1、考纲要求1.原子结构与元素的性质：(1)了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子、价电子的排布，了解原子核外电子的运动状态；(2)了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质；(3)了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用；(4)了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。2.化学键与物质的性质：(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；(2)了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(3)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系；(4)理解金属键的
2、含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质，了解金属晶体的常见堆积方式；(5)了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。3.分子间作用力与物质的性质：(1)了解化学键和分子间作用力的区别；(2)了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质；(3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别；(4)能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算；(5)了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。1.排布规律(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如G
3、e：1s22s22p63s23p63d104s24p2。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。2.表示方法(1)电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(2)简化电子排布式“稀有气体价层电子”的形式表示。如：Cu：Ar3d104s1(3)电子排布图用方框表示原子轨道，用“”或“”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书
4、写。如S：1.2016江苏，21(A)(1)Zn2基态核外电子排布式为_。答案1s22s22p63s23p63d10或Ar3d102.2016全国卷，37(1)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar_，有_个未成对电子。答案3d104s24p223.2016全国卷，37(1)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d能级上的未成对的电子数为_。答案1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s224.2016全国卷，37(1)写出基态As原子的核外电子排布式_。答案1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p35.2015江苏，21(A)(1)节选Cr3基态核外
5、电子排布式为_。答案1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)6.2015全国卷，37(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态14C原子中，核外存在_对自旋相反的电子。答案电子云27.2015安徽理综，25(1)(2)(1)Si位于元素周期表第_周期第_族。(2)N的基态原子核外电子排布式为_；Cu的基态原子最外层有_个电子。答案(1)三A族(2)1s22s22p318.2015浙江自选模块，15(1)Cu2的电子排布式是_。答案1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9“两原理，一规则”的正确理解1.原子核外电子排布符合能量最低原理
6、、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(1)(违反能量最低原理)(2)(违反泡利原理)(3)(违反洪特规则)(4)(违反洪特规则)2.同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。如np3、np6Cr：3d54s1 Mn：3d54s2 Cu：3d104s1 Zn：3d104s21.元素的电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJmol1。(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔
7、一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。说明同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。同能级的轨道为全满、半满时较相邻元素要大即第A族、第A族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如Be、N、Mg、P。(3)元素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In1In
8、，则该元素的常见化合价为n价，如钠元素I2I1，所以钠元素的化合价为1价。2.元素的电负性(1)元素电负性的周期性变化元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势。(2)1.2016全国卷，37(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。答案OGeZn2.2016全国卷，37(3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu1 959 kJmol1，INi1 753 kJm
9、ol1，ICuINi 的原因是_。答案铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子3.2015福建理综，31(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_。答案H、C、O4.2014新课标全国卷，37(1)改编在N、O、S中第一电离能最大的是_。答案N5.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_(填元素符号)。答案KF6.第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有_种
10、。答案37.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是_。答案a8.依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。答案1.分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。杂化类型杂化轨道数目杂化轨道夹角空间构型实例sp2180直线形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp3410928正四面体形CH42.分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空
11、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。电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型分子空间构型实例220直线形直线形BeCl2330三角形三角形BF321V形SO2440四面体四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O3.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子空间构型有关，二者之间可以相互判断。分子组成(A为中心原子)中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式分子空间构型实例AB20sp直线形BeCl21sp2V形SO22sp3V形H2OAB30sp2平面三角形BF31
12、sp3三角锥形NH3AB40sp3正四面体形CH41.2016江苏21(A)(3) 分子中碳原子轨道的杂化类型为_。答案sp3、sp2.2016全国卷，37(5)，节选Ge单晶具有金刚石结构，其中Ge原子的杂化方式为_。答案sp33.2016全国卷，37(3)AsCl3分子的立体构型为_，其中As的杂化轨道类型为_。答案三角锥形sp34.2015全国卷，37(3)节选CS2分子中，C原子的杂化轨道类型是_。答案sp5.2015山东理综，33(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为_，其中氧原子的杂化方式为_。答案V形sp36.2015江苏，21(A)(2)节选CH3COOH
13、中C原子轨道杂化类型为_。答案sp3、sp27.2014江苏，21(A)(3)节选醛基中碳原子的轨道杂化类型是_。答案sp28.2014新课标全国卷，37(3)节选乙醛中碳原子的杂化类型为_。答案sp3、sp29.2014新课标全国卷，37(2)(3)改编周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子。则a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的
14、价层电子对数为3的是_；酸根呈三角锥结构的酸是_。答案sp3HNO2、HNO3H2SO310.中阳离子的空间构型为_，阴离子的中心原子轨道采用_杂化。答案三角锥形sp311.BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。答案sp2sp312.已知元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍，则在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是_，YZ的空间构型为_。答案sp3正四面体1.共价键(1)共价键的类型按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键和三键。按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。按原子轨道的重叠方式分为键和键，前者的电子云具有轴对称性
15、，后者的电子云具有镜像对称性。(2)键参数键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角。键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定。(3)键、键的判断由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为键，“肩并肩”重叠为键。由共用电子对数判断单键为键；双键或三键，其中一个为键，其余为键。由成键轨道类型判断s轨道形成的共价键全部是键；杂化轨道形成的共价键全部为键。(4)等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质相似，化
16、学性质不同。常见等电子体：微粒通式价电子总数立体构型CO2、SCN、NO、NAX216e直线形CO、NO、SO3AX324e平面三角形SO2、O3、NOAX218eV形SO、POAX432e正四面体形PO、SO、ClOAX326e三角锥形CO、N2AX10e直线形CH4、NHAX48e正四面体形(5)配位键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。配位键a.配位键的形成：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；b.配位键的表示：常用“”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个NH键形成的过程与其他3个NH键形成的过程不同，但
17、是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。配合物如Cu(NH3)4SO4配位体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F、Cl、CN等。中心原子有空轨道，如Fe3、Cu2、Zn2、Ag等。2.分子性质(1)分子构型与分子极性的关系(2)溶解性“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使ROH中O的电子向R偏移，在水分子的
18、作用下越易电离出H，酸性越强，如HClOHClO2HClO3氢键范德华力(4)影响强度的因素：对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大。(5)对物质性质的影响：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3。1.2016江苏，21(A)(2)(4)(5)Zn(CN)42在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHOZn(CN)424H4H2O=Zn(H2O)424HOCH2CNHOCH2CN的结构简式(2)1 mol HCHO分子中含有键的数目为_mol。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为_。(5)Zn(
19、CN)42中Zn2与CN的C原子形成配位键。不考虑空间构型，Zn(CN)42的结构可用示意图表示为_。答案(2)3(4)NH(5)2.2016全国卷，37(2)(3)(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。GeCl4GeBr4GeI2熔点/49.526146沸点/83.1186约400答案(2)锗的原子半径大，原子之间形成的单键较长，pp轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔、沸点依次升高；原因是分子结构
20、相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强3.2016全国卷，37(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。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_。答案正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp34.2015江苏，21(A)(1)(2)(3)节选下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O3CH3CH2OH16H13H2O4Cr(H2O)633C
21、H3COOH(1)配合物Cr(H2O)63中，与Cr3形成配位键的原子是_(填元素符号)。(2)1 mol CH3COOH分子含有键的数目为_。(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_。答案(1)O(2)7 mol(或76.021023)(3)H2FH2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键5.2014新课标全国卷，37(3)1 mol乙醛分子中含有键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。答案6NACH3COOH存在分子间氢键6.2014江苏，21(A)(2)与OH互为等电子体的一种分子为_
22、(填化学式)。答案HF7.2014新课标全国卷，37(3)改编已知a是H，b是N，c是O，d是S，a与其他元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。答案N2H4、H2O28.已知元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的最外层电子数是其内层的3倍。则(1)与YZ互为等电子体的分子的化学式_(任写一种)。(2)X的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2，1 mol该配合物中含有键的数目为_。(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其
23、原因是_。答案(1)CCl4或SiCl4等(2)16 mol或166.021023个(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键解析X的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，为30号元素锌。Y核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，为16号元素硫，Z为氧。(1)与SO互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SOSiF4SiCl4CCl4等。(2)Zn(NH3)42中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个键，加上4个NH3的12个键，共16个键。(3)在乙醇中的溶解度H2O大于H2S，是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键。9.若BCl3与XYn通过B原子与X原
24、子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是_。答案X解析由于在BCl3中B原子无孤电子对，但有空轨道，所以提供孤电子对的原子是X。10.碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/ (kJmol1)356413336226318452(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_。答案(1)CC键和CH键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成(2)CH键的键能大于CO键，C
25、H键比CO键稳定；而SiH键的键能却远小于SiO键，所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键11.(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键 e.氢键f.范德华力(2)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka1.11010；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_Ka(苯酚)(填“”或“”)，其原因是_。答案(1)ad(2)碳化硅晶体硅。3.分子间作用力分子晶体(1)分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力
26、是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性。(2)分子晶体：分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体，典型的分子晶体有冰、干冰。其晶体结构模型及特点为干冰冰晶体模型结构特点干冰晶体是一种立方面心结构每8个CO2分子构成立方体，在六个面的中心又各占据1个CO2分子。每个CO2分子周围，离该分子最近且距离相等的CO2分子有12个(同层4个，上层4个，下层4个)每个水分子周围只有4个紧邻的水分子，在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高，留有相当大的空隙。当
27、冰刚刚融化为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度反而增大，超过4 时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小分子间作用力强弱和分子晶体熔、沸点大小的判断：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质熔化和汽化就需要更多的能量，熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔、沸点往往反常地高。(3)NH3、H2O、HF中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高。影响物质的性质方面：增大物质的熔、沸点，增大物质的溶解性。表示方法：XHY(N、O、F)，一般都是氢化物中存在。4.金属键金属晶体(1)金属键：金属离子和自由
28、电子之间强烈的相互作用。运用自由电子理论可解释金属晶体的导电性、导热性和延展性。晶体中的微粒导电性导热性延展性金属离子和自由电子自由电子在外加电场的作用下发生定向移动自由电子与金属离子碰撞传递热量晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用(2)金属晶体：通过金属键作用形成的晶体。金属键的强弱和金属晶体熔、沸点的变化规律：阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高，如熔点：NaMgNaKRbCs。金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。5.分子晶体、原子晶体、离子晶体与金属晶体的结构微粒，以及微粒间作用力的区别晶体类型原子晶体分子晶体金属晶体离子晶体结构微粒原子分子金属阳离子、自由电子阴
29、、阳离子微粒间作用(力)共价键分子间作用力金属键离子键熔、沸点很高很低一般较高，少部分低较高硬度很硬一般较软一般较硬，少部分软较硬溶解性难溶解相似相溶难溶(Na等与水反应)易溶于极性溶剂导电情况不导电(除硅)一般不导电良导体固体不导电，熔化或溶于水后导电实例金刚石、水晶、碳化硅等干冰、冰、纯硫酸、H2(S)等Na、Mg、Al等NaCl、CaCO3、NaOH等6.物质熔、沸点的比较(1)不同类型晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体。(2)同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔、沸点高，反之则小。离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点就越高。分子晶体：对于同类分子晶体
30、，相对分子质量越大，则熔、沸点越高。原子晶体：键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。(3)常温常压下状态：熔点：固态物质液态物质；沸点：液态物质气态物质。1.2016全国卷，37(5)(6)(5)Ge单晶具有金刚石型结构，则微粒之间存在的作用力是_。(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)；B为；C为。则D原子坐标参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76 pm，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。答案(5)共价键(6)107解析(6)根据各个原子的相对位置可知，D在各个方
31、向的处，所以基坐标是；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子是8648，所以晶胞的密度是gcm3107gcm32.2016全国卷，37(3)(4)(3)单质铜及镍都是由_键形成的晶体。(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_。若合金的密度为d gcm3，晶胞参数a_nm答案(3)金属(4)31107解析(4)根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为61/23，镍原子的个数为81/8，则铜和镍的数量比为31，根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，合金的密度为d gcm3，根据m/Vd,1 cm107 nm，则晶胞参数a1073.2016全国卷，37(4)(5)(4
32、)GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是_。(5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。答案(4)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体(5)原子晶体共价键100%解析(4)由于GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体GaF3的熔、沸点高。(5)GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构
33、如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga与As以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ga和As的个数均是4个，所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%100%。4.2015全国卷，37(4)(5)(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_晶体。(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：在石墨烯晶体中，每个C原子连接_个六元环，每个六元环占有_个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原
34、子连接_个六元环，六元环中最多有_个C原子在同一平面。答案(4)分子 (5)321245.2014新课标全国卷，37(3)(4)改编Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示Al单质的密度_gcm3。答案16126.2014江苏，21(A)(5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_。答案127.2014新课标全国卷，37(4)(5)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数
35、依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的 3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_。(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。答案(4)1(5)SO共价键和配位键H2OH2O与Cu2的配位键比NH3与Cu2的弱解析(4)e为Cu，c为O，由图1可知，晶胞中
36、含Cu原子数为4个，含O原子为812个，故化学式为Cu2O，O为2价，则Cu为1价。(5)含有H、N、O、S、Cu 5种元素的化合物，结合课本选修3配合物有关知识和题目所给信息，观察中心为1个Cu2，周围为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物化学式为Cu(NH3)4SO42H2O，加热时，由于H2O和Cu2作用力较弱会先失去。8.(1)硅主要以硅酸盐、_等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以_相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液
37、氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为_。(4)在硅酸盐中，SiO四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si原子的杂化形式为_，Si与O的原子数之比为_，化学式为_。答案(1)二氧化硅(2)共价键3(3)Mg2Si4NH4Cl=SiH44NH32MgCl2(4)sp313SiO3或SiO解析(2)金刚石晶胞的面心上各有一个原子，面上的原子对晶胞的贡献是。(4)在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个SiO单键，因而Si原子都是sp3杂化；观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形
38、成链状结构，因而每个四面体中硅原子数是1，氧原子数223，即Si与O的原子个数比为13，化学式为SiO3。9.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有一个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们的价电子层中未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。(1)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_；D的配位数为_。列式计算该晶体的密度_ gcm3。(2)A、B和C3三种离子组成的化合物B3CA6，其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。答案(1)K2NiF463
39、.4(2)离子键、配位键FeF63F解析有4个未成对电子的一定是过渡金属元素，前四周期元素中只有3d64s2符合，因而C为Fe元素，顺推出D为Ni，B为K，A为F。(1)A(F)原子数16428B(K)原子数824D(Ni)原子数812即该化合物的化学式为K2NiF4。D的配位体是距其最近的异种原子A，分别在它的前面、后面、左边、右边、上边、下边，共6个A原子。(2)在K3FeF6中K与FeF63之间是离子键，FeF63中Fe3与F之间是配位键，Fe3是中心离子，F是配位体。专题强化练1.(2015全国卷，37)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B具有相同的电子构型：C、D为同
40、周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为_。(2)单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_；A和B的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(3)C和D反应可生成组成比为13的化合物E，E的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)化合物D2A的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A，其化学方程式为_。(5)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，F的化学式为_；晶胞中A
41、原子的配位数为_；列式计算晶体F的密度(gcm3 )_。答案(1)O1s22s22p63s23p3(或Ne 3s23p3)(2)O3O3相对分子质量较大，范德华力较大分子晶体离子晶体(3)三角锥形sp3杂化(4)V形42Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl(或2Cl2Na2CO3=Cl2OCO22NaCl)(5)Na2O82.27 gcm3解析由C元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍可知，C是磷元素；由A2和B具有相同的电子构型，且A、B原子序数小于15可知，A是氧元素，B是钠元素；A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未
42、成对电子，因此D是氯元素。(1)元素的非金属性OClP，则电负性OClP，Na是金属元素，其电负性最小；P的电子数是15，根据构造原理可写出其核外电子排布式。(2)氧元素有O2和O3两种同素异形体，相对分子质量O3O2，范德华力O3O2，则沸点O3O2。A和B的氢化物分别是H2O和NaH，所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。(3)PCl3分子中P含有一对孤电子对，其价层电子对数为4，因此其立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化轨道类型为sp3杂化。(4)Cl2O分子中心原子O原子含有2对孤电子对，其价层电子对数为4，因此其立体构型为V形；根据电子守恒和质量守恒可写出Cl2与湿润的Na2CO3反
43、应的化学方程式。(5)根据化合物F的晶胞结构，利用均摊法可计算出氧原子个数：N(O)864，钠原子全部在晶胞内，N(Na)8，因此F的化学式为Na2O；以顶角氧原子为中心，与氧原子距离最近且等距离的钠原子有8个，即晶胞中A 原子的配位数为8；晶胞参数即晶胞的棱长a0.566 nm，晶体F的密度2.27 gcm3。2.(2016海南，19).下列叙述正确的有_。A.第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小C.卤素氢化物中，HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小D.价层电子对相斥理论中，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数答案B
44、C解析锰原子的价层电子排布式为3d54s2，含有5个未成对电子，铬原子的价层电子排布式为3d54s1，含有6个未成对电子，故第四周期元素中，铬原子价电子层中未成对电子数最多，A项错误；同周期主族元素的原子半径由左向右逐渐减小，B项正确；卤素氢化物均为分子晶体，熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，HCl分子间不存在氢键，其沸点最低的原因是是分子间的范德化力最小，C项正确。.M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质M的晶体类型为_，晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积，其中M原子的配位数为_
45、。(2)元素Y基态原子的核外电子排布式为_，其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素Y的含氧酸中，酸性最强的是_(写化学式)，该酸根离子的立体构型为_。(3)M与Y形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为_，已知晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为_gcm3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_。答案(1)金属晶体金属键12(2)1s22s22p63s23p5ArHClO4正四面体(3)CuCl(或)Cu可与氨形成易溶于水的配位
46、化合物(或配离子)Cu(NH3)42解析根据题目所给信息推断M为铜元素，Y为氯元素。(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积，铜原子的配位数为12。(2)Cl元素为17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，同期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大，故其同周期元素中，第一电离能最大的是Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是HClO4，该酸根离子中氯原子的杂化类型为sp3杂化，没有孤电子对，立体构型为正四面体。(3)根据晶胞结构利用均推法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为81/861/24，氯原子个数为
47、4，该化合物的化学式为CuCl；则1 mol晶胞中含有4 mol CuCl，1 mol晶胞的质量为499.5 g，又晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为或gcm3。该化合物难溶于水易溶于氨水，其原因是Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物。该溶液在空气中Cu()被氧化为Cu()，故深蓝色溶液中阳离子的化学式为Cu(NH3)42。3.(2016湖南省怀化市高三下学期第一次模拟)自然界存在丰富的碳、氮、硅、磷、铁等元素，它们可形成单质及许多化合物。按要求回答下列问题：(1)铁能与CO形成配合物Fe(CO)5，其熔点为20.5 ，沸点为102 ，易溶于CCl4，据此判断Fe(CO)5晶体属于_(填
48、晶体类型)。(2)铁在元素周期表中位置是_，亚铁离子具有强还原性，从电子排布的角度解释，其原因是_。(3)南海海底蕴藏着大量的天然气水化合物，俗称“可燃冰”。可燃冰是一种晶体，晶体中平均每46个H2O分子通过氢键构成8个笼，每个笼内可容纳1个CH4分子或1个游离的H2O分子。若晶体中每8个笼有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充。可燃冰的平均组成可表示为_。(4)亚磷酸(H3PO3)与过量NaOH充分反应生成亚磷酸氢二钠(Na2HPO3)，则亚磷酸氢二钠属于_盐(填“正”、“酸式”)。(5)金刚石晶胞结构模型如下图，立方BN结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当。在立方BN晶体中
49、，B原子与N原子之间共价键与配位键数目比为_；每个N原子周围最近且等距离的N原子数为_；如果阿伏加德罗常数近似取61023 mol1，立方BN的密度为a gcm3，摩尔质量为b gmol1，计算晶体中最近的两个N原子间距离是_nm(用含a、b代数式表示)。答案(1)分子晶体(2)第四周期第族Fe2的3d轨道有6个电子，失去1个电子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态(3)CH48H2O(4)正(5)3112解析(1)Fe(CO)5的熔、沸点低，且易溶于四氯化碳，依据相似相溶原理可知其为分子晶体。(2)铁为26号元素，在周期表中位于第四周期第族；由于亚铁离子的价电子3d轨道有6个电子，失去1个电
50、子后3d轨道电子排布处于半充满稳定状态，所以亚铁离子易被氧化成铁离子。(3)晶体中8个笼子只有6个容纳甲烷分子，另外2个笼被水分子填充，推出8个笼共有6个甲烷分子，46248个水分子，则甲烷分子与水分子的个数比为64818，所以化学式为CH48H2O。(4)亚磷酸与过量的氢氧化钠充分反应生成亚磷酸氢二钠，则亚磷酸氢二钠中没有可以电离的氢离子，为正盐。(5)由金刚石的晶胞结构可知，晶胞内部有4个碳原子，面心上有6个碳原子，顶点有8个碳原子，在BN晶体中，每个B原子和4个N原子形成共价键，B原子的配位数为4，B原子与N原子之间共价键的数目是12，所以B原子和N原子之间共价键的数目与配位键的数目比为
51、31。根据晶胞结构图，以晶胞顶点上的氮原子为例，与该氮原子距离最近的氮原子位于经过该顶点的面的面心上，这样的原子有12个，根据均摊可知，一个晶胞中氮原子数目为4，B原子数目也是4，则根据密度质量/体积，可知晶胞的体积为Vcm3，所以晶胞的边长为 cm，最近的两个氮原子间距是晶胞面对角线的一半，所以晶体中最近的两个氮原子间距是 cm cm nm。4.黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物，在野外很容易被误会为黄金，又称愚人金。(1)火法冶炼黄铜矿的过程中，利用了Cu2O与Cu2S反应生成Cu单质，反应的化学方程式是_。(2)S位于周期表中_族，该族元素氢化物中，H2Te比H2S沸点高的原因是_
52、，H2O比H2Te沸点高的原因是_。(3)S有4和6两种价态的氧化物，回答下列问题：下列关于气态SO3和SO2的说法中，正确的是_。A.中心原子的价层电子对数目相等B.都是极性分子C.中心原子的孤电子对数目相等D.都含有极性键将纯液态SO3冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如图，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_。(4)Cu有1和2两种价态的化合物，回答下列问题：Cu的价电子排布图为_，Cu2有_个未成对电子。新制的Cu(OH)2能够溶解于过量浓碱溶液中，反应的离子方程式是_。(5)CuFeS2的晶细胞如图所示，晶胞参数a0.524 nm，c1.032 nm；C
53、uFeS2的晶胞中每个Cu原子与_个S原子相连，列式计算晶体密度_gcm3。答案(1)2Cu2OCu2S6CuSO2(2)A两者均为分子晶体且结构相似，H2Te相对分子质量比H2S大，分子间作用力更强两者均为分子晶体，H2O分子中存在氢键(3)ADsp3(4)1Cu(OH)22OH=Cu(OH)42(5)44.31 gcm3解析(1)火法冶炼黄铜矿方程式：2Cu2OCu2S6CuSO2。(2)S位于第三周期A族。H2Te与H2S均为分子晶体而且结构相似，但是H2Te相对分子质量比H2S大，所以H2Te的沸点更高，H2Te与H2O均为分子晶体，但是H2O分子内部存在氢键，所以H2O沸点更高。(3
54、)二氧化硫中心原子S的化合价为4价，最外层电子未全部参与成键，含有孤电子对为极性分子。三氧化硫中心原子S的化合价为6，最外层电子全部参与成键，没有孤电子对，为非极性分子。杂化轨道类型为sp3。因为只形成单键，杂化轨道只有sp3。(4)Cu的价电子排布式是3d104s1所以Cu价电子排布图为，当Cu失去两个电子变成Cu2时就在3d轨道上形成一个单电子。反应的离子方程式为Cu(OH)22OH=Cu(OH)42。(5)由图可看出，每个铜原子与4个S原子相连。棱心原子占1/4，体心占1，面心占1/2，顶点占1/8，晶体密度计算公式为4.31 gcm3。5.(2016福建省漳州八校高三下学期第三次联考)
55、金属钛(Ti)被誉为21世纪金属，具有良好的生物相容性。它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料，经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1)。图1上图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表：I1I2I3I4I5电离能/kJmol17381 4517 73310 54013 630请回答下列问题：(1)Ti的基态原子价电子排布式为_。(2)M是_(填元素符号)，该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积，配位数为_。(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化
56、剂，纳米TiO2催化的一个实例如图2所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有_个，化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为_。图2图3(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如图3所示，该晶胞中N、Ti之间最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为_gcm3(NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有_个。(5)科学家通过X射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下：离子晶体NaClKClCaO晶格能/kJmol17867153 401KCl、CaO、Ti
57、N三种离子晶体熔点由高到低的顺序为_。答案(1)3d24s2(2)Mg12(3)7ONC(4)12(5)TiNCaOKCl解析(1)Ti为22号元素，根据核外电子排布规律可知原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2，则Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2。(2)M是短周期金属元素，M的第三电离能剧增，处于A族，能与TiCl4反应置换出Ti，则M为Mg，Mg晶体属于六方最密堆积，配位数为12。(3)化合物甲的分子中采取sp2杂化的碳原子为苯环上的6个，羰基中的1个，共7个；采取sp3杂化的原子价层电子对数是4，乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素的电
58、负性随着原子序数的增加逐渐增大，所以它们的电负性关系为ONC。(4)根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为61/281/84，该晶胞中Ti原子个数为1121/44，所以晶胞的质量mg，而晶胞的体积V(2a1010)3cm3，所以晶体的密度 gcm3；以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用，每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子为12。(5)离子晶体的离子半径越小，带电荷数越多，晶格能越大，则晶体的熔、沸点越高，则有TiNCaO，由表中数据可知CaOKCl，则TiNCaOKCl。6.安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题
59、：(1)请写出基态Cu原子的价电子排布式_。焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时价电子发生了_而变为激发态。(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式：请分析1个松脂酸铜中键的个数_；加“*”碳原子的杂化方式为_。(3)下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号)_；与X等距离且最近的X原子个数为_。(4)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的立体构型_，比较第一电离能，S_(填“”或“”)O。(5)黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，晶体密度为8.5 gcm3，求晶胞的边长(只写计算式，不求结果)_。答案(1)3d104
60、s1跃迁(2)6sp3(3)Cu2X8(4)折线形(V形或角形)(5)cm(或 cm)解析(1)Cu为元素周期表中的29号元素，因此铜原子原子核外有29个电子，根据能量最低原理，其价电子排布式为3d104s1；基态Cu原子在灼烧时，价电子获得能量，发生跃迁，由基态变为激发态。(2)单键只有键，双键中含有一个键，一个键，一个松酯酸铜中含有6个双键，因此键的数目为6；加“*”碳原子形成4个键，无孤电子对，杂化轨道数目为4，因此杂化方式为sp3。(3)晶胞中，X原子有8个位于正方体的顶点，1个位于体心，根据均摊法计算得X原子的数目为812；Cu原子有4个位于正方体内部，因此Cu原子的数目为4，故Cu原子与X原子的数目之比为21，此晶胞的化学式为Cu2X；体心X原子与顶点X原子之间的距离为正方体棱长的倍，而位于面心对角线的X原子之间的距离为棱长的 倍，故体心X原子与顶点X原子之间的距离最近，且X原子的配位数为8。(4)S原子的孤电子对数为1，价电子对数为123，因此S原子的杂化方式为sp2，因此SO2分子的立体构型为折线形(V形或角形)；同一主族，从上往下第一电离能减小，故第一电离能SO。(5)1 mol晶胞所占有的体积为V cm3 cm3，而每个晶胞的体积为V0 cm3，则晶胞的边长为a cm。
