化轨道成键,A正确;H2O2和H2O都是极性分子,CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理,相同条件下,H2O2在水中的溶解度大于在CCl4中的溶解度,B正确;共价键的作用力大于氢键大于范德华力,则液态水中的作用力由强到弱的顺序是O—H>氢键>范德华力,C错误;H3O+中心O原子的价层电子对数为3+(6-1-1×3)=4,VSEPR模型为四面体形,含1个孤电子对,空间结构为三角锥形,D正确。
考向二
真题研析
1.A P和Q分子结构对称,正、负电中心重合,都是非极性分子,A错误;同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N,B正确;P的分子式为C24H12,Q的分子式为B12N12H12,P、Q分子都是含156个电子,故1 mol P和1 mol Q所含电子数目相等,C正确;P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键,且P和Q为平面结构,C、B和N均为sp2杂化,D正确。
2.B 同一周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,因此,原子半径:O<N<C,A项正确;同一周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,其中第ⅡA族和第ⅤA族的元素例外,故第一电离能:C<O<N,B项错误;苯酚为极性分子,且可与水分子形成氢键,故在水中的溶解度:苯<苯酚,C项正确;苯和苯酚中C的杂化方式均为sp2,D项正确。
3.D NH3中N为sp3杂化,N中N为sp2杂化,则键角:NH3<N,A项错误;NH2OH为分子晶体,[NH3OH]Cl为离子晶体,则熔点:NH2OH<[NH3OH]Cl,B项错误;由题可知,NH2OH的碱性比NH3·H2O的弱,根据“越弱越水解”,知[NH3OH]+的水解程度大于N的水解程度,且二者水解均使溶液显酸性,则同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl<NH4Cl,C项错误;O的电负性大于N,且O的原子半径小于N,则O与H的结合能力更强,故羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N,D项正确。
能力进阶
1.B NH3分子为三角锥形,为极性分子,CH4分子为正四面体形,为非极性分子,分子极性:NH3>CH4,分子的极性与共价键的极性大小无关,A错误;I2和CCl4都是非极性分子,根据相似相溶原理可知,I2在CCl4中的溶解度较大,B正确;N中N原子发生sp2杂化,离子的空间结构呈平面三角形,P中的P原子发生sp3杂化,离子的空间结构呈正四面体形,结构更稳定,则HNO3的稳定性比H3PO4的差,与HNO3中的氢键数量少无关,C错误;超分子是由两种或两种以上的分子(包括离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体,D错误。
2.C CH4分子中的中心原子C的价层电子对数为4,无孤电子对,NH3分子中的中心原子N的价层电子对数为4,孤电子对数为1,H2O分子中的中心原子O的价层电子对数为4,孤电子对数为2,孤电子对数越多,孤电子对的排斥作用越大,键角越小,则键角大小为CH4>NH3>H2O,A错误;P、S位于同一周期,同一周期主族元素,从左往右第一电离能呈增大的趋势,但P的3p轨道半充满,比较稳定,其第一电离能高于同周期相邻的两种元素,B错误;CO和N2结构相似,相对分子质量相等,但CO为极性分子,N2为非极性分子,因此CO的沸点高于N2的沸点,C正确;F、Cl位于同一主族,同一主族从上到下,原子半径增大,元素非金属性减弱,对应氢化物的稳定性减弱,所以热稳定性:HF>HCl,D错误。
3.B SO2中心原子价层电子对数=2+(6-2×2)=3,采取sp2杂化,含1个孤电子对,空间结构为V形,结构不对称,故为极性分子,A错误;Ge的原子半径较大,未杂化的p轨道很难重叠,Ge原子间难以形成π键,B正确;H2O可以形成分子间氢键,所以H2O的熔点高于H2S,C错误;—CF3属于吸电子基团,使—COOH更易电离出H+,所以CF3COOH的酸性强于CH3COOH,D错误。
2.元素位、构、性推断
考向一
真题研析
1.D X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素,W元素的焰色试验呈黄色,则W为Na元素;Z和Q同族,Z的原子序数是Q的一半,则Z为O元素、Q为S元素;Y原子核外有两个单电子,且原子序数小于O元素,故Y为C元素;结合X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18,则X的最外层电子数为1,故X为H元素或Li元素。C的电负性大于H和Li,故该化合物中C为负价,具有还原性,则该化合物具有可燃性,A项正确;该化合物中S元素为负价,具有还原性,B项正确;Na2O、Na2O2均能与水反应,C项正确;Na2S属于强碱弱酸盐,其溶于水所得溶液呈碱性,D项错误。
2.D 根据基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,且X能和原子序数最小的W形成化合物XW3,可知X是N元素、W是H元素;由Q是ds区元素且焰色试验呈绿色,可知Q为Cu元素;结合基态Y、Z原子有两个未成对电子,与Cu可形成CuZY4,根据原子序数关系可确定Y为O元素,Z为S元素。常温下,单质S呈固态,O2、H2均呈气态,且相对分子质量:O2>H2,则分子间作用力:O2>H2,故单质的沸点:S>O>H,A正确;NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3杂化,但N、O上分别有1、2个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故键角:NH3>H2O,B正确;向CuSO4溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝色Cu(OH)2沉淀,当NH3过量时,Cu(OH)2沉淀溶解生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液,C正确;配合物[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对形成配位键,即其中的配位原子是N,D错误。
3.A W的外层电子数是其内层电子数的2倍,则W为C元素;X、Y的第一电离能都比左右相邻元素的高,则X、Y为第ⅡA族或第ⅤA族的元素,W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素,结合无机盐Y3[ZW6X6]2可知Y为金属元素,则X为N元素,Y为Mg元素;Z的M层未成对电子数为4,根据构造原理知,Z的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Z为Fe元素。W、X、Y、Z四种元素可分别形成的单质有金刚石、氮气、单质镁、单质铁,其中金刚石为共价晶体,熔点最高,A项错误;NH3的中心N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,轨道杂化类型为sp3,B项正确;Mg(OH)2难溶于NaCl溶液,但能与NH4Cl溶液反应:Mg(OH)2+2NMg2++2NH3·H2O,C项正确;Mg3[Fe(CN)6]2中Fe3+有空轨道,CN-提供孤电子对可以与Fe3+形成配位键,D项正确。
能力进阶
1.D X、Y、Z、M均为第三周期主族元素。该周期所有主族元素中,X的第一电离能最大,Y的金属性最强,X是Cl,Y是Na。Z和M原子核外均有2个单电子,Z的原子半径大于M,Z是Si,M是S。离子核外电子层数越多,离子半径越大,则简单离子半径:S2->Na+,A错误;氯气为双原子分子,存在共价键,B错误;钠离子不水解,不能促进水的电离,C错误;基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,所以核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+2=8种,D正确。
2.D 短周期元素中,W的基态原子s能级上的电子总数和p能级上的电子总数相等,W可能为O,也可能为Mg,根据化合物的化学式,W只能为O,W和Z同主族,且属于短周期元素,则Z为S,Y是地壳中含量最多的金属元素,则Y为Al,根据化合物中各元素的化合价代数和为0,则X在该化合物中显+1价,即X为Na。同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,即第一电离能:S>Al>Na,A错误;Z、W简单氢化物分别为H2S、H2O,常温下水为液体,H2S为气体,沸点:H2O>H2S,B错误;一般情况下,电子层数越多,半径越大,相同电子层,原子序数越大,半径越小,因此原子半径大小顺序是Na>Al>S>O,C错误;W3为O3,ZW2为SO2,其中心原子的价层电子对数为2+(6-2×2)=3,空间结构为V形,SO2、O3互为等电子体,空间结构相同,均为V形,D正确。
3.D X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期非稀有气体元素,且分布在不同周期,则X是H,Y元素基态原子的价层电子排布式是nsnnp2n且位于第二周期,则Y是O,Z、Q元素原子的最外层均只有1个电子,Z元素原子中只有两种形状的电子云,则Z只含有s和p轨道,故Z为Na,Q元素基态原子内层轨道均排满电子,则Q为Cu。同周期元素从左到右电负性依次增大,同主族元素从上往下电负性依次减小,钠比铜容易失去电子,铜元素的电负性大于钠元素,故电负性:O>H>Cu>Na,A错误;ZX为NaH,属于离子化合物,B错误;Z2Y2为Na2O2,是过氧化物,阴、阳离子数之比为1∶2,C错误;Q元素位于元素周期表第ⅠB族,位于ds区,D正确。
考向二
真题研析
1.D Z的价电子所在能层有16个轨道,故Z为第四周期元素,结合题给化合物的结构图可知,Z为K元素;W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,结合题给结构图可知,X为O元素、Y为S元素;W形成一个共价键,则W为H元素。电负性:H<S,A错误;H2SO3为弱酸,故酸性:H2SO3<H2SO4,B错误;基态H原子中未成对电子数为1,基态O原子中未成对电子数为2,C错误;K的氧化物溶于水生成KOH,溶液pH>7,S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4,溶液pH<7,D正确。
2.D 由结构图知,Y形成5个共价键,Z形成3个共价键,Z和Y同族,Y的原子序数比Z大,则Z为N元素,Y为P元素;W形成4个共价键,原子序数比N小,则W为C元素;R形成1个共价键,原子序数比C小,则R为H元素;X形成2个共价键,原子序数在N和P之间,则X为O元素。NH3分子间可形成氢键,PH3分子间为范德华力,故沸点:NH3>PH3,A项错误;非金属性:C<N,则最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,B项错误;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅤA族元素由于p能级半充满,为稳定结构,其第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:C<O<N,C项错误;N中N原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,N的空间结构为平面三角形,C中C原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,C的空间结构为平面三角形,D项正确。
3.A 由W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N。非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:Z(O)>Q(S),A正确;同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:Y(N)>X(C),B错误;基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:X(C)=Q(S),C错误;原子半径为O>H,故原子半径:Z(O)>W(H),D错误。
能力进阶
1.A W、X、Y、Z为同一短周期元素,由化合物的组成,可确定Z的最外层电子数为7,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半,则X为Si,Z为Cl,W为Na,若Y为S,则不形成阴离子,所以Y为P,从而得出W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。WZ为NaCl,NaCl晶胞中,Na+的个数为4,A正确;X、Y、Z分别为Si、P、Cl,位于同周期,元素非金属性强弱顺序为Cl>P>Si,B不正确;Y为P元素,其最高价氧化物的水化物是中强酸,C不正确;该新化合物中,Y为P元素,其与2个Si原子各形成1个共用电子对,还获得Na失去的1个电子,所以满足8电子稳定结构,D不正确。
2.A 短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,其中基态W原子核外电子只有一种运动状态,则W为H,基态X原子核外s能级电子数是p能级电子数的4倍,则X基态核外电子排布式为1s22s22p1,X为B,X、Y位于同一周期,由结构式知,Y能形成2个共价键,Y为O,Z能形成一价阳离子,Z为Na。结合结构式可知,M阴离子中的H原子不满足8e-稳定结构,A错误;M阴离子中含过氧键具有强氧化性,故因含有-1价的Y元素(O)而具有强氧化性,B正确;由图可知,B元素形成4个σ键,杂化类型为sp3,O原子形成2个σ键且含有2个孤电子对,杂化类型为sp3,C正确;H分别与B、O形成的二元化合物中只含有共价键,D正确。
3.C X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,由电解液分子的结构可知,X、Y、Z、W、M形成共价键的数目分别为1、4、2、1、6,基态原子X和M的最外层电子数之和等于W的最外层电子数,则X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、W为F元素、M为S元素。同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,则第一电离能大小顺序为F>O>S,A正确;由电解液分子的结构可知,电解液分子中S—F、C—F为sp3-p σ键,B正确;该电解液分子和苯甲醛分子中均没有和N、O、F连接的H,则两分子间不能形成分子间氢键,C错误;CH3F分子的空间结构不对称,属于极性分子,D正确。
3.晶胞结构的分析应用
考向一
真题研析
1.D 在反应2LiH+C+N2Li2CN2+H2中,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是LiH和C,A正确;Li+位于晶胞中的面上,则含有的Li+个数为8×=4,B正确;观察位于体心的可知,与它最近且距离相等的Li+有8个,C正确;的中心原子C原子的价层电子对数为2+×=2,可知为直线形结构,D错误。
2.C 纯金为24K,则18K金中金的质量分数为75%,Ⅰ中Au位于体心,个数为1,Cu位于顶点,个数为8×=1,则Au的质量分数为×100%≈75%,为18K金,A正确;Ⅱ中Au位于顶点,个数为8×=1,Cu位于面心,个数为6×=3,晶体化学式为Cu3Au,1个Cu周围有4个Au,则1个Au周围有12个Cu,Au的配位数是12,B正确;Ⅲ中Au-Cu和Au-Au的最小核间距均为面对角线长度的,故最小核间距Au-Cu=Au-Au,C错误;结合上述分析可知,Ⅰ中Au、Cu原子个数比为1∶1,Ⅱ中Au、Cu原子个数比为1∶3,Ⅲ中Au位于面心,个数为6×=3,Cu位于顶点,个数为8×=1,Au、Cu原子个数比为3∶1,D正确。
3.D 同周期元素从左到右电负性逐渐增强,电负性:Mg<Cl,A项正确;镁为金属元素,单质Mg为金属晶体,B项正确;由图甲可知,该晶体中存在层状结构,则层与层之间存在范德华力,C项正确;由图乙中结构可知,与Mg2+距离最近且相等的Cl-有6个,故Mg2+的配位数为6,D项错误。
能力进阶
1.D 由图1知,Ti位于顶角,Fe位于体心,每个晶胞中含有的Ti原子个数=8×=1,含有的Fe原子个数为1,则钛铁合金的化学式为TiFe,A正确;由图1知,该晶体中每个Fe被8个Ti所形成的立方体包围,每个Ti亦被8个Fe所形成的立方体包围,即钛铁合金中每个Ti周围距离最近且相等的Fe有8个,B正确;合金与纯金属相比,一般熔点更低,硬度更大,C正确;由图2知,Ti位于长方体结构的顶角和棱上,Fe位于长方体结构内部,H位于体心和面上,每个长方体结构中含有的Ti原子个数=8×+4×=2,含有的Fe原子个数为2,含有的H原子个数=10×+1=6,原子个数比为Ti∶Fe∶H=2∶2∶6=1∶1∶3,则理论上形成的金属氢化物的化学式:TiFeH3,D错误。
2.B Ni与Mn原子均位于顶角,且个数相同,因此配位数也相同,A正确;图给结构单元中,La个数是1,Ni与Mn个数均为4×=0.5,O的个数为6×=3,晶体化学式为La2MnNiO6,B错误;O空位的形成有利于O2-的传导,因为空位处动能大,离子移动快,C正确;晶体化学式为La2MnNiO6,考虑晶体缺陷则是La2MnNiO5.7,设+3价La为x个,+4价La为y个,则x+y=2,3x+4y+5=5.7×2=11.4,解得x=1.6,y=0.4,+3价与+4价La原子个数比为4∶1,D正确。
3.B 去插层过程中Cs元素均转化为CsI,A错误;根据均摊原则,晶胞中含有V原子数为8×+4×=4、Se原子数为8×+2=4、O原子数为8×+1=2,N的化学式为V2Se2O,B正确;根据图示,M中与Cs原子最临近的Se原子有8个,C错误;N中V原子位于Se原子围成的正方形中心,D错误。
考向二
真题研析
1.B 由均摊法知,结构1中含Co数目为×4+4=4.5,含S数目为×12+1=4,Co、S个数比为9∶8,则结构1钴硫化物的化学式为Co9S8,A正确;由晶胞2可知,S与S的最短距离为面对角线长度的,即a,B错误;晶胞2中Li与周围4个S形成正四面体结构,故晶胞2中距Li最近的S有4个,C正确;如图:,当2个晶胞2放在一起时,图中粗线框截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确。
2.D 该晶胞中Bi的个数为12×+1=4,F的个数为8×+6×+8=12,故该铋氟化物的化学式为BiF3,A正确;将晶胞均分为8个小立方体,则晶胞体内的8个氟离子位于8个小立方体的体心,以M为原点建立坐标系,设N的原子分数坐标为(0,0,1),则T的原子分数坐标为( 1,,),S的原子分数坐标为( ,,),则粒子S、T之间的距离为×a pm=a pm,B正确;该晶体密度为 g·cm-3= g·cm-3,C正确;以题给晶胞体心处铋离子为研究对象,距离其最近的氟离子为位于该晶胞体内的8个氟离子,D错误。
3.C 由图可知,晶胞中K在顶角,数目为×8=1,Ca在晶胞的体心,数目为1,B在晶胞的面上,数目为×2×6=6,C也在晶胞的面上,数目为×2×6=6,故晶体的最简化学式为KCaB6C6,A项正确;由晶胞图可知,与Ca2+最近且距离相等的K+有8个,而晶胞中Ca2+、K+数目之比为1∶1,故与K+最近且距离相等的Ca2+也有8个,B项正确;结合图示可知,B、C原子围成的多面体,有6个面位于晶胞的六个面上,上半部分和下半部分还各有4个面,故该多面体中共有14个面,C项错误;该晶胞的摩尔质量为217 g·mol-1,晶胞体积为(a×10-10)3 cm3,故晶体密度为 g·cm-3,D项正确。
能力进阶
1.B K+在8个顶角和2个面心,均摊为×8+×2=2,根据化学式可知,的个数为2个。中中心原子价层电子对数=2+(5+1-2×3)=2,没有孤电子对,空间结构为直线形,A正确;由图知,以晶体中左侧底角的K+为例,在xy平面有4个,在xz平面有4个,故每个K+周围距离最近且相等的共有8个,B错误;晶胞质量为 g,密度为 g·cm-3,C正确;测定晶体结构的方法是X射线衍射法,D正确。
2.D 晶胞中Cu的个数为8×+1=2,K的个数为8×+2=4,F的个数为16×+4×+2=8,则Cu、K、F的个数比为1∶2∶4,X的化学式为K2CuF4,反应的化学方程式为4K+CuCl2+2F22KCl+K2CuF4,所以CuCl2与F2的物质的量之比为1∶2,A正确;基态F原子电子排布式为1s22s22p5,核外电子占据5个原子轨道,有5种空间运动状态,B正确;由晶胞结构图,Cu原子填充在由F原子构成的八面体空隙中,C正确;化合物X的密度即晶体的密度,即ρ= g·cm-3,D错误。
3.D 根据题意分析立方体A、B均是一个面心立方晶胞,S原子位于晶胞的顶角和面心,Cu、Fe、Sn分别位于体对角线上,因此用均摊法算出立方体A或立方体B中各原子个数为S:4,Cu:2,Fe:1,Sn:1,因此该硫化物的化学式为Cu2FeSnS4,A正确;晶胞中距离Fe、Sn和Cu最近且相等的S都是4个,晶胞中Cu、Fe、Sn的配位数均为4,B正确;由晶胞结构可知,晶胞中部分原子的分数坐标为S(0,0,0)、Fe( ,,),则晶胞中Sn原子的分数坐标可以为( ,,),C正确;晶胞中Sn和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半,为a pm,D错误。
非选择题突破一
命题热点1
真题研析
1.
2.2 +4价
解析:基态ⅣA族元素原子的价电子排布式为ns2np2,核外未成对电子数为2;在形成化合物时,呈现的最高化合价为+4价。
3.
4.(1)AB (2)CD
解析:(1)根据原子核外电子排布规律,基态Ar原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种,A项正确;Na的第二电离能是指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态Na2+所需的最低能量,Na+和Ne具有相同的电子层结构,Na+的核电荷数大于Ne,Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne的,故Na的第二电离能>Ne的第一电离能,B项正确;Ge的原子序数为32,基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,C项错误;基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,Fe原子变成Fe+,优先失去4s轨道上的电子,D项错误。(2)同一周期从左到右,元素的电负性依次增强,故电负性顺序为O>N>B,A错误;核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故半径顺序为P3->S2->Cl-,B错误;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,但第ⅤA族反常,故电离能顺序为Ge<Se<As,C正确;基态Cr2+的简化电子排布式:[Ar]3d4,D正确。
能力进阶
1.(1) ac c
(2)F>Cl>S>Si F>Cl>S>Si
2.(1)3 3 (2)Ga2O3
3.(1)哑铃形 (2)AB
4.(1)7 3d54s1
(2)140 O-带负电荷,对再得到的电子产生排斥,克服斥力需要消耗能量
(3)O>N>C>H
命题热点2
真题研析
1.(1)bd (2)C sp3
解析:(1)CaC2中Ca2+与之间为离子键,中C与C之间为非极性共价键,故不存在极性共价键和配位键。(2)该物质中含有H、C、Si元素,其中C的电负性最大;Si形成4个σ键,杂化轨道类型为sp3。
2.(1)平面三角形 (2)sp3杂化
解析:(1)SnCl2中Sn的价层电子对数为2+×(4-2×1)=3,故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形;(2)SnCl4中Sn的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,有4个σ键、无孤电子对,故Sn采取sp3杂化,则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键。
3.sp3 < —NH2中N有孤电子对,对成键电子对排斥力大,键角小
4.(1)四面体形
(2)S2中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基S原子含有孤电子对,能做配位原子
能力进阶
1.(1)20NA (2)三角锥形 sp杂化
2.(1)sp2 (2)ae
3.(1)sp2 V (2)BD
4.(1)NO2分子中N原子的杂化轨道中存在单电子 (2)与Zn2+形成配位键,使N原子的孤电子对转变为成键电子对,排斥力变小
解析:(1)NO2与N空间结构相同,则NO2的中心原子N也为sp2杂化,3个sp2杂化轨道中,2个容纳2个成键电子对,1个容纳1个单电子,两个NO2分子中的单电子配对成键,形成N2O4。(2)由的结构可知其孤电子对数目较多,对成键电子对的排斥力大,不稳定,而与Zn2+形成化合物时,中的孤电子对与Zn2+中的空轨道结合形成配位键,成键电子对之间的排斥力小,所以Zn(N5)2能稳定存在。
命题热点3
真题研析
1.SnF4为离子晶体,其熔点高于其他三种物质,SnCl4、SnBr4、SnI4均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔点越高
2.(1)HC>HB>HA O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:CO>CS>CSe,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,其中羟基与H2O形成的氢键逐渐增强 (2)S的原子半径大于O的原子半径,S—H的键长大于O—H,S—H的键能小于O—H,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性:HD>HC,C-的水解能力大于D-,碱性:NaC>NaD
3.(1)分子晶体 (2)> Ga(CH3)3中Ga为sp2杂化,Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化
解析:(1)晶体Ga(CH3)3的沸点较低,为分子晶体。中Ga为sp2杂化,Ga(CH3)3(Et2O)中Ga为sp3杂化,因此C—Ga—C键角大小:Ga(CH3)3>Ga(CH3)3(Et2O)。
能力进阶
1.(1)S中无孤电子对,S中有1个孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力更大,导致S的键角小于S
(2)< F的电负性比H大,NF3中N原子周围电子云的密度减小,成键电子对之间的排斥力较小,因而键角较小
(3)大 CH3N中N形成4个σ键,而NH3分子中N有1个孤电子对,孤电子对对H—N的排斥力更大,H—N—H的键角变小
2.BaO 由于BaO、MgO均为离子晶体,阴离子相同,阳离子电荷相同,镁离子半径比钡离子半径小,MgO的离子键键能较大,其熔点较高,BaO熔点较低
3.(1)ZnF2是离子晶体,ZnCl2是分子晶体
(2)①5 ②不能,在H(F—H…F-)离子中,氢原子已经形成氢键,H离子间没有形成氢键的氢原子
4.(1)> 二者均为分子构成的物质,环氧丙烷的相对分子质量更大,分子的极性更大,范德华力更大
(2)N原子的电负性大,—CN具有吸电子效应,使HCN中H—C的极性更大,更易断裂
命题热点4
真题研析
1.a Ca3N3B ×1030
解析:图丙中的Ca位于正方形顶点,N位于正方形中心,故Ca与N的距离为a pm;由均摊法可知,晶胞中Ca的数目为8×+2=3,N的数目为8×+2×=3,B的数目为4×=1,则该化合物的化学式为Ca3N3B;该晶胞体积为a2c×10-30 cm3,则晶体的密度为×1030 g·cm-3。
2.(1)ZnSnCu2S4 (2)( ,,)
解析:(1)由晶胞结构可知,位于顶角和体心的锌原子个数为8×+1=2,位于面上的铜原子个数为8×=4,位于面心和棱上的锡原子个数为2×+4×=2,位于体内的硫原子个数为8,则该物质的化学式为ZnSnCu2S4。(2)若将晶胞先分为上下两个相等的正方体后再将每个正方体继续分为8个相等的小正方体,则B原子位于上面的正方体分割成的8个小立方体中位于右下后方的小立方体的体心,由A原子的坐标为( ,,)可知,B原子的坐标为( ,,)。
能力进阶
1.(1)( ,,) ( ,,) (2)0.9ρ
解析:(1)由晶胞结构可知,晶胞中氧离子位于顶角和面心,晶胞中4个铜离子位于体对角线的处,坐标参数分别为( ,,)、( ,,)、( ,,)和( ,,)。(2)由题意可知,氧化铜和氧化亚铜的晶胞中铜原子的个数相同,由两者晶胞参数相同可知,晶胞体积相同,则晶体的密度之比为∶,所以氧化亚铜的密度为0.9ρ g·cm-3。
2.a 
解析:如图所示,CD距离为y,该长度为体对角线BC长度的=××a pm=a pm;该晶胞中Mg原子位于8个顶角上,6个面心上,在晶胞内部有4个Mg原子,所以Mg原子个数=8×+6×+4=8,Cu原子位于晶胞内部,有16个;晶胞体积=(a×10-10 cm)3,晶胞密度== g·cm-3= g·cm-3。
3.(1)6 12 (2)( ,1,) (3)××1010
解析:(1)晶胞中Mn原子周围有6个S原子与Mn原子的距离最近,则Mn原子的配位数为6;晶胞中位于体心的Mn原子与位于棱上的Mn原子距离最近,则距离Mn原子最近的Mn原子有12个。(2)位于顶角的1号S原子和3号S原子的坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1),则晶胞的边长为1,位于面心的2号S原子坐标为( ,1,)。(3)晶胞中位于顶角和面心的硫原子个数为8×+6×=4,位于棱上、体心的锰原子个数为12×+1=4,设晶胞的参数为a pm,由晶胞的质量公式可得:=(a×10-10)3ρ,解得a=×1010,晶胞中阴、阳离子最近距离为面对角线长的,距离为××1010 pm。
大题突破一 物质结构与性质综合题
真题研析
1.(1)四 ⅦB Cr (2)MnO2 降低 A (3)正四面体形 sp2 (4)FDCA形成的分子间氢键更多
解析:(1)Mn的原子序数为25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2,未成对电子数有5个,同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,有6个未成对电子。
(2)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为1+8×=2,O的数目为2+4×=4,即该氧化物的化学式为MnO2;MnOx晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,Mn的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;所给氧化物中Ca的化合价只有+2价,其余金属元素的化合价均可降低到比O大的价态,说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质。
(3)B中B形成4个σ键(其中有1个配位键),为sp3杂化,空间结构为正四面体形;咪唑环存在大π键,N原子形成3个σ键,杂化方式为sp2。
(4)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
2.(1)同素异形体 金刚石 范德华力 
(2)③ +2 配位 
(3)sp3 离子 2 
解析:(1)图1所示物质为碳元素形成的不同单质,互为同素异形体。金刚石是碳原子间通过共价键形成的立体网状结构,为共价晶体;石墨属于混合型晶体,C60为典型的分子晶体,C60间的作用力是范德华力;碳纳米管是纳米级石墨晶体。(2)酞菁分子中所有原子共平面,由酞菁的结构可知,酞菁分子中间有一个空腔,由8个碳原子和8个氮原子围成,这个空腔存在一个18电子的大π键,其中两个—NH—基团各提供两个p电子,其他的氮原子和碳原子各提供一个p电子,故p轨道能提供一对电子的N原子是③号N原子;钴酞菁分子中钴离子的化合价为+2价,氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。(3)根据AlCl3形成的二聚体结构,可知每个Al和4个Cl成键,杂化轨道类型为sp3杂化。AlF3的熔点远高于AlCl3,则AlF3为离子晶体,铝氟之间形成的是离子键。由AlF3中的原子个数比,可知该晶胞中顶角为Al3+,棱心为F-,则与F-距离最近的Al3+有2个,即F-的配位数为2。该晶胞中Al3+数目为8×=1,F-数目为12×=3,即1个晶胞中含1个AlF3,根据晶胞的参数可知,晶体密度ρ= g·cm-3。
能力进阶
1.(1)O 6 (2)1∶2 三角锥形 (3)sp3、sp2 N(CH3)3
(4)SiO2为共价晶体,SeO2为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点 (5)范德华力 3 a2cNA×10-36
解析:(1)Se与O均是第ⅥA族元素,因此电负性较大的是O;Se的最外层为6个电子,基态Se原子价层电子的运动状态有6种。(2)SO2+中S原子价层电子对数=1+×(6-2-2)=2,有1个孤电子对,sp杂化,电子式为[︰S O︰]2+,化学键为三键,σ键和π键数目之比为1∶2;S中心原子S原子的价层电子对数为3+(6+2-3×2)=4,有一个孤电子对,为三角锥形。(3)N(CH3)3中N原子形成三角锥形,N原子为sp3杂化,N(SiH3)3中N原子形成平面三角形,N原子为sp2杂化;因为N(CH3)3有孤电子对,所以N(CH3)3更易形成配合物。(4)由于SiO2为共价晶体,SeO2为分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点。(5)同一条链内原子作用很强,相邻链之间原子作用较弱,所以相邻链之间原子作用为范德华力;由晶胞的投影图可知,把投影图中三个硒原子看成是一个整体,则一个晶胞中硒原子的个数为12×+12×=3;晶胞的摩尔体积为Vm===a2cNA×10-36m3·mol-1。
2.(1)15 (2)①A ②sp3 N>C>H ③二者均为分子晶体,乙二胺分子之间可以形成氢键,三甲胺分子之间不能形成氢键 (3)氮元素电负性更小,更容易给出孤电子对形成配位键 (4)①( ,,) ②50 ③×100%
解析:(1)基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,含有15个有电子的轨道,核外电子的空间运动状态有15种。(2)①Cu2+与乙二胺所形成的配离子内部粒子间含有C—N、C—H、N—H、C—C和N—Cu,C—N、C—H和N—H为极性键,C—C为非极性键,N—Cu之间的化学键是配位键,不含有离子键,选A;②乙二胺分子中氮原子全部形成单键,其杂化轨道类型为sp3,元素的非金属性越强,其电负性越大,电负性大小顺序是N>C>H;③乙二胺分子中N原子上连接有氢原子,可形成氢键,而三甲胺分子中氮原子上没有连接氢原子,不能形成氢键,故乙二胺的沸点比三甲胺高很多。(3)向含Cu2+的溶液中加入足量氨水,可生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+,是因为N元素电负性更小,更易给出孤电子对形成配位键。(4)①C点位于体对角线的处,根据A点和B点的晶胞参数,容易写出C的晶胞参数为( ,,);②由晶胞结构可知,Cu形成的正四面体空隙有8个,其中4个被S原子占据,则该晶体的正四面体空隙填充率为50%;③由公式ρ==d g·cm-3,解得V= cm3,该晶胞中Cu原子个数=8×+6×=4,S原子个数是4,所有原子体积=π[(a×10-10cm)3+(b×10-10cm)3]×4,该晶体中原子的空间利用率=×100%=×100%=×100%。
1 / 3

展开更多......

收起↑

资源列表