1、选修3物质结构与性质高考试题考点一 原子结构与性质1.(2013年上海化学,13,3分)X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是()A.X元素的氢化物的水溶液显碱性B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点解析:根据题意知Z元素为Mg,Y元素原子最外电子层排布为ns2np2,是C或
2、Si,X为N或O,W为Al或Cl。N的氢化物的水溶液显碱性,但O的氢化物H2O显中性,H2O2显弱酸性,A错误;若W为Cl,则Mg2+半径小于Cl-,B错误;氮气或氧气均能与镁反应,C正确;CO2形成的晶体为分子晶体,熔沸点低,D错误。答案:C2.(2012年上海化学,6,3分)元素周期表中铋元素的数据见右图,下列说法正确的是()A.Bi元素的质量数是209B.Bi元素的相对原子质量是209.0C.Bi原子6p亚层有一个未成对电子D.Bi原子最外层有5个能量相同的电子解析:209.0表示的是Bi元素的相对原子质量,A错误,B正确;根据洪特规则,Bi原子6p亚层中的3个电子分别占据3个轨道,故有
3、三个未成对电子,C项错;Bi原子最外层6p亚层中的3个电子的能量略高于6s亚层中的2个电子的能量,D项错。答案:B3.(2013年安徽理综,25,15分)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:元素相关信息XX的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3YY是地壳中含量最高的元素ZZ的基态原子最外层电子排布式为3s23p1WW的一种核素的质量数为28,中子数为14(1)W位于元素周期表第周期第族;W的原子半径比X的(填“大”或“小”)。(2)Z的第一电离能比W的(填“大”或“小”); XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是;氢元素、X、Y的原子可共
4、同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。(3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是 ;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是 。(4)在25 、101 kPa下,已知13.5 g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ,该反应的热化学方程式是 。解析:根据短周期元素X的最高化合价为+4,可知X为碳或硅,又因Y为O,结合原子序数YX,则可确定X为C,根据Z的最外层电子排布式可写出其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p1,即Z为铝元素;再结合W的质量数与中子数关系可确定W的质子数
5、为14,即W为Si。(1)Si位于元素周期表第三周期、A族,同主族元素原子半径从上到下依次增大,则W(Si)的原子半径比X(C)的要大。(2)因周期元素从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,故Z(Al) 的第一电离能比W(Si)的要小。XY2(CO2)为分子晶体,由固态变为气态,克服的是分子间作用力。由C、H、O组成的分子中,存在分子间氢键的物质很多,如:CH3CH2OH、CH3COOH等。(3)Z单质即为铝,铝和盐酸反应生成氯化铝,向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,先生成氢氧化铝沉淀,氢氧化钠过量时,氢氧化铝沉淀溶解。W单质为硅,硅和氢氟酸反应生成SiF4和H2两种气体。(4)13.5 g铝的物
6、质的量为0.5 mol,所以该反应的热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)H=-3 352 kJmol-1。答案:(1)三A大(2)小分子间作用力乙酸(其他合理答案均可)(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液Si+4HFSiF4+2H2(4)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)H=-3 352 kJmol-1(其他合理答案均可)4.(2012年安徽理综,25,16分) X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如下表:元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为:ZZ存在质量数为23,中子数为
7、12的核素WW有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第周期第族,其基态原子最外层有个电子。(2)X的电负性比Y的(填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是(写化学式)。(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:。(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称:。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子,写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式: 。解析:由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。(1)
8、Fe的基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。(2)同周期从左到右,电负性逐渐增大,所以C的电负性小于O。(3)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,在标电子转移的方向和数目时,应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高,一部分降低。(4)本小题为发散型试题,答案不唯一。烃分子中含有两种氢原子的烃较多,如丙烷(CH3CH2CH3)、丙炔(CH3CCH)等。由C、H、O三种元素形成的分子很多,但形成的无机阴离子只有HC,因此能与HC反应的分子必须为羧酸,如CH3COOH、HCOOH等。答案:(1)四2(2)小H2O(3)或(4)丙烷(其他合理
9、答案均可)CH3COOH+HCCH3COO-+H2O+CO2(其他合理答案均可)5.(2012年福建理综,30,13分)(1)元素的第一电离能:AlSi(填“”或“”)。(2)基态Mn2+的核外电子排布式为 。(3)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是 。(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有;配位键存在于原子之间(填原子的数字标号);m=(填数字)。硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成,它们之间存在的作用力有(填序号)。A.离子键B.共价键C.金属键D.
10、范德华力E.氢键解析:(1)同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势,故第一电离能AlSi。(2)Mn是25号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,故Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(3)硅烷形成的晶体是分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越强,沸点越高。(4)由球棍模型可以看出,大黑球为B原子,灰球为O原子,小黑球为H原子。2号B原子形成3个键,采取sp2杂化,4号B原子形成4个键,采取sp3杂化;4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号O原子外的三个O原子形成键后还有一个空轨道,而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键;由图示可
11、以看出该结构可以表示为B4H4O9m-,其中B为+3价,O为-2价,H为+1价,可知m=2。在晶体中Na+与Xm-之间为离子键,由(4)题干中所给信息知硼砂含结晶水,H2O分子间存在氢键和范德华力。答案:(1)OC。(3)NH3中N采取sp3杂化,含有一对孤电子对,故为三角锥形;N2H4可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2取代形成,取代反应只是由一个原子团代替了氢原子,故不会影响N原子的杂化方式,所以与NH3相同,为sp3杂化。有4 mol NH键断裂则有1 mol N2H4反应,生成 mol N2,因1 moL N2含有2 mol 键,故生成 mol N2会生成3 mol 键。(NH4)2
12、SO4为离子晶体,故N2H6SO4也为离子晶体,含有离子键,N2和S中含有共价键,N2与N相似,含有配位键和共价键,离子晶体中无范德华力。(4)由题意知:能与4个氮原子形成4个氢键,则要求被嵌入的微粒能提供4个氢原子,并至少存在“NH”、“HO”、“HF”三类键中的一种,对照选项,只N符合要求。答案:(1)2s22p3(2)NOC(3)三角锥形sp33d(4)c7.(2011年江苏化学,21,12分)原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。回答下
13、列问题:(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为,1 mol Y2X2含有键的数目为。(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高,其主要原因是 。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,元素Z的这种氧化物的分子式是。(4)元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示,该氯化物的化学式是,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3,反应的化学方程式为 。解析:Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,可推知Y是C;由X是形成化合物种类最多的元素知X是H;根据信息可写出Z的价电子排布式,知Z是N;29号元素W是Cu。(1)Y2X2是C2H2,其结构式为HCCH,C
14、原子采取sp杂化,1 mol C2H2中有3NA个键。(2)ZX3、YX4分别是NH3、CH4,因NH3分子间存在氢键,故NH3的沸点高。(3)Y是C,Z是N,C的氧化物CO2与N的氧化物N2O是等电子体。(4)由图中晶胞结构知白球个数为8+6=4个,黑球个数也为4个,故Cu的氯化物中Cu与Cl原子个数比为11,其化学式是CuCl。CuCl与浓盐酸的反应为非氧化还原反应,故其生成物中Cu为+1价,可由化合物中化合价代数和为零知生成物的化学式应为H2CuCl3,即可写出反应CuCl+2HClH2CuCl3。答案:(1)sp杂化3 mol或36.021023个(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O
15、(4)CuClCuCl+2HClH2CuCl3(或CuCl+2HClH2CuCl3)8.(2011年新课标全国理综,37,15分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN。如下图所示:请回答下列问题:(1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是 、 ;(2)基态B原子的电子排布式为;B和N相比,电负性较大的是,BN中B元素的化合价为;(3)在BF3分子中,FBF的键角是,B原子的杂化轨道类型为,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,B的立体构型为;(4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为,层间作用力
16、为;(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼原子,立方氮化硼的密度是gcm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏加德罗常数为NA)。解析:(1)由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3,同时还应该产生硫酸钙和水,方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3+3CaSO4+3H2O;B2O3与氨气在高温下反应即生成BN,方程式为B2O3+2NH32BN+3H2O;(2)B的原子序数是5,所以基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p1;B和N都属于第二周期,同周
17、期自左向右电负性逐渐增大,所以B和N相比,电负性较大的是N,B最外层有3个电子,所以化合价是+3价;(3)依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的价层电子对数n=(3+3)=3且中心原子无孤电子对,所以BF3分子为平面正三角形结构,FBF的键角是120,杂化轨道类型为sp2;B的价层电子对数n=(3+4+1)=4,且中心原子无孤电子对,所以B的结构为正四面体。(4)B、N均属于非金属元素,借助于石墨的结构可知,两者形成的化学键是极性共价键,而层与层之间靠分子间作用力结合。(5)依据金刚石的晶胞结构及化学式BN可知立方氮化硼晶胞中含有4个N原子,4个B原子。则一个晶胞的质量可表示为4 g,一个晶
18、胞的体积可表示为(361.510-10)3cm3,则晶体的密度可表示为 gcm-3。答案:(1)B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3+3CaSO4+3H2OB2O3+2NH32BN+3H2O(2)1s22s22p1N+3(3)120sp2正四面体(4)共价键(或极性共价键)分子间作用力(5)449.(2009年山东理综,32,8分)C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。(1)写出Si的基态原子核外电子排布式。从电负性角度分析C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为。(2)SiC的晶体结构与晶体硅的相似,其中C原子的杂化方式为,微粒间存在的作用力是。(3)氧化物MO的电子总数与Si
19、C的相等,则M为(填元素符号)。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高,其原因是 。(4)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键和键,SiO2中Si与O原子间不形成上述健。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述键。解析:(1)同周期从左右,电负性增大,则CSi,所以电负性为:OCSi。(2)晶体硅中一个硅原子周围与4个硅原子相连,呈正四面体结构,所以杂化方式是sp3 ,由题给信息知:SiC也是sp3杂化,SiC为原子晶体,存在共价键。(3)SiC电子总
20、数是20个,则氧化物为MgO;晶格能与所组成离子所带电荷成正比,与离子半径成反比,MgO与CaO的离子电荷数相同,Mg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大,熔点高。(4)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的键。答案:(1)1s22s22p63s23p2OCSi(2)sp3共价键(3)MgMg2+半径比Ca2+小,MgO晶格能大(4)Si的原子半径较大,Si、O原子间距离较大,p-p轨道肩并肩重叠程度较小,不能形成上述稳定的键考点二 分子结构与性质1.(2013年安徽理综,7,6分)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的
21、氧化,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法正确的是()A.该反应为吸热反应B.CO2分子中的化学键为非极性键C.HCHO分子中既含键又含键D.每生成1.8 g H2O消耗2.24 L O2解析:该反应相当于HCHO的燃烧,燃烧反应均放热,A项错误;根据CO2的结构式:OCO可知,碳氧之间的化学键为极性键,B项错误;由HCHO的结构式:可知,碳氧之间存在一个键和一个键,碳氢之间各存在一个键,C项正确;生成1.8 g H2O,消耗O2的物质的量为0.1 mol,但不一定是在标准状况下,故其体积不一定是2.24 L,D项错误。答案:C2.(2013年上海化学,5,2分)374 、2
22、2.1 Mpa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的H+和OH-,由此可知超临界水()A.显中性,pH等于7B.表现出非极性溶剂的特性C.显酸性,pH小于7D.表现出极性溶剂的特性解析:只要是纯水一定呈中性,超临界水仍然呈中性,由题干可知水的电离程度大了,c(H+)变大,则pH小于7,A、C项错误;根据相似相容的原理可以知道B项正确(有机物大多数是非极性分子),D项错误。答案:B3.(2011年四川理综,7,6分)下列推论正确的()A.SiH4的沸点高于CH4,可推测PH3的沸点高于NH3B.N为正四面体结构,可推测P也为正四面体结构C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体
23、也是分子晶体,D.C2H6是碳链为直线型的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线型的非极性分子解析:NH3分子间存在氢键,沸点反常偏高大于PH3,A项错误。N、P是同主族元素,形成的离子:N和P结构类似都是正四面体构型,B项正确,CO2是分子晶体,而SiO2是原子晶体,C项错误。C2H5中两个CH3对称,是非极性分子,而C3H8是锯齿形结构,是极性分子,D项错误。答案:B4.(双选题)(2010年海南化学,191,6分)下列描述中正确的是()A.CS2为V形的极性分子B.Cl的空间构型为平面三角形C、SF6中有6对完全相同的成键电子对D.SiF4和S的中心原子均为sp3杂化解析:CS2与CO
24、2结构类似,为直线形非极性分子,A错误;由价层电子对互斥理论可知Cl中中心原子的价层电子数n=(7+1)=4,孤电子对数为1,所以Cl是三角锥形,B错误;硫原子最外层有6个电子,和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对,C正确;SiF4和S的空间构型分别为正四面体和三角锥形,但中心原子均采用的是sp3杂化,D正确。答案:CD5.(2013年浙江自选模块,15,10分)请回答下列问题:(1)N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:电离能I1I2I3I4Ia/kJmol-15781 8172 74511 578则该元素是(填写元素符号)。(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是。G
25、e的最高价氯化物分子式是。该元素可能的性质或应用有。A.是一种活泼的金属元素B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点(3)关于化合物,下列叙述正确的有。A.分子间可形成氢键B.分子中既有极性键又有非极性键C.分子中有7个键和1个键D.该分子在水中的溶解度大于2丁烯(4)NaF的熔点(填“”、“=”或“”)B的熔点,其原因是 。解析:(1)由题中所给数据知,该元素的电离能有:I3I4,故该元素原子最外层有3个电子,结合题意为Al元素。(2)Ge位于元素周期表中第四周期第A族,原子最外层4个电子,所以基态原子的电子排布式为Ar3d104s24p2;Ge
26、的最高价为+4价,故其最高价氯化物分子式为GeCl4;Ge位于元素周期表中金属与非金属的分界线附近且排在Si的下一周期,故A错;借助于Si元素比较其电负性,Ge两者均为离子化合物,且阴、阳离子的电荷数均为1,但后者的离子半径较大,离子键较弱,因此其熔点较低6.(2013年新课标全国理综,37,15分)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)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
27、置贡献个原子。(4)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在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为 。(5)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/(kJmol-1)356413336226318452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 。SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。(6)在硅酸盐中,Si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
28、子的杂化形式为,Si与O的原子数之比为,化学式为。解析:(1)基态硅原子有三个电子层,最外层能量最高,其符号为M,3s轨道数为1,3p为3,3d为5,合计轨道数为9,电子数为4。(2)硅主要以SiO2、硅酸盐形式存在于地壳中。(3)在硅晶体中,硅原子间以共价键结合,晶胞的6个面中各有一个硅原子,依据均摊法知,面心位置贡献了3个硅原子。(4)由题干信息知:Mg2Si与NH4Cl反应,其产物应有SiH4、MgCl2,再结合原子守恒分析知还有NH3,则其反应式为:Mg2Si+4NH4Cl4NH3+2MgCl2+SiH4。(5)物质内化学键的强弱影响物质的稳定性,进而影响物质构成种类数。SiH键的键能
29、小,稳定性差,SiH4易生成稳定性强的氧化物。(6)因Si与O形成四面体结构,则其杂化形式为sp3杂化,图(b)中每个四面体中有两个氧原子是与其他四面体共用的,则每个四面体占有该氧原子的,所以每个四面体共占有这两个氧原子为:2=1,另1个氧原子为该四面体所有,还含有1个SiO键属于该四面体,综上所述,一个四面体中,含1个Si原子,氧原子:1+1+1=3,所以,可知硅与氧原子数之比为13,其化学式为Si或SiO3。答案:(1)M94(2)二氧化硅(3)共价键3(4)Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2(5)CC键和CH键较强,所以形成的烷烃较稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键
30、的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定,而SiH键的键能却远小于SiO键,所以SiH键不能稳定存在,而倾向于形成更稳定的SiO键(6)sp313SiO3或Si7. (2013年福建理综,31,13分)(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照右图中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。(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2NF3+3NH4F上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有(填序号)。a.离子晶体b.分子晶体c.原子晶体d.金属晶体基态铜原子的核外电子排布式为 。(3)BF3与
31、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R中阳离子的空间构型为,阴离子的中心原子轨道采用杂化。(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.110-10;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 。解析:(1)依据元素周期律,同周期元素的第一电离能从左向右依次增大,但N元素的2p轨道处于半充满状态,较稳定,故其第一电离能大于氧的。(2)NH3、F2、NF3属于分子晶体,NH4F为离
32、子晶体,Cu为金属晶体。Cu的核电荷数为29,3d轨道上全充满,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(3)由Q知,H2O与BF3H2O分子间有氢键,BF3H2O分子内有共价键和配位键,其分子间有分子间作用力(范德华力)。H3O+中有孤对电子,由价层电子对互斥理论知,其空间构型为三角锥形,阴离子的中心原子B有四个键,故采用sp3杂化。(4)分子内氢键的存在,使H+难以电离出,故Ka2Ka。答案:(1)如图所示(2)a、b、d1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(3)a、d三角锥形sp3(4)”、“”或“=”填空
33、:第一电离能的大小:MgAl;熔点的高低:KClMgO。解析:(1)第二个电子层无d轨道,第三个电子层无f轨道,A、C正确。(2)Ga是31号元素,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1。(3)A项干冰是分子晶体,熔化时破坏范德华力。B项乙酸分子间存在氢键,汽化还与氢键有关。C项乙醇分子间存在氢键。D项中水分子之间存在氢键。E项中,溶质分子之间、溶剂分子间以及I2与CCl4之间都只存在范德华力。F项石英是原子晶体,熔融时破坏共价键。(4)C2H4、C2H6中含有CH为极性键,CC键为非极性键。双键中有一个键,一个键。三键中有一个键,两个键
34、。(5)镁原子的s轨道全充满,属于较为稳定的状态,第一电离能大于铝。KCl中离子所带电荷低于MgO(K+Mg2+、Cl-Mg2+、Cl-O2-),所以KCl的熔点低于MgO。答案:(1)AC(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(3)AE(4)BCGCEABD(5)10.(2012年江苏化学,21A,12分)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。Mn2+基态的电子排布式可表示为。N的
35、空间构型是(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为CO2,HCHO被氧化为CO2和H2O。根据等电子体原理,CO分子的结构式为。H2O分子中O原子轨道的杂化类型为。1 mol CO2中含有的键数目为。(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42-。不考虑空间构型,Cu(OH)42-的结构可用示意图表示为 。解析:(1)Mn原子序数为25,Mn的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。N离子中氮原子的价层电子对数为n=3,n=配位体数,所以无孤电子对,则N为平面三角形结构。(2
36、)CO与N2互为等电子体,等电子体具有相似的电子结构与几何构型,所以根据氮分子的结构式可以写出CO的结构式CO。H2O分子内氧原子有2对孤电子对、2对成键电子,共4对价层电子,采用sp3杂化,分子空间构型为V形。二氧化碳(OCO)分子内,一个C连接有2个O原子,所以有2个键,故1 mol CO2中含有2 mol 键。(3)Cu2+有空轨道,OH-能提供孤电子对,所以Cu2+与OH-之间形成配位键,Cu2+与OH-以配位键结合。答案:(1)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)平面三角形(2)COsp326.021023个(或2 NA)(3)11.(2012年山东理综,32,8分)
37、金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是。a.金属键具有方向性与饱和性b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是。(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=。CO与N2结构相似,CO分子内键与键个数之比为。(4)甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为,甲醇分子内的OCH
38、键角(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的OCH键角。解析:(1)金属键没有方向性和饱和性,a项错误;金属导电是因为在外加电场作用下,自由电子产生定向移动,c项错误;由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发生跃迁,发出特定波长的光波,因而金属往往有特定的金属光泽,d项错误。(2)Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,所以在3d轨道上有两个未成对电子,则第二周期元素中,含有两个未成对电子的元素的价电子排布式有2s22p2和2s22p4,分别是碳元素和氧元素,其中电负性最小的是碳。(3)由题意知CO与N2的结构相似,知CO的结构为:;CO在与过渡金属形成配
39、合物时,C的那对孤电子对参与配位键的形成(O的那对孤电子对不参与配位键的形成),所以每个CO提供的电子数为2(靠近C的那对孤电子对)根据中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18可知,Ni的价电子数是10,所以配体提供的电子数是8,又因为一个CO配体提供两个电子,故n=4;因为氮气的结构式是NN,而CO与N2的结构相似,所以CO中键与键的个数之比是12。(4)甲醇分子内碳的成键电子对为4,无孤电子对,所以其碳原子是sp3杂化,由于甲醛中的碳氧之间是双键,而甲醇中碳氧间是单键,碳氧双键中存在键,它对CH键的排斥作用较强,所以甲醛中的键角比甲醇中的键角大。答案:(1)b(2)C(碳)(3)
40、412(4)sp3小于12.(2011年山东理综,32,8分)氧是地壳中含量最多的元素。(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为个。 (2)H2O分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。的沸点比高,原因是 。(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用杂化。H3O+中HOH键角比H2O中HOH键角大,原因为 。(4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a gcm-3,NA表示阿伏加德罗常数,则CaO晶胞体积为cm3。解析:(1)氧元素基态原子,有两个未成对电子。(2)化学键强于氢键,分子间的氢键强于范德华力,也就是从强到弱依次是OH键、氢键、范德
41、华力;由于存在分子间氢键,使沸点升高,而存在分子内氢键,使物质的沸点降低。(3)H3O+中中心原子的价层电子对为4,所以杂化方式为sp3杂化,有一对孤电子对;而H2O中有两对孤电子对,孤电子对数越少,则对所成共价键的排斥力越大,共价键的键角就越大,所以使得H3O+中HOH键角比H2O中HOH键角大。(4)一个CaO晶胞内含有4个CaO,其质量为4=g,则一个晶胞的体积为: ga gcm-3= cm3。答案:(1)2(2)OH键、氢键、范德华力形成分子内氢键,而形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大(3)sp3H3O+中O原子有2对孤电子对,H3O+中O原子只有1对孤电子对,排斥力较小(4
42、)考点三 晶体结构与性质1.(2013年重庆理综,3,6分)下列排序正确的是()A.酸性:H2CO3C6H5OHCH3COOHB.碱性:Ba(OH)2Ca(OH)2KOHC.熔点:MgBr2SiCl4BND.沸点:PH3NH3C6H5OH,A错误;Ba和Ca同主族,碱性Ba(OH)2Ca(OH)2,B错误;MgBr2为离子晶体,SiCl4为分子晶体,熔点MgBr2SiCl4,C错误;因为NH3分子间存在氢键使其沸点高于PH3,常温下NH3为气态,H2O为液态,故沸点H2ONH3,D正确。答案:D2.(2013年上海化学,4,2分)下列变化需克服相同类型作用力的是()A.碘和干冰的升华 B.硅和
43、C60的熔化C.氯化氢和氯化钠的溶解D.溴和汞的气化解析:碘和干冰都属于分子晶体,升华时克服的是分子间作用力;硅属于原子晶体,C60属于分子晶体,熔化时,分别克服共价键和分子间作用力;氯化氢是共价化合物,氯化钠是离子化合物,溶解时分别克服共价键和离子键;溴和汞气化时分别要克服分子间作用力和金属键,综上所述,只有A项克服作用力类型相同。答案:A3.(2012年上海化学,3,2分)氮氧化铝(AlON)属原子晶体,是一种超强透明材料。下列描述中错误的是()A.AlON和石英的化学键类型相同B.AlON和石英晶体类型相同C.AlON和Al2O3的化学键类型不同D.AlON和Al2O3晶体类型相同解析:
44、AlON与石英(SiO2)均为原子晶体,所含化学键均为共价键,A、B正确;Al2O3是离子晶体,晶体中含离子键,不含共价键,C项正确、D项错误。答案:D4.(2010年浙江理综,8,6分)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族; X+与具有相同的电子层结构;离子半径: W-;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法中正确的是()A.X、M两种元素只能形成X2M型化合物B.由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低C.元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体D.元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂解析:本题的
45、突破点是Y,由Y的性质知Y是硅元素,即X、Y、Z、W属于第三周期,根据X、Z、W的简单离子可知X、Z、W分别属于钠、硫、氯元素。因为Z、M同主族且X+与具有相同的电子层结构,所以M是氧元素。选项A中钠和氧还可以形成Na2O2,A错误;由于水分子中存在氢键,所以水的沸点最高,B错误;元素Y、Z、W的单质晶体分别属于原子晶体、分子晶体、分子晶体,C 错误;Cl2和O3可以作为消毒剂,D正确。答案:D5.(2010年大纲全国理综,13,6分)下面关于SiO2晶体网状结构的叙述中正确的是()A.最小的环上,有3个Si原子和3个O原子B.最小的环上,Si和O原子数之比为12C.最小的环上,有6个Si原子
46、和6个O原子D.存在四面体结构单元,O处于中心,Si处于4个顶角解析:SiO2的晶体结构与金刚石的晶体结构相似,相当于把金刚石中的碳原子换成硅原子,然后在两个硅原子中间插入一个氧原子,金刚石的晶体结构中每个最小的环上是6个碳原子,所以SiO2晶体中最小的环上应有6个硅原子和6个氧原子。在SiO2晶体结构单元中,Si位于中心,O处于4个顶角。答案:C6.(2013年新课标全国理综,37,15分)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
47、2。回答下列问题:(1)D2+的价层电子排布图为 。(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)(3)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gcm-3。(4)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。解析:由C在前四周期和有4个未成对电子可推知C为Fe,由此和题干信息可进一步推知D为Ni,B为K,A为F。(2)K 原子易失电子,第一电离能最小,F的非金属性最强,电负性最大。(3)根据分摊法,含F-:2+4+16=8,K+:2
48、+8=4,Ni2+:1+8=2,故化合物的化学式为K2NiF4,由处于晶胞内的Ni2+看出,每个Ni2+周围有6个F-,故配位数为6,晶体的密度可由晶胞的质量除以晶胞的体积求得。(4)K3FeF6属于离子化合物,在FeF63-中,Fe3+提供空轨道,F-提供孤对电子,两种离子间形成配位键。答案:(1)(2)KF(3)K2NiF463.4(4)离子键、配位键FeF63-F-7.(2013年山东理综,32,8分)卤族元素包括F、Cl、Br等。(1)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。(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,如图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中
49、含有B原子的个数为,该功能陶瓷的化学式为。 (3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为和。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。(4)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤对电子的原子是。解析:(1)同主族元素从上到下元素的电负性逐渐减小,a对;氟无正价,b错;HF分子间存在氢键,所以熔、沸点在同族元素气态氢化物中反常最高,c错;F2、Cl2、Br2三种物质的晶体均是分子晶体,组成相似,则相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔点越高,d错。(2)由晶胞结构示意图,根据均摊法,可得B原子为8+1=2个,N原子为4+1=2个,则该功能陶瓷的化学
50、式为BN。(3)BCl3中价层电子对数为:(3+3)/2=3,B原子为sp2杂化;NCl3中价层电子对数为:(5+3)/2=4,N原子为sp3杂化。同周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大,但是由于氮原子的2p轨道处于半充满状态,较稳定,其第一电离能比氧的大,铍原子的2s轨道处于全满状态,铍的第一电离能比硼的大,所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有铍、碳、氧3种。(4)B原子最外层有3个电子,与Cl形成3个单键后,没有孤电子对,价层却有空轨道,所以在B原子与X形成的配位键中,X提供孤对电子。答案:(1)a(2)2BN(3)sp2sp33(4)X8.(2012年海南化学,19-,14分)铜
51、在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:(1)铜原子基态电子排布式为 。(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 gcm-3,则铜晶胞的体积是cm3、晶胞的质量是g,阿伏加德罗常数为列式计算,已知Ar(Cu)=63.6。(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种化合物的化学式为 。(4)金属
52、铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是 。反应的化学方程式为 。解析:(2)铜晶胞为面心立方最密堆积,一个晶胞分摊到4个铜原子;1 pm=10-12 m=10-10 cm,故:一个晶胞的体积为V(晶胞)=(36110-10cm)3=4.7010-23 cm3;一个晶胞的质量为m(晶胞)=V(晶胞)=4.70cm39.00 gcm-3=4.2310-22 g; M(Cu)=63.6 gmol-1=m(铜原子)NA=NA,得NA=6.011023 mol -1。(3)Cl-的价层电子对为4,所以为sp3杂化;Cu有+1、+2两种化合价,题中的化学式(最
53、简比)是+2价的,那么+1价的化学式应该是K2CuCl3。(4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应”,这是两种物质共同作用的结果:过氧化氢具有强氧化性,而氨水能与Cu2+形成配合物。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(2)4.7010-234.2310-22NA=6.011023 mol -1(3)sp3K2CuCl3(4)过氧化氢为氧化剂,氨水与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行Cu+H2O2+4NH3Cu(NH3)4(OH)29.(2010年山东理综,32,8分)碳族元素包括:C、Si、 G
54、e、 Sn、Pb。(1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠结合在一起。(2)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 。(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中SnBr的键角120(填“”、“HSi。(3)SnBr2分子中,Sn原子的价层电子对数目是(4+2)/2=3,配位原子数为2,故Sn原子含有孤对电子,SnBr2空间构型为V形,键角小于120。(4)每个晶胞含有Pb4+:8=1个,Ba2+:1个,O2-:12=3个,故化学式为:PbBaO3。Ba
55、2+处于晶胞中心,只有1个,O2-处于晶胞棱边中心,共12个,故每个Ba2+与12个O2-配位。答案:(1)sp2范德华力(2)CH Si(3)I1(C)I1(O)I1(B)B.I1(N)I1(O)I1(B)I1(C)C.I1(N)I1(O)I1(C)I1(B)D.I1(O)I1(N)I1(C)I1(B)解析:同周期元素,从左到右第一电离能呈现增大的趋势,但由于氮原子的p能级电子处于半充满状态,所以第一电离能NO。答案:C2.(2013福建六校联考)下列说法中正确的是()A.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似B.Fe3+的最外层电子排布式为:3
56、s23p63d5C.基态铜原子的轨道表示式D.基态碳原子的轨道表示式解析:核外电子排布为1s2的原子是He,核外电子排布是1s22s2的为铍(Be),He是惰性元素,Be是金属元素,显然化学性质不相似,A错;Fe的价电子排布为3d64s2,失去电子时先失最外层,再失次外层,失去2个电子变成Fe2+时最外层电子排布为3s23p63d6,失去3个电子变成Fe3+时,最外层电子排布为3s23p63d5,B正确;基态铜原子的轨道表示式,符合3d全充满时能量最低,即洪特规则特例,C错;基态碳原子是2s比2p轨道能量低,先填满2s再填2p,即,不存在半充满能量低的问题,D错。答案:B3.(2013安徽省级
57、示范高中联考)A、B、C、D、E是周期表中前四周期的元素,其有关性质或结构信息如下表:元素有关性质或结构信息A负二价的A元素的氢化物在通常状况下是一种液体,其中A的质量分数为88.9%BB原子得到一个电子后3p轨道全充满CC原子的p轨道半充满,它的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应生成一种常见的盐XDD元素的最高化合价与最低化合价的代数和为零,其最高价氧化物为分子晶体EE元素的核电荷数等于A元素和B元素氢化物的核电荷数之和(1)元素Y是C下一周期同主族元素,比较B、Y元素的第一电离能I1(B)I1(Y)。(2)E元素原子的核外电子排布式为 。(3)盐X的水溶液呈(填“酸性”、“碱性”或“
58、中性”),B元素最高价含氧酸一定比D元素最高价含氧酸的酸性(填“强”或“弱”)。(4)C单质分子中键和键的个数比为,C的氢化物在同族元素的氢化物中沸点出现反常,其原因是 。(5)用高能射线照射液态H2A时,一个H2A分子能释放出一个电子,同时产生一种具有较强氧化性的阳离子,试写出该阳离子的电子式: ,写出该阳离子与硫的氢化物的水溶液反应的离子方程式: 。解析:根据题中A、B、C、D、E的信息可确定AE分别为O、Cl、N、C和Fe。(1)Y为P,P的价电子排布为3s23p3,为半充满状态,第一电离能小于Cl。(2)Fe为26号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(
59、3)盐为NH4NO3,属于强酸弱碱盐,因水解而显酸性;Cl的非金属性大于C,所以高氯酸酸性强于碳酸。(4)N2分子含氮氮三键,键和键的个数比为12;由于分子间存在氢键,故使其沸点出现反常。(5)H2O释放出一个电子生成H2O+,其中氧元素为-1价,具有强氧化性。答案:(1)(2)1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(3)酸性强(4)12NH3分子间存在氢键(5) 2H2O+H2SS+2H2O+2H+考点二 分子结构与性质4.(2012福建一模)键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的键
60、是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()A.H2 B.HClC.Cl2 D.F2解析:A项中H2是由两个1s轨道形成的键;B项中HCl是由H的1s轨道与Cl的3p轨道形成的键;C项中Cl2是由两个3p轨道形成的键;D项中F2是由两个2p轨道形成的键。答案:A5.(2013山东潍坊模拟)在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是()A.NF3B.CC.BF3D.H3O+解析:由n=确定中心原子的价层电子对数目,NF3、C、H3O+均为4,则价层电子对空间构型为四面体形,由于形成3个化学键,有1个杂化轨道被孤对电子占据,又由于价层电子对相互排斥,所以分子构型为三角锥形
61、;只有BF3中的n=3,无孤对电子,所以形成平面正三角形分子。答案:C6.(2013浙江慈溪中学模拟)PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断中错误的是()A.PH3分子呈三角锥形B.PH3分子是极性分子C.PH3沸点低于NH3沸点,因为PH键键能低D.PH3分子稳定性低于NH3分子,因为NH键键能高解析:氨气是三角锥形结构,所以PH3的结构也是三角锥形,A正确;氨气是极性分子,则PH3也是极性分子,B正确;由于氨气分子中存在氢键,所以氨气的沸点高于PH3的,沸点高低与键能无关,键能大小影响分子的稳定性,所以选项C不正确,D正确。答案:C考点三
62、 晶体结构与性质7.(2013山西大学附属中学模拟)下列物质的熔、沸点高低顺序中排列正确的是()A.金刚石晶体硅碳化硅B.CI4CBr4CCl4CH4C.MgOO2N2H2OD.金刚石生铁纯铁钠解析:选项A中形成的都是原子晶体,形成原子晶体的原子半径越小,共价键越强,晶体的熔、沸点越高,正确的顺序应该是金刚石碳化硅晶体硅,所以选项A不正确;选项B中形成的晶体都是分子晶体,其熔、沸点与分子间作用力有关系,而分子间作用力大小与相对分子质量大小有关系,所以选项B正确;氧化镁是离子晶体,而另外三种都是分子晶体,但由于水分子中存在氢键,所以水的熔、沸点高于氧气和氮气的,所以选项C不正确;合金的熔点一般低
63、于其成分金属的熔点,正确的顺序应该是金刚石纯铁生铁钠,所以选项D不正确。答案:B8.(2013浙江台州中学模拟)美国LawreceLiremore国家实验室(LLNL)的V.Lota.C.S.Yoo和Cynn成功地在高压下将CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体,下列关于CO2的原子晶体说法中正确的是()A.CO2的原子晶体中存在范德华力,每1 mol CO2原子晶体中含有2NA键B.在一定条件下,CO2原子晶体转化为CO2分子晶体是物理变化C.熔点:金刚石原子晶体CO2D.在CO2的原子晶体中,每个C原子周围结合4个O原子,每个O原子与两个C原子相结合解析:原子晶体中不存在分子间作用力,
64、A不正确;CO2原子晶体和CO2分子晶体,结构不同,性质不同,属于化学变化,B不正确;由于氧原子的半径小于碳原子的半径,所以熔点应该是原子晶体CO2金刚石,C不正确;由题意知CO2原子晶体与SiO2结构相似,所以D正确。答案:D9.(2013福建莆田一中期末)图表法、图像法是常用的科学研究方法。.图(A)是短周期某主族元素X的电离能所示情况。则X元素位于周期表的第族。图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第族元素氢化物的沸点的变化规律。.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:(1)请写出元素o的外围电子排布式:。(2)由j原子跟
65、c原子以11相互交替结合而形成的晶体,晶型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是(填化学式),试从结构角度加以解释: 。(3)i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。请回答:晶胞中i原子的配位数为,一个晶胞中i原子的数目为。解析:.根据I4I3知元素X位于第A,折线c中第2周期元素氢化物的沸点随相对分子质量增大而升高,说明未形成氢键,故折线c可以表达出第A族元素氢化物的沸点的变化规律。.(1)元素o为铁元素,其外围电子排布式为3d64s2。(2)SiC晶体的熔、沸点高于晶体Si,因为都为原子晶体,且CSi键键长比晶体Si中SiSi键
66、键长短。(3)i为Al,根据图示Al晶体为面心立方晶胞,配位数为12,根据均摊思想晶胞中含有的原子数目=8+6=4。答案:.AA.(1)3d64s2(2)SiC因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC中CSi键键长比晶体Si中SiSi键键长短,键能大,因而熔、沸点高(3)124综合演练10.(2013广东六校高三联考)下列叙述中正确的是()A.分子晶体中都存在共价键B.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高与分子间作用力有关C.含有极性键的化合物分子一定不含非极性键D.只要是离子化合物,其熔点一定比共价化合物的熔点高解析:A不正确,例如稀有气体分子形成的晶体;F2、
67、Cl2、Br2、I2形成的晶体都是分子晶体,其熔、沸点逐渐升高与分子间作用力有关,选项B正确;C不正确,例如乙炔分子中还含有非极性键;D不正确,例如SiO2是共价化合物,其熔点高于一些离子化合物的熔点。答案:B11.(2013山东潍坊一模)元素H、C、N、O、F都是重要的非金属元素,Fe、Cu是应用非常广泛的金属。(1)Fe元素基态原子的核外电子排布式为 。(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中键与键的个数比为 。(3)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示) 。(4)在测定HF的相对分子质量时,实验测得值一般高于理论值,其主要原因是 。(5)C、N
68、两元素形成的化合物C3N4形成的原子晶体,结构类似金刚石,甚至硬度超过金刚石,其原因是 。(6)如图为石墨晶胞结构示意图,该晶胞中含有碳原子的个数为 。解析:(1)铁是26号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子的物质是CH2CH2,单键全是键,双键中有1个键和1个键,故键与键的个数比为51。(3)同一周期从左往右,第一电离能有逐渐增大趋势,且前四周期中A元素第一电离能比相邻元素大,故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC。(4)HF分子之间能形成氢键使分子缔合在一起,所以测得的相对分子质量为缔合分子的
69、相对分子质量,故实验测得值一般高于理论值。(5)原子晶体的硬度大小与共价键的强弱有关,共价键键长越短硬度越大,因氮原子半径小于碳原子半径,故C3N4晶体的硬度大于金刚石的硬度。(6)顶点为8个晶胞所共有,棱上为4个晶胞所共有,面心为2个晶胞所共有,体内为晶胞所独有,石墨晶胞中含有碳原子的个数=8+4+2+11=4。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)51(3)NOC(4)HF分子间存在氢键,易形成缔合分子(HF)n(5)氮原子半径小于碳原子半径,氮碳形成的共价键键长比碳碳键键长短,键能更大,所以C3N4硬度更大(6)412.(2013黑龙江哈师大附中).金属镍及其化合物
70、在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。(1)基态镍原子的价电子(外围电子)排布式为 。(2)金属镍能与CO形成配合物Ni(CO)4,写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式、。(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。如CH2CH2、HCCH、HCHO,其中碳原子采取sp2杂化的分子有 (填物质序号),HCHO分子的立体结构为形。(4)Ni2+和Fe2+的半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiOFeO(填“”)。(5)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为。(6)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水中,丁二酮
71、肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如右下图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用箭头和“”表示出配位键和氢键。解析:(1)根据构造原理可知,基态镍原子的价电子(外围电子)排布式为3d84s2。(2)价电子数与原子数分别都相等的是等电子体,因此与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式分别是N2和CN-。(3)乙烯、苯、甲醛都是平面形结构,因此碳原子都是sp2杂化。乙炔是直线形结构,所以碳原子是sp杂化,因此答案选。甲醛分子中中心碳原子没有孤对电子,因此甲醛是平面三角形结构。(4)NiO与FeO形成的晶体都是离子晶体,构成离子晶体的离子半径越小,电荷数越多,离子键越强,晶格能越大,熔点就越高,所以NiO的熔点大于FeO的熔点。(5)根据晶胞的结构可知,镧原子的个数是8=1,Ni有4个位于面心,另4个在上下两个面上,1个位于体心,所以镍原子个数是4+4+1=5,所以化学式是LaNi5 或Ni5La。(6)根据结构图可知,氮原子是配体,镍原子提供空轨道。而氧原子与氢原子之间可以形成氢键,因此表示是。答案:(1)3d84s2(2)N2CN-(或、NO-)(3)平面三角(4)(5)LaNi5或Ni5La(6)见图