1、专练57结构与性质综合应用12022全国乙卷卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：（1）氟原子激发态的电子排布式有，其中能量较高的是。（填标号）a1s22s22p43s1b1s22s22p43d2c1s22s12p5d1s22s22p33p2（2）一氯乙烯（C2H3Cl）分子中，C的一个杂化轨道与Cl的3px轨道形成CCl键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大键（34）。一氯乙烷（C2H5Cl）、一氯乙烯（C2H3Cl）、一氯乙炔（C2HCl）分子中，CCl键长的顺序是，理由：（）C的杂化轨道中s成分越多，形成的CCl键越强；（）。（3）卤化
2、物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为。解释X的熔点比Y高的原因_。（4）AgI晶体中I离子作体心立方堆积（如图所示），Ag主要分布在由I构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，AgI晶体在电池中可作为。已知阿伏加德罗常数为NA，则AgI晶体的摩尔体积Vm m3mol1（列出算式）。22022全国甲卷2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH2=CH2）与四氟乙烯（CF2=CF2）的共聚物（ETFE）制成。回答下列问题：（1
3、）基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为。（2）图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化图是（填标号），判断的根据是_；第三电离能的变化图是（填标号）。（3）固态氟化氢中存在（HF）n形式，画出（HF）3的链状结构。（4）CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为和；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因。（5）萤石（CaF2）是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为 pm。3北宋沈括梦溪笔谈中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，
4、则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”回答下列问题：（1）基态Cu原子的简化电子排布式为；量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，基态Cu原子核外电子有个空间运动状态。（2）胆矾的化学式为CuSO45H2O，其中SO的空间结构为。（3）Cu2能与乙二胺四乙酸根离子形成配离子，组成该阴离子的四种元素的电负性由大到小的顺序是，第一电离能最大的是；C、N原子的轨道杂化类型分别为、。（4）某种合金的晶胞结构如图所示，晶体中K原子的配位数为；已知金属原子半径r（Na）和r（K），计算晶体的空间利用率：（假设原子是刚性球体，用代数式表示）。4氧化锌在液晶显示器、薄膜晶体管
5、、发光二极管等产品中均有应用，常用下列三种锌盐为原料经高温分解制备。回答下列问题：（1）Zn为30号元素，它在元素周期表中的位置是。（2）原料中阴离子空间结构为，其等电子体为（写出1种即可）。（3）原料、阴离子对应的酸沸点较高的是（写结构简式），原因是。（4）关于以上几种锌盐说法正确的是（填序号）。A化合物中电负性最大的元素是OB化合物中所有C原子的杂化形式均为sp3C化合物中只存在离子键和极性共价键D化合物阴离子中键和键数目比为21（5）ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构，如图为这两种晶体的局部结构。图甲不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元，原因是。图乙闪锌矿型属于立方
6、晶胞，原子1的坐标为（，0），则原子2的坐标为。图乙的闪锌矿型ZnO晶体中离O原子距离最近的Zn原子个数为，其晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体密度为 gcm3（列出计算式）。52021山东卷非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：（1）基态F原子核外电子的运动状态有种。（2）O、F、Cl电负性由大到小的顺序为；OF2分子的空间构型为；OF2的熔、沸点（填“高于”或“低于”）Cl2O，原因是。（3）Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是（填标号）。Asp Bsp
7、2Csp3Dsp3d（4） XeF2晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90，该晶胞中有个XeF2分子。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A点原子的分数坐标为（，）。已知XeF键长为r pm，则B点原子的分数坐标为；晶胞中A、B间距离d pm。专练57结构与性质综合应用1(1)add(2)sp2C2H5ClC2H3ClC2HClCl参与形成的大键越多，形成的CCl键越短(3)CsClCsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs和Cl之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力(4)固体离子导体(5.041010)3NA解析：
8、(1)基态氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5，有9个电子，排除b、c项；a项，相当于F原子的一个电子从2p能级跃迁到3s能级，属于激发态氟原子，正确；d项，相当于F原子的两个电子从2p能级跃迁到3p能级，属于激发态氟原子，正确；在两个激发态氟原子中，由于3p能级的能量高于3s能级，且d中发生跃迁的电子数目多于a，故d的能量较高。(2)C2H3Cl分子中存在碳碳双键，C原子为sp2杂化，杂化轨道只能形成键，故在C2H3Cl分子中，C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成CCl 键。C2H5Cl分子中只存在键，C原子为sp3杂化；C2H3Cl分子中存在一个34的大键，C原子为sp2杂化
9、；C2HCl分子中存在两个34的大键1个是Cl(3pz)C(2pz)，1个是Cl(3py)C(2py)，C原子为sp杂化。杂化轨道中s成分越多(sp3、sp2、sp杂化轨道中s成分依次增多)，形成的CCl键越强；Cl参与形成的大键越多，形成的CCl键越短，故CCl键长顺序为C2H5ClC2H3ClC2HCl。(3)由CsICl2受热发生非氧化还原反应知，CsICl2受热分解生成CsCl和ICl，故无色晶体X为CsCl，红棕色液体Y为ICl；由于CsCl是离子晶体，熔化时需要克服Cs和Cl之间的离子键，而ICl是分子晶体，熔化时只需要克服范德华力，离子键比范德华力强得多，故CsCl的熔点高于IC
10、l。(4)在AgI晶体中，Ag可以发生迁移，故AgI晶体在电池中可以作为固体离子导体。由于AgI晶体中I作体心立方堆积，由“均摊法”知，1个晶胞中含有I数目为812，即1个晶胞中含有2个AgI，则AgI晶体的摩尔体积Vm(5041012 m)3NA mol1(5.041010)3NA m3mol1。2(1)(2)a同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大b(3)HFHFHF(4)sp2sp3F的电负性比H大，CF键的键能比CH键的大(5)Ca2a解析：(1)基态F原子的价电子排布式为2s22p5，故其价电子排布
11、图(轨道表示式)为。(2)C、N、O、F均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力增强，第一电离能逐渐增大，但N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大，故选a；C原子失去2个电子后达到2s2全满稳定结构，再失去1个电子较难，故第三电离能比N原子大，故选b。(3)固态氟化氢分子间存在氢键，故(HF)3的链状结构为HFHFHF。(4) CF2=CF2分子中C原子形成碳碳双键，故C原子为sp2杂化；ETFE是乙烯与四氟乙烯的共聚物，可表示为CH2CH2CF2CF2，故在ETFE分子中碳原子为sp3杂化；由于F的电负性比H大，CF键的键能比
12、CH键的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。(5)X离子位于顶点和面心，根据均摊法知，X离子数目为864，Y离子位于体内，故Y离子数目为8，结合CaF2的化学式知，X代表的离子是Ca2；根据晶胞结构图知，Ca2与F的最小核间距为正方体体对角线长度的，即正负离子的核间距最小为a pm。3(1)Ar3d104s115(2)正四面体形(3)ONCHNsp2、sp3sp3(4)6100%解析：(1)基态Cu原子核外有29个电子，简化电子排布式为Ar3d104s1；基态Cu原子核外电子占据几个轨道，其核外电子就有几个空间运动状态，则基态Cu原子核外电子空间运动状态种类数为113135115。(2)SO中硫原子
13、价层电子对数为4(6242)4，空间结构为正四面体形。(3)元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性由大到小的顺序是ONCH；同周期主族元素第一电离能呈增大趋势，但N原子2p能级处于半满状态，更稳定，则四种元素中第一电离能最大的是N；该离子中亚甲基上的C原子价层电子对数为4、COO中的C原子价层电子对数为3，N原子价层电子对数为4，则C原子采用sp3、sp2杂化，N原子采用sp3杂化。(4)根据晶胞结构判断，距离K原子最近的Na原子个数为6，则K原子的配位数是6；该晶胞棱长2r(Na)r(K)，晶胞体积2r(Na)2r(K)3，该晶胞中Na原子个数123，K原子个数81，原子总体积3r(Na)
14、3r(K)3，晶体的空间利用率100%100%。4(1)第四周期第B族(2)平面三角形NO(或SO3，合理即可)(3)HOOCCOOHHOOCCOOH的相对分子质量高于CH3COOH，且HOOCCOOH存在两个羧基，可以形成更多的分子间氢键(4)A(5)晶胞单元是晶体的最小重复结构单元，该结构中包含了三个更小的重复结构单元(，)4解析：(1)Zn为30号元素，位于第四周期第B族。(2)原料中阴离子为CO，碳原子所含孤电子对数为(4232)0，所形成键数为3，价层电子对数为3，空间结构为平面三角形；原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，CO的等电子体有NO、SO3等。(3)原料、阴离子
15、对应的酸分别为CH3COOH、HOOCCOOH，HOOCCOOH的相对分子质量高于CH3COOH，同时HOOCCOOH存在两个羧基，可以分别与其他分子形成更多的分子间氢键，所以沸点较高。(4)化合物中O的非金属性最强，电负性最大，A项正确；化合物中甲基上的碳原子为sp3杂化，而羧基中的碳原子为sp2杂化，B项错误；化合物中，两个C原子之间还存在非极性共价键，C项错误；单键均为键，双键中有1个键和1个键，则化合物的阴离子中键和键数目比为31，D项错误。(5)晶胞单元是晶体的最小重复结构单元，图示结构中包含了三个更小的重复结构单元，所以不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元；根据原子1的坐标及建系方式判断，
16、原子2的坐标为(，)；以顶面面心的O原子为例，该晶胞中有2个Zn原子距离其最近且相等，该晶胞的上方晶胞中还有两个，所以离O原子距离最近的Zn原子数为4；根据晶胞结构可知，该晶胞中有4个Zn原子，4个O原子，晶胞的质量为 g，晶胞参数为a nm，则该晶体密度 gcm3。5(1)9(2)FOClV形低于OF2相对分子质量小，分子间作用力小(3)5D(4)2(0，0，)解析：(1)基态F原子核外有9个电子，每个电子的运动状态各不相同，故基态F原子核外电子的运动状态有9种。(2)根据ClO2中O显负价，Cl显正价，知O的电负性大于Cl的电负性，又同一周期主族元素从左到右电负性依次增大，故O、F、Cl电
17、负性由大到小的顺序为FOCl。OF2分子中O的成键电子对数为2、孤电子对数为2，故OF2的空间构型为V形；OF2、Cl2O均为分子晶体，分子间以范德华力结合，OF2的相对分子质量小，范德华力小，故OF2的熔、沸点低于Cl2O。(3)XeF2中心原子Xe的价层电子对数为25，其杂化轨道数为5，推测Xe的杂化方式为sp3d。 (4)由题图知，晶胞中大球个数为812，小球个数为824，故大球为Xe，小球为F，该晶胞中含有2个XeF2。以晶胞参数为单位长度建立坐标系时，由B点在棱上处，知B点原子的分数坐标为(0，0，)。如图所示从点A向底面作垂线到点D，则EDa pm, ABCEd，CD(cr) pm，根据CD2ED2CE2，代入数据可得d20.5a2 pm2(0.5c r)2 pm2，d pm。
