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高频考点17 物质结构与性质综合 专项突破
[解题指导]
一、核外电子排布式
熟记1-36号元素在周期表中的位置，核外电子排布式及价电子排布式，特别是Ti、Cr、Fe、Co、Ni、
Cu、Zn等元素原子（离子）核外电子排布式及价电子排布式。同时一定要审题仔细，看清楚是要回答核
外电子排布式还是价电子排布式，是基态原子的还是离子的，避免不必要的失分。
二、价层电子对互斥理论
对杂化轨道和分子（离子）的空间构型一定要用价层电子对互斥理论来判断，不能想当然。具体分析如下：21教育网
首先确定分子里中心原子上的σ键电子对数和孤电子对数，然后再根据价层电子对数判断中心原子的杂化类型和分子的空间构型。21cnjy.com
（1）σ键的电子对数的确定
由分子式确定σ键电子对数。如，H2O中的中心原子为O，O有2对σ键电子对；NH3中的中心原子为N，N有3对σ键电子对。21·cn·jy·com
（2）中心原子上的孤电子对数的确定
式中a为中心原子的价电子数，对于主族元素来说，价电子数等于原子的最外层电子数；x为与中心原子结合的原子数；b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子等于“8－该原子的价电子数”。例如，SO2的中心原子为S，S的价电子数为6（即S的最外层电子数为6），则a＝6；与中心原子S结合的O的个数为2，则x＝2；与中心原子结合的O最多能接受的电子数为2，则b＝2。所以，SO2中的中心原子S上的孤电子对数＝×(6－2×2)＝1。www.21-cn-jy.com
VSEPR模型和分子(离子)立体模型的确定
价层电子对数 中心原子杂化方式 电子对的空间构型 σ键电子对数 孤电子对数 电子对的 排列方式 分子的空间构型 实 例
2 sp 直线形 2 0 直线 CO2、BeCl2、HCN
3 sp2 平面三角形 3 0 平面三角形 BF3、SO3、HCHO、CO32-、NO3—
2 1 V形 SnCl2、PbCl2
4 sp3 正四面体 4 0 正四面体 CH4、CCl4、SiCl4、SO42-、NH4+、PO43-
3 1 三角锥形 NH3、PCl3、PH3、NCl3、SO32-、ClO3—、H3O+
2 2 V形 H2O、H2S
注意：价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对
空间构型，不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；
②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。
三．判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的一般方法
1.看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则
为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。
2.由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断。没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电
子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，
为sp3杂化。
四.氢键的存在及对物质性质的影响
1.氢键：由已经和电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间形成
的作用力。表示为A—H…B—(A、B为N、O、F，—表示共价键，…表示氢键)。
氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间。
氢键实质上也是一种静电作用。
氢键存在于水、醇、羧酸、酰胺、氨基酸、蛋白质、结晶水合物等中。
2.氢键对物质性质的影响：①溶质分子和溶剂分子间形成氢键，溶解度骤增。如氨气极易溶于水；②
分子间氢键的存在，使物质的熔沸点升高；③有些有机物分子可形成分子内氢键，则此时的氢键不
能使物质的熔沸点升高。
五.等电子体
对于等电子体的书写，可以根据元素原子序数“增减找邻、同族互换”的原则去寻找等电子体。如：
CO和N2、CH4和NH4+等。等电子体具有相似的化学键特征，物理性质相近。常见的等电子体：
微粒 通式 价电子总数 立体构型
CO2、NO2+、N3—、SCN— AX2 16e－ 直线形
CO32-、NO3—、SO3 AX3 24e－ 平面三角形
SO2、O3、NO2— AX2 18e－ V形
PO43-、SO42-、ClO4— AX4 32e－ 正四面体形
SO32-、ClO3— AX3 26e－ 三角锥形
CO、N2 AX 10e－ 直线形
CH4、NH4+ AX4 8e－ 正四面体形
六、晶胞结构
晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\2014\\幻灯片\\二轮\\考前3个月\\化学（江苏）\\全书完整的Word版文档\\A23.TIF" \* MERGEFORMAT
熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\2014\\幻灯片\\二轮\\考前3个月\\化学（江苏）\\全书完整的Word版文档\\A24.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "E:\\张红\\2014\\幻灯片\\二轮\\考前3个月\\化学（江苏）\\全书完整的Word版文档\\A25.TIF" \* MERGEFORMAT
A．NaCl(含4个Na＋，4个Cl－) B．干冰(含4个CO2) C．CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)
D．金刚石(含8个C) E．体心立方(含2个原子) F．面心立方(含4个原子)
七、电离能、电负性大小判断
1. 规律：在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小；
2. 特性：同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大
于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素；
方法：我们常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比较：a.HClO中Cl为
＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；b.Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的
电负性大于Cl。
八、物质熔沸点高低比较规律
1. 一般情况下，不同类型晶体的熔沸点高低规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，如：金刚石＞NaCl
＞Cl2；金属晶体＞分子晶体，如：Na＞Cl2(金属晶体熔沸点有的很高，如钨、铂等，有的则很低，如
汞等)。
形成原子晶体的原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔沸点就越高，如：金刚石＞石英＞碳化
硅＞晶体硅。
形成离子晶体的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。
金属晶体中金属离子半径越小，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。
5. 分子晶体的熔沸点比较规律
①相对分子质量差别不太大，能形成分子间氢键的物质熔沸点一般比不能形成分子间氢键的高。
②组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，其熔沸点就越高，如：HI＞HBr＞HCl；
③组成和结构不相似的分子，分子极性越大，其熔沸点就越高，如：CO＞N2；
④同分异构体分子中，支链越少，其熔沸点就越高，如：正戊烷＞异戊烷＞新戊烷；
⑤同分异构体中的芳香烃及其衍生物，邻位取代物＞间位取代物＞对位取代物，如：邻二甲苯＞间二
甲苯＞对二甲苯。
【典例分析】
【典例1】化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用．
（1）高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7，其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在．Cu在元素周
期表中的位置为　　，基态Cu3+的核外电子排布式为_　　．
（2）磁性材料在生活和科学技术中应用广泛．研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则
该化合物具有磁性．下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为　　（填选项字母）．
A． V2O5 B．CrO2 C．PbO D．ZnO
（3）屠呦呦因在抗疟药﹣﹣青蒿素研究中的杰出贡献，成为首获科学类诺贝尔奖的中国人．青蒿素的
结构简式如图l所示，其组成元素的电负性由大到小的顺序为　　；碳原子的杂化方式有　　．
（4）“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源，由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图
2所示．
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为　 　．
②H2O的VSEPR模型为　　，比较键角的大小：H2O　　CH4（填“＞”“＜”或“=”），原因为　 　．
（5）锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景，该电池负极材
料为石墨，石墨为层状结构（如图3），其晶胞结构如图4所示，该晶胞中有　　个碳原子．已知石
墨的层间距为apm，C﹣C键长为b pm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则石墨晶体的密度为　　g cm﹣3
（列出计算式）．
【答案】
（1）第四周期第ⅠB族；1s22s22p63s23p63d8；
（2）B；
（3）O＞C＞H；sp2、sp3；
（4）①氢键、范德华力；
②四面体形；＜；甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与
成键电子的排斥力大、键角小；
（5）4；．
【解析】
（1）Cu原子核外电子数为29，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，处于周期表中第四周期
第ⅠB族，失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cu3+，基态Cu3+的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d8，
故答案为：第四周期第ⅠB族；1s22s22p63s23p63d8；
（2）A．V2O5 中V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，没有未成对电子，没有磁性；
B．CrO2 中Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，有未成对电子，具有磁性；
C．PbO 中Pb处于IVA族，失去p能级2电子形成Pb2+，没有未成对电子，没有磁性；
D．ZnO中Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，没有未成对电子，具有磁性，
CrO2适合作录音磁带磁粉原料，故选：B；
（3）青蒿素的组成元素有C、H、H，非金属性越强电负性越大，故电负性O＞C＞H；分子中酯基中C
原子为形成3个σ键、其它碳原子形成4个σ键，均没有孤对电子，碳原子的杂化方式为 sp2、
sp3，故答案为：O＞C＞H；sp2、sp3；
（4）①水分子之间形成氢键，分子之间还存在范德华力，故答案为：氢键、范德华力；
②H2O分子中O原子形成2个σ键、含有2对孤电子对，VSEPR模型为四面体形；甲烷分子的杂
化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小，
则键角H2O＜CH4，
故答案为：四面体形；＜；甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对
电子与成键电子的排斥力大、键角小；
（5）根据均摊法，晶胞中C原子数目=1+8×+4×+2×=4，晶胞质量为g，C﹣C键长为
b pm，则上、下底面为菱形，上底面棱长为b pm××2=b pm，石墨的层间距为apm，则
晶胞高为2a pm，则晶胞密度为g÷{[2××b×10﹣10×b×10﹣10×sin60°cm]×2a
×10﹣10cm}=g．cm﹣3，
故答案为：4；．
【典例2】芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。
⑴天冬酰胺所含元素中，________(填元素名称，下同)元素基态原子核外未成对电子数最多，第一电
离能最大的是________。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为__________，分子中σ键和π键数目之比为________。
(3)O、S、Se为同主族元素，H2O、H2S和H2Se的参数对比见表。
化学式 键长/nm 键角
H2O 0.99 104.5°
H2S 1.34 92.3°
H2Se 1.47 91.0°
H2S的键角大于H2Se的原因可能为______________________________________________。
H2O、H2S、H2Se沸点由高到低的顺序为________________，酸性由强到弱的顺序为________________。
(4)写出铬的基态原子电子排布式：______________________________________________。
(5)金属铬为体心立方晶体，晶胞结构如下图，则该晶胞中含有________个铬原子。若铬的密度为
ρ g·cm－3，相对原子质量为M，NA表示阿伏加德罗常数的值，则铬原子的半径为________cm。
INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\2016\\二轮\\考前3个月\\化学\\江苏\\496.TIF" \* MERGEFORMAT
【答案】
　 (1)氮　氮 (2)sp3和sp2　8∶1
(3)由于硫的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，键角大　H2O＞H2Se＞H2S　H2Se＞H2S＞H2O
(4)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 (5)2　 21世纪教育网版权所有
【解析】
(1)天冬酰胺中含有H、C、N、O四种元素，原子基态核外未成对电子分别为1、2、3、2，因此氮元素
基态原子核外未成对电子数最多，N的第一电离能最大。
(2)分子中亚甲基和次甲基中的碳原子均为sp3杂化，羰基碳为sp2杂化。1分子天冬酰胺中含有16个
σ键和2个π键，因此σ键和π键数目之比为8∶1。
(3)硫原子的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，因此H2S中键角大。由于水分子间存在氢键，
因此其沸点高于H2S和H2Se。
(4)铬的原子序数为24，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
(5)在铬的晶胞中含有铬原子数为1＋8×＝2。设晶胞的边长为a cm。则＝ρ，则a＝。
在晶胞中，立方体的体对角线是铬原子半径的4倍，则体对角线为a，铬原子半径为a＝
(cm)。
【典例3】W、Y、Z、Q、R是周期表中前四周期的元素，且原子序数依次增大。基态W的原子核外有2个
未成对电子，Q是电负性最大的元素，基态R的原子核外未成对电子数是W原子核外未成对电子数
的2倍。请问答下列问题(答题时，W、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示)：
(1)W、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________；一种由Y、Z元素组成的化合物
与WZ2互为等电子体，其分子式为__________。
(2)已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构(球棍模型，短线不一定代表单键)，该分子中Y原子的杂化
方式是________杂化。
INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\2016\\二轮\\考前3个月\\化学\\江苏\\508.TIF" \* MERGEFORMAT
(3)W的电子式为__________，基态R原子的价电子排布式为__________。
(4)YQ3分子的空间构型为____________，Y和Q两元素的简单氢化物的沸点较高的是__________(写分
子式)。往硫酸铜溶液中通入过量的YH3(H代表氢元素)，可生成配离子[Cu(YH3)4]2＋，但YQ3不易与
Cu2＋形成配离子，其原因是__________________________________________。
(5)科学家通过X射线探明RZ的晶体结构与NaCl相似，在RZ晶体中距离R2＋最近且等距离的R2＋有
________个。若在RZ晶体中阴阳离子间最近距离为a pm，晶体密度为ρ g·cm－3，则阿伏加德罗
常数NA的表达式为________mol－1。
【答案】
　(1)N>O>C　N2O (2)sp2　 (3) 　3d64s2
(4)三角锥形　HF　由于电负性F>N>H，在NF3分子中，共用电子对偏向F原子，使得N原子上的孤电子
对难与Cu2＋配位
(5)12　×1030
【解析】由电负性信息知Q是氟元素，反推W是碳元素，故Y是氮元素、Z是氧元素；由基态原子核外未
成对电子数目关系知R是铁元素。
(1)CO2属于三原子分子，16个价电子，故对应的等电子体为N2O。
(2)N2F2中每个氮原子与氟原子各形成一个单键，两个氮原子之间形成一个双键，还有一对孤电子对，故
其为sp2杂化。
(3)C与N2互为等电子体，两个碳原子之间共用三对电子。
(4)NF3中N原子为sp3杂化，故NF3为三角锥形分子。HF分子之间氢键强于NH3分子之间的氢键，故HF
的沸点较高。配位键形成要求提供孤电子对的原子最好呈负电性，NF3中共用电子对偏向电负性大的
氟原子，故导致其难与铜离子形成配位键。
(5)FeO晶胞中，与Fe2＋距离最近且相等的Fe2＋共有12个。FeO晶胞的边长为2a×10－10 cm，晶胞体积为
8×10－30a3 cm3，一个晶胞中含有4个“FeO”组成单元，晶胞质量为 g，故有8×10－30a3×ρ＝，
由此可求出NA的数值。
【典例4】将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源，还能防治空气污染．工业上常用CO与H2在
由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇．
（1）图1是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图，
请判断该排布图　　（填“正确”或“错误”），理由是　　（若判断正确，该空不用回答）．
（2）写出两种与CO互为等电子体的离子　　．
（3）向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu（NH3）4]SO4溶液，[Cu（NH3）4]SO4中 所含配位键
是通过配体分子的　　给出孤电子对，　　接受电子对形成，SO42﹣的空间构型是　　，该物质中N、
O、S三种元素的第一电离能大小顺序为　　＞　　＞　　（填元素符号）．
（4）甲醇与乙烷的相对分子质量相近，故二者分子间的作用力（范德华力）相近，但是二者沸点的差
距却很大，造成该差异的原因是　　；在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为　　．
（5）甲醛与新制Cu（OH）2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O，已知Cu2O晶胞的结构如图2所示：
①在该晶胞中，Cu+的配位数是　　，
②若该晶胞的边长为a pm，则Cu2O的密度为　　g cm﹣3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏
伽德罗常数为NA）
【答案】
（1）错误；违背泡利原理；
（2）CN﹣、C22﹣；
（3）N；Cu2+；正四面体；N；O；S；
（4）甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷；sp3；
（5）①2；②．
【解析】
（1）泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子，根据图知，其中一个
孤电子有两个完全相同的电子，所以违背泡利原理，故答案为：错误；违背泡利原理；
（2）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，CO分子中含有2个原子、其价电子数为10，
所以与CO互为等电子体的离子有CN﹣、C22﹣，故答案为：CN﹣、C22﹣；
（3）配合物中含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间形成配位键，该配合物中N原子提供孤电子
对、Cu2+提供空轨道；
硫酸根离子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断硫酸根
离子空间构型为正四面体；
同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第
一电离能大于其相邻元素，同一主族元素，其第一电离能随着原子序数增大而减小，所以其第一电
离能大小顺序是N＞O＞S，
故答案为：N；Cu2+；正四面体；N；O；S；
（4）分子间氢键能增大物质的熔沸点，甲醇分子间能形成氢键、乙烷分子之间不能形成氢键，所以甲
醇熔沸点高于乙烷；甲醇分子中C原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥
理论判断C原子杂化方式为sp3，
故答案为：甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷；sp3；
①该晶胞中小球个数是4、大球个数=8×+1=2，根据化学式知，小球表示Cu原子、大球表示O原
子，根据图知，每个亚铜离子连接2个氧离子，所以亚铜离子配位数是2，故答案为：2；
②晶胞体积=（a×10﹣10cm）3，晶胞密度==g cm﹣3=g cm﹣3，
故答案为：．
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高频考点17 物质结构与性质 综合 巩固提升
1. 太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位．单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的
铜、硼、镓、硒等． 就铜、硼两种元素请回答：
（1）基态Cu2+的核外电子排布式为　　；已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从铜原子核外电子结构角
度解释其原因：　 　．
（2）铜与类卤素（CN）2、（SCN）2反应生成Cu（ CN）2、Cu（ SCN）2．其中类卤素（ SCN）2结构式为
N≡C﹣S﹣S﹣C≡N．其分子中σ键和π键的个数比为　　；它对应的酸有两种，理论上硫氰酸
（H﹣S﹣C≡N）的沸点低于异硫氰酸 （H﹣N=C=S）的沸点，其原因为　 　．
（3）在第二周期中第一电离能介于B和N两元素之间的有　　（写元素符号）．
（4）氮化硼（BN）晶体有多种结构．六方氮化硼是通常存在的稳定结构，具有层状结构，可作高温润
滑剂；立方氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性．它们的晶体结构如图1所示．
①关于这两种晶体的说法，正确的是　　（填序号）．
A．立方氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大
B．六方氮化硼层间作用力小，所以质地软
C．两种晶体中B﹣N键均为共价键
D．两种晶体均为分子晶体
E．立方氮化硼晶体，硼原子的杂化轨道类型为sp3
F．六方氮化硼晶体结构与石墨相似却不导电，原因是其层结构中没有自由电子
②图2是立方氮化硼晶胞模型，a位置N原子与b位置B原子之间的距离为a cm，则该晶体的密度
为　 　g/cm3（用含a的代数式表示，NA 表示阿伏伽德罗常数）．
X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素．其中，X原子核外的M层中只有两对成对电
子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量最高的元素，M的内层电子数是最外层电子
数的9倍，N的原子序数比M小1，Q在元素周期表的各元素中电负性最大．P元素的第三电子层处于全
充满状态，第四电子层只有一个电子．请回答下列问题：
（1）P元素的价电子排布式为　　，P元素属于　　区元素．
（2）XZ2分子的空间构型是　　，相同条件下XZ2与YZ2相比，两者在水中溶解度较大的是　　（写分子式），
理由是　 　．
（3）含有元素N的盐的焰色反应为　　色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是　 　
（4）元素M与元素Q形成的晶胞结构如图1所示，设其晶胞边长为a pm，用NA表示阿伏伽德罗常数，试
求该晶胞的密度为　 　g/cm3
三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示． 三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是　　，
1mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为　 　．
3.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛．
（1）Fe2+基态核外电子排布式为　 　．
（2）Fe3+可与　 　（阴离子）发生特征的显色反应，用于鉴定Fe3+．
该阴离子的电子式为　 　，其空间构型为　 　．
已知Fe2+和Fe3+均可与CN﹣形成配离子[Fe（CN）6]4﹣和[Fe（CN）6]3﹣，在酸性溶液中H2O2可使
Fe（CN）64﹣转化为Fe（CN）63﹣．写出以上转化的离子方程式　 　．
CN﹣的其中一个等电子体可与Fe（0）形成配合物，该配合物的化学式为　 　，1mol该配
合物所含有σ键和π键数目之比为　 　．
向Fe2+溶液中加入K3[Fe（CN）6]，可生成蓝色难溶化合物滕氏蓝，若向Fe3+溶液中加入
K4[Fe（CN）6]，则可生成蓝色难溶化合物普鲁士蓝，经结构分析，滕氏蓝和普鲁士蓝为同一化合物，
其晶胞结构（）如图所示（K+未标出）．
根据上述信息，滕氏蓝和普鲁士蓝晶胞含有　 　个Fe2+，其化学式为　 　，含有的化学键
有　　（填字母序号）．
a．共价键 b．离子键 c．配位键 d．金属键 e．氢键．
4.铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料．请回答：
（1）基态铜原子的电子排布式为　　；已知高温下CuO→Cu2O+O2，从铜原子价层电子结构（3d和4s轨道
上应填充的电子数）变化角度来看，能生成Cu2O的原因是　 　．
硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为　　，
若“Si﹣H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大
小为Se　 　Si（填“＞”、“＜”）．
（3）SeO2常温下白色晶体，熔点为340～350℃，315℃时升华，则SeO2固体的晶体类型为　　；若SeO2
类似于SO2是V型分子，则Se原子外层轨道的杂化类型为　 　．
与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性（价电子数少于价层轨道数），其化合物可与具有孤对
电子的分子或离子生成配合物，如BF3能与NH3反应生成BF3 NH3．BF3 NH3中B原子的杂化轨道类型
为　　，B与N之间形成　　键．
金刚砂（SiC）的硬度为9.5，其晶胞结构如右图所示；则金刚砂晶体类型为　　，在SiC中，每个
C原子周围最近的C原子数目为　　个；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为　　g/cm3．
5.过渡元素Ti、Mn、Fe、Cu等可与C、H、O形成多种化合物．请回答下列问题：
（1）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Mn属于　　区．
（2）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．基态Ti2+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　　．BH4﹣的空间构型是　　．
在Cu的催化作用下，乙醇可被空气中氧气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是　　，乙醛
分子中HCO的键角　　乙醇分子中H﹣C﹣O的键角（填“大于”、“等于”或“小于”）．
电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN﹣，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN﹣氧化成CNO﹣，再在酸
性条件下CNO﹣继续被NaClO氧化成N2和CO2．
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为　　．
②与CN﹣互为等电子体微粒的化学式为　　（写出一种即可）
单质铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶胞中Fe原子的配位数之比为　　，三种晶胞中棱长之
比为　 　．
6.钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：
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回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布图为__________________________________________________，
其原子核外共有________种运动状态不相同的电子，金属钛晶胞如图1所示，为____________堆
积(填堆积方式)。
INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\2016\\二轮\\考前3个月\\化学\\江苏\\471.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\莫成程\\2016\\二轮\\考前3个月\\化学\\江苏\\471.TIF" \* MERGEFORMATINET
(2)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为－37 ℃，沸点为136 ℃，可知TiCl4为________晶体。
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，
主要原因是___________________________________________________。21世纪教育网版权所有
化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_______________。
(4)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图3所示。该阳离子Ti与O的原子数之比为
______，其化学式为_________________________________________________。
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(5)钙钛矿晶体的结构如图4所示。钛离子位于立方晶胞的顶角，被______个氧离子包围成配位八面体；
钙离子位于立方晶胞的体心，被________个氧离子包围，钙钛矿晶体的化学式为_____________。
【参考答案与详细解析】
1【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d9；亚铜离子价电子排布式为3d10，亚铜离子核外电子处于稳定的全充满状态；
（2）5：4；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能；
（3）Be、C、O；
（4）① BCEF； ②．
【解析】
（1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，Cu原子失去一个4s电子、一个3d电子生成二价铜
离子，根据构造原理书写Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9；原子轨道中电子处于半满、
全满、全空时最稳定，Cu2+价电子排布式为3d9、Cu+价电子排布式为3d10，Cu+核外电子处于稳定的
全充满状态，所以较稳定，
故答案为：1s22s22p63s23p63d9；Cu+价电子排布式为3d10，Cu+核外电子处于稳定的全充满状态；
（2）铜与类卤素（SCN）2反应生成Cu（SCN）2，SCN分子中硫原子形成两个共用电子对、C原子形成四
个共用电子对、N原子形成三个共用电子对，（ SCN）2结构式为N≡C﹣S﹣S﹣C≡N，每个分子中含
有4个π键，则1mol（SCN）2中含有σ键数目为5mol，π键的数目为4mol，所以分子中σ键和π
键的个数比为5：4；能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰
酸不能形成分子间氢键，所以异硫氰酸熔沸点高于硫氰酸，
故答案为：5：4；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能；
（3）同周期主族元素中第ⅡA族和ⅤA族元素比相邻的元素的第一电离能高，所以在第二周期中第一
电离能介于B和N两元素之间的有Be、C、O，故答案为：Be、C、O；
（4）①A．立方相氮化硼中N原子与B原子之间形成单键，所以无π键，故错误；
B．六方相氮化硼层间作用力为范德华力，故正确；
C．两种晶体中的B﹣N键均为共价键，故正确；
D．立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性，属于原子晶体，故错误；
E．立方氮化硼晶体中每个硼原子形成4个σ键，所以硼原子的杂化轨道类型为sp3，故正确；
F．六方氮化硼晶体结构其层结构中没有自由电子，所以不导电，故正确；故选：BCEF；
②立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子．一个晶胞中的质量为，a位置N原子与b
位置B原子之间的距离为a cm，所以一个立方氮化硼晶胞的体积是cm3，根据ρ
===，故答案为：．
2【答案】
（1）3d104s1；ds；
（2）V形；SO2；SO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，
故SO2的溶解度较大；
（3）紫；电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量；
（4）；
（5） sp2、sp3；15NA．
【解析】X、Y、Z、M、N、Q、P为元素周期表前四周期的7种元素，X原子核外的M层中只有两对成对电
子，核外电子排布应为1s22s22p63s23p4，X为S元素；Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Y有2
个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素；Z是地壳内含量最高的元素，为O元素；M的内层电
子数是最外层电子数的9倍，M只能处于第四周期，最外层电子数只能为2，内层电子总数为18，核
外电子总数为20，故M为Ca元素；N的原子序数比M小1，则N为K元素；Q在元素周期表的各元
素中电负性最大，Q为F元素；P元素的第三电子层处于全充满状态，第四电子层只有一个电子，原
子核外电子数=2+8+18+1=29，则P为Cu元素．
（1）P为Cu元素，价电子排布为3d104s1，属于ds区元素，
故答案为：3d104s1；ds；
（2）SO2分子中S原子价层电子对数=2+=3，S原子含有1对孤电子对，故其立体结构是V形，
SO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO2的溶解度较大，
故答案为：V形；SO2；SO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，
故SO2的溶解度较大；
（3）含有K元素的盐的焰色反应为紫色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是电子由较高能级
跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量，
故答案为：紫；电子由较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量；
（4）元素Ca与元素F形成晶体，晶胞中Ca原子数目=8×+6×=4、F原子为8个，
晶胞质量=4×g，晶胞边长为a pm，则晶胞体积=（a×10﹣10 cm）3=a3×10﹣30 cm3，
则晶胞密度=4×g÷（a3×10﹣30 cm3）=g/cm3，
故答案为：；
（5）三聚氰胺分子中处于环上的N原子成2个σ键，有1对孤电子对，采取sp2杂化，氨基中N原子成
3个σ键，含有1对孤电子对，N原子采取sp3杂化，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，
故1个三聚氰胺分子含有15个σ键，则1mol三聚氰胺分子中σ键的数目为15NA，
故答案为：sp2、sp3；15NA．
3【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ；
（2） SCN﹣；；直线型；
（3）2Fe（CN）64﹣+H2O2+2H+=2Fe（CN）63﹣+2H2O；
（4）Fe（CO）5；1：1；
（5）4；KFe[Fe（CN）6]；abc．
【解析】
（1）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子变成Fe2+，根据构造原理
知，其基态离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ，
故答案为：1s22s22p63s23p63d6 或[Ar]3d6 ；
（2）铁离子和KSCN反应生成络合物，溶液为血红色，发生Fe3++3SCN﹣=Fe（SCN）3，可用于鉴定Fe3+，
SCN﹣中各原子的连接顺序为S﹣C﹣N，S与C形成一对共用电子对，C与N形成三对共用电子对，
SCN﹣得到的一个电子给了S，故SCN﹣的电子式，其中心原子碳原子的价电子对数
为=2，无孤对电子，所以分子空间构型为直线型，
故答案为：SCN﹣；；直线型；
（3）在酸性溶液中H2O2可使Fe（CN）64﹣转化为Fe（CN）63﹣，双氧水中氧元素化合价为﹣1价，反应
后生成了﹣2价的水，化合价降低了2价，Fe（CN）64﹣转化为Fe（CN）63﹣，铁元素有+2价变为
+3价，化合价升高了1价，则化合价变化的最小公倍数为2，所以双氧水的计量数为1，
Fe（CN）64﹣的计量数为2，然后利用质量守恒配平，反应的离子方程式为：2Fe（CN）64﹣+H2O2+2H+=
2Fe（CN）63﹣+2H2O，
故答案为：2Fe（CN）64﹣+H2O2+2H+=2Fe（CN）63﹣+2H2O；21教育网
（4）原子个数相等、价电子数相等的微粒是等电子体，氢氰根离子中含有2个原子、价电子数是10，
与CN﹣互为等电子体的一种分子为CO，可与Fe（0）形成配合物，为Fe（CO）5，CO分子中C原
子上有一对孤对电子，C、O原子都符合8电子稳定结构，则CO的结构式为C≡O，三键中含有1
个σ键、2个π键，单键属于σ键，则CO分子中σ键和π键数目比为1：2，1molFe（CO）5所含
有σ键和π键数目之比为2：2=1：1，
故答案为：Fe（CO）5；1：1；
（5）立方体结构中Fe3+离子的个数为：4×=，Fe2+离子的个数为：4×=，CN﹣离子的个数为：
12×=3，根据电荷守恒：N（K+）+N（Fe3+）×3+N（Fe2+）×2=N（CN﹣），得N（K+）=，
普鲁士蓝中 n（K+）：n（Fe3+）：n（Fe2+）：n（CN﹣）=1：1：1：6，则其化学式为KFe[Fe（CN）6]；
Fe3+含有空轨道，CN﹣中N原子提供孤电子对，形成配位键，亚铁离子、钾离子和[Fe（CN）6]3﹣ 形
成离子键，碳原子和氮原子之间存在共价键，所以abc符合，
故答案为：4；KFe[Fe（CN）6]；abc．
4【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s1；CuO中铜的价层电子排布为3d 94s0，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后
者处于稳定的全充满状态而前者不是；
（2） V形、正四面体；＞； （3）分子晶体；sp2； （4）sp3；配位；
（5）原子；12；．
【解析】
（1）Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，
CuO中铜的价层电子排布为3d94s0，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，3d10为稳定结构，所以在高
温时，能生成Cu2O，即稳定性是CuO＜Cu2O，高温时可以生成Cu2O，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；CuO中铜的价层电子排布为3d 94s0，Cu2O中铜的价层电子排布为
3d10，后者处于稳定的全充满状态而前者不是；
（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物分别为H2Se，SiH4，其分子结构分别V形，正四面体；若
“Si﹣H”中键合电子偏向氢原子，说明硅显正价，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，硒显负
价，所以硒与硅的电负性相对大小为Se＞Si，
故答案为：V形、正四面体；＞；
（3）SeO2常温下白色晶体，熔、沸点低，为分子晶体，二氧化硒分子中价层电子对=2+（6﹣2×2）
=3，Se原子的杂化类型为sp2，
故答案为：分子晶体；sp2；
（4）BF3 NH3中B原子含有3个σ 键和1个配位键，所以其价层电子数是4，B原子采取sp3杂化，
该化合物中，B原子提供空轨道的原子、N原子提供孤电子对，所以B、N原子之间形成配位键，
故答案为：sp3；配位；
（5）金刚砂（SiC）的硬度为9.5，属于原子晶体，以顶点碳原子研究，与之最近的碳原子处于面
心，所以每个C原子周围最近的C原子数目为=12，
该晶胞中C原子个数=8×+6×=4，Si原子个数为4，晶胞质量为4×g，
晶胞边长=a×10﹣10cm，体积V=（a×10﹣10cm）3，
其密度=4×g÷（a×10﹣10cm）3=g/cm3，
故答案为：原子；12；．
5【答案】
（1）d； （2）M；9；正四面体型； （3）sp3、sp2；大于；21cnjy.com
（4）①H＜C＜N＜O； ②CO（或N2等）；
（5）4：6：3；：：1．
【解析】
（1）Mn为第ⅤⅢ族元素，最后填充电子为d电子，则位于d区，故答案为：d；
（2）基态Ti2+价电子排布式为：3d2，最高能层为M层，该能层下含有1个3s轨道、3个3p轨道和5
个3d轨道，共有9个原子轨道，BH4﹣中B原子价层电子对=4+（3+1﹣4×1）=4，且没有孤电
子对，则为正四面体型，
故答案为：M；9；正四面体型；
（3）乙醛分子中甲基上碳原子含有4个σ键，醛基上的碳原子含有3个σ键，所以甲基中的碳原子
采用sp3杂化，醛基中的碳原子采用sp2杂化，醛基中碳原子采用sp2杂化、乙醇中含有醇羟基的
碳原子采用sp3杂化，导致乙醛分子中H﹣C﹣O的键角大于乙醇分子中的H﹣C﹣O的键角，
故答案为：sp3、sp2；大于；
（4）①非金属性越强，电负性越大，则电负性为H＜C＜N＜O，故答案为：H＜C＜N＜O；
②与CN﹣互为等电子体微粒的化学式为CO（或N2等），故答案为：CO（或N2等）；
（5）δ﹣Fe为体心立方密堆积，配位数为8，γ﹣Fe为面心立方密堆积，配位数为12，α=Fe为简
单立方堆积，配位数为6，则δ、γ、α三种晶胞中铁原子的配位数之比为8：12：6=4：6：3，
设原子半径为y，δ中体对角线为4r，若设棱长为x，则x2+（x）2=（4r）2，解得x=；
γ中面对角线为4r，若设棱长为y，则y2+y2=（4r）2，解得y=2r；
α中棱长为2r，则三种晶胞中棱长之比为：2r：2r=：：1，
故答案为：4：6：3；：：1．
6【答案】
(1) 　22　六方最密
(2)分子
(3)化合物乙分子间形成氢键　N＞O＞C
(4)1∶1　TiO2＋(或[TiO] n 2n＋)
(5)6　12　CaTiO3
【解析】
　(1)Ti原子价电子为3d、4s上的电子，3d能级上有2个电子、4s能级上有2个电子；原子核外有几个
电子其电子就有几种运动状态；该晶体为六方最密堆积。
(2)分子晶体熔、沸点较低。
(3)氢键的存在导致物质熔、沸点升高；同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋
势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素。
(4)每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法计算二者原子个数之
比；Ti元素为＋4价、O元素为－2价，据此书写其化学式。
(5)钛离子位于立方晶胞的顶角，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被12
个氧离子包围；每个晶胞中钛离子和钙离子均为1个，晶胞的12个边长上各有一个氧原子，根据均
摊原则计算各原子个数，从而确定化学式。
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3
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