1、题型十物质结构与性质1(2015高考命题研究专家原创卷)已知甲基、乙基、丙基、丁基、苯基等烃基能与金属原子结合形成金属有机化合物。回答下列问题：(1)构成有机物的基本元素为碳元素，在基态C原子中，电子占据的能量最高的原子轨道为_，该原子轨道的未成对电子数为_。(2)甲基正离子的电子式为，则甲基的电子式为 _，甲基负离子的空间构型为_。(3)三甲基三氯化二铝Al2Cl3(CH3)3的结构如图甲所示。Al2Cl3(CH3)3分子中Al原子的杂化方式为_，1个Al2Cl3(CH3)3分子中含有2个配位键，其中提供空轨道的原子为_，提供孤电子对的原子为_。(4)甲烷晶体的晶胞结构如图乙所示，甲烷晶体熔
2、化时需克服的作用力为_，该晶胞中CH4分子的配位数为_，设甲烷晶胞的边长为a nm，列式表示甲烷晶体的密度_gcm3(不必计算出结果)。解析：(1)基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，电子占据的能量最高的原子轨道为2p，2p轨道中有2个电子，这2个电子都是未成对电子。(2)甲基中碳原子周围有7个电子，故其电子式为；甲基负离子的电子式为，碳原子价层电子对数为4，其中有3对成键电子，还有1个孤电子对，故甲基负离子呈三角锥形。(3)Al2Cl3(CH3)3分子中Al原子形成4个化学键，其杂化方式为sp3；Al2Cl3(CH3)3分子中有3个Cl原子，其中形成四元环的两个Cl分别形成两个化
3、学键，而Cl原子最外层有7个电子，故这两个化学键中的1个为配位键，Al提供空轨道，Cl提供孤电子对。(4)甲烷晶体是分子晶体，熔化时需克服的作用力是范德华力；甲烷晶胞为面心立方晶胞，CH4分子的配位数为12；由均摊法可得1个晶胞中含有的CH4分子数为864，则 gcm3。答案：(1)2p2(2) 三角锥形(3)sp3AlCl(4)范德华力122(2015高考命题研究专家原创卷)A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的前四周期元素，A元素原子最外层电子数是其内层电子数的2.5倍，B元素是地壳中含量最高的元素，C元素的最高化合价和最低化合价的代数和等于0，D元素的单质可用于自来水消毒杀菌，E元素
4、位于周期表的B族，F的基态原子中有4个未成对电子。(1)A元素单质的结构式为_，B元素原子中的未成对电子数为_，基态F3的核外电子排布式是_。(2)A、B、C三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(3)在A的氢化物A2H4分子中，A原子轨道的杂化类型是_；A与B形成的AB的空间构型为_。(4)化合物FD3是棕色固体，易潮解，100 左右时升华，它的晶体类型是_。(5)FD3溶液与KSCN溶液混合，得到含多种配合物的红色溶液，其中配位数为5的配合物的化学式是_。(6)元素B与E形成的一种化合物广泛应用于录音磁带上，其晶胞如右图所示。该化合物的化学式为_。解析：依题意推断，A是
5、N元素，B是O元素，C是Si元素，D是Cl元素，E是Cr元素，F是Fe元素。(1)N2分子中有氮氮叁键，其结构式为；氧原子的2p轨道上有4个电子，其中有2个未成对电子。(2)N原子的2p轨道为半满状态，第一电离能比O的大，故第一电离能NO(C)Si。(3)在H2NNH2分子中，N原子最外层有4对电子，其杂化形式为sp3。在NO中，N原子以sp2形式杂化，由于N原子只和2个O原子相连，所以一个杂化轨道由一个孤电子对占据，分子构型为V形。(4)FeCl3晶体易升华，应是分子晶体。(5)FeCl3溶液与KSCN溶液混合，得到的配合物离子中配体为SCN，中心离子为Fe3，故配位数为5的配合物的化学式是
6、K2Fe(SCN)5。(6)该晶胞中，N(Cr)812，N(O)424，则N(Cr)N(O)12，所以该化合物的化学式为CrO2。答案：(1) 21s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)(2)NOSi(3)sp3V形(4)分子晶体(5)K2Fe(SCN)5(6)CrO23A、B、C、D四种前四周期元素，已知A属于常见元素，其1价阳离子各层均处于全满状态，该离子在溶液中不能稳定存在，但2价离子能稳定存在；B的第4电离能远小于第5电离能且有三个能层；C、D基态原子均有2个未成对电子且二者能形成直线形化合物。请回答下列问题。(1)A元素基态原子的核外电子排布式为_。(2)B与D能形成BD
7、2型化合物，则B晶体与BD2晶体熔点较高的是_，BD2晶体中最小环含B、D原子数目分别为_。(3)C、D形成的直线形化合物中，中心原子轨道杂化类型为_，该化合物晶体中结构微粒有_个紧邻微粒。(4)已知A、D能形成晶胞如图所示的化合物，则该化合物的化学式为_，此物质中，实心球代表的微粒符号为_。解析：由1价离子在溶液中不能稳定存在，但2价离子能稳定存在知A是铜；由B的电离能数值大小特点知其为A族元素，结合其能层数知其是硅；由C、D基态原子的未成对电子及两者能形成直线形化合物知C、D分别是碳、氧中的一个，由B、D能形成BD2型化合物知D是氧，故C是碳。因SiSi键的键长大于SiO键的键长且二者均为
8、原子晶体，故SiO2熔点较高，SiO2晶体中最小环上分别有6个硅原子、6个氧原子。CO2中碳原子轨道杂化类型为sp杂化，干冰晶体中每个CO2分子有12个紧邻分子。由晶胞示意图知，该晶胞中含有的空心球代表的微粒有182个，实心球代表的微粒有4个，二者整数比为12，故化学式为Cu2O；根据化合物的化学式及晶胞结构可知实心球应是1价铜离子。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(2)SiO26、6(3)sp12(4)Cu2OCu4已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相
9、同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体， A、B两种元素组成的原子个数之比为11的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称，E4和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)：(1)E的基态原子的外围电子排布式为_。(2)由A、B、C形成的ABC分子中，含有_个键，_个键。(3)下列叙述正确的是_(填序号)。aM易溶于水，是因为M与水分子之间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N
10、是非极性分子bM和二氧化碳分子中的中心原子均采取sp2杂化cN分子中含有6个键和1个键dBD2晶体的熔、沸点都比二氧化硅晶体的低(4)E的一种氧化物Q，其晶胞结构如图所示，则Q的化学式为_。解析：根据原子的构造原理可知B、D分别是碳和氧，所以C必然是氮，新装修居室中常含有的有害气体M是HCHO，故A是氢。E的原子序数是22，E是钛。(1)根据构造原理钛的基态原子的价电子排布式为3d24s2。(2)HCN的结构式为，所以分子中含2个键，2个键。(3)M是HCHO，HCHO是极性分子，N是苯，苯是非极性分子，a正确。HCHO中的碳原子是sp2杂化，CO2中的碳原子是sp杂化，b错。苯分子中有12个键(6个碳碳键，6个碳氢键)，一个大键，c错。CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，d正确。(4)钛原子在晶胞的顶点和体心，则一个晶胞中有2个钛原子，氧原子有4个位于面上，2个位于晶胞内，故每个晶胞中有4个氧原子，故Q的化学式是TiO2。答案：(1)3d24s2(2)22(3)ad(4)TiO2