1、特训十八物质结构与性质填空题1.三草酸合铁酸钾可用氯化铁与草酸钾混合直接合成：FeCl33K2C2O4=K3Fe(C2O4)33KCl(1)FeCl3中铁离子基态核外电子排布式为_。(2)上述反应涉及的主族元素中，第一电离能最小的是_(填元素符号)。(3)K3Fe(C2O4)3中化学键的类型有_。(4)草酸(H2C2O4)中C原子的杂化类型为_，1 mol草酸(H2C2O4)中含有键的数目为_。(5)与C2O互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。解析(1)写Fe3的核外电子排布式先写原子Ar3d64s2，再由外向内失3e得Ar3d5。(2)Cl、K、C、O中钾为活泼金属，第一电离能最小。(3
2、)K与Fe(C2O4)33之间存在离子键，Fe3与C2O之间存在配位键，C2O内部存在共价键。(4)草酸可写作HOOCCOOH，碳原子形成CO，为sp2杂化，键为7。(5)C2O等电子体分子可以采用“左右移位、平衡电荷”的方法，得N2O4。答案(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2) K(3)离子键、共价键、配位键(4) sp27NA(5)N2O42.原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素，X的基态原子有3个不同的能级，有一个能级中的电子数比其它两个能级中的电子数都多1；Y基态原子中的电子占有5个轨道，其中有2个轨道处于半满状态，Z的原子序数为24。(1)Z原子基态核外电
3、子排布式为_。(2)元素X与Y的第一电离能较大的是_(填元素符号)；H2Y2中Y原子轨道的杂化类型为_。(3)3价Z的配合物KZ(C2O4)2(H2O)2中的配体是_；与C2O互为等电子体的一种分子的化学式为_。(4)Cu和Y形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有_个。某种有缺陷的铜和Y形成的化合物的晶体由Cu2、Cu3、Y2及空隙组成，可表示为Cu0.98Y，则n(Cu2)/n(Cu3)_。解析X的核外电子排布式为1s22s22p3，为氮元素，Y核外电子排布式为1s22s23p4，为氧元素。(1)24号元素按构造原理写出核外电子排布式，注意全充满、半充满更稳定。
4、(2)N原子处于半充满结构更稳定，第一电离能大于氧。H2O2中氧原子价层电子对数为224，sp3杂化。(3)配体为C2O、H2O与C2O等电子体分子，可以“左右移位、平衡电荷”，为N2O4。(4)Cu骨架、O骨架均为面心立方，与铜离子距离相等且最近的铜离子为12个。若n(Cu2)x mol，n(Cu3)(0.98x) mol，有2x3(0.98x)2，x0.94。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1(2)Nsp3(3)H2O、C2ON2O4(4)1247/23.过渡元素及其化合物具有广泛的用途。(1)三硝酸六尿素合铁Fe(H2NCONH2)6(NO3)3是一种
5、有机铁肥。1 mol H2NCONH2中含有的键的数目是_；与NO互为等电子体的一种分子是_(填化学式)。(2)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业，其晶胞结构如图1，该晶胞中每个Cu的配位数与含有的Cl的个数之比为_；铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，其主要原因是_。(3)丁二酮肟镍是一种鲜红色沉淀，可用来检验Ni2，其分子结构如图2。该结构中C原子的杂化方式是_，分子内微粒之间存在的作用力有_(填字母)。a.离子键b.共价键c.配位键d.氢键解析(1)H2NCONH2结构式为，键数为7。等电子体的判断可以采用“左右移位、平衡电荷、同族替换”的方法：NOO4SO3或N
6、ONFBF3。(2)晶胞中含有Cu个数为4，Cl个数为864。Cu的配位数为4。铜原子的核外电子排式布为Ar3d104s1，失去一个电子为Ar3d10，全充满更稳定，容易失去1个电子。(3)结构中的碳原子有形成4个键，有形成1个双键的，为sp3、sp2杂化。由图示可知实线为共价键，虚线为氢键，箭头为配位键。答案(1) 7NA或76.021023SO3(或BF3)(2)11Cu失去一个电子时，核外电子排布从Ar3d104s1变为Ar3d10能量较低的稳定结构较容易；Zn失去一个电子时，核外电子排布从Ar3d104s2变为Ar3d104s1较难(3)sp2、sp3bcd4.短周期元素T、X、Y、Z
7、的原子序数依次增大，其中元素T、X基态原子均有2个未成对电子，元素Y基态原子s能级的电子总数与p能级的电子总数相等，元素Z的价电子数等于能层数。元素W位于第四周期，其基态原子所含未成对电子数在该周期中最多。(1)元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(2)T、X分别与氢组成的T2H2与H2X2分子中，T、X原子轨道的杂化类型分别是_。(3)T与X可形成TX离子和TX2分子。TX的空间构型为_(用文字描述)。N离子与TX2分子互为等电子体，则N的电子式为_。(4)有同学推测，Z2X3的熔点比YX高，其原因是_。(5)如图是由元素W、Z两种元素所形成的某种合金的晶胞结构示
8、意图。元素W基态原子的核外电子排布式为_。该合金中W与Z的原子个数比为_。答案(1)OMgAl(2)sp、sp3(3)平面三角形(4)两者均为离子晶体，由于Al3带的电荷高于Mg2，且半径小于Mg2，所以Al2O3的晶格能大(5)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1215.钒及其化合物非常丰富。钒可用于生产合金钢、航天用的钒钛合金及化工催化剂等。(1)V基态核外电子排布式为_。(2)某钒的氧化物的晶胞如图所示，则该氧化物的化学式为_。(3)利用NH4VO3制备催化剂V2O5的反应如下：2NH4VO3V2O52NH3H2O。与NH3互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)
9、。(4)常温下V(CO)6为蓝绿色固体，易挥发，易升华，不溶于水，溶于乙醚、吡啶()。固态V(CO)6属于_晶体。吡啶分子中N原子的杂化类型为_。V(CO)6中含有的化学键有_(填字母)。A.键 B.键 C.配位键 D.非极性键解析(1)V为23号，23185，先排4s，再排3d，则V的核外电子排布式为Ar3d34s2或1s22s22p63s23p63d34s2。(2)从晶胞图知，O有4个在面心，2个在晶胞内，则O原子共有424，V有8个在顶点，1个在晶胞内，则V原子共有812，N(V)N(O)12，则化学式为VO2。(3)O比N多一个电子，则H3O与NH3互为等电子体。(4)V(CO)6易挥
10、发、易升华，则其沸点低，所以V(CO)6为分子晶体；吡啶中N存在一对孤对电子，且有两对键，所以N为sp2杂化；CO的结构式为CO，其中C与O之间存在键和键，CO与V之间为配位键，V(CO)6中不存在非极性键(两种相同原子之间形成的键为非极性键)。答案(1)Ar3d34s2或1s22s22p63s23p63d34s2(2)VO2(3)H3O(4)分子sp2ABC6.元素X位于第四周期，其基态原子有4个未成对电子。Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，元素Z基态原子的3p轨道上有4个电子。(1)Y与Z可形成多种化合物。元素Y与Z中电负性较大的是_(用元素符号描述)。离子ZY的空间构型为_(用文
11、字描述)。写出一种与ZY2互为等电子体的氧化物分子的化学式_。(2)Y的氢化物(H2Y)在乙醇中的溶解度大于H2Z，其原因是_。(3)含X2的溶液与KCN、氨水反应可得到化合物K3X(CN)5(NH3)。基态X2的电子排布式是_。1 mol配合物K3X(CN)5(NH3)中含键的数目为_。(4)如图为X与Z所形成的一种化合物的基本结构单元，推测该化合物的化学式：_。解析(1)“X基态原子有4个未成对电子”，则价电子为3d64s2，为Fe元素；“Y原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍”，则Y为O元素；“Z基态原子的3p轨道上有4个电子”，则Z为S元素。(1)O和S位于同一主族，但O的半径小，易
12、得电子，所以O的电负性大于S。SO中S有一对孤对电子，价层电子对数为134，S为sp3杂化，理想模型是四面体，去除一对孤对电子所占有的空间，则SO的空间构形为三角锥形；S与Se位于同一主族，最外层电子数相等，所以SO2与SeO2互为等电子体。(2)H2O与乙醇分子间形成氢键，导致H2O在乙醇中的溶解度大，而H2S与乙醇之间不能形成氢键，故H2S在乙醇中的溶解度小。(3)Fe2的电子排布式为Ar3d6；K与X(CN)5(NH3)3之间为离子键，X(CN)5(NH3)3的结构式为：，其中X2与CN以及X2与NH3之间为配位键，属于键，CN中一个为，NH3中有三个，共有55414 mol 键。(4)
13、从晶胞图知，黑球Fe为41，白球S为4，N(Fe)N(S)38，所以化学式为Fe3S8。答案(1)O三角锥形SeO2(2)H2O分子与乙醇分子间可形成氢键，而H2S不能(3)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d614NA(4)Fe3S87.用二氧化碳生产化工产品，有利于二氧化碳的大量回收。二氧化碳和乙二醇在ZnO或锌盐催化下可合成碳酸乙烯酯。(1)锌基态原子核外电子排布式为_；每个ZnO晶胞(如右图)中含O2的数目为_。(2)锌盐水溶液中Zn2可与H2O之间形成Zn(H2O)62，其中提供空轨道的是_(填微粒符号)。(3)碳酸乙烯酯中碳原子杂化轨道类型为_；1 mol碳酸乙烯酯中含有
14、的键数目为_。(4)阴离子X与CO2互为等电子体且X内含共价键和氢键，则X的化学式为_。解析(1)Zn为30号，则核外电子排布式为Ar3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2；晶胞中O原子数为81/812。(2)Zn2中存在空轨道。(3)碳氧双键中C原子为sp2杂化，亚甲基中的C为sp3杂化。单键均为键，双键中有一个为键。(4)CO2中原子最外层电子数为16，其等电子体X中最外层电子数为15，X中存在氢键，则一定含有两个F，还有一个H原子，其结构式为FHF。答案(1)Ar3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s22(2)Zn2(3)sp2和sp310NA(
15、或106.021023)(4)HF8.已知A、B、C、D是原子序数依次增大的短周期主族元素，A是周期表中原子半径最小的元素，基态B原子的2p轨道上有2个电子；D原子的最外层电子数是其内层的3倍。E是第四周期元素，其原子的最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满。请回答下列问题(用元素符号或化学式表示)：(1)基态E离子的核外电子排布式为_。B、C、D三种原子的第一电离能由大到小的顺序是_。(2)A、B、D三种元素形成的化合物M能发生银镜反应，M的相对分子质量为44，则M中B原子轨道的杂化类型为_。(3)C离子与BD2互为等电子体，C的结构式为_。(4)向E的硫酸盐溶液中通入过量的NH3，可
16、生成E(NH3)42配离子，1 mol E(NH3)42中含有键的数目为_。(5)右图是元素D、E形成的某种化合物的晶胞结构示意图，则1个晶胞中含有的阳离子的个数为_。解析A为氢元素，B为碳元素，D为氧元素，C为氮元素，E为铜元素(核外电子排布式为Ar3d104s1)。(1)同周期元素的第一电离能呈增大趋势，注意A族与A族、A族与A族反常。(2)M能发生银镜反应，说明有CHO，式量为29，剩余基团式量为15，M为CH3CHO，碳原子为sp3、sp2杂化。(3)N与CO2互为等电子体，CO2的结构式为O=C=O，所以N的结构式为N=N=N。(4)NH3分子中有3个键，Cu(NH3)42中Cu2与4个NH3间存在4个键(配位键)，Cu(NH3)42中共有43416个键。(5)白球共2个，黑球共4个，铜与氧可以形成CuO、Cu2O，所以该晶体为Cu2O，阳离子共4个。答案(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10NOC(2)sp2、sp3(3)N=N=N(4)16NA或166.021023(5)4