1、专题限时集训(十六)专题十六物质结构与性质(时间：40分钟)1下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是()A锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳B四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型C二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物D锗和碳的单质都是原子晶体图1612二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其分子结构如图161所示。常温下，S2Cl2是一种橙黄色液体，遇水易水解，并产生能使品红褪色的气体， 化学方程式为2S2Cl22H2O=SO23S4HCl。下列说法中错误的是()AS2Cl2的结构式为ClSSClB反应中SO2是还原产物，S是氧化产物CS2Cl2为含有极性键和非极性键的分子
2、DS原子采取sp3杂化3下列叙述不正确的是()A金刚石、碳化硅、晶体硅的熔点依次降低BCaO晶体结构与NaCl晶体结构相似，每个CaO晶胞中含有4个Ca2和4个O2C设NaCl的摩尔质量为M gmol1，NaCl的密度为 gcm3，阿伏加德罗常数为NA mol1，在NaCl晶体中，两个距离最近的Cl中心间的距离为 cmDX、Y可形成立方晶体结构的化合物，其晶胞中X占据所有棱的中心，Y位于顶角位置，则该晶体的组成式为XY34许多金属及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列有关问题：(1)基态Ni的核外电子排布式为_，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、(2)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_。(3)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同。Ni2和Fe2的离子半径分别为69 pm和78 pm，则熔点NiO_FeO(填“”)；NiO晶体中Ni的配位数为_。(4)金属Cu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_，反应的离子方程式为_。(5)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为
4、_gcm3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数为NA)。图1625有A、B、C、D、E、F 6种元素，A是周期表中原子半径最小的元素，B是电负性最大的元素，C的2p轨道中有3个未成对的单电子，F原子核外电子数是B与C核外电子数之和，D是主族元素且与E同周期，E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物，D与B可形成离子化合物，其晶胞结构如图162所示。请回答下列问题：(1)E元素原子基态时的电子排布式为_。(2)F的氧化物FO3分子的空间构型为_。(3)CA3极易溶于水，其原因主要是_。与其最简单分子互为等电子体的阳离子为_。(4)下列分子结构图中的“”表示相关元素的原子中
5、除去最外层电子的剩余部分，“”表示氢原子，小黑点“”表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。图163则在以上分子中，中心原子采用sp3杂化形成化学键的是_(填写序号)；在的分子中有_个键和_个键。(5)从图中可以看出，D与B形成的离子化合物的化学式为_。(6)图中，若D与B的离子化合物晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积是_(写出表达式即可)。6硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。(1)三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为_，B原子的杂化类型为_。(2)磷化硼是一种
6、受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。图164(a)是磷化硼晶体的晶胞示意图，则磷化硼的化学式为_，该晶体的晶体类型是_。 (3)正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连如图(b)。硼酸分子中B最外层有_个电子，1 mol H3BO3的晶体中有_mol氢键。硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)3H2O，它电离生成少量B(OH)4和H离子。则硼酸为_元酸，B(OH)4含有的化学键类型为_。图1647第四周期过渡元素Fe、Ti可与C、H、N、O形成多种化合物。 (1)H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为_。下列叙述不正确的是_。(
7、填字母)A因为HCHO与水分子间能形成氢键，所以CH2O易溶于水BHCHO和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化CC6H6分子中含有6个键和1个大键，C2H2是非极性分子DCO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低 氰酸(HOCN)是一种链状分子，它与异氰酸(HNCO)互为同分异构体，其分子内各原子最外层均已达到稳定结构，试写出氰酸的结构式_。(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是_。六氰合亚铁离子Fe(CN)64 中不存在_。A共价键B非极性键C配位键D键E键写出一种与 CN互为等电子体的单质的分
8、子式_。(3)根据元素原子的外围电子排布特征，可将周期表分成五个区域，其中Ti属于_区。图165(4)一种AlFe合金的立体晶胞如图165所示。请据此回答下列问题：确定该合金的化学式_。若晶体的密度为 g/cm3，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离(用含的代数式表示，不必化简)为_cm。8硼元素在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医药等方面用途很广。请回答下列问题：(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子排布式_。从原子结构的角度分析，B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_。(2)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，属于超硬材料。同属原子晶体的氮化硼(BN
9、)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是_。(3)在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是_，SiF4粒子的空间构型是_。又知若有d轨道参与杂化，能大大提高中心原子成键能力。试解释为什么BF3、SiF4水解的产物中，除了相应的酸外，前者生成BF后者却是生成SiF：_。(4)科学家发现硼化镁在39 K时呈超导性，在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，一层镁一层硼相间排列。图166是该晶体微观空间中取出的部分原子沿z轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_。图1669A族的氮、磷、砷(As)、锑(Sb)等元素
10、在化合物中常表现出多种氧化态，含A族元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(2)As原子核外M层电子的排布式为_。(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车安全气囊中氮气的发生剂，写出与N互为等电子体的分子的化学式_(任写一种即可)。图167(4)白磷(P4)的结构如图167所示，P原子的轨道杂化方式是_。(5)NO可以与许多金属离子形成配合物，例如 Co(NO2)63，它可以用来检验K，其反应如下：3KCo(NO2)63=K3Co(NO2)6(亮黄色)。NO的立体构型是_。在K3Co(NO2)6中，中心离子的
11、配位数为_。(6)天然氨基酸的命名常用俗名(根据来源与性质)，例如，最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸(HOCH2CHCOOHNH2)。判断丝氨酸是否存在手性异构体？_(填“是”或“否”)。图168(7)砷化镓为第三代半导体，以其为材料制造的灯泡寿命长，耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图168所示，其晶胞边长为c pm，则密度为_gcm3(用含c的式子表示，设NA为阿伏加德罗常数的值)，a位置As原子与b位置As原子之间的距离为_pm(用含c的式子表示)。班级_姓名_专题限时集训(十六)1B解析 锗的第一电离能低于碳，A项错误；四氯化锗与四氯化碳中，中心原子都采取sp3杂化，故空间构型都是正四
12、面体形，B项正确；常温下二氧化锗为固体，C项错误； 碳的单质石墨不是原子晶体，D项错误。2B解析 反应中硫元素的化合价由1变成4价和0价，发生的是硫元素的歧化反应，SO2是氧化产物，S是还原产物，B项错误；硫硫键为非极性键，硫氯键为极性键，分子不对称，为极性分子，C项正确；硫原子的价电子为6个，形成了两个键，还有4个电子未参与成键，为两个孤电子对，故采取sp3杂化，D项正确。3D解析 A项，键长：CCCSiSiSi，键的强度CCCSiSiSi，故熔点按金刚石、碳化硅、晶体硅的顺序依次降低，正确； B项，由一个NaCl晶胞中含有4个Na和4个Cl可知，每个CaO晶胞中含有4个Ca2和4个O2；C
13、项，设Na和Cl的最近距离为a cm，则两个最近的Cl间的距离为a，又NAM，即a，所以Cl间的最近距离为 cm；D项，1个晶胞中含有X：123，1个晶胞中含有Y：81，该晶体的化学式为X3Y或YX3，该项错误。4(1)1s22s22p63s23p63d84s2C(碳) (2)412(3)6(4)H2O2为氧化剂，氨与Cu2形成配离子，两者相互促进使反应进行CuH2O24NH3=Cu(NH3)2OH (5)13解析 (1)Ni基态原子中未成对电子数为2，与之未成对电子数相同的第二周期元素为碳元素和氧元素，电负性最小的为碳元素。(2)Ni原子价电子数为10，配体CO可以提供一个孤电子对，则n4；
14、氮氮三键中含有1个 键和2个键，CO与N2结构相似，故CO分子内键与键个数之比为12。(3)离子晶体中，在其他因素一样时，离子半径越小，离子键就越强，熔点越高；NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同，均为立方最密堆积，Ni原子与O原子的配位数均为6。(4)H2O2具有强氧化性，可以将Cu氧化为Cu2，但反应速率很小，而氨与Cu2形成配离子，两个反应相互促进使反应速率加快，反应得以进行。(5)Au原子位于顶点，则一个晶胞中含有Au原子数为81，Cu原子位于面心，则一个晶胞中含有Cu原子数为63，故该合金中Au原子与Cu原子个数之比为13；一个晶胞的质量为g，一个晶胞的体积为a3 pm3，故合金的密度
15、为 gpm3 gcm3。5(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)平面正三角形(3)与水分子间形成氢键H3O(4)32(5)CaF2(6)解析 由题意可知，A为氢元素，B为氟元素，C为氮元素，F为硫元素；E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物，为铜元素；D是主族元素且与铜元素同周期，并且D与氟元素形成的离子化合物的晶胞中含有8个F原子和864个D原子，可知其化学式为DF2，D的化合价为2价，为钙元素。(1)当d轨道全充满或半充满时能量较低，状态较稳定。(2)SO3分子中硫原子形成三个键，不含孤电子对，则杂化轨道数为 3，空间构型为平面正三角形
16、。(3)NH3分子和H2O分子可以形成分子间氢键，所以NH3易溶于水；等电子体是原子数相同，价电子数相同的微粒。NH3分子中含有10个电子，与其互为等电子体的阳离子为H3O。(4)中心原子杂化轨道数键个数孤电子对数，单键为键，双键中含有一个键和一个键，三键中含有一个键和两个键。由图可知，所示分子的中心原子中含有3个 键和1个孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，所示分子的中心原子中含有2个 键和0个孤电子对，杂化轨道数为2，采取sp杂化；所示分子的中心原子中含有4个 键和0个孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化；所示分子的中心原子中含有2个 键和2个孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3
17、杂化。(6)根据晶胞结构可以知道一个CaF2晶胞中有4个Ca2和8个F，CaF2的摩尔质量为78 gmol1，一个晶胞的质量为，则晶胞的体积为。6(1)平面三角形sp2 (2)BP原子晶体 (3)63一共价键、配位键解析 (1)BF3分子中，B原子形成了3个键，不含孤电子对，故杂化轨道数为3，杂化方式为sp2杂化，BF3分子立体构型为平面三角形。(2)一个晶胞中含有B原子的个数为864个，P原子个数为4个，故化学式为BP；磷化硼晶体中只含共价键且耐磨，为原子晶体。(3)由图可知，B原子形成了三个共价单键，最外层电子数为6；1 mol H3BO3的晶体中含有3 mol H原子，每个H原子都与相邻
18、的O原子形成氢键，故氢键个数为3 mol；1 mol B(OH)3H2O可电离出1 mol H，故硼酸为一元酸；B(OH)4离子中B原子有一个空的2p轨道，而OH含有孤电子对，两者之间可以形成配位键。7(1)HCNOB(2)BN键长比SiSi短(或BN键能较大)(3)sp2杂化正四面体B原子最外电子层为L层，无d轨道；而Si原子最外层为M层，有d轨道，可参与杂化，使Si配位数增加至6(4)MgB2 解析 (1)氮元素的2p轨道为半充满状态，较稳定，所以第一电离能比氧元素的大。(2)原子晶体中，共价键键长越短，键能越大，则硬度和耐热性越强。(3)中心原子杂化轨道数键个数孤电子对数，BF3分子的中
19、心原子含有3个 键，没有孤电子对，杂化轨道数为3，采取sp2杂化；SiF4分子的中心原子含有4个 键，没有孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，空间构型为正四面体形；Si原子最外电子层含有d轨道，而B原子最外电子层不含d轨道。(4)由图可知，硼化镁晶体的晶胞结构为，其中边缘上的Mg原子属于三个晶胞所有，故一个晶胞中含有3个Mg原子和6个B原子，则晶体中Mg原子和B原子个数比为12。9(1)NPAs(2)3s23p63d10(3)CO2或CS2或N2O(任写一种，写成SiO2等原子晶体形式不正确)(4)sp3(5)V形或角形或折线形6(6)是(7)c(说明：如图所示，平行四边形abcd中abcdc)解析 (1)同一主族元素的原子半径越大，越易失去电子，电离能越小。(3)等电子体指原子总数相等，价电子总数相等的粒子。(4)白磷分子中每个P原子有一个孤电子对，形成了3个键，故采取sp3杂化。(5)NO中氮原子的孤电子对数为(5122)1，与O原子形成了2个键，采取sp2杂化，NO为角形。(6)丝氨酸中连接氨基的碳原子上连接的四个原子或原子团均不相同，该碳原子为手性碳原子。(7)每个晶胞中含有砷原子个数4个，镓原子个数为864，则晶体密度为 gcm3gcm3。