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要求,反应器内的温度至少为400℃。实际工业生产 的键长比 H—Cl键的键长长。(3)Cu元素原子的3d
采用500℃而不采用更高的温度,原因是:从图形可 轨道处 于 全 满 状 态。Cu2S煅 烧 时 生 成 SO2,不 是
知升高温度消耗更多能量而粒径几乎不再减小。(4) SO3。(4)将已知反应的前一个方程式乘2,再减去后
有 关 化 学 方 程 式 为:4C4H9OH+TiCl4 +4NH3 一个方 程 式 得:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+
苯溶剂
( ) 。() S(s) ΔH=-270.0kJ· TiOCH +4NHCl 5 尾气冷凝后的 mol
-1。
4 9 4 4
, 4.(1)N ()混合物18.4kg 其中含正丁醇和水的物质的量之比
2Cl K
() 2 2 6 2 6 6 2
为1∶1,则 二 者 物 质 的 量 为 18.4/(74+18)= 3Fe 1s2s2p3s3p3d4s
() 2
0.2kmol,则根据方程 式 Ti(OC H 4Cu 1s2s
22p63s23p63d104s1
4 9)4 + 2H2O
【解析】 (1)A元素基态原子的最外层有 个未500℃ 3
TiO2+4C4H9OH可得混合气化时应加入水 成对电子,次 外 层 有2个 电 子,则 其 价 电 子 构 型 为
的质量为(0.1+0.2)×18kg=5.4kg。 2s22p3,元素符号为N。(2)B元素的负一价离子的电
专题31 物质结构与性质 子层结构与氩相同,则B为Cl元素,C元素的正一价
离子的电子层结构与氩相同,则C为 K元素。(3)D
十年高考母题原型训练 元素的正三价离子的3d亚层为半充满,即三价阳离
子的构型为3d5,则原子的价电子构型为3d64s2,元
A组 素 符 号 为 Fe,基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p6题源1 3d
64s2。(4)E元素基态原子的 M层
全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子即
1.C 【解析】 能量越高的电子在离核越远的
价电子构型为3d104s1,所以它的元素符号为 ,其
区域内运动,也就越容易失去, CuA正确;电离能是原子
基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2, 3p
63d104s1。
失去电子时所要吸收的能量 能量越高的电子在失去
5.(1)
时消耗的能量也就越少,因而电离能也就越小,B正
确;同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比
s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层
p轨道电子能量高,C错误;电子首先进入能量最低、
离核最近轨道运动,D正确。
2.D 【解析】 A、B、C三个选项只是表达出氦
原子核外有2个电子,而D项能详尽地描述出电子的
运动状态。
3.(1)
16 S
三 ⅥA HClO4 () 硫
(2)2 H—Cl H—
2
S
() 2 2 32 3s
23 4
31s2s2p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
p
高温 (3)Al S H2SO4 Al(OH)3
2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2 (4)周期性变化 元素的周期数即为该元素原子
(4)2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s) 的核外电子层数;元素的主族序数即为该元素原子的
ΔH=-270.0kJ·mol-1 最外层电子数
【解析】 本题主要考查元素的位、构、性知识,意 【解析】 (1)题 要 求 学 生 必 须 熟 记 周 期 表 的 结
在考查考生的分析推理能力。X的核外电子排布式 构。(2)题中周期表的排布规律:对主族元素而言,周
为1s22s22p2,是C元素;Y是S元素;Z是Cl元素;W 期序数=电子层数,最外层电子数=主族序数;由主
的原子序数为63-34=29,是Cu元素。(1)Cl的非 族元素核外电子排布规律可得甲为元素S。(3)由原
金属性 比S的 非 金 属 性 强,所 以 HClO4 的 酸 性 比 子核外电 子 排 布 规 律 可 得 乙 的 最 外 层 电 子 排 布 为
H2SO4 的酸性强。(2)CS2 分子中有2个双键,双键 3s23p1,可推知该元素为Al。由同一周期从左到右原
中有一个键是σ键,一个键是π键。Cl的电负性比S
子半径由大变小的规律可知半径Al>S,根据非金属
的电负性强,所以H—Cl键的极性比H—S键的极性
的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性
强;S的原子半径比Cl的原子半径大,所以 H—S键
越强,可得酸性 H2SO4>Al(OH)3。
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题源2 以Q的核电荷数为24,应为Cr元素。(4)E在元素
1.B 【解析】 本题主要考查对离子键的理解。 周期表的各元素中电负性最大
,应为F元素,它的氢
, , 化物为HF。金属元素电负性越小 非金属元素电负性越大 电负 HF在水溶液中形成的氢键可从:HF和
、
性差越大,形成的离子键中共价键成分越少。在四个 HF H2O和 H2O、HF和 H2O(HF提供氢)、H2O和
选项中涉及金属元素有Li、Na、Mg三种,其中电负性 HF
(H2O提供氢)四个方面来考虑。
5.(1)1s22s2 1最小的为Na;涉及非金属元素有F、Cl、O三种,其中 2p (2)bc (3)平面三角形 层
电负性最大的为F。故Na与F形成的化合物中离子 状结构中没有自由移动的电子 (4)sp
3 高温、高压
键成分最多,共价键成分最少。B项正确。 (5)2
2.A 【解析】 本题主要考查分子极性的判断, 【解析】 (1)硼的原子序数为5,故其基态硼原
、 。 子的电子排布式为1s2 2 1配位键 元素电负性等概念及原子晶体的性质 AB 2s2p。(2)a项立方相氮化硼n
型化合物,若中心原子A的化合价等于其族序数,则 只含有σ键,错误;b项六方相氮化硼层间存在分子
该化合物为 非 极 性 分 子,故SO 为 非 极 性 分 子,而 间作用力,该作用力小(同石墨),质地软,正确;c项3
SO 为极性分子,A项错误。NH+ 中有一个 N—H 两种晶体中的B—N键均为为共价键,正确;d项立方2 4
键为配位键,[Cu(NH )]2+ 中Cu2+ 与4个 NH 之 相氮化硼属于原子晶体,错误。(3)六方相氮化硼晶3 4 3
间全部以配位键结合,B项正确。元素的电负性可以 体层内一个硼原子与相邻3个氮原子形成3个σ键,
衡量元素的原子获得电子能力的大小,电负性越大, 无孤对电子,其构成的空间构型为平面三角形;其结
越易得到电子,故C项正确。原子晶体微粒间的作 构与石墨相似,但六方相氮化硼晶体的层状结构中没
用力是共价键,共价键作用力强,键能大,导致原子晶 有自由移动的电子,故不导电。(4)立方相氮化硼晶
体具有较高的熔点和较大的硬度,故D项正确。 体中,硼原子与相邻4个氮原子形成4个σ键(其中
3.C 【解析】 石墨具有平面正六角形结构,可 有1个配位键),故硼原子的杂化轨道类型为sp
3;根
判断其中C原子是sp2 杂化,“在硼酸[B(OH)]分子 据“含立方相氮化硼晶体的天然矿物在青藏高原地下3
中,B原子与3个羟基相连”,由于σ 单键能够旋转, 约300km的 古 地 壳(在 高 温、高 压 环 境 下)中 被 发
使O—H键位于两个平面之间,因而能够形成氢键, 现”,可推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化
从而 使 晶 体 的 能 量 最 低,达 到 稳 定 状 态,故 C 项 硼需要的条件是“高温、高压”。(5)NH4BF4(氟硼酸
正确。 铵)含有 NH
+
4 、BF- +4 离子,1个 NH4 离子中含有1
4.(1)S C (2)V形 直线形 SO 因为 个配位 键,1个BF
-
4 离 子 中 也 含 有1个 配 位 键,故2
CO2 是非极性分子,SO2 和 H2O都是极性分子,根 1molNH4BF4 含有2mol配位键。
据“相似相溶”原理,SO 在 H O中的溶解度较大 6.(1)2s22 2 2p
4 V形 (2)2F2+2H2O 4HF
(3)Cr 四 1s22s22p63s23p63d54s1 +6 (4)F— +O2 (3)MgO 晶格能大 sp
3 和sp2 120° (4)
H…F F—H…O O—H…F O—H…O 3∶1∶1 (5)紫 激发态的电子从能量较高的轨道
【解析】 本题考查题型为物质结构中的元素推 跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)
断题。考查内容有元素核外电子排布、原子结构、元 光的形式释放能量
素含量分布、元素电负性、分子立体结构、分子极性与 7.(1)CH4 SiH4 sp3 sp3 正四面体 (2)
溶解度的关系,元素化合价和氢键。考查 的 知 识 点 分 子 原 子 (3)CO2 (4)C (5)Zn
多,其中分子空间结构、分子极性与非极性和氢键的 1s22s22p63s23p63d10
内容对学生提出了更高的要求。 【解析】 由“Y原子的L层p轨道中有2个电
(1)X原子核外的 M层中只有两对成对电子,其 子”知其电子轨道排布式为1s22s22p2,故是碳元素。
外围电子排布应为3s23p4,可推得该元素为S元素; 由“Z与Y原子的价层电子数相同”可判断Z可能是
Y元素原子核外的L层电子数是 K层的两倍,K层 Si或Ge。由“W原子的L层电子数与最外层电子数
有2个电子,则L层应有4个电子,该原子核外有6 之比为4∶1”,判断 W最外层有2个电子,由“其d轨
个电子,应为C元素。(2)地壳内含量最高的元素是 道中的电子数与最外层电子数之比为5∶1”,判断出
氧元素,故Z元素应为氧元素,XZ2 是SO2,YZ2 是 其d轨道有10个电子,则 W是锌,30号元素,再根据
CO2,分子空 间 结 构 是 由 价 层 电 子 对 互 斥 模 型 得 出 “它们的核电荷数依次增加,且核电荷数之和为51”
的。(3)Q的核电荷数是X和Z的核电荷数之和,所 推断出X是氢元素,Z是硅元素。H2O分子是V形,
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是极性分子;CO2 分子是直线形,是非极性分子。 1,即氮原子的价层电子对数是3,由于含有一对孤对
题源3 电子,因此其离子的立体构型是V形。
() 3 杂 化 () () (3)根据晶胞结构可知,阳离子在8个顶点和体1.1 sp 2 O>S>Se 3 34
2 6 10 () 心处各一个,则根据均摊法可知,阳离子个数3s3p3d 4 强 平面三角形 三角锥形 =1+8
(5)①第一步电离后生成的负离子较难再进一步 1× =2个。阴 离 子 在 上 下 面 各2个,晶 胞 内 部2
电离出带正电荷的氢离子;
8
H2SeO4 和 H2SeO3 第一
1
步电离产生的氢离子抑制第二步电离,所以第一步电 个,则阴离子个数=4×2+2=4
个,因此晶胞中阴
离程度大于第二步电离程度 离子与阳离子的个数之比是4∶2=2∶1。
②H2SeO3 和 H2SeO4 可表示为(HO)2SeO 和 (4)将R单质的粉末加入氨气的浓溶液中,通入
(HO)2SeO2,H2SeO3 中的Se为+4价而H2SeO4 中 氧气,充分反应后溶液呈深蓝色,这说明在反应中铜
的Se为+6价,正电性更高,导致Se-O-H 中 O 被氧化为铜离子与氨气结合形成配位键,则该反应的
的电子更向Se偏移,越易电离出 H+ 离 子 方 程 式 是 2Cu + 8NH3 · H2O + O2
4×(65+32)g·mol-1 2[Cu(NH 2+ -3)4] +4OH +6H2O。
() 6.02×10
23mol-1
6 (540×10-10cm)3 =4.1 B组
270 1352
或 或1353 ·· ··
1-cos109°28' 109°28' 1.D 【解析】 CO2 的电子式是
·
· O· · · · ·· ·C· · O·,
sin 2 次氯酸的结构式为H—O—Cl,N原子的轨道表示式为:
【解析】 本题考查物质结构与性质相关知识, 1s 2s 2p
(1)S8 为环状立体结构,杂化类型为sp3。(4)SeO3 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ,故A、B、C项不正确。
杂化 类 型 为sp2,故 分 子 立 体 构 型 为 平 面 三 角 形; 2.CD
SO2-3 是sp3 杂化,因 此 立 体 构 型 是 三 角 锥 形。(6) 3.C 【解析】 NH+4 、CS2、HCN、PCl3,VSEPR
Zn2+在晶胞顶点与其相邻的三个面的面心构成的正 模型分子分别为正四面体形、直线形、直线形、空间四
四面体空隙中过b点向上面作垂线,构成直角三角形, 面体形,其中前三者中心原子均参与成键,立体结构
两边分别为 2/4a,1/4a,可求出斜边为 3/4a。(a 为 就是VSEPR模型,PCl3 分子中有1对孤对电子,所
晶胞边长)。 以立体结构为三角锥形。
2.(1)1s22s22p4 Cl (2)V形 O (3)2∶1 4.C 【解析】 单原子分子内不存在共价键,如
(4)2Cu+8NH3·H2O+O2 2[Cu(NH )]2++ He、Ar等,A项错误;某些原子晶体,如二氧化硅晶3 4
4OH-+6H O 体中原子间存在极性共价键,B项错误;离子晶体中2
【解析】 X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序 一定含有离 子 键,还 可 能 含 共 价 键,如 NaOH 是 由
。 + - -数依次增大 XY2是红棕色气体,该气体是 NO ,则 Na 和OH 结合而成的离子晶体,OH 中含 O—H2
X是氮元素,Y是氧元素,X与氢元素可形成XH ,该 共价键,C项正确;金属晶体的熔、沸点一般较高,但3
气体是氨气;Z基态原子的 M层与K层电子数相等, 也有部分金属的熔、沸点较低,如常温下汞为液态,D
则该元素的原子序数是2+8+2=12,即为镁元素; 项错误。
R2+离子的3d轨道中有9个电子,因此R的原子序 5.D 【解析】 p电子云重叠时,首先头碰头最
数是18+9+2=29,即为铜元素。 大重叠形成σ键,py、pz 电子云垂直于px 所在平面,
(1)氧元素的原子序数是8,则根据核外电子排 只能“肩并肩”地重叠形成π键,双键中有一个σ键、
布规 律 可 知,氧 元 素 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 是 一个π键,三键中有一个σ键、两个π键,π键不能单
1s22s22p4;同周期自左向右元素的第一电离能逐渐 独形成,A、C正确;σ键特征是轴对称,π键呈镜面对
增大,镁是第三周期,则所在周期中第一电离能最大 称,不能绕键轴旋转,B正确;稀有气体为单原子分
的主族元素是Cl元素。 子,不存在化学键,D不正确。
(2)根据价层电子对互斥理论可知,NO-2 离子中 6.B 【解析】 根据未成对电子是由哪个轨道
5+1-2×2 提供的判断。H2 是s-sσ键;HCl是s-pσ键;Cl2
心原子氮原子含有的孤对电子对数= 2 = 是p-pσ键;F2 是p-pσ键。
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7.C 【解析】 NH3 分子中的N和CH4 分子中
(4)
7202
的C都是sp3 杂化,形成4个杂化轨道。A项和B项 d3NA
错误;D项与题意无关;C项正确。 (5)CH2 CH2+Br2 →BrCH2CH2Br(答案
8.B 【解析】 惰性气体是单原子分子,属于分 不唯一)
子晶体,不存在化学键,所以 A项错;在SiO2 晶体中 【解析】 Ⅰ.C项,用金属的电子气理论只能解
每个硅原子与四个氧原子以 共 价 键 相 结 合,所 以C 释金 属 的 物 理 性 质,不 能 解 释 金 属 易 腐 蚀;D 项,
项错;在金属中,汞在常温下为液体,熔点很低,所以 H O+3 中 H和O,NH4Cl中 N和 H、[Ag(NH +3)2]
D项错。 中Ag和N存在配位键。Ⅱ.(3)金刚石的晶胞中8
9.A 【解析】 本题考查化学键、分子极性、熔 个C在顶点,6个碳在面心,4个C在内部,则每个冰
沸点、化学方程式的书写。由结构知S2Cl2 分子中正 1 1
晶胞平均占有水分子个数为8× +6× +4=8。
电荷与负电荷的重心并不重合,为极性分子,A错;分 8 2
子晶体的熔沸点与相对分子质量有关,S2Br2 相对分 (4)C60的晶体为面心立方堆积,则含C60的个数为8
子质量较大,熔沸点较高,C正确;S2Cl2 与水发生歧 1 1× +6× =4,设晶胞的边长为a,则 2a=2d,a
化反应,D正确。 8 2
10.CD 【解析】 CS2 为平面直线形的非极性 720 7202= 2d,故晶体的密度为 ×4÷(2d)3= 3 。
分子,A错;ClO- 中Cl以sp33 杂化与O成键,其空间 NA d NA
2 3
构型为三角锥形,B错;SF 中S将取sp3d2 杂化,空 (5)sp杂化的碳为形成双键碳原子,sp 杂化的碳为6
间构型为正八面体,故选CD。 形成单键碳原子,可以是乙烯与Br2、H2、HX、H2O
11.(1)CO (2)1s22s22p63s23p63d104s24p5 等的加成反应。2 或
[ 2 2 6 2 6 5 1Ar]3d104s24p5 (3)前者为 H O,分子间存在氢键, 13.(1)1s2s2p3s3p3d4s (2)高 HF分2
2
而后者为 HBr,分子间没有氢键 (4)H 子间能形成氢键 (3)小于 s 杂化 (4)氧化剂 2O (5)2 p
【解析】 根据题意可推断,A、B、C、D、E分别为 < (5)CuCl
H、O、K、Br、C。(1)尽管烯烃、炔烃中既含有σ键,又 4×(64+35.5)[ 4×99.5 398或 或 或
含有π键,但氢气与碳不能直接化合而得到烯烃、炔 NA·(
4a)3 ·(4a)3 ·(4aN 3A NA )
烃。(2)D元素为Br元素,核外电子 数 为35,K、L、 3 3 3
M、N层的电子数分别为2、8、18、7。(3)含有A、B两 199×33
3 ]
元素的三原子分子是 H O,含有 A、D两元素的双原 32a NA2
子分子为HBr, 【尽管前者的相对分子质量比后者的相 解析】 A是形成化合物种类最多的非金属元
, ; ,
对分子质量小,但因为水分子间存在氢键,而溴化氢 素 A为碳元素 B是非金属元素 基态电子排布中只
分子间没有氢键,所以常温下,H O为液体,HBr为 有一个未成对电子,即为氟元素;C是短周期元素,同2
。(4)H O O 4 , 周期元素中原子半径最小
,即氯元素;D的基态原子气体 2 分子中 原子周围有 对电子 其中
, 在前四周期元素的基态原子中单电子数最多,即 轨两对成键电子 两对孤对电子,O原子为sp3 杂 化; d
, 道5个电子,最外层1个电子,所以为Cr元素;E与CH4 分子中C原子周围4对电子都参与了成键 C原
,
3 。() , D相邻 即E为 Mn元素
,其氧化物 MnO 与浓盐酸
子为sp 杂化 5C为 K元素 由晶胞中原子的排
2
; ,
列方式可知,
反应生成氯气 F的最外层电子数为1 只能是d轨道
一个晶胞中含有的 K原子数为1+8×
全充满,即铜元素。(1)D是24号元素,由于未成对
1
8=2
。 电子数最多,所以d轨道5个电子,4s轨道1个电子。
12.Ⅰ.ABD (2)氟化氢分子间除范德华力外还存在分子间氢键,
氯化氢分子间只存在范德华力,所以氟化氢的沸点
Ⅱ.(1) 高。(3)氯元素非金属性强,电负性大。(4)氯酸钾常
(2)< 碳原子的半径比氧原子大,且核电荷数 用于实验室中制取氧气,ClO-3 中存在孤对电子,根
比氧的小,故碳原子核对最外层电子的吸引力小于氧 据价层电子互斥理论,微粒中键角小于109°28'。(5)
(3)8 每个水分子与相邻的4个水分子形成 用均摊法可求出晶胞中存在4个氯原子、4个 铜 原
氢键 子,可得出化学式为CuCl,Cu与Cl原子最近的距离
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为acm,通 过 数 学 几 何 知 识 求 出 图 示 中 的 边 长 的 醇 有:CH3OH,CH3CH2OH,CH3CH2CH2OH,
4a OH
cm。
3 H3C C CH3 , CH3 CH OH ,
14.(1)Ca 2 (2)H2O分子间存在氢键 (3)F
>N>O (4)3d104s1 (5)三 角 锥 形 sp3 CH3 CH3
3 CH3CH2CH2CH2OH,CH3CH2CHCH3,
() 3126
ρNA OH
【解析】 根据题意及电子排布式的规律判断可 CH3 CH CH2—OH。
知,元素A、B、C、D、E分别是 N、O、F、Ca、Cu。(1)A CH3
单质是N2,其结构式是N≡N,含有两个π键。(2)由 5.(1)C4H10 (2)2 甲基 1 氯丙烷,2 甲基 2
于 H2O的分子间有氢键,使得其沸点是同族元素氢
。() 氯丙烷 () ()消去反应化物中最高的 3N的2p能级是半充满状态,比较
3 CH CHCHO 4

稳定,其第一 电 离 能 比 O要 大,但 比 同 周 期 的F要 (5) CH CHCOOH +HOCH2CH(CH3)2
小。(5)NH3 的空间构型是三角锥形,其中 N是sp3 浓 H2SO4
杂化。(6)根据晶胞的结构,应用“均摊法”计算可得, CH CHCOOCH2CH(CH3)2△
1个晶胞中含有4个Ca2+,8个F-,故其密度为ρ= +H2O
3
(312/ ) 3,
312
NA ÷a 解得a= 。
COOH HOOC
ρ·NA (6) CH CH2 、 CH CH2 、
专题32 有机化学基础———烃和卤代烃 COOH
十年高考母题原型训练 HOOC CH CH2 、 C CH2

【解析】 () ( )的 烃 中 含 :
A组 111.2L 0.5 mol A C
88g 45g
44g·mol-1
=2mol,含 H:18 ×2=5mol
,A
题源1 g·mol
-1
【 】 的分子式为CH
。(2)A的一氯代物有2种(B、C),且
1.C 解析 四联苯的等效氢有5种,故一氯 4 10
B、C的消去产物只有1种,则A为 CH CH CH ,
代物有5种,故选C。 3 3
2.C 【解析】 本题考查有机物的命名。A项 CH3
中6个碳原子均在主链上,即 A的正确命名是己烷; B、C分别为 CH3 CH CH2Cl(2 甲基 1 氯丙烷)、
烯烃命名以含双键最长的碳链为主链,从距双键最近 CH3
一端编号,并标明取代基和双键的位置,即B项正确 CH3
命名为3 甲基 1 丁烯;烷烃命名以最长碳链为主
链, ( 甲 基 氯 丙 烷), 为并距取代基最近一端编号,故C项命名正确;卤 CH3 C CH3 2 2 D
代烃命名时要标明取代基的位置,即D项正确命名 Cl
是1,2 二氯乙烷。 CH2 C CH3 。(3)F中含有 CHO且1molF与2molH2
3.A 【解析】 香叶醇中含有C=C结构,因此 CH3
可使溴的四氯化碳溶液褪色,与其发生加成反应;故
CH2 CH2 CH2OH
B错;同理因含C=C可使酸性高锰钾溶液褪色,故C 加成,生成3 苯基 1 丙醇( ),
错;香 叶 醇 中 含-OH,所 以 可 发 生 取 代 反 应,故
则 F 中 有 1 个 C C ,其 结 构 简 式 为:
D错。
4.D 【解析】 分子式为C5H10O2 的酯可水解 CH CH CHO。(4)反应①为 消 去 反 应。(5)
出的 酸 有:HCOOH,CH3COOH,CH3CH2COOH,
(ⅰ)B2H6
CH3CH2CH2COOH,CH3 CHCOOH ,可水解出 据题干信息类推有D(CH3 C CH2 )(ⅱ) →H2O2/OH-
CH3 CH3
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专题31 物质结构与性质
考纲·题型解读
1.原子结构的构造原理,原子核外电子能级分布,核外电子的电子排布式和轨道表示式。
2.元素电离能、电负性含义。
3.共价键中σ键和π键的概念。
4.根据有关理论判断简单分子或离子的构型。
5.晶体结构分析,晶体类型对物质性质的影响以及同种类型晶体的粒子间作用力的区别。
高考对本专题的考查以选择题、填空题的形式进行,内容上除考查核外电子排布、电离能、晶体结构、分子极性等知识外,还
可综合原子结构、元素周期表、元素周期律等知识进行命题,突出对分析问题和解决问题能力的考查。
题源1 原子结构与元素的性质(★★★★★) (2)表示方法
①电子排布式
解题模型1.1 a.用数字在轨道符号右上角表明该轨道上排布的电
原子核外电子的运动 子数,如K:1s
22s22p63s23p64s1。
1. ,原子核外电子的运动特征 b.为了避免电子排布式书写过于繁琐 把内层电子达
根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,核外电 到稀有气体元素原子结构的部分写成“原子实”,以相应稀
1
子分别处于不同的电子层上,能量较高的电子处于离原子 有气体的元素符号外加方括号表示,如K:[Ar]4s。
核较远的电子层上。 ②轨道表示式
(1)原子轨道类型比较 每个方框代 表 一 个 原 子 轨 道,每 个 箭 头 代 表 一 个 电
子,如第2周期元素的原子轨道表示式如下图所示。
类型 形状 伸展方向(轨道数) 可容纳电子数
↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓
s 球形 1 2
1s 2s 2p 1s 2s 2p
p 纺锤形 3 6 Li Be
d 较复杂 5 10 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
f 较复杂 7 14 1s 2s 2p 1s 2s 2p
B C
(2)原子轨道能量的高低规律 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
①ns…… 1s 2s 2p 1s 2s 2p②1s<2s<3s<4s N O
③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等。 ↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓↑↓
2.基态原子核外电子排布的表示方法 1s 2s 2p 1s 2s 2p
(1)原子核外电子的排布原理 F Ne
①能量最低 原 理:原 子 核 外 电 子 先 占 有 能 量 低 的 轨 特别提醒:
道,然后依次进入能量较高的轨道。轨道能量由低到高的 有少数元素原子的电子排布有例外,如24号Cr元素
顺序为:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、 原子核外电子排布为[Ar]3d54s1,29号Cu元素原子核外
6p、7s、5f、6d…… 电子排布为[Ar]3d104s1。因为能量相同的原子轨道在全
②泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳两 充满(如p6 和d10)、半充满(如p3 和d5)和全空(如p0 和
个自旋状态不同的电子。 d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
③洪特规则:原子核外电子在能量相同的各个轨道上 3.原子核外电子排布的表示方法
排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相
同。 [真题1] (2022·上海)下列有关物质结构的表述正确的是
( )
·291·
‥ ‥ NH3>AsH3>PH3,NH3 可 以 形 成 分 子 间 氢 键,沸 点 最 高;
A.次氯酸的电子式:H︰Cl︰O︰
‥ ‥ AsH3 相对分子质量比PH3 大,分子间作用力大,因而 AsH3 的
B.二氧化硅的分子式:SiO2 沸点比PH3 高。
C.硫原子的最外层电子排布式:3s23p4
解题模型1.2
D.钠离子的结构示意图: 原子结构与元素的性质
1.电离能及其变化规律
·· ··
[解析] () 次氯酸的结构为H—O—Cl,电子式为H· · · 1 电离能· O·Cl·,
·· ·· 气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能
A项错误;二氧化硅为原子晶体,晶体中不存在分子,B项错误;
量叫做电离能。常用符号I表示,单位为kJ·mol-1。
硫原子最外层有6个电子,电子排布为3s23p4,C项正确;钠离 (2)电离能的变化规律
子结构示意图为 ,D项错误。 ①同一元素I1②同一族元素:随原子序数增大,电子层数也相应增
[答案] C 多,核电荷数和原子半径也在增加,原子半径增大起主要
[真题2] (2021·宁夏)已知X、Y和Z三种元素的原子序 作用,所以同一族内,I随核电荷数增大而减小。
数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y ③同一周期:从 左 到 右 电 离 能 变 化 的 总 趋 势 是 增 大
元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟 Y可形 的,但受外电子层结构的影响有曲折起伏。
成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题: 2.元素的电负性及其变化规律
(1)X元素原子基态时的电子排布式为 ,该 (1)电负性
元素的符号是 。 衡量原子在分子中吸引成键电子的能力,并指定氟的
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为 , 电负性为4.0作为定量标度,再应用键能数据,对比求出其
该元素的名称是 。 他元素的电负性,因此电负性是相对比值。
(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为 (2)电负性的变化规律
。 ①同一周期,从左到右,电负性递增。
(4)已知化合物 X2Y3 在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为 ②同一主族,从上到下,电负性递减。
XZ3,产物还有ZnSO4 和 H2O,该反应的化学方程式是 ③副族元素的电负性没有明显的变化规律。
。
(5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化 [真题3] (2021·安徽)W、X、Y、Z是周期表前36号元素
物稳定性、沸点高低并说明理由 。 中的四种常见元素,其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导
[解析] (1)因为X原子4p轨道上有3个未成对电子,可 致酸雨的主要物质,X的基态原子核外有7个原子轨道填充了
知其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3,并 推 出 其 元 素 电子,Z能形成红色(或砖红色)的Z2O 和黑色的ZO 两种氧
符号为As。 化物。
(2)根据Y元素的最外层2p轨道上有2个未成对电子,Y (1)W位于元素周期表第 周期第 族。W
和Z元素的原子序数之和为42-33=9,Y可能为1s22s22p2 或 的气态氢化物稳定性比 H2O(g) (填“强”或“弱”)。
1s22s22p4,再根据Z可形成负一价离子,推出 Y电子排布为后 (2)Y的基态原子核外电子排布式是 ,Y的第一电
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 离能比X的 (填“大”或“小”)。
者,价层电子轨道表示 ,元素名称为氧。Z
2s 2 ()p 3Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反
为氢。 应的化学方程式是 。
(3)X与Z形成的化合物为 AsH3,其空间构型可类比同主 (4)已知下列数据:
族的氢化物NH3,为三角锥形。 1Fe(s)+ O2(g) FeO(s) ΔH=-272.0kJ·2 mol
-1
(4)根据电子守恒配平即可。
(5) 3氢化物的稳定性和元素的非金属性有关,或与共价键的 2X(s)+ 2O2
(g) X2O3(s) ΔH = -1675.7 kJ
键长有关。键 长 越 短,键 能 越 大,氢 化 物 越 稳 定,所 以 稳 定 性 ·mol-1
NH3>PH3>AsH3。沸点高低和分子间作用力有关。分子间 X的单质和FeO反应的热化学方程式是 。
作用力越大,沸点越高。NH3 可以形成分子间氢键,沸点最高, [解析] 形成酸雨的主要物质是 N和S的氧化物,Y的原
AsH3 比PH3 的相对分子质量大,所以AsH3 沸点高于PH3。
子序数比 W大,由此可推出 W为氮元素,Y为硫元素,根据基态
↑↓
[答案] (1)1s22s22p63s23p63d10
原子核外电子排布所遵循的原则,可以写出 的电子排布式为
4s24p3 As (2) X2s 1s22s22p63s23p1,X为铝元素;Z能够形成红色Z2O和黑色ZO
↑↓ ↑ ↑ 两种氧化物,推知Z为铜元素。
氧 (3)三 角 锥 形 (4)As
2 2
O3 +6Zn+
p (1)W是氮元素,同周期元素气态氢化物稳定性从左到右逐
6H2SO4(稀) 2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O (5)稳定性:NH3 渐增强。
>PH3>AsH3,因为键长越短,键能越大,化合物越稳定;沸点: (2)S的原子半径比 Al的小,更难失电子,S的第一电离能
·292·
大于Al。 (用元素符号作答)。
(4)根据盖斯定律,将第二式减去第一式的三倍得3FeO(s) (5)Q的一种氢化物相对分子质量为26,其分子中σ键与
+2Al(s) Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1。 π键的键数之比为 。
[答案] (1)二 ⅤA 弱 (2)1s22s22p63s23p4 大 (3) (6)五种元素中,电负性最大与最小的两种非金属元素形成
Cu+2HSO (
△
浓) CuSO +SO ↑+2H O (4)3FeO(s)+ 的晶体属于 (填晶体类型)。2 4 4 2 2
2Al(s) Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1 [解析] 由①可以判断Z为Cu;由④可以判断Q、X分别为
C、O;结合④的结论,由③可以判断 R为 N。由②可以判断 Y
题源2 分子结构与性质 为Si。
(1)Z2+即Cu2+,其核外电子数为:29-2=27,因此其核外
解题模型2.1 电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。
共价键 (2)[Z(NH 2+ 2+ 2+3)4] 为配合物,其中Z (即Cu )提供空轨
由成键条件的不同,可将共价键分为极性键、非极性 道,而NH3 提供孤对电子。
键和配位键。NH4Cl中含有离子键、极性键和配位键。 (3)Q、Y形成的简单氢化物分别为CH4 和SiH4,由于C的
(1)σ键和π键的比较 非金属性大于Si的非金属性,所以稳定性CH4>SiH4,而二者
键类型 σ键 π键 结构相似,后者相对分子质量大于前者,故沸点CH4(4)在同周期中从左到右第一电离能逐渐增大,故第一电离
沿键 轴 方 向 平 行
原子轨道重叠方式 沿键轴方向相对重叠
重叠 能C能Si两原 子 核 之 间,在 键 键轴上方和下方,
原子轨道重叠部位 (5)相对分子质量为26的碳的氢化物是C2H2,即乙炔,其轴上 键轴处为零
结构式为 H—C≡C—H,其中含有2个碳氢σ键,1个碳碳σ键,
原子轨道重叠程度 大 小 2个碳碳π键。
键的强度 较大 较小 (6)电负性最大的是O,最小的是Si,二氧化硅为原子晶体。
化学活泼性 不活泼 活泼 [答案] (1)1s22s22p63s23p63d9 (2)孤对电子(孤电子
共价单键是σ键,双键中有一个σ键,一 对) (3)B (4)Si成键规律
个π键,三键中有一个σ键,两个π键
解题模型
(2)键参数(
2.2
键能 键长 键角)
键能 是 指 在101.3kPa,298K 条 件 下,断 开1 mol 分子的立体结构与性质
AB(g)分子中的化学键,使其分别生成气态 A原子和气态 1.分子的空间构型
B原子所吸收的能量;键能越大,意味着化学键越牢固。键 (1)杂化轨道理论
长是指成键两原子原子核间距离,键长越短,表明共价键 ①定义:原子形成分子时,原子内部能量相近的原子
越强。键角是指两个化学键之间的夹角,它是描述分子空 轨道重新组成能量相同的一组原子轨道,叫做杂化原子轨
2 3
间结构的重要参数。 道,简称杂化轨道,其基本类型主要有sp、sp、sp。
②常见物质的杂化类型和分子空间构型
[真题4] (2021·福建)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序 依据中心原子的杂化轨道数=σ键数+孤对电子数
数依次递增。已知: 物质 杂化类型 分子空间构型
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素; NH3 sp3 三角锥
②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn; H2O sp3 V形
③R原子核外L层电子数为奇数;
CH4 sp3 正四面体
④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
CO2 sp 直线形
请回答下列问题:
+ 3
(1)Z2+
正四面体
的核外电子排布式是 。 NH4 sp
(2)在[Z(NH )]2+
+
离子中,Z2+的空轨道接受NH 分子提 H3O sp
3 三角锥
3 4 3
供的 形成配位键。 (2)价层电子 对 互 斥 理 论 判 断 共 价 分 子 结 构 的 一 般
(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判 规则
断正确的是 ( ) ①中心原子的价电子都用于形成共价键,分子的立体
A.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙 结构可用中心原子周围的原子个数n 来预测。
B.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙 n 2 3 4
C.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙 几何构形 直线形 平面三角形 四面体型
D.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙 范例 CO2 CH2O CH4
(4)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为
·293·
工业上曾用CaC2 与水反应生成乙炔。
②如果价层电子对中有未成键的孤对电子,则几何构 (1)CaC 中C2- 与 O2+ 互为等电子体,O2+2 2 2 2 的电子式可表
型发生相应的变化,用价层电子对理论解释。 示为 ;1molO2+2 中含有的π键数目为 。
(3)配合物 (2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2 红棕色沉
定义:配合物是由可以给出孤对电子或多个不定域电 淀。Cu+基态核外电子排布式为 。
子的一定数目的离子或分子(称为配位体)和具有接受孤 (3)乙 炔 与 氢 氰 酸 反 应 可 得 丙 烯 腈
对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子(统称为中 (H2C CH C N)。丙烯腈分子中碳原子轨道
心原子),按一定的组成和空间构型所形成的化合物。 杂化类型是 ;分子中处于同一直线上的原
2.分子的性质 子数目最多为 。
(1)极性分子和非极性分子 (4)CaC2 晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似
分子有极性分子和非极性分子之分。在极性分子中, (如右图所示),但 CaC2 晶体中哑铃形 C2-2 的存
正电中心和负电中心不重合,使分子的某一个部分呈正电 在,使晶胞沿 一 个 方 向 拉 长。CaC2 晶 体 中1个
性(δ+),另一部分呈负电性(δ-);非极性分子的正电中心 Ca2+周围距离最近的C2-2 数目为 。
和负电中心重合。 [解析] (1)等电子体结构相似,则 O2+2 的电子式与C2-2
规律总结: 相似,为[··O O··]2+;1molO2+2 中含有2molπ键,即2NA
判断ABm 型分子的极性有一个经验规律:若中心原子 个π键;(2)Cu+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10;
A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非 (3)丙烯腈中碳碳双键上的碳原子采用sp2 杂化,而 C N 键上
极性分子;若不等,则为极性分子。如BF3、CO2 等为非极 的碳原子采用sp杂化,碳碳双键是平面结构,而 C N 是直线
性分子,NH3、H2O、SO2 等为极性分子。
(2)分子间作用力 形结构,丙烯腈的结构为 ,所以在同一直线上的
①范德华力
分子与分子之间存在着一种把分子聚集在一起的作 原子最多为3个;(4)如果晶胞按纵向拉长,则1个Ca2+ 周围距
用力叫分子间作用力,又叫范德华力。 离最近的C2-2 为同一水平面上的4个。
影响范德华力的因素主要包括:分子的大小,分子的空 [答案] (1)[·O O· 2+· ·] 2NA
间构型以及分子中电荷分布是否均匀等。对组成和结构相 (2)1s22s22p63s23p63d10
似的分子,其范德华力一般随相对分子质量的增大而增大。 (3)sp杂化、sp2 杂化 3
②氢键 (4)4
氢键是一种既可以存在于分子之间又可以存在于分
子内部的作用力。它比化学键弱,比范德华力强。当氢原 题源3 晶体结构与性质
子与电负性大的原子X以共价键结合时,H原子能够跟另
一个电负性大的原子Y之间形成氢键。 解题模型3.1
氢键基本上还是属于静电作用,它既有方向性,又有
晶体的类型和性质
饱和性。
1.四种晶体类型的比较
特别提醒:
①通常用X—H…Y表示氢键,其中X—
晶体类型
H 表示氢原 离子晶体 分子晶体 原子晶体 金属晶体
子和X原子以共价键相结合。氢键的键长是指X和Y的 性质比较
距离,氢键的键能是指X—H…Y分解为X—H和Y所需 金属阳离子、
组成粒子 阴、阳离子 分子 原子
要的能量。 结 自由电子
②形成氢键的条件是:a.化合物中含有氢原子;b.氢 构 粒子间
离子键 范德华力 共价键 金属键
只有跟电负性很大且其原子半径较小的元素化合后,才有 作用
较强的氢键,像这样的元素有N、O、F等。 一般较高,少熔沸点 较高 低 很高
数低
[真题5] (2019·天津)下列关于粒子结构的描述不正确 一 般 较 大,硬度 硬而脆 小 大
的是 ( ) 少数小
A.H2S和NH3 均是价电子总数为8的极性分子 物 极性分子易
易溶于极性
B.HS-和 HCl均是含一个极性键的18电子粒子 理 , 溶于极性溶性 溶 剂 难 溶 不溶于任何 难溶(Na等
C.CHCl 溶解性 剂,非 极 性2 2 和CCl4 均是四面体构型的非极性分子 质 于 非 极 性 溶剂 与水反应)分子易溶于
D.1molD 162 O中含中子、质子、电子各10NA(NA 代表阿 溶剂 非极性溶剂
伏加德罗常数)
不 良(熔 融 绝 缘 体(半
H 晶 体、熔 融
导电性 或水溶液导 不良 导体)(半导
均导电
[解析] CH2Cl2 的结构为 C ,由 于 结 构 不 对 称, 电) 体硅)
H ClCl NaCl、 O2、 Cl2、金 刚 石、Na、Mg、Al、典型实例
KBr等 冰、干冰等 SiO2 等 Fe等
属于极性分子。
[答案] C
[真题6] (2022·江苏)乙炔是有机合成工业的一种原料。
·294·
键 (3)Mg Mg2+半径比Ca2+ 小,MgO晶格能大 (4)C的原
2.物质熔、沸点高低的比较 子半径较小,C、O原子能充分接近,p p轨道肩并肩重叠程度
(1)原子晶体:原子间键长越短,共价键越稳定,物质 较大,形成较稳定的π键;Si的原子半径较大,Si、O原子间距离
熔沸点越高,反之越低。 较大,p p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的π键
(2)离子晶体:阴、阳离子半径越小,电荷数越多,离子
键越强,熔沸点越高,反之越低。 解题模型3.2
(3)金属晶体:金属原子的价电子数越多,原子半径越 晶体结构
小,金属阳离子与自由电子的静电作用越强,熔沸点越高, 1.常见的晶体结构模型
反之越低。
() : , 晶体 晶体结构示意图 晶体中粒子分布详解4 分子 晶 体 分 子 间 作 用 力 越 大 物 质 的 熔 沸 点 越
高,反之越低(具有氢键的分子晶体的熔沸点反常,较高)。 每8个Cs+、8个Cl-各自构成立
①组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大, 方体,在每个立方 体 的 中 心 有 一
, 。 个异种离子(
+ 或 -)。在每
分子间作用力越强 物质的熔沸点越高 Cs Cl
个Cs+ 周围最近的等距离(设为
②在高级脂肪酸甘油酯中,不饱和程度越大,熔沸点 氯化 3a/2)的 Cl- 有 8个,在 每 个
越低。 铯晶体 Cs+周围最近的等距离(必为a)
③烃、卤代烃、醇、醛、羧酸等有机物,一般随着分子里 的Cs+有6个(上、下、左、右、前、
-
碳原子数的增多,熔沸点升高。 后),在每个Cl 周围最近的等距
离的Cl-亦有6个
④链烃及其衍生物的同分异构体随着支链的增多,熔
沸点降低。
⑤相同碳原子数的有机物,分子中官能团不同,
每8个CO2 构成立方体且再在6一般
个面的中心又各占据1个 CO2。
随着分子量的增大,熔沸点升高;官能团相同时,官能团数 二氧化 在每个CO2 周围等距离(2a/2,
越多,熔沸点越高。 碳晶体 a 为立方体棱长)最近的CO2 有
(5)晶体类型不同时的一般规律为原子晶体>离子晶 12个(同层4个、上层4个、下层4
体>分子晶体,但金属晶体有高有低。 个)
[真题7] (2021·山东)C和Si元素在化学中占有极其重 每个C与 另4个 C以 共 价 键 结
。 合,要的地位 前者位于正四面体的中心,后
者位于正四面体 的 顶 点,晶 体 中
(1)写出Si的基态原子核外电子排布式: 。 所有C—C键键长相等,键角相等
从电负性角度分析,C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的 金刚石 (均为109°28');晶体中最小碳环
顺序为 。 晶体 由6个C原子组成且6个原子不
在同一平面内;晶体中每个C参(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方 与了4个C—C键的形成,而在每
式为 ,微粒间存在的作用力是 。 个键中 心 的 贡 献 只 有 一 半,故 C
(3)氧化物 MO的电子总数与SiC的相等,则 M为 原子数与C—C键数之比为1∶2
(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与 NaCl
晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因是 。 每个Si与4个 O结合,前者在正
(4)C、Si为同一主族的元素,CO2 和SiO2 化学式相似,但结 四面体的中心,后 者 在 正 四 面 体
构和性质有很大不同。CO2 中C与O原子间形成σ键和π键,
的顶点;同时每个 O被两个正四
SiO2 面体所共用,正四 面 体 内 键 角 为
SiO2 中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角 晶体 109°28',每个正四面体占有一个
度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述 完整 的 Si原 子、4 个 “1/2O 原
π键 子”,故晶体中Si原子与 O原子
个数比为1∶(4×1/2)。 =1∶2
[解析] (1)Si的原子序数是14,其基态原子核外电子排布
式为1s22s22p63s23p2;从电负性角度分析C、
规律总结:
Si和O元素的非金
均摊法解析晶体的结构
属活泼性由强至弱的顺序为 O>C>Si。(2)SiC的晶体结构与
()立方体(长方体)
晶体硅的相似,均为四面体向空间伸展形成空间网状结构,可知 1
C s3; ①
处于顶点的粒子,同时为8个晶胞所共有,每个粒子
原子的杂化方式为 p 其晶体属于原子晶体,微粒间存在的
/ ;
作用力为共价键。(3)
有18属于该晶胞
SiC的电子总数 为20,据 题 意 得 氧 化 物
②处于棱上的粒子同时为4个晶胞共有,每个粒子有
MO的电子总数也为20,故 MO为 MgO,M的元素符号为 Mg;
1/4属于该晶胞;
在元素周期表中,镁元素在钙元素的上一周期,故 Mg2+ 半径比
③处于面上的粒子,同时为2个晶胞共有,每个粒子有
Ca2+小,MgO的晶格能大。(4)C、Si虽为同一主族的元素,但由
1/2属于该晶胞;
于后者原子半径比前者大,p p电子云重叠密度小,不能形成稳
定的π键
[答案] (1)1s22s22p63s23p2 O>C>Si (2)sp3 共价
·295·
(2)原子序数小于36的元素 Q和T,在周期表中既处于同
④处于晶胞内部的粒子,则完全属于该晶胞。 一周期又位于同一族,且原子序数T比 Q多2。T的基态原子
(2)非立方体(长方体)形晶胞中粒子对晶胞的贡献视
。 , 外围电子
(价电子)排布式为 ,Q2+ 的未成对电子数
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。 是 。
2.金属晶体的三种密堆积方式 (3)在CrCl3 的水溶液中,一定条件下存在组成为[CrCln
(H2O)6-n]x+(n和x 均为正整数)的配离子,将其通过氢离子三种典型
体心立方堆积 面心立方堆积 六方堆积
堆积方式 交换树脂(R—H),可发生离子交换反应:
配位数 8 12 12 [CrCln(H2O) x+6-n] +xR—H →Rx[CrCln(H2O)6-n]
+
常 见 金 属 的 +xH
Li、Na、K、Rb、
晶体结构(有 Ca、Sr、Cu、Au、 交换出来的 H+Cs、 、 、 、 、 、 、 、 经中和滴定,即可求出x 和n,确定配离子Ca Sr Ba BeMgCoZn
些 金 属 晶 体 、 、 、
V、Nb、Ta、Cr、
Al Pb Ni
、 Cd
、Ti 的组成。
可 能 有 两 种 、 、 PdPtMo W Fe
或三种晶格) 将含0.0015mol[CrCln(H2O) x+6-n] 的溶液,与 R—H 完
全交换后,中和生成的H+需浓度为0.120mol·L-1NaOH溶液
结构示意图 25.00mL,可知该配离子的化学式为 。
[解析] (1)①除S外,上列元素为C、N、O、K,根据元素电
3.晶格能 负性的递变规律,电负性强的元素主要位于元素周期表的右上
(1)定义:拆开1mol离子晶体使之形成气态阴离子和 方,则电负性大小顺序为O>N>C>K。②根据原子守恒,知A
阳离子所吸收的能量,符号为U。 为K2S,其为离子晶体。生成物中只有CO2 含极性共价键,C原
(2)影响因素 子的轨道杂化类型为sp。③HCN的分子结构为 H—C≡N,其
①离子所带电荷:离子所带电荷越多,晶格能越大。
: 中C—H键为σ键,C≡N键中含1个σ键和2个π键,故σ和② π离子半径 离子的半径越小,晶格能越大。
(3)与离子晶体性质的关系 键数目之比为1∶1。
晶格能越大,离子晶体中的离子键越牢固,离子晶体 (2)根据Q、T既处于同一周期又处于同一族,则位于Ⅷ族,
的熔点越高,硬度越大。 由于Q、T原子序数小于36,且原子序数 T比 Q多2,则 Q为
Fe,T为Ni。Ni的基态原子外围电子排布为[ ] ( · )() ——— 3d
84s2,Fe2+ 的核
真题8 2022 福建 1 中国古代四大发明之一 黑
外电子排布为1s22s22p63s23p63d6,只有, : 3d
轨道上有4个未成
火药 它的爆炸反应为
对电子。
引燃
2KNO3+3C+S A+N2↑+3CO2↑(已配平) (3)根据提供数据,该配离子通过离子交换树脂后生成的
①除S外,上列元素的电负性从大到小依次为 。 n(H+)=0.1200mol·L-1×0.025L=0.003mol,则1∶x=
②在生成物中,A的晶体类型为 ,含极性共价键的 0.0015∶0.003,解 得 x = 2。 则 该 配 离 子 的 化 学 式
分子的中心原子轨道杂化类型为 。 为[CrCl(H2O)5]2+。
③已知CN-与N2 结构相似,推算 HCN分子中σ键与π键 [答案] (1)①O>N>C>K ②离子晶体 sp ③1∶1
数目之比为 。 (2)3d84s2 4 (3)[CrCl(H O)]2+2 5
(★代表高考出现的频次)
A组
题源1 原子结构与元素的性质( )
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量★
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
1.(2020·海南)在基态多电子原子中,关于核外电子能量 2.(2021·上海)以下表示氦原子结构的化学用语中,对电
的叙述错误的是 ( ) 子运动状态描述最详尽的是 ( )
A.最易失去的电子能量最高 A.··He
B.电离能最小的电子能量最高
·296·
5.(2018·上海)B.
C.1s2
1s
D.
↑↓
3.(2022·安徽)X、Y、Z、W 是元素周期表前四周期中的四
种常见元素,其相关信息如下表: (1)上表中的实线是元素周期表的部分边界,请在表中用实
线补全元素周期表边界。
元素 相关信息 (2)元素甲是第3周期ⅥA族元素,请在下边方框中按氦元
X的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子 素(图1)的式样,写出元素甲的原子序数、元数符号、元素名称、X 数相等
相对原子质量和最外层电子排布。
Y 常温常压下,Y单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积
Z Z和Y同周期,Z的电负性大于Y
W W的一种核素的质量数为63,中子数为34
(1)Y位于元素周期表第 周期第 族,Y和 (3)元素乙的3p亚层中只有1个电子,则乙原子半径与甲
Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是 (写 原子半径比较: > ,甲、乙的最高价氧化物对
化学式)。 应水化物的酸性强弱为 > (用化学式表示)。
(2)XY2 是一种常用的溶剂,XY2 的分子中存在 个 (4)元素周期表体现了元素周期律,元素周期律的本质是原
σ键。在H Y、H Z两种共价键中,键的极性较强的是 子核外电子排布的 ,请写出元素在元素周期表中的位
,键长较长的是 。 置与元素原子结构的关系:
(3)W的基态原子核外电子排布式是 。 。
W2Y在空气中煅烧生成 W2O的化学方程式是 。 题源2 分子结构与性质(★★)
(4)处理含XO、YO2 烟道气污染的一种方法,是将其在催
1.(2021·海南)在以离子键为主的化学键中常含有共价键
化剂作用下转化为单质Y。
的成分。下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是
已知:
( )
( 1XOg)+ O2(g)2 XO2
(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1 A.Li,F
B.Na,F
Y(s)+O2(g) YO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1
C.Na,Cl
此反应的热化学方程式是 。
D.Mg,O
4.(2019·海南)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
2.(2021·河南)下列说法中错误的是 ( )
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有
A.SO2、SO3 都是极性分子
2个电子,其元素符号为 。
B.在NH+4 和[Cu(NH3) 2+4] 中都存在配位键
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层
C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强
结构都与氩相同,B的元素符号为 ,C的 元 素 符 号 D.原子晶体中原子以共价键结合,具有键能大、熔点高、硬
为 。 度大的特性
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,D的元素符号 3.(2020·海南)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟
为 ,其基态原子的电子排布式为 基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子
。 杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是 ( )
(4)E元素基态原子的 M 层全充满,N层没有成对电子,只 A.sp,范德华力
有一个未成对电子,E的元素符号为 ,其基态原子的电 B.sp2,范德华力
子排布式为 。 C.sp2,氢键
D.sp3,氢键
·297·
4.(2020·宁夏)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的 M W与Y形成的化合物 M的熔点最高。请回答下列问题:
层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两 (1)W元素原子的L层电子排布式为 ,W3 分子的
倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X 空间构型为 。
与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。 (2)X单质与水发生主要反应的化学方程式为 。
请回答下列问题: (3)化合物 M的化学式为 ,其晶体结构与 NaCl相
(1)X、Y的元素符号依次为 、 。 同,而熔点高于NaCl。M熔点较高的原因是 。
(2)XZ2 与YZ2 分子的立体结构分别是 和 , 将一定量的化合物ZX负载在 M 上可制得ZX/M 催化剂,用于
相同条件下两者在水中的溶解度较大的是 (写分子 催化碳酸二甲酯与月桂醇酯交换合成碳酸二月桂酯。在碳酸二
式),理由是 。 甲酯分子中,碳原子采用的杂化方式有 ,O—C—O的
(3)Q的元素符号是 ,它属于第 周期,它 键角约为 。
的核外电子排布式为 ,在形成化合物时它的 (4)X、Y、Z可形成立方晶体结构的化合物,其晶胞中 X占
最高化合价为 。 据所有棱的中心,Y位于顶角,Z处于体心位置,则该晶体的组
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键: 成为X∶Y∶Z= 。
。 (5)含有元素Z的盐的焰色反应为 色。许多金属
5.(2023·福建)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相 盐都可以发生焰色反应,其原因是 。
氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作 7.(2020·海南)四种元素X、Y、Z、W 位于元素周期表的前
高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它 四周期,已知它们的核电荷数依次增加,且核电荷数之和为51;
们的晶体结构如图所示。 Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数
相同;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1,其d
轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物
a、b,它们的分子式分别是 、 ;杂化轨道分别是
、 ;a分子的立体结构是 ;
六方相氮化硼 立方相氮化硼
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分
别是 晶体、 晶体;
(1)基态硼原子的电子排布式为 。 (3)X的氧化物与Y的氧化物中,分子极性较小的是(填分
(2)关于这两种晶体的说法,正确的是 (填序号)。
子式) ;
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大 (4)Y与Z比较,电负性较大的是(填元素符号) ;
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软 (5)W的元素符号是 ,其+2价离子的核外电子排
c.两种晶体中的B-N键均为共价键
布式是 。
d.两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成 题源3 晶体结构与性质(★)
的空间构型为 ,其结构与石墨相似却不导电,原因 1.(2023·新课标)【化学———选修3物质结构与性质】
是 。 ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现
(4)立方相氮化硼晶体中,硼原子的杂化轨道类型为 出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多
。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地 重要用途。请回答下列问题:
壳中被发现。根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮 (1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子
化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是 采用的轨道杂化方式是 。
。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。
1molNH4BF4 含有 mol配位键。
6.(2022·新课标)主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个
大,W的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。X、Y和Z
电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的
分属不同的周期,它们的原子序数之和是 W 原子序数的5倍。
第一电离能由大到小的顺序为 。
在由元素 W、X、Y、Z组成的所有可能的二组化合物中,由元素
·298·
(3)Se原子序数为 ,其核外 M 层电子的排布式为 2.(2023·四川)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依
。 次增大。XY2 是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原
(4)H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3 子的 M层与K层电子数相等;R2+ 离子的3d轨道中有9个电
分子的立体构型为 ,SO2-3 离子的立体构型为 。 子。请回答下列问题:
(5)HSeO 的 K 和 K 分别为2.7×10-3和2.5×10-82 3 1 2 , (1)Y基态原子的电子排布式是 ;Z所在周期中第
H2SeO4 第一步几乎完全电离,K2 为1.2×10-2,请根据结构与 一电离能最大的主族元素是 。
性质的关系解释: (2)XY-2 离子的立体构型是 ;R2+ 的水合离子中,
①H2SeO3 和 H2SeO4 第一步电离程度大于第二步电离的 提供孤电子对的原子是 。
原因: ; (3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中阴离
②H2SeO4 比 H2SeO3 酸性强的原因: 子与阳离子的个数之比是 。
。
(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广
泛,立方ZnS晶体结构如图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度
为 g·cm-3(列式并计算),a位置S2- 离子与b位置
Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。
(4)将R单质的粉末加入XH3 的浓溶液中,通入 Y2,充分
反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是 。
B组
(测试时间:60分钟 总分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分。) C.HCN为折线形(V形)
1.下列化学用语中正确的是 ( ) D.PCl3 为三角锥形
·· ··
A.CO 电子式是· O·C· O· 4.
下列叙述正确的是 ( )
2 · · · ·
— — A.分子晶体中的每个分子内一定含有共价键B.次氯酸的结构式为 H Cl O
1s 2s 2 B.原子晶体中的相邻原子间只存在非极性共价键p
C.N的原子轨道表示式为:
↑↓ ↑↓ ↑↑ ↑ C.离子晶体中可能含有共价键
D.金属晶体的熔点和沸点都很高
D.硫离子的结构示意图 5.下列关于σ键和π键的理解不正确的是 ( )
A.σ键能单独形成,而π键一定不能单独形成
2.下列说法正确的是 ( ) B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
A.每一周期元素都是从碱金属开始,以稀有气体结束 C.双键中一定有一个σ键、一个π键,三键中一定有一个σ
B.f区都是副族元素,s区和p区的都是主族元素 键、两个π键
C.铝的第一电离能大于K的第一电离能 D.气体单质中一定存在σ键,可能存在π键
D.B电负性和Si相近 6.σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个
3.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中不 原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以
正确的是 ( ) “头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的
A.NH+4 为正四面体形 s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是
B.CS2 为直线形 ( )
·299·
A.H2 二、非选择题(本题包括4小题,共50分。)
B.HCl 11.(10分)已知A、B、C、D、E是元素周期表中原子序数均
C.Cl2 小于36的五种元素。A是原子半径最小的原子;B原子最外层
D.F2 电子数是内层电子数的3倍;C是第四周期中第一电离能最小
7.氨气分子空间构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这 的元素;D元素原子的 M 层电子数比 K、L、N层的电子数之和
是因为 ( ) 还多一个,且D为非金属元素;E元素原子含有3个能级,而且
A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH 为sp23 型 每个能级的电子数相同。
杂化,而CH4 是sp3 型杂化 (1)A、B、C、D、E五种元素单质两两化合生成的物质中既含
B.NH3 分子中N原子形成3个杂化轨道,CH4 分子中C 有σ键,又含有π键的化合物的化学式为 。
原子形成4个杂化轨道 (2)写出D原子处于基态时的核外电子排布式: 。
C.NH3 分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的 (3)含有A、B两元素的三原子分子的相对分子质量比含有
排斥作用较强 A、D两元素的双原子分子的相对分子质量小得多,而常温下,前
D.氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子 者为液体,后者为气体。出现这种反常现象的原因是 。
8.下列关于晶体的说法一定正确的是 ( ) (4)写出符合下列条件的化合物的分子式: 。
①含有A、B、C、D、E中两种元素的分子;
②分子中含有10个e-;
③中心原子杂化类型为sp3。
(5)C单质的晶胞如图所示,其中一个晶胞中含有的C原子
的个数为 。
CaTiO3 的晶体结构模型
(图中Ca2+、O2-、Ti4+ 分别位于立方体的体心、面心和顶
点)
A.分子晶体中都存在共价键
B.CaTiO3 晶体中每个Ti4+与12个O2-相紧邻
C.SiO2 晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合
D.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高 12.(14分)Ⅰ.下列有关说法正确的是 。
9.S2Cl2 是橙黄色液体,少量泄漏会产生窒息性气味,喷水 A.相同类型的离子晶体,晶格能越大,形成的晶体越稳定
雾可减慢挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下 B.手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成
列关于S2Cl2 说法错误的是 ( ) C.用金属的电子气理论能合理地解释金属易腐蚀的原因
D.H O+3 、NH4Cl和[Ag(NH3)]+2 中均存在配位键
Ⅱ.碳及其化合物在自然界中广泛存在。
(1)基态碳原子的价电子排布图可表示为 。
(2)第一电离能:碳原子 (填“>”、“<”或“=”)氧
原子,原因是 。
A. 为非极性分子 (3)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似。
B. 分子中既含有极性键又含有非极性键 每个冰晶胞平均占有 个水分子,冰晶胞与金刚石晶胞
C. 与S2Br2 结构相似,熔沸点:S2Br2>S2Cl3 排列方式相同的原因是 。
D.与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 可 能 为2S2Cl2+2H2O (4)C60的晶体中,分子为面心立方堆积,已知晶胞中C60分
SO2↑+3S↓+4HCl 子间的最短距离为dcm,可计算 C60晶体的密度为
10.下列描述中正确的是 ( ) g/cm3。
A.CS2 为V形的极性分子 (5)请写出一个反应方程式以表达出反应前碳原子的杂化
B.ClO-3 的空间构型为平面三角形 方式为sp2,反应后变为sp3: 。
C.SF6 中有6对完全相同的成键电子对 13.(14分)A、B、C、D、E、F均为周期表中前四周期元素,其
D.SiF 和SO2-4 3 的中心原子均为sp3 杂化 原子序数依次增大,其中A、B、C为短周期非金属元素。A是形
·300·
成化合物种类最多的元素;B原子基态电子排布中只有一个未 14.(12分)有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素
成对电子;C是同周期元素中原子半径最小的元素;D的基态原 (原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C
子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多;E与D相邻,E 的基态原子2p能级有1个单电子;E原子最外层有1个单电子,
的某种氧化物X与C的氢化物的浓溶液加热时反应常用于实验 其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为
室制取气态单质C;F与D的最外层电子数相等。 2。则:
回答下列问题(相关回答均用元素符号表示): (1)D的元素符号为 。A的单质分子中π键的个
(1)D的基态原子的核外电子排布式是 。 数为 。
(2)B的氢化物的沸点比C的氢化物的沸点 (填 (2)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原
“高”或“低”),原因是 。 因是 。
(3)A的电负性 (填“大于”或“小于”)C的电负性, (3)A、B、C3种元素的第一电离能由大到小的顺序为
A形成的氢化物A2H4 中A的杂化类型是 。 (用元素符号表示)。
(4)X在制取C单质中的作用是 ,C的某种含氧酸 (4)写出基态E原子的价电子排布式: 。
盐常用于实验室中制取氧气,此酸根离子中化学键的键角 (5)A的最简单氢化物分子的空间构型为 ,其中 A
(填“>”、“=”或“<”)109°28'。 原子的杂化类型是 。
(5)已知F与C的某种化合物的晶胞结构如图所示,则该化 (6)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,已知晶体的
合物的化学式是 ,若F与C原子最近的距 密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=
离为acm,则该晶体的密度为 g·cm-3 cm。(用ρ、NA 的计算式表示)
(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的数值为
NA)。
·301·

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