1、模块综合检测(选修物质结构与性质) (时间：60分钟；满分：90分)1(15分)一定条件下， Ni2与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A。(1)基态Ni2的核外电子排布式为_。(2)丁二酮肟分子中C原子的杂化轨道类型是_。(3)元素Ni的一种碲(Te)化物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为_。(4)Ni(CO)4是一种无色液体，沸点为42.1 ，熔点为19.3 。Ni(CO)4的晶体类型是_。请写出1种由第2周期主族元素组成的且与CO互为等电子体的阴离子的电子式：_。解析：(1)Ni的原子序数为28，根据能量最低原理可写出Ni2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8
2、。(2)丁二酮肟分子中有形成双键和四条单键的两类碳原子，即碳原子的杂化类型是sp2和sp3。(3)晶胞为长方体结构，Ni处于晶胞的八个顶点，两个Te处于晶胞内，故该化合物的化学式为NiTe2。(4)Ni(CO)4的熔、沸点低，应为分子晶体。根据等电子体的概念可知，与CO互为等电子体的有CN和C。答案：(1)1s22s22p63s23p63d8(或Ar3d8)(2)sp3和sp2(3)NiTe2(4)分子晶体CN或CC22(15分)(2016高考全国卷)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
3、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(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的空间构型是_。在Ni(NH3)62中Ni2与NH3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(PH3)，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ICu1 958 kJ/mol、INi1 753 kJ/mol，ICu INi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
4、合金的密度为d g/cm3，晶胞参数a_nm。解析：(1)Ni元素原子核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2。3d能级上有2个未成对电子。(2)SO中S无孤电子对，空间构型为正四面体。Ni(NH3)62为配离子，Ni2与NH3之间形成化学键为配位键。配体NH3中提供孤电子对的为N。NH3分子间存在氢键，故沸点比PH3高。NH3中N有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，因此NH3为极性分子，N的杂化轨道数为314，杂化类型为sp3。(3)单质铜及镍都是由金属键形成的晶体，Cu、Ni失去一个电子后简化电子排布式分别为Ar3d10、Ar3d84s1，
5、铜的3d轨道全充满，达到稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大。(4)Cu原子位于面心，个数为63，Ni原子位于顶点，个数为81，铜原子与镍原子的数量比为31。以该晶胞为研究对象，则 gd g/cm3(a107 cm)3，解得a107。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)2(2)正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3(3)金属铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(4)311073(15分)(2017高考江苏卷)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)F
6、e3基态核外电子排布式为_。 O(2)丙酮(H3CCCH3)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FexNy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(xn)CunNy。FexNy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_。解析：(1)Fe为26号元素，Fe3基态核外电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5。(2)甲基上的碳原子为sp3杂化，羰基上
7、的碳原子为sp2杂化。单键全为键，1个双键中含有1个键和1个键，故1 mol丙酮中含有9 mol 键。(3)非金属性：HCO，则电负性：HCO。(4)乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键，故沸点高于丙酮。(5)能量越低越稳定，从图2知，Cu替代a位置Fe型会更稳定，其晶胞中Cu位于8个顶点，N(Cu)81，Fe位于面心，N(Fe)63，N位于体心，N(N)1，其化学式为Fe3CuN。答案：(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和sp39NA(3)HCO(4)乙醇分子间存在氢键(5)Fe3CuN4(15分)(2018河南百校联盟联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元
8、素。回答下列问题：(1)基态砷原子的核外价电子排布式为_。(2)生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_，电负性由大到小的顺序为_。(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为_，所含共价键的类型为_，写出一种与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒：_。(4)H2O与H2S为同族元素的氢化物，H2O可以形成H9O或H3O，而H2S几乎不能形成类似的H9S或H3S，其原因是_。(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2 000 ，其晶胞结构如图所示。磷化铝的晶体类型为_。A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标
9、为_。磷化铝的晶胞参数a546.35 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析：(3)COS中C原子的孤电子对数是0，价层电子对数是1102，所以碳原子的杂化轨道类型是sp，COS的空间构型是直线形，结构式是O=C=S，含有2个键和2个键；与COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒应与COS互为等电子体，最容易想到的就是CO2和CS2。(4)H3O是由H2O和H通过配位键形成的，H9O是由(H2O)4和H通过配位键形成的，其中(H2O)4是H2O分子间通过氢键形成的缔合分子，因此应从氢键的形成条件去考虑H2S不能形成H9S或H3S的原因。(5)磷化铝的晶胞
10、结构类似金刚石，且其熔点很高，因此磷化铝属于原子晶体。由磷化铝的晶胞结构可以看出，Al原子位于立方体的体对角线的处，因此C点的原子坐标为。1个AlP晶胞中含有的P原子数是864，Al原子数也是4，因此一个晶胞的质量m g，而晶胞的体积V(a1010)3 cm3(5.463 5108)3 cm3，所以磷化铝的密度 gcm3。答案：(1)4s24p3(2)ClPSClSP(3)sp键和键(写“极性键”也可)CO2(或CS2、BeF2等)(4)氧的电负性大且原子半径小，H2O分子间及与H可形成氢键，而硫的电负性较小且原子半径大，几乎不能形成氢键(5)原子晶体5(15分)(2018商丘高三模拟)硼元素
11、、钙元素、铜元素在化学中有很重要的地位，单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛应用。请回答下列问题：(1)已知CaC2与水反应生成乙炔。CaC2中C与O互为等电子体，1 mol O中含有的键数目为_。乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CHCN)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_，构成丙烯腈元素中第一电离能最大的元素是_。(2)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如图1)。则1 mol H3BO3的晶体中有_mol氢键。硼酸溶于水生成弱电解质一水硼酸B(OH)3H2O，它电离生成少量B(OH)4和H，则B(OH)4的空间构型为_。(3)某M原子
12、的外围电子排布式为3s23p5，铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子，空心圆代表M原子)。已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于_(填“离子”或“共价”)化合物。(4)Cu3N的晶胞结构如图3，N3的配位数为_，Cu半径为a pm，N3半径为b pm，Cu3N的密度为_gcm3。(阿伏加德罗常数用NA表示)解析：(1)互为等电子体的微粒结构相似，C的结构为CC2，1 mol C含2 mol 键，故1 mol O含2 mol 键。碳碳双键是平面结构，其中的C采取sp2杂化，CN是直线形，其中的C采取sp杂化；N的2p能级是半充满的稳定状态，C、N、H元素中第
13、一电离能最大的是N。(2)1个H3BO3分子形成6个氢键，而每个氢键为2个分子共用，因此1 mol H3BO3形成的氢键为3 mol。B(OH)4的中心原子形成4对电子对，即价电子对数是4，空间构型是正四面体形。(3)二者的电负性之差是1.1，小于1.7，因此形成的是共价键，是共价化合物。(4)根据Cu3N的化学式及晶胞结构知大黑球是Cu，顶点是N3，N3的配位数是326。晶胞边长为(2a2b)1010cm，1个晶胞含1个Cu3N，晶胞质量为1M/NA206/NA，根据Vm，(2a2b)10103206/NA， (gcm3)。答案：(1)2NAsp、sp2N(2)3正四面体形(3)共价(4)6
14、6(15分)(2018兰州高三模拟)已知A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子有6种不同的运动状态，且s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；C原子L层上有2对成对电子；E有“生物金属”之称，E4和氩原子的核外电子排布相同；W位于周期表中第8列。请回答：(1)BA2C分子中B原子的杂化方式为_，BA2C分子的空间构型为_。(2)写出与BC2分子互为等电子体的一种分子的化学式：_。BC2在高温高压下所形成晶体的晶胞如图1所示。则该晶体的类型属于_晶体(填“分子”“原子”“离子”或“金属
15、”)。(3)经光谱测定证实单质D与强碱溶液反应有D(OH)4生成，则D(OH)4中存在_。a共价键b配位键c键 d键(4)“生物金属”E内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图2所示。则晶胞中E原子的配位数为_；若该晶胞的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为NA，E原子的摩尔质量为M gmol1，则该晶胞的棱长为_cm。(5)W元素应用非常广泛，如果人体内W元素的含量偏低，则会影响O2在体内的正常运输。已知W2与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配合离子结构如图3所示。W元素基态原子外围电子排布式为_。写出W(CN)2溶于过量KCN溶液
16、的化学方程式：_。解析：A、B、C、D、E、W六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且D原子的电子层数是A的3倍，只能是A处于第1周期、D处于第3周期，则A为H元素，D为Al元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，则B为碳元素；C原子L层上有2对成对电子，核外电子排布为1s22s22p4，故C为O元素；E有“生物金属”之称，E4和氩原子的核外电子排布相同，原子核外电子数为18422，则E为Ti元素；W位于周期表中第8列，则W为Fe元素。(1)CH2O分子为甲醛，分子中C原子形成3个键，没有孤电子对，故C原子采取sp2杂化，杂化轨道全部用于成
17、键，为平面三角形结构。(2)与CO2分子互为等电子体的分子为N2O或CS2；CO2在高温高压下形成晶体，由其晶胞结构可知晶胞中白色球数目为4868，黑色球数目为16，故白色球为C元素、黑色球为O原子，晶体中不存在CO2分子，故在高温高压下所形成的晶体为原子晶体。(3)Al(OH)4中铝离子与氢氧根离子之间存在配位键；氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成共价键，属于键，离子中没有键。(4)Ti内部原子的堆积方式是面心立方堆积，以顶点原子研究，与之相邻的原子位于面心，每个顶点原子为8个晶胞共用，故晶胞中Ti原子的配位数为12；晶胞中含Ti原子数目为864，晶胞质量为4 g，若该晶胞的密度为 gcm3，则晶胞棱长cm。(5)Fe元素的核外电子数为26，基态原子外围电子排布式为3d64s2。Fe(CN)2溶于过量KCN溶液生成Fe(CN)64配离子，化学方程式为Fe(CN)24KCN=K4Fe(CN)6。答案：(1)sp2平面三角形(2)CS2(或N2O)原子(3)abc(4)12 (5)3d64s2Fe(CN)24KCN=K4Fe(CN)6
