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专题十八 物质结构与性质（选修）
【学法导航】
一．易混概念：
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①键的极性与分子的极性。错因是混淆键的极性和分子极性的研究对象。
②晶体类型与所含元素、物质类型。晶体类型由晶体构成粒子和结合力决定，与元素种类，物质类型没有必然联系。经常互推没有因果关系的概念。
③晶体类型与分摊法：确定晶体类型时，对于原子晶体（如金刚石、二氧化硅晶体）、氯化钠、氯化铯晶体可以用分摊法。而对于分子晶体，不必用分摊法。例如，计算白磷（P）分子中化学键数，可直接根据正四面体结构计算，经常犯思维定势错误，确定分了晶体组成也用分摊法。
④晶体构成粒子内化学键与粒子间作用力。对于原子晶体、离子晶体、金属晶体，化学键与粒子间作用力类型一致；但是，对于分子晶体，一般分子内存在共价键，分子间存在分子间作用力或氢键。例如，冰由水分子靠氢键构成，而水分子内存在氢氧极性共价键。分子晶体熔融时只破坏分子间作用力，而不影响分子内化学键。稀有气体分子是单原子分子，分子内没有化学键，形成的晶体是分子晶体而不是原子晶体。经常认为粒子之间作用力都是化学键。
⑤离子晶体与分子。一般认为离子晶体不含分子，其实有一部分离子晶体中含有不能自由移动的分子。例如，蓝矾中水分子，[Ag(NH3)2]OH、[Pt(NH3)2]Cl2中含有氨分子，经常忽视特殊与一般关系。
⑥化学键与化合物类型。离子化合物一定含离子键，可能含共价键，如NaOH、Na2O2、CaC2、NH4Cl等;共价化合物一定含共价键，不含离子键。例如，H2O2，C2H2，CH3CH2CH3等，易误认为一种晶体只含一种化学键。
二．该部分知识在弄清基本概念的基础上，要能够记住常见的知识点及一些基本规律，通过练习高考真题和模拟题，抓住常考知识点，突出重点进行复习。
【典例精析】
1．（2009广东卷11）．元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是
A．同周期元素中X的金属性最强
B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
【解析】由题目信息可推断出，X为Na ，Y为Cl，Z为O。同周期（第三周期中）X（Na）的金属性最强，A正确；同周期元素从左向右原子半径减小，原子半径X（Na）>Y（Cl），电子层结构相同的离子，离子半径随核电荷数的增加而减小，离子半径X（Na+）【答案】B
【考点分析】本题考查元素周期律的相关知识如：金属性强弱、半径大小比较、氢化物的稳定性、最高价含氧酸的酸性。
2．（2009江苏高考化学8）X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是：
A．元素Y、Z、W具有相同电子层的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY> XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
【解析】根据题意判断出5种元素分别是： X：H、Y：O、Z：Na、W：Al、R：S；
A中的离子半径是依次减小的，所以错误；
X能与Y形成化合物H2O2 ，所以B错误；
Al最高价氧化物的水化物是Al(OH)3，属于两性氢氧化物，所以D错误；
【答案】C
【考点分析】本题考查原子结构、元素的推断、元素周期律等知识。
3．（2009广东卷1）.我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素与的说法正确的是
A. 与互为同位素
B. 与的质量数相同
C. 与是同一种核素
D. 与的核外电子数和中子数均为62
【解析】质子数相同，中子数不同的核素称为同位素，具有一定数目质子数和中子数的原子成为核素。与质量数不同，B错；与是不同核素，C错；与的中子数不同， D错。
【答案】A
【考点分析】本题考查同位素和核素的相关概念和原子结构方面的基本计算。
4. （2009山东卷11）．元素在周围表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构，
D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
【解析】碳元素在遇到不同的物质反应时，即可表现为得到电子，也可能表现为失去电子； C中H元素、Li元素不符合；第一主族的所有元素最外层都为一个电子，但是H元素与Na元素性质差异很大。
【答案】B
【考点分析】本题主要考查元素周期律的相关知识。
5．（2009四川卷10）.X、Y、Z、M是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X、Y、Z相邻。X的核电荷数是Y是核外电子数的一半，Y与M可形成化合物M2Y。下列说法正确的是
A. 还原性：X的氢化物>Y的氢化物>Z的氢化物
B. 简单离子的半径：M的离子>Z的离子>Y的离子>X的离子
C. YX2、M2Y都是含有极性键的极性分子
D. Z元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZO4
【解析】从题给信息可判断：X是O、Y是S、Z是Cl、M是K；A选项非金属性越强，氢化物的还原性越弱，所以A错；B选项电子层结构相同的离子核电荷数越大半径越小。C选项M2Y是离子化合物。
【答案】D
【考点分析】本题考查原子结构、元素的推断、元素周期律等知识。
6．（2008江苏卷）下列排列顺序正确的是
①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②原子半径：Na＞Mg＞O
③酸性：H3PO4＞H2SO4＞HClO4 ④结合质子能力：OH-＞CH3COO-＞Cl-
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
【解析】根据非金属性：F>O>S，可以判断热稳定性的顺序为：HF>H2O>H2S，同理可以判断酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，所以①、③错误。根据原子在元素周期表中的位置及原子半径的规律可以判断②正确。根据溶液的酸碱性可以判断④正确。所以答案为B。
【答案】B
【考点分析】本题主要考查原子结构及周期律的基本知识。
7．（2008山东卷）下列说法正确的是
A . SiH4 比CH4 稳定
B .O2-半径比 F― 的小
C. Na 和 Cs属于第 IA 族元素， Cs 失电子能力比 Na 的强
D . P 和 As属于第 VA 族元素， H3PO4 酸性比 H3 AsO4的弱
【解析】A中由于Si的非金属性小于C，所以SiH4没有CH4 稳定；B中O2-和 F― 的核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小；D中同主族元素，自上而下非金属性减弱，所以H3PO4 酸性比 H3 AsO4的强。
【答案】C
【考点分析】本题主要考查元素周期律的相关知识。
8．（四川宜宾市第三中学校2009届高三上半期考试理科综合）下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项 实 验 事 实 理 论 解 释
A． SO2溶于水形成的溶液能导电 SO2是电解质
B． 白磷为正四面体分子 白磷分子中P—P间的键角是109°28′
C． 1体积水可以溶解700体积氨气 氨是极性分子且由于有氢键的影响
D． HF的沸点高于HCl H—F的键长比H—Cl的键长短
【解析】A中SO2本身不导电，是非电解质；B中白磷分子中P—P间的键角是60°；D中是由于HF分子间能形成氢键；
【答案】C
【考点分析】本题考查了键角、氢键、熔沸点影响因素等知识点。
9. （长春市实验中学2009届高三理科综合练习化学部分（四））下列事实与氢键有关的是
A. 水加热到很高的温度都难以分解
B. 水结成冰体积膨胀，密度变小
C. CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
D. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
【解析】由于形成氢键使水分子间间隙增大，使体积增大，密度减小。
【答案】B
【考点分析】本题主要考查氢键对物质物理性质的影响。
10.（天津市汉沽一中2009第五次月考）根据等电子原理：由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为等电子体，它们具有相似的结构特征。以下各组微粒结构不相似的是 （ ）
A．CO和N2 B．O3和NO- C．CO2和N2O D．N2H4和C2H4
【解析】要吻合结构相似，就是去寻找互为等电子体的微粒，而D不吻合等电子体的要求。
【答案】D
【考点分析】本题主要考查等电子体的概念理解和应用。
11.（青岛市2009年高三模拟练习5月）已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中A原子核外有三个未成对电子；A与B可形成离子化合物B3A2；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D原子核外的M层中有两对成对电子；E原子核外最外层 只有1个电子，其余各层电子均充满。请根据以上信息，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）
（1）E的核外电子排布式是 ，A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为 。
（2）B的氯化物的熔点远高于C的氯化物的熔点，理由是 ；
（3）A的最高价含氧酸根离子中,其中心原子采取 杂化，D的低价氧化物分子的空间构型是 。
（4）A、E形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为 ；（每个球均表示1个 原子）
【解析】A原子核外有三个未成对电子，可以推断为N；A与B可形成离子化合物B3A2，可以推断B为Mg；C元素是地壳中含量最高的金属元素，即为Al；D原子核外的M层中有两对成对电子，可以推断D为S；E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满，可以推断E为Cu。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar] 3d104s1） Al＜Mg＜ S＜N
（2）MgCl2为离子晶体而AlCl3为分子晶体 （3）sp2 ，V形 （4）Cu3N
【考点分析】本题考查核外电子排布式的书写、电离能大小比较、晶体熔点高低比较、中心原子的杂化及分子空间结构、均摊法计算微粒等知识点。
12.（山东省临清一中2009届高考理科综合全真模拟试题（十））铜合金是人类适用最早的金属材料，铜在化合物中常见的化合价有+1、+2价，能形成多种铜的化合物。
（1）基态铜原子的电子排布式为 ；铜晶体晶胞如
右图所示，该晶胞实际拥有 个铜原子。
（2）某+1价铜的配离子为[Cu(CN)4]3－，与其配体互为等电子体
的一种微粒是 。
（3）许多+1价铜的配合物溶液能吸收CO和烯烃（如C2H4、CH3CH=CH2等），CH3CH=CH2分子中C原子采取的杂化方式有 。
（4）在硫酸铜溶液中逐滴加入氨水至过理，观察到先出现蓝色沉淀，最后溶解形成深蓝色溶液，写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式： ；根据价层电子对互斥模型，预测SO2—4的空间构型为 。
【解析】（1）1s22s22p63s23p63d104s1或；[Ar]3d104s1 利用均摊法计算可得该晶胞实际拥有4个铜原子。（2）根据等电子体定义可以有CO、N、C2—2等；（3）CH3CH=CH2分子中CH3—中C的杂化为sp3，另外2个C为sp2杂化。（4）Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2－+2OH－+4H2O 正四面体形
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1或；[Ar]3d104s1 4
（2）CO、N、C2—2（写出一种即可）
（3）sp2、sp3
（4）Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2－+2OH－+4H2O 正四面体形
【考点分析】本题主要考查核外电子排布式的书写、中心原子的杂化、等电子体、配合物、价层电子对互斥模型等知识点。
13.（山东省临清一中2009届高考理综全真模拟试题（八））氮是地球上极为丰富的元素。
（1）Li3N晶体中氮以N3-存在，基态N3-的电子排布式为 。
（2）N≡N的键能为942 kJ·mol-1，N-N单键的键能为247 kJ·mol-3，计算说明N2中的
键比 键稳定（填“”“”）。
（3）（CH3）3NH+和AlCl-4可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂 (填“大”或“小”），可用作 (填代号）。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂
c.复合材料 d.绝热材料
（4）X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3-形成
的晶体结构如图所示。X的元素符号是 ，与同一个
N3-相连的X＋有 个。
（5）2008的秋天，毒奶粉事件震惊全国，这主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺
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下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是 。
A．所有碳原子采用sp2杂化，所有氮原子采用sp3杂化
B．一个分子中共含有15个σ键
C．属于极性分子，故极易溶于水
D．形成的晶体熔点较高
【解析】（1）基态N3-的电子排布式为1s22s22p6；（2）根据数据可以判断键比键稳定；（3）X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，可以判断X为Cu，根据晶胞可以判断与同一个N3-相连的X＋有6个；
【答案】 （1）1s22s22p6（2分） （2） （1分） （3）小 b （2分）
（4）Cu 6 （2分）（5）B（1分）
【考点分析】本题主要考查核外电子排布式的书写、共价键的稳定性、晶胞结构分析、杂化方式、溶解性、晶体熔点高低比较等知识点。
14. (2009天津卷7)（14分）下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
族周期 IA 0
1 ① ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为______。
（2）②、⑧、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是______。
（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：______。
（4）由表中两种元素的原子按1：1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）_________________。
a.MnO2 b.FeCl3 c.Na2SO3 d.KMnO4
(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_________，
N→⑥的单质的化学方程式为________________。
常温下，为使0.1 mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，应向溶液中加入一定量的Y溶液至__________。
【解析】（5）本小题突破口在于Z加热分解得到N，N可以得到Al,说明N是Al2O3,Z是Al(OH)3.M是仅含非金属元素的的盐可推知为铵盐。结合①－⑧的各元素，可知X和Y水溶液反应，就是AlCl3和NH3的水溶液反应。最后一空，其实就是NH4Cl溶液中呈酸性，要使NH4+和Cl-浓度相等，根据电荷守恒，可得只要通氨气使溶液呈中性即可。
【答案】（1）Na>Al>O (2)HNO3>H2CO3>H2SiO3 (3) (4)a b
(5)Al3++3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3NH4+ 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑ 溶液的pH等于7
【考点分析】本题主要考查物质结构和元素化合物的相关知识。前4小题，应该是目前物质结构知识中最简单的，因为只要识记就能得到①－⑧的各元素，从而从容应答。
15.（2009全国1卷29）已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：
（1）W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，W的氧化物的晶体类型是 ；
（2）Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ；
（3）R和Y形成的二价化合物中，R呈现最高化合价的化合物是化学式是 ；
（4）这5个元素的氢化物分子中，①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是（填化学式） ，其原因是
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 ；
（5）W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与Q的氢化物加热反应，生成化合物W(QH2)4和HCl气体；W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式（各物质用化学式表示）是
【解析】本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型，则应为SiCl4或CCl4，又W与Q形成高温陶瓷，故可推断W为Si。（1）SiO2为原子晶体。（2）高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N，则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。（3）Y的最高价氧化的的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是S。Y为O，所以R的最高价化合物应为SO3。（4）显然D为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3>PH3,H2O>H2S，因为前者中含有氢键。②NH3和H2O的电子数均为10，结构分别为三角锥和V形，SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。，结构分别为正四面体，三角锥和V形。（5）由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。
【答案】（1）原子晶体。（2）NO2和N2O4（3）SO3。（4）①NH3>PH3,H2O>H2S，因为前者中含有氢键。②NH3和H2O分别为三角锥和V形；SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体，三角锥和V形。（5）SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl，3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4
【考点分析】本题考查学生结合问题进行元素推断的能力，同时考查晶体类型的判断、氢化物沸点高低比较、分子空间结构、根据信息书写化学反应的能力。
16.（2009安徽卷25）W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，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个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的Z2O的黑色的ZO两种氧化物。
（1）W位于元素周期表第 周期第 族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g) （填“强”或“弱” ）。
（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” ）。
（3）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是 。
（4）已知下列数据：
X的单质和FeO反应的热化学方程式是 。
【解析】W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，所以W为N、Y为S；X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，结合，可以得到X为Al；Z能形成红色（或砖红色）的Z2O的黑色的ZO两种氧化物，得到Z为Cu。
【答案】（1）二 ⅤA 弱 （2）1s22s22p63s23p4 大
（3）Cu+2H2SO4 (浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O
（4）2Al(s)+3FeO(s) 3Fe(s)+Al2O3(s) ⊿H＝－859.7KJ ·mol－1
【考点分析】本题考查元素在元素周期表中的位置、氢化物稳定性比较、基态原子核外电子排布、电离能比较、化学反应方程式书写、热化学反应方程式书写等知识。
【专题突破】
1.（2009年马鞍山市高中毕业班第三次教学质量检测）A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素。请根据表中信息回答下列问题。
元素 A B C D
性质或结构信息 与同主族元素原子序数相差2 原子的最外层电子排布式为nsnnp2n-1 原子序数是A、B两元素原子序数之和的2倍 原子半径在所属周期中最小
（1）写出B原子的最外层轨道排布式______________________。
（2） A与B的单质可化合生成M，A与D的单质可化合生成N，M的空间构型为_____________。M与N可以在空气中化合生成E，E的电子式为____________________，写出在E溶于水所得的溶液中各离子浓度由大到小的顺序________________________。
（3）C的单质在空气中燃烧可生成气体F，写出F与A、C形成的化合物反应的方程式，并标出电子转移的方向和数目 _ ，F与A、B、D单质中的一种在溶液中充分反应可生成两种酸，写出该反应的离子方程式 。
【解析】A与同主族元素原子序数相差2，在短周期中只有H与Li差2，所以A为H；B原子的最外层电子排布式为nsnnp2n-1，n=2,所以B为N；C的原子序数是A、B两元素原子序数之和的2倍，所以C为S；D的原子半径在所属周期中最小，D在第三周期，所以为Cl。
【答案】
（1）
（2）三角锥形，　　　　
c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)
（3） ( http: / / www.21cnjy.com / ) SO2 +Cl2 +2H2O = 4H+ + SO42- + 2Cl-
【考点分析】本题主要考查学生对元素周期表的熟练程度以及半径大小规律，在此基础上推导元素，结合问题考查轨道表示式、空间构型、电子式书写、离子浓度大小比较、单线桥的表示、离子反应的书写。
2.（2009届高考临清一中理科综合全真模拟化学试题（五））现有部分前四周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号 元素性质或原子结构
A 第三周期中的半导体材料
B L层s电子数比p电子数少1
C 第三周期主族元素中其第一电离能最大
D 前四周期呀中其未成对电子数最多
（1）B单质分子中，含有________个键和__________个键，元素B的气态氢化物的空间型为________________。
（2）C单质的熔点____________A单质的熔点（填“高于”或“低于”），其原因是：_______________
（3）写出元素D基态原子的电子排布式：______________________。
【解析】A为第三周期中的半导体材料，得出A为Si；B的L层s电子数比p电子数少1，得出B为N；C在第三周期主族元素中其第一电离能最大，为Cl；D在前四周期呀中其未成对电子数最多，所以为Cr.
【答案】（1）1 2 ，三角锥形
（2）低于 Cl2晶体属于分子晶体，Si晶体属于原子晶体，原子晶体中原子之间以很强的共价键结合，而分子晶体中分子间以较弱的分子间作用力结合，因而原子晶体的熔点比分子晶体的熔点高
（3）1s22s22p63s23p63d54s1
3.（安徽省2009年省级示范高中高三第二次联考）下表给出了十种短周期元素的原子半径及主要化合价：
元素代号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
原子半径/nm 0.074 0.160 0.152 0.110 0.099 0.186 0.075 0.082 0.102 0.143
最高或最低化合价 —2 +2 +1 +5—3 +7—1 +1 +5—3 +3 +6—2 +3
（1）上述元素中，属于第2周期的元素共有 种。
（2）写出编号为⑨的原子的核外电子排布式 ；上述元素中第一电离能最小的是 （填元素符号）
（3）上述元素中，最高价氧化物对应水化物酸性最强的物质的化学式 ，最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成含离子键的元素是 （填编号）
（4）写出编号为⑥和⑩的两种元素最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：
。
（5）对编号为②和⑤的两种元素形成化合物的水溶液进行加热蒸干，写出该过程反应的化学方程式： 。
（6）上述元素中，有一种元素的单质是工业还原法冶炼金属的还原剂，写出该单质与铁的氧化物反应的化学方程式： 。
【解析】先根据最高或最低化合价确定主族，再根据原子半径确定周期及同周期中的位置，可以判断：①为O, ②为Mg, ③为Li，④为P, ⑤为Cl, ⑥为Na, ⑦为N, ⑧为B，⑨为S，⑩为Al。
【答案】（1）四 ； （2）1s22s22p63s23p4 Na
（3）HClO4 ⑦ （4）Al(OH)3+OH— = AlO2— +2H2O （或Al(OH)3+OH— = Al(OH)4—）
（5）MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑
（6）Fe2O3 +2Al Al2O3 + 2 Fe （也可写另两种铁的氧化物与铝反应）
4.（2009届高考临清一中理科综合全真模拟化学试题（三）） 四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题。
元素 T X Y Z
性质结构信息 原子核外s电子总数等于p电子总数；人体内含量最多的元素，且其单质是常见的助燃剂。 单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下单质气体性质稳定，但其原子较活泼 单质质软、银白色固体、导电性强。单质在空气中燃烧发出黄色的火焰。 第三周期元素的简单离子中半径最小
（1）写出元素T的离子结构示意图 ；写出元素X的气态氢化物的电子式 ；写出Z元素原子的核外电子排布式： ；元素Y的原子核外共有______种形状不同的电子云。
（2）Z单质与Y最高价氧化物的水化物的水溶液反应的离子方程式
（3）元素T与氟元素相比，非金属性较强的是 （用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是
a．常温下氟气的颜色比T单质的颜色深 b．氟气与T的氢化物剧烈反应，产生T的单质
c．氟与T形成的化合物中T元素呈正价态
d．比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
【解析】T原子核外s电子总数等于p电子总数；人体内含量最多的元素，且其单质是常见的助燃剂，可以得到T位O；X单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下单质气体性质稳定，但其原子较活泼，可以得到X为N；Y单质质软、银白色固体、导电性强。
单质在空气中燃烧发出黄色的火焰。得到Y位Na；Z第三周期元素的简单离子中半径最小，得到Z为Al。
【答案】
(1)
1S22S22P63S23P1 ； 2 种
（2）2Al + 2OH— + 2 H2O → 2 AlO2—+ 3 H2↑
(3) F b、c
5．（山东省潍坊市2009届4月高三第二次模拟）X、Y、Z、W四种元素位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为51。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：l。
（1）Y与X形成只含一个中心原子的共价化合物a，该分子中的中心原子轨道采用 杂化成键，a分子的立体构型为 。
（2）Y的最高价氧化物和Z最高价氧化物的晶体类型分别是 晶体、_________晶体。
（3）x的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较大的是(填分子式) 。
（4）Y与Z比较，电负性较大的是 (填元素符号)。
（5）w元素的名称是 ，离子的核外电子排布式是 。
【解析】Y原子的L层P轨道中有2个电子，得到Y为C；Z与Y原子的价层电子数相同，得到Z为Si；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：l，得到W为Zn；根据核电荷数之和为51，得到X为H。
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【专题综合】
1.（天津市汉沽一中2008-2009学年度高三第四次月考）
氢是新型清洁能源，但难储运。研究发现，合金可用来储藏氢气。镧() 和镍() 的一种合金就是储氢材料。该合金的晶胞如右图，镍原子除一个在中心外，其他都在面上，镧原子在顶点上。储氢时氢原子存在于金属原子之间的空隙中。
（1）一定条件下，该贮氢材料能快速、可逆地存储和释放氢气，若每个晶胞可吸收 3 个 H2, 这一过程用化学方程式表示为： 。
（2）下列关于该贮氢材料及氢气的说法中，正确的是 ( 填序号 )
A．该材料中镧原子和镍原子之间存在化学键，是原子晶体
B．氢分子被吸收时首先要在合金表面解离变成氢原子，同时放出热量
C．该材料贮氢时采用常温高压比采用常温常压更好
D．氢气很难液化是因为虽然其分子内氢键很强，但其分子间作用力很弱
E．己知镧和镍的第一电离能分别为 5.58eV、7.64eV, 可见气态镧原子比气态镍原子更容易变成+1 价的气态阳离子
（3）某研究性学习小组查阅的有关镍及其化合物的性质资料如下：
①写出 Ni3+ 的核外电子排布式：
②写出将NiO(OH) 溶于浓盐酸的离子方程式：
（4）Ni(CO)6为正八面体结构，镍原子位于正八面体的中心，配位体CO在正八面体的六个顶点上。若把其中两个CO配位体换成 NH3 得到新的配合物，则以下物质中互为同分异构体的是 。 ( 填字母编号，任填一组 )( 图中黑点为NH3，圆圈为CO，Ni略去)
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【解析】（1）根据晶胞可以得到储氢材料的化学式为：LaNi5；（2）A中储氢材料中不存在共价键，不属于原子晶体；B中此过程吸热；D中氢气分子间不存在氢键；
【答案】（1）LaNi5 ＋ 3H2 LaNi5H6；（2）CE（3）①[Ar]3d7；或
②2NiO(OH) + 6HCl（浓）=2NiCl2+Cl2↑+4H2O；
（4）A和B（或A和C、A和D、B和E、C和E、D和E任一组均可）；
2.（银川一中2009届高三年级第四次月考理综）
元素A～D是元素周期表中短周期的四种元素，请根据表中的信息回答下列问题。
元素 A B C D
物质或结构信息 单质制成的的高压灯，发出的黄光透雾力强、射程远。 工业上通过分离液态空气获得其单质。原子的最外层未达到稳定结构 单质常温、常压下是气体，原子的L层有一个未成对的电子 +2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同。
（1）上表中与A属于同一周期的元素是_____________（写元素符号） ，写出D离子的电子排布式______________________。
（2）D和C形成的化合物属于_________晶体 。写出C单质与水反应的化学方程式_________________________ 。
（3）对元素B的单质或化合物描述正确的是_________。
a．B元素的最高正价为+6 b．常温、常压下单质难溶于水
c．单质分子中含有18个电子 d．在一定条件下镁条能与单质B反应
（4）A和D两元素金属性较强的是（写元素符号）__ ___。 写出能证明该结论的一个实验事实___________ _____。
【解析】A单质制成的的高压灯，发出的黄光透雾力强、射程远。A为Na；B工业上通过分离液态空气获得其单质。原子的最外层未达到稳定结构，B可能为N或O； C单质常温、常压下是气体，原子的L层有一个未成对的电子，C为F；D+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同，D为Mg。
【答案】（1）Mg； 1s22s22s6。 （2）离子； 2F2＋2H2O AUTOTEXT => \* MERGEFORMAT EMBED PBrush 4HF＋O2．
（3）b；d（B是氧气或氮气）。
（4）Na；钠与水反应比镁与水反应激烈或氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强
3.（山东庆云一中2009年高考考前热身训练）目前，全世界镍（Ni）的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位，镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。
（1）配合物Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶体；基态Ni原子的电子排布式为 。
（2）某配合物结构如右图所示，分子内含有的作用力有 （填编号）。
A．氢键 B．离子键 C．共价键 D．金属键 E．配位键
（3）很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。如①CH2=CH2、②HC≡CH、③ ④HCHO等，其中碳原子采取sp2杂化的分子有 （填物质序号），预测HCHO分子的立体结构为 形。
（4）氢气是新型清洁能源，镧（La）和镍的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如右图所示，晶胞中心有一镍原子，其他镍原子都在晶胞面上。该晶体的化学式是 。
【解析】（1）根据其物理性质可以判断为分子晶体；Ni为28号元素，所以基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2；（3）平面结构的中心原子为sp2杂化，所以选①③④；（4）根据均摊法计算即可；
【答案】（1）分子、1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar] 3d84s2 （2）ACE
（3）①③④、平面三角 （4）LaNi5或Ni5La
4. （山东省威海市2009届高三高考模拟）碳是形成化合物最多的元素，其单质与化合物广布于自然界。
（1）碳原子的核外电子排布式为 。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是 ；
（2）CS2是一种重要的有机溶剂，CS2分子的空间构型为 ；写出一种与CS2互为等电子体的物质的化学式 ；
（3）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞（其晶胞结构如右图，其中空心球所示原子位于立方体的顶点或面心，实心球所示原子位于立方体内）类似。每个冰晶胞平均占有 个水分子，冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是 。
【解析】（1）N原子2p轨道半充满，能量低；（2）CS2分子与CO2互为等电子体，结构为直线型。（3）均摊法计算即可。
【答案】（1）1s22s22p2 ，N原子2p轨道半充满，能量低 （2）直线形 CO2
（3）8 氢键具有方向性，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键
5.（2009年高考押题卷山东卷）有主族元素A、B、C、D四种元素，原子序数依次递增，A元素原子2p轨道上有2个未成对电子。B原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大。C的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含C的质量分数为40％，且其核内质子数等于中子数。D原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满。
请回答下列问题：
（1）AC2分子中含有____根π键，属于__________分子（填“极性分子”或“非极性分子”）
（2） B的氢化物的空间构型为_________，B原子的原子轨道采用______杂化，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是__________。
（3）写出A的常见氧化物与B的氧化物中互为等电子体的一组___________
（4）C元素的电负性_______D元素的电负性（填“>”，“<”或“＝”）；用一个化学方程式表示__________________________________
【解析】由题A元素原子的价电子排布为1s22s22p2或1s22s22p4，可能为碳或氧。B原子的价电子排布式为ns2np3，为VA族元素，由B的氢化物的溶解度可知B为氮元素，则A为碳。最高正价和最低负价之中为4，则为VIA族元素，为硫。D元素得1个电子后，3p轨道充满，说明价电子排布为s23p5，为氯元素。(1)CS2的结构式为S=C=S，含有2根π键，直线形，非极性分子。(2)NH3分子中N原子的原子轨道发生sp3杂化，其中一个杂化轨道为孤对电子占有，空间构型为三角锥形。(3)碳元素的常见氧化有CO和CO2，与氮的氧化物互为等电子体的有N2O。(4)硫、氯同周期，同周期元素电负性，随原子序数的递增而增大，所以电负性，C【答案】 (1)2 非极性 (2) (3)三角锥形sp3 氨分子间形成氢键，所以氨气比同族其它元素形成的氢化物沸点高 (4)CO2和N2O (5)< H2S +Cl2 =2HCl十S↓
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2p
2s
I、镍常见化合价为+2、+3, 在水溶液中通常只以+2 价离子的形式存在。 +3价的镍离子具有很强的氧化性，在水中会与水或酸根离子迅速发生氧化还原反应。
II、在Ni2+的溶液中加入强碱时，会生成 Ni(OH)2沉淀，在强碱性条件下，该沉淀可以被较强的氧化剂 (如 NaClO) 氧化为黑色的难溶性物质 NiO(OH) 。
III、镍易形成配合物如 Ni(CO)6、[Ni(NH3)6] 2+ 等。
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