1、第十五章物质结构与性质(选修)第50讲原子结构与性质一、选择题1.在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是()A最易失去的电子能量最高B电离能最小的电子能量最高Cp轨道电子能量一定高于s轨道电子能量D在离核最近区域内运动的电子能量最低2.下列有关物质结构的表述正确的是()A次氯酸的电子式：H B氮原子轨道表示式为： C氯原子的最外层电子排布式为3s23p5D钠离子的结构示意图： 3.具有如下电子层结构的电子，其相应元素一定属于同一主族的是()A3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子B3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子C最外层电子
2、排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子D最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子4.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示，单位为kJmol1)。I1I2I3I4R7401500770010500下列关于元素R的判断中一定正确的是()R的最高正价为3价R元素位于元素周期表中第A族R元素第一电离能大于同周期相邻元素R元素基态原子的电子排布式为1s22s2A BC D5.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p4; 1s22s22p63s23p3；1s22s22p3; 1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()
3、A第一电离能：B原子半径：C电负性：D最高正化合价：6.气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是() A1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C1s2s22p63s23p41s22s22p63s23p3D1s22s22p63s23p6d104s24p21s22s22p63s23p6d104s24p17.下列关于元素电负性大小的比较中，不正确的是()AOSSeTe B.CNOFCPSOF D.KNaMgAl二、非选择题8.下面是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(1)s电子的原
4、子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。(2)s电子的原子轨道、p电子的原子轨道的半径与能层序数n有关，二者之间的关系为能层序数n越大，原子轨道的半径越大。9.能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。(1)目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。Ni在元素周期表中的位置是第四周期，第族，其基态原子的外围电子排布图是1s22s22p63s23p63d84s2。该合金储氢后，含1 mol La的合金可吸附H2的物质的量为3 mol。(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料对硝基苯酚水合物(化学式
5、为C6H4OHNO31.5H2O)。实验表明，加热至94 时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是ONCH。对硝基苯酚水合物属于分子晶体(填晶体类型)，失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是氢键。(3)科学家把NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO互为等电子体，且该阴离子中的所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的化学式是_，空间立体构型为正四面体，其中心原子N的杂化方式是sp3。 10.四种短周期元素的
6、性质或结构信息如表所示。请根据信息回答下列问题：元素性质或结构信息A室温下单质呈粉末状固体，遇热易熔化；单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰B单质常温、常压下是气体，能溶于水；原子的M层有1个未成对的p电子C单质质软、银白色固体、导电性强；单质在空气中燃烧发出黄色的火焰D原子最外层电子层上s电子数等于p电子数；单质为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点(1)B元素在周期表中的位置为第3周期A族，写出A原子的电子排布式1s22s22p63s23p4。(2)写出C单质与水反应的化学方程式2Na2H2O2NaOHH2。A与C形成的化合物溶于水后，溶液的pH大于7(填“大于”、“等于”或“小于”)。(3
7、)D元素最高价氧化物晶体的硬度大(填“大”或小)，其理由是SiO2是原子晶体(或小，CO2是分子晶体)(答案合理即可)。(4)A、B两元素第一电离能较大的是Cl(写元素符号)，写出证明这一结论的一个实验事实高氯酸的酸性大于硫酸的酸性(或氯化氢稳定性比硫化氢的强)。第51讲分子结构与性质一、选择题1.下列关于键和键的理解不正确的是()A键能单独形成，而键一定不能单独形成B键可以绕键轴旋转，键一定不能绕键轴旋转C双键中一定有一个键，一个键，三键中一定有一个键，两个键D气体单质中一定存在键，可能存在键2.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是()ANH为正四面体形BCS2为直线
8、形CHCN为折线形(V形) DPCl3为三角锥形3.下列现象与氢键有关的是()NH3的熔、沸点比第A族其他元素氢化物的熔、沸点高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液态水的密度小尿素的熔、沸点比醋酸的高邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低水分子在较高温度下也很稳定A B.C D.4.下列叙述中正确的是()ANH3、CO、CO2都是极性分子BCH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子CHF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强DCS2、H2O、C2H2都是直线形分子5.向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液，下列对此现象的
9、说法不正确的是()A开始滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2B沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)42，配位数为4C反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变D在Cu(NH3)42中，NH3给出孤电子对，Cu2提供空轨道6.二茂铁分子是一种金属有机配合物，是燃料油的添加剂，用以提高燃烧的效率和去烟，可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示，下列说法正确的是() A二茂铁中Fe2与环戊二烯离子(C5H)之间为离子键 B1 mol环戊二烯( )中含有键的数目为5NACFe2的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2D分子中存在键 二、非选择题7.按要求
10、完成下列问题：(1)写出基态Fe的电子排布式和Mg2的轨道表示式_、_。(2)指出配合物K3Co(CN)6中的中心离子、配位体及其配位数：Co3、CN、6。(3)判断BCl3分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂化轨道类型及分子中共价键的键角平面正三角形、sp2、120。(4)若Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构，请画出Pt(NH3)2Cl2可能的结构简式_、_。8.已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6，且都含有18个电子，又知B、C和D是由两种元素的原子组成，且D分子中两种原子个数比为11。请回答：(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是1s22s22p63
11、s23p6；(2)B和C的分子式分别是HCl和H2S；C分子的空间构型为V形，该分子属于极性分子(填“极性”或“非极性”)；(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是有气泡产生，该反应的化学方程式为_；(4)若将1 mol E在氧气中完全燃烧，只生成1 mol CO2和2 mol H2O，则E的分子式是CH4O。9.(1)图1为元素X的前五级电离能的数值示意图。已知X的原子序数NC(用元素符号表示)；(3)有关上述元素的下列说法，正确的是(填序号)；CA3沸点高于BA4，主要是因为前者相对分子质量较大配合物Ni(BD)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，因此固态Ni(BD)4属于离
12、子晶体C的氢化物的中心原子采取sp2杂化F单质的熔点高于E单质，是因为F单质的金属键较强比G的原子序数少1的元素第一电离能高于G(4)CA3分子的空间构型为三角锥形,1 mol B2A4分子中含有5NA(或3.011024)个键；(5)ED是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。ED的熔点比NaCl高，其原因是MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl，离子半径小，MgO离子键的键能更大，熔点更高。第52讲晶体结构与性质一、选择题1.下列说法正确的是() A冰熔化时，分子中HO键发生断裂 B原子晶体中，共价键越强，熔点越高 C分子晶体中，共价键键能越大，分子晶体的熔沸点越高 D分子晶体中，
13、分子间作用力越大该物质越稳定 2.下列物质的晶胞(小球代表相应的原子、分子或不同离子)不符合右图的是() ACsCl B干冰CHe DI2 3.常温下硫单质主要以S8形式存在，加热时S8会转化为S6、S4、S2等，当蒸气温度达到750 时主要以S2形式存在，下列说法正确的是()AS8转化为S6、S4、S2属于物理变化B不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成SO2C常温条件下单质硫为原子晶体D把硫单质在空气中加热到750 即得S24.NaF、NaI、MgO均为NaCl型离子化合物，由下表判断这三种化合物的熔点高低顺序是()物质NaFNaIMgO离子所带电荷数112核间距(1010m)2.313.182
14、.10A. BC D5.已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体，其晶胞如图所示，则下面表示该化合物的化学式正确的是()AZXY3 BZX2Y6CZY4Y8 DZX8Y126.金属晶体中金属原子有三种常见的堆积方式：六方堆积、面心立方堆积和体心立方堆积。a、b、c分别代表这三种晶胞的结构，a、b、c三种晶胞内金属原子个数比为()A321 B1184C984 D211497.共价键、离子键、范德华力和氢键是形成晶体的粒子之间的四种作用力。下列晶体：Na2O2固体氨NaClSiO2冰干冰，其中含有三种作用力的是()A BC D二、非选择题8.如图表示3种晶体的微观结构。试回答下列问题：(1)高
15、温下，超氧化钾(KO2)晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为0价，部分为2价。图甲为KO2晶体的一个晶胞，则此晶体中，与每个K距离最近的K有12个，0价氧原子与2价氧原子的数目比为31。(2)正硼酸(H3BO3)是一种具有片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图乙)。下列说法中正确的有(填数字序号)。正硼酸晶体属于原子晶体H3BO3分子的稳定性与氢键有关在H3BO3分子中各原子都未能满足8电子稳定结构含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键含1 mol H3BO3的晶体中有3 mol极性共价键H3BO3的结构式可表示为：BOHOHOH，因此H3BO3是三元酸 (
16、3)图乙和图丙均为层状结构，但存在本质性的差别。石墨属于混合晶体。此晶体中，每一层由无数个正六边形构成，平均每一个正六边形所占有的碳原子数为2，CC键数为3。9.已知A、B、C、D和E都是元素周期表中的前36号元素，它们的原子序数依次增大。A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族。B和C属同一主族，D和E属同一周期，又知E是周期表中118列中的第7列元素。D的原子序数比E小5，D跟B可形成离子化合物其晶胞结构如下图。请回答：(1)A元素的名称是氢；(2)B的元素符号是F，C的元素符号是Cl，B与A形成的化合物比C与A形成的化合物沸点高，其原因是氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键。(
17、3)E属元素周期表中第四周期，第B族的元素，其元素名称是锰，它的2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(4)从图中可以看出，D跟B形成的离子化合物的化学式为CaF2；该离子化合物晶体的密度为a gcm3，则晶胞的体积是_(只要求列出算式)。第50讲1C解析：能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去；电离能是原子失去电子时所要吸收的能量，能量越高的电子在失去时消耗的能量也就越少，因而电离能也就越小；同一能层p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高；电子首先排布能量最低、离核最近的轨道，再依次排布离核较远、能量较高的轨道
18、。2C解析：HClO的电子式应为H ；氮原子轨道表示式应为 ；钠离子结构示意图应为 。3B解析：p能级有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据核外电子排布的泡利原理和洪特规则，当p能级上有2个电子和4个电子时，p能级上有2个未成对电子，所以相应元素可能是A族，也可能是A族，故A不符合题意；p能级上有1个空轨道，说明另外两个轨道各容纳了1个电子，加上s能级上的2个电子，最外层是4个电子，所以不管哪个能层都一样，最外层为4个电子，属于A族，故B符合题意；最外层电子排布为1s2的原子是He，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，两者属于0族，故C不符合题意；最外层电子排布为2s2的原子是Be，
19、属于第A族，而最外层电子排布为1s2的原子是He，属于0族，故D也是错误的。4B解析：由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为2价，位于第A族，可能为Be或者Mg元素，因此不正确，正确，不确定；短周期第A族(ns2np0)的元素，因p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，正确。故选B。5A解析：四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能FN、PS。又由于第一电离能NP，A项正确；原子半径NF，B项错误；电负性应SP，即，C项错误；F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为5、6、5价，故应为，D项错误。 6B解析：C项
20、失去一个电子后形成较为稳定的3p轨道的半充满状态，故吸收能量较少；而B项由3p轨道的较稳定半充满状态再失去一个电子变成不稳定状态，吸收能量较多。A项和D项为第A元素失去一个电子。 7A解析：A选项元素属于同一主族，电负性从上到下依次减小；B选项元素属于同一周期，电负性从左到右依次增大；C、D两个选项元素的相对位置如下图所示：在周期表中，右上角元素(惰性元素除外)的电负性最大，左下角元素电负性最小。8(1)球1哑铃3(2)能层序数n能层序数n越大，原子轨道的半径越大解析：s电子原子轨道是球形的，随着能层序数的增大，其半径也逐渐增大。p电子原子轨道是哑铃形的，每个p能级有3个相互垂直的原子轨道，p
21、电子原子轨道的平均半径也随着能层序数的增大而增大。 9(1)第四周期，第族1s22s22p63s23p63d84s23 mol(2)ONCH分子晶体氢键(3)NO正四面体sp3解析：(1)每个晶胞中含La个数为81；含氢分子数为823，故含1 mol La的合金可吸附3 mol H2。(2)从硝基苯酚水合物的性质看，应为分子晶体。苯酚中的羟基与结晶水之间存在氢键。(3)根据等电子体知识可知，该离子的化学式为NO，等电子体的结构相似，故中心原子氮原子的杂化方式与SO中的硫原子相同，采取sp3杂化，离子为正四面体结构。10(1)第3周期A族1s22s22p63s23p4(2)2Na2H2O=2Na
22、OHH2大于(3)大SiO2是原子晶体(或小，CO2是分子晶体)(4)Cl高氯酸的酸性大于硫酸的酸性(或氯化氢稳定性比硫化氢的强)解析：由单质燃烧呈明亮的蓝紫色火焰和室温下是固体粉末可知A是硫元素；M层有一个未成对的p电子，可能是铝或氯，其单质在常温下是气体，则B为氯元素；单质是银白色固体且燃烧时呈黄色火焰，说明C是钠；D的最外层电子排布是ns2np2，可能是碳或硅。第51讲1D解析：p电子云重叠时，首先头碰头最大重叠形成键， py、pz电子云垂直于px所在平面，只能“肩并肩”地重叠形成键，双键中有一个键，一个键，三键中有一个键，两个键，键不能单独形成，A、B正确。键特征是轴对称，键呈镜面对称
23、，不能绕键轴旋转，C正确。稀有气体为单原子分子，不存在化学键，D不正确。2C解析：NH、CS2、HCN、PCl3结构中价层电子对数分别为4对、2对、2对、4对，VSEPR模型分子为正四面体形、直线形、直线形、空间四面体形，其中前三者中心原子均参与成键，立体结构就是VSEPR模型，PCl3分子中有1对孤对电子，所以立体结构为三角锥形。3B解析：氢键存在于电负性较大的N、O、F原子与另外的N、O、F等电负性较大的原子之间，而水的稳定性与分子内的OH共价键的强度有关。4B解析：A中CO2为非极性分子，C中从HF到HI稳定性应依次减弱；D中H2O为“V”形分子(或角形)，故选B。5C解析：此过程的离子
24、方程式为：Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH，Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH。反应后溶液中不存在任何沉淀，但Cu2转化为Cu(NH3)42，所以Cu2的浓度减小，A项正确，C项错误；在Cu(NH3)42中，NH3提供孤电子对，Cu2提供空轨道，D项正确；配合离子Cu(NH3)42的配位数为4，B项正确。6D解析：题目中明确说明是二茂铁(C5H5)2Fe分子，因此二茂铁中Fe2与环戊二烯离子(C5H)之间不是离子键；1 mol环戊二烯( )中含有键的数目为11NA，分子中还含有6个碳氢键；Fe2的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 7(1)1s2
25、2s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)Co3CN6(3)平面正三角形sp2120(4)PtClH3NNH3ClPtClClNH3NH3解析：(2)在配合物中，往往是过渡元素的原子或离子存在空间轨道与含有孤对电子的分子或离子形成配位键，其中提供轨道的原子或离子是中心原子或中心离子，如本题中的Co3，提供电子对的分子是配体，如本题中的CN。(3)硼原子的价电子均参与成键，其电子对数为3，则为sp2杂化，分子的空间构型为平面结构。(4)Pt(NH3)2Cl2分子是平面结构，则为四边形，相同的微粒如NH3可能在同一边或成对角线关系。8(1)1s22s22p63s23p6(2)HC
26、lH2SV极性(3)有气泡产生2H2O22H2OO2(4)CH4O解析：在18电子分子中，单原子分子A为Ar，双原子分子B为HCl，三原子分子C为H2S，四原子分子D为PH3或H2O2，符合题意的D为H2O2；根据燃烧规律可知E为CH4Ox，故648x18，所以x1，E的分子式为CH4O。9(1)1s22s22p63s2(2)N2、O2FNO极性共价键(或共价键，或共价键与配位键)平面三角形sp2解析：(1)根据图1中X的前五级电离能，从其第三电离能开始突增，因此其最外层有两个电子，故X为Mg(注意Be原子只有4个电子，没有第五电离能)，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2。(
27、2)根据图2中元素单质的沸点，可知AH为CAl。单质形成的晶体为分子晶体的有N2、O2、F2、Ne等，其中N2、O2中既含有键又含有键。B、C、D三种元素分别为N、O、F，第一电离能大小顺序为：FNO(注意N、O电离能反常)。Al、Cl形成的化合物为AlCl3，根据其化合物的物理性质，可以推断其含有共价键。B和F形成的化合物BF3为平面三角形结构，中心原子B的杂化方式为sp2。10(1)1s22s22p63s23p1(2)ONC(3)(4)三角锥形5NA(或3.011024)(5)MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl，离子半径小，MgO离子键的键能更大，熔点更高解析：由题意，A的核外电子排布式
28、为1s1，为氢元素；B的核外电子排布式为1s22s22p2，为碳元素；D在同族中氢化物沸点反常的高，且沸点为100 ，D为氧元素；B、D之间的C元素只能为氮元素；F是地壳中含量最高的金属元素，为铝元素；G与F同主族，为镓元素；从题干中，无法得出E的元素种类。(1)Al的基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1。(2)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序为：ONC。(3)选，NH3沸点高于CH4主要因NH3存在分子间氢键，Ni(CO)4无阴离子的存在，不是离子晶体是分子晶体，NH3中的中心原子采取sp3杂化，是正确的。(4)NH3为三角锥形，1 mol C2H4分子中有5NA
29、的键。(5)D为氧元素，显2价，则E显2价，为镁元素。MgO晶体中离子的电荷数大于NaCl，离子半径小，MgO离子键的晶格能比NaCl的更大，故熔点更高。第52讲1B解析：冰熔化时，只有分子间作用力被破坏，没有化学键的断裂，共价键键能大小与分子晶体的熔沸点、硬度均无关，A、C项错误；分子间作用力只影响分子晶体的物理性质，如熔沸点、硬度等，与其稳定性无关，D项错误。2A解析：图中所示的晶胞结构为面心立方结构，而CsCl的晶胞结构为体心立方结构。3B解析：S8、S6、S4、S2属于不同的分子，它们之间的转化为化学变化；常温条件下单质硫为分子晶体；硫单质在空气中加热到750 时被氧化，生成硫的氧化物
30、，得不到S2。4B解析：离子晶体中阴、阳离子的核间距越小，离子的电荷越高，其晶格能越大，熔点就越高。5A解析：由晶胞可知X占据8个顶点，属于该晶胞的X数为：81；Y占据12条棱的中间，属于该晶胞的Y数为：123；Z占据该晶胞的体心，属于该晶胞的Z数为：1。故化学式为ZXY3。6A解析：a晶胞中原子数：12236个b晶胞中原子数：864个c晶胞中原子数：812个a、b、c晶胞中原子个数比为642321。7C解析：分析得到下表：Na2O2固体氨NaClSiO2冰干冰共价键离子键范德华力氢键8.(1)1231(2) (3)23解析：(1)联想离子晶体的典型代表物NaCl晶体，可推知，KO2晶体中，与
31、每个K距离最近的K有12个；根据KO2晶体中元素化合价代数和为0，可推知，0价氧原子与2价氧原子的数目比为：31。(2) H3BO3是分子晶体，层内H3BO3分子间通过氢键相连；H3BO3分子的稳定性与分子内的共价键有关，与分子间的氢键无关，氢键影响分子的物理性质；H3BO3分子中H、B原子没有满足8电子稳定结构；根据均摊法推知，1 mol H3BO3的晶体中含有氢键：63 mol；H3BO3的结构式为BOHOHOH,1 mol H3BO3的晶体含有6 mol极性共价键，H3BO3是三元含氧酸。(3)根据均摊法推知，平均每一个正六边形所占有的碳原子数为：62，CC键数为：63。9(1)氢(2)FCl氟化氢分子间存在氢键，氯化氢分子间没有氢键(3)四B锰1s22s22p63s23p63d5(4)CaF2解析：从E是周期表中118列中的第7列元素可判断E是第4周期B族，所以D也在第4周期；图中离子化合物DB12，则D为Ca，且B的序数在前面，B为F，C为Cl；A与其他4种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H。(2)考查氢键；(3)锰在周期表中的位置，2价时已经失去2个电子，所以排布式为Ar3d5；(4)(4038)4(6.021023)gVa gcm3V。