1、题型解读五 物质结构与性质解题指导1(2020南阳市第一中学月考)已知铜的配合物A(结构如下图1)。请回答下列问题：(l)Cu的简化电子排布式为_。(2)A所含三种元素C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_。其中氮原子的杂化轨道类型为_杂化。(3)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO)受热分解可产生CO2和N2，N2中键和键数目之比是_； N2O与CO2互为等电子体，且N2O分子中O只与一个N相连，则N2O的电子式为_。(4)在Cu催化下，甲醇可被氧化为甲醛(HCHO)，甲醛分子中HC=O的键角_120(填“大于”“等于”或“小于”)，甲醛能与水形成氢键，请在图2中表示出来_。(5)立方氮化硼
2、(如图3)与金刚石结构相似，是超硬材料。立方氮化硼晶体内BN键数与硼原子数之比为_；结构化学上用原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图4立方氮化硼晶胞中，B原子的坐标参数分别有：B(0，0，0)；B；B等。则距离上述三个B原子最近且等距的N原子的坐标参数为_。解析：(1)基态Cu原子核外有29个电子，外围电子排布式为3d104s1，简化电子排布式为Ar3d104s1。(2)同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第A族和第A族元素反常，N原子外围电子排布为2s22p3，为半充满结构，较稳定，N的电离能最大，C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为NOC。氮原子有4个杂化轨道，所以为sp
3、3杂化。(3)N2的结构式为NN, 含1个键和2个键，所以键和键数目比为12，N2O与CO2互为等电子体，且N2O分子中O只与一个N相连，则N2O结构与CO2相似，所以其结构为N=N=O，电子式为。(4)甲醛分子中，碳原子为sp2杂化，分子成平面三角形，键角约120，由于氧原子有孤电子对，对氢原子有排斥作用，所以HC=O的键角会稍大于120，羰基氧有很强的电负性，与H2O中H有较强的静电吸引力，而形成氢键。(5)由图可知，1个B原子与4个N原子形成4个BN共价键，BN键数与硼原子数之比为41，根据各个原子的相对位置可知，距离上述3个B原子最近且等距的N原子在x、y、z轴三个方向的处，所以其坐标
4、是。答案：(1)Ar3d104s1(2) NOCsp3 (3) 12(4) 大于(5)412(2020南平市一中第一次质检)配合物Fe(CO)5的熔点20 ，沸点103 。可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图1所示。图1(1)基态Fe原子的价电子排布式是_；Fe(CO)5晶体类型属于_晶体。(2) CO分子中C、O原子都满足8电子稳定结构，CO分子的结构式是_，与CO互为等电子体的分子是_。(3)C、O、Fe的第一电离能由大到小的顺序为_。(4)关于Fe(CO)5，下列说法正确的是_(填字母)。AFe (CO)5是非极性分子，CO是极性分子BFe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成
5、键C1 mol Fe(CO)5含有10 mol配位键DFe(CO)5=Fe5CO反应没有新化学键生成(5)铁的三种晶体的晶胞均为立方晶胞，三种晶体的晶胞如图2所示。Fe FeFe图2上述三种晶体的晶胞中属于面心晶胞的是_(填“”“”或“”)晶胞中铁原子的配位数为_。晶体晶胞的边长为a pm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则Fe单质的密度_gcm3(列出计算式即可)。解析：(1)铁为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2；Fe(CO)5的熔点20 ，沸点103 ，熔、沸点较低，Fe(CO)5晶体属于分子晶体。(2)CO分子中C、O原子都满足8电子稳定结构，CO分子的结构式为CO，与C
6、O互为等电子体的分子有N2。(3)C、O、Fe三种元素的原子中铁的原子半径最大，Fe原子的价电子排布式为3d64s2，失去1个电子生成3d54s2，结构更稳定，第一电离能最小，C、O是同一周期元素，同一周期，从左到右，第一电离能逐渐增大，第一电离能由大到小的顺序为OC Fe。(4)A项，根据Fe (CO)5的结构可知， Fe(CO)5为三角双锥结构，结构对称，是非极性分子，CO是极性分子，正确；B项，Fe(CO)5中Fe原子与5个CO成配位键，不是sp3杂化，错误；C项，1 mol Fe(CO)5中每个Fe原子与5个CO形成5个配位键，在每个CO分子中存在1个配位键，共含有10 mol配位键，
7、正确；D项，Fe(CO)5=Fe5CO属于化学变化，包括化学键的断裂与形成，断开了分子中的配位键，形成了金属键，错误；故选AC。(5)根据晶胞结构图，三种晶体的晶胞中属于面心晶胞的是；晶胞中晶胞顶点的铁原子与周围的6个铁原子距离相等且最小，配位数为6；晶体晶胞的边长为a pm，1个晶胞中含有的铁原子数目864，则Fe单质的密度1030gcm3。答案：(1)3d64s2(2) 分子CON2(3) OCFe(4) AC(5)610303(2020长春外国语学校网上考试)A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，位于元素周期表的前四周期。B元素原子含有3个能级，且毎个能级所含的电子数相同；
8、D的原子核外有8种运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子3d轨道上有4个未成对电子。请回答下列问题：(1)写出C基态原子的价层电子排布图_，F基态原子的外围电子排布式_。(2)下列说法不正确的是_(填字母)。A二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点：SiO2CO2B第一电离能由小到大的顺序：BCH2S，水分子更稳定的原因是水分子间存在氢键(3)F元素位于周期表中_区，其离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。向F的硫酸盐溶液中通入过量的C与A形成的气体X可生成F(X)42，该离子的结构式为_(用元素符号表示)。(4
9、)某化合物与F()(表示化合价为1)结合形成下图1所示的离子，该离子中碳原子的杂化方式为_杂化。(5)B单质的一种同素异形体的晶胞如下图2所示，则1个晶胞中所含B原子的个数为_。(6)D与F形成离子个数比为11的化合物，晶胞与NaCl类似，设D离子的半径为a pm, F离子的半径b pm，则该晶胞的空间利用率为_。解析：根据题给信息进行分析可知：A为H元素，B为C元素，C为N元素，D为O元素，E为Fe元素，F为Cu元素。(1)C为N，基态N原子的价层电子排布2s22p3，其价电子排布图为；F为Cu，Cu基态原子的外围电子排布式3d104s1。(2)二氧化硅为原子晶体，而二氧化碳为分子晶体，所以
10、沸点：SiO2CO2，A项错误；B为C元素，C为N元素，D为O元素，第一电离能第A族元素大于相邻的主族元素，所以第一电离能由小到大的顺序：NOC；B错误；N2与CO原子数目相同，价电子数目相同，二者为等电子体，结构相似，C正确；稳定性：H2OH2S，是因为非金属性OS，与分子间存在氢键无关，D错误，答案选ABD。(3)F为Cu元素，位于周期表中ds区，向硫酸铜溶液中通入过量的C与A形成的气体氨气可生成Cu(NH3)42，该离子的结构式为。(4)杂环上的碳原子含有3个键，没有孤电子对，采用sp2杂化，亚甲基上碳原子含有4个共价单键，采用sp3杂化。(5)B原子有4个位于晶胞内部，其余B原子位于顶
11、点、面心，则一个晶胞中所含有B原子数为4868。(6)D为O，F为Cu；D与F形成离子个数比为11的化合物CuO，晶胞与氯化钠相似，晶胞中铜离子数目阳离子数目864，O2离子的半径为a pm，Cu2离子的半径b pm，则晶胞中原子总体积为4 ，晶胞棱长为2(ab)pm，所以晶胞的体积为8(ab)3，该晶胞的空间利用率为48(ab)3100%100%。答案：(1) 3d104s1(2)ABD (3)ds(4) sp2、sp3(5)8(6)100%4(2020延边州一中月考)镁、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)铜元素位于元素周期表中的_区，其基态原子的价电子排布图为_。(
12、2)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可形成Cu(NH3)4SO4溶液该溶液可用于溶解纤维素。Cu(NH3)4SO4中阴离子的立体构型是_。在Cu(NH3)4SO4中，配离子所含有的化学键为_，提供孤电子对的成键原子是_。除硫元素外，Cu(NH3)4SO4中所含元素的电负性由小到大的顺序为_。NF3与NH3的空间构型相同，中心原子的轨道杂化类型均为_。但NF3不易与Cu2形成化学键，其原因是_。(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。则铁镁合金的化学式为_，若该晶胞的参数为d nm，则该合金的密度为_ gcm3(不必化简，用NA表示阿伏加德罗常数)。解析：(1)C
13、u是29号元素，原子核外电子数为29，位于元素周期表中的ds区。Cu基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1，价电子排布图为。(2)SO中S原子的孤电子对数0，价层电子对数404，离子空间构型为正四面体；Cu2提供空轨道，NH3中N原子含有孤电子对，二者之间形成配位键，NH3中N与H形成共价键；非金属性越强，电负性越大，同周期主族元素从左至右电负性增强，故电负性HNO，Cu为金属元素，吸引电子的能力非常弱，故电负性最弱。故电负性大小顺序为CuHNO；NH3中N原子杂化轨道数为(53)24，采取sp3杂化方式；F的电负性比N大，NF成键电
14、子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2形成配离子。(3)晶体是由无数晶胞无隙并置而成。根据均摊原则晶胞中铁原子数864，镁原子数8，铁镁合金的化学式是Mg2Fe，设有1 mol晶胞，体积为d31021cm3NA，质量为1044 g，根据可知合金的密度是。答案：(1) ds(2) 正四面体共价键、配位键NCuHNCH3NA (3)CN(4)正四面体sp2(5)Cu2O6(2020哈尔滨市第三中学校模拟)已知CO易与铁触媒作用导致其失去催化活性：Fe5CO=Fe(CO)5；Cu(NH3)2Ac溶液用于除去CO的化学反应方程式：Cu(NH3
15、)2AcCONH3=Cu(NH3)3AcCO(式中Ac代表醋酸根)。请回答下列问题：(1)C、N、O的第一电离能最大的是_，原因是_。基态Fe原子的价电子排布图为_。(2)Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则Fe(CO)5的晶体类型是_。羰基铁的结构如图1，根据该图可知CO作为配位体是以_原子为配位原子与Fe原子结合。图1(3)离子水化能是气态离子溶于大量水中成为无限稀释溶液时释放的能量。离子在溶液中的稳定性可以从离子的大小、电荷、水化能等因素来解释。Cu2和Cu的水化能分别是2 121 kJmol1和582 kJmol1，在水溶液里Cu2比Cu稳定的原因是_。Cu(NH3)2在
16、水溶液中相对稳定，在配合物Cu(NH3)2Ac中碳原子的杂化类型是_杂化。(4)用Cu(NH3)2Ac除去CO的反应中，肯定有形成_(填字母)。a离子键b配位键c非极性键 d键(5)钙铜合金的晶体结构可看成图2中(a) (b) 两种原子层交替堆积排列而成图(c)，则该合金六方晶胞(即平行六面体晶胞)中含为Cu_个。已知同层的CaCu的距离为294 pm，根据图示求同层相邻CaCa的距离_pm (已知1.73，计算结果保留整数)。图2解析：(1)基态铁原子的价电子排布为3d64s2，排布图为。(2)根据羰基铁的常温下为黄色油状液体，说明沸点低，为分子晶体；根据羰基铁的结构图，可知CO作为配位体是
17、以C原子为配位原子与Fe原子结合。(3)Cu2和Cu的水化能分别是2 121 kJmol1和582 kJmol1，水化能越小，放出的热量越多，该离子越稳定，并且Cu2半径比Cu小，带电荷多，所以Cu2比Cu稳定；在配合物Cu(NH3)2Ac中碳原子的杂化类型是sp3、sp2。(4)用Cu(NH3)2Ac除去CO的反应中，肯定有铜原子与氮原子、碳原子之间形成的配位键且也是键。(5)从图c可知，Ca位于六棱柱的顶点和底心，各有12个和2个，即属于这个六棱柱的Ca为3个；Cu有两种情况，在底面(图a)上，各有6个，在中间一层(图b)，内部6个，边(对图c来说是面上)上有6个，共有15个，根据原子个数比关系：N(Ca)N(Cu)31515，所以该合金六方晶胞中含Cu为5个；由题图a，Cu位于3个Ca构成正三角形的重心，已知CaCu为294 pm，如图所示等腰三角形，锐角为30，则同层相邻CaCa的距离2294 pm294pm509 pm。答案：(1)NN的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能(2)分子晶体C(或碳)(3) Cu2的半径小且所带电荷多、水化能大sp3、sp2 (4)bd(5)5509
