1、专题强化练(十四)1(2019江苏卷)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O。(1)Cu2基态核外电子排布式为_。(2)SO的空间构型为_(用文字描述)；Cu2与OH反应能生成Cu(OH)42，Cu(OH)42中的配位原子为_(填元素符号)。(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为_；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_(填“难溶于水”或“易溶于水”)。(4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为_。解析：(1)Cu位于第四周期第B族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2基态核外电子排布式为Ar3d9或1s22s
2、22p63s23p63d9。(2)SO中S形成4个键，孤电子对数为0，因此SO空间构型为正四面体形；Cu(OH)42中Cu2提供空轨道，OH提供孤电子对，OH只有O有孤电子对，因此Cu(OH)42中的配位原子为O。(3)根据抗坏血酸的分子结构，该结构中有两种碳原子，全形成单键的碳原子和双键的碳原子，全形成单键的碳原子为sp3杂化，双键的碳原子为sp2杂化；根据抗环血酸分子结构，分子中含有4个OH，能与水形成分子间氢键，因此抗坏血酸易溶于水。(4)考查晶胞的计算，白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为812，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为C
3、u原子，即Cu原子的数目为4。答案：(1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)正四面体O(3) sp3、sp2易溶于水(4) 42(2019佛山质检)碳、氮、铜形成的单质及它们形成的化合物有重要研究和应用价值，回答下列问题：(1)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如图所示。基态Cu原子的价电子排布式为_，在元素周期表中铜位于_区(填“s”“p”“d”或“ds”)。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_。邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2的配位数是_，N原子的杂化类型为_。(2)C60是富勒烯族分子中稳定性最高的一种，N60是未来的火箭燃料，
4、二者结构相似。下列有关C60和N60的说法正确的是_(填序号)。AC60和N60均属于分子晶体BN60的稳定性强于N2CC60中碳原子是sp3杂化DC60易溶于CS2、苯近年来，科学家合成了一种具有“二重结构”的球形分子，它是把足球形分子C60容纳在足球形分子Si60中，则该分子中含有的化学键类型为_(填“极性键”“非极性键”)。(3)原子坐标参数和晶胞参数是晶胞的两个基本参数。图a中原子坐标参数分别为：A(0，0，0)，B(，0)，C(，0，)，则D的原子坐标参数为_。图b为铜的晶胞，铜原子半径为R nm，NA是阿伏加德罗常数的值，则铜晶体的密度为_gcm3(用含R、NA的式子表示)。解析：
5、(1)Cu的原子序数为29，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，在元素周期表中铜位于ds区；同周期从左到右第一电离能逐渐增大，但N的价电子排布为2s22p3，2p能级为半充满结构，第一电离能变大，故C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC；邻氨基吡啶的铜配合物中，Cu2形成2个CuN键，2个 CuO键，Cu2的配位数是4；NH2上的N形成3个 键，一对孤电子对，为sp3杂化，杂环上的N形成3个键，一个键，为sp2杂化。(2)A项，C60和N60均由分子构成，属于分子晶体，正确；B项，N2形成三键，键能大，N60的稳定性弱于N2，错误；C项，C60中碳原子形成3个键，一个键，
6、碳是sp2杂化，错误；D项，C60非极性分子，易溶于CS2、苯，正确。C60置于“足球型”的Si60内合成“二重构造”球形分子C60Si60，该反应中反应物全部加合在一起，类似有机反应中的加成反应，其中CC键、SiSi键为非极性键；CSi键为极性键。(3)D的原子坐标参数x为0，y、z为，D的原子坐标参数为(0，)；Cu晶体的粒子堆积方式为面心立方最密堆积，该晶胞中Cu原子个数684，其晶胞体积V(2R107)3 cm3，其密度gcm3 gcm3。答案：(1)3d104s1ds NOC 4sp2、sp3(2)AD极性键、非极性键(3)(0，)3(2019揭阳一模)氮及其化合物与人类生产、生活息
7、息相关。(1)在现代化学中，常利用_上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。(2)基态N原子的价电子占据的能量最高的能级是_，价电子在该能级上的排布遵循的原则是_。(3)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有_mol配位键。(4)化肥(NH4)2SO4中会含有N4H4(SO4)2，该物质在水中电离出SO和N4H，N4H遇到碱性溶液会生成一种形似白磷(P4)的N4分子。N4比P4的沸点_，原因为_。(5)尿素(H2NCONH2)也是一种常用的化肥，其分子中原子的杂化轨道类型有_，键和键数目之比为_。(6)Cu3N具有良好的电学和光学性能，其晶胞结构如图。
8、Cu半径为a pm，N3半径为b pm，Cu和N3都是紧密接触的刚性小球，则N3的配位数为_，Cu3N 的密度为_ gcm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。解析：(1)根据原子光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析，其优点是灵敏迅速，历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素，如铷，铯，氦等。(2)基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，电子占据的最高能级是2p；2p轨道是电子为半充满，则价电子在该能级上的排布遵循的原则是洪特规则。(3)NH4BF4为离子化合物，NH离子中含有1个NH配位键，BF离子中含有1个FB配位键，则1 mol NH4BF4含有2 mol配位键。(4
9、)结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，N4和P4都为正四面体结构，都为非极性分子，N4的相对分子质量低于P4，分子间作用力比P4弱，N4比P4的沸点低。(5)H2NCONH2 分子中，羰基C原子的杂化方式为sp2杂化，氨基中N原子的杂化方式为sp3杂化；键的数目为7，键的数目为1，键和键数目之比为71。(6)由 Cu3N的晶胞结构可知，大球表示Cu原子、小球表示N原子，Cu原子个数123，N原子个数81，中间面上N的周围有4个Cu，上下面上各有1个Cu，则N3的配位数426; 晶胞的体积(2a2b)1010 cm3，Cu3N的密度(gcm3)。答案：(1)原子光谱
10、(2)2p洪特规则(3)2(4)低N4和P4都为非极性分子，N4的相对分子质量低于P4，分子间作用力比P4弱 (5)sp2、sp371(6)64(2019汕头期末)钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：(1)钒原子的核外电子排布式为_，在元素周期表中的位置为_。(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为_形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中SO键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为_。图1(3)V2O5溶解在N
11、aOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为_；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图2所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为_。图2(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图3所示。该氧化物的化学式为_，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为_ gcm3。图3解析：(1)V是23号元素，可以推知钒在元素周期表中的位置为第四周期B族；因此推断其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2。(2)S是16号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其最高能级是3p能级，其电子云形状是哑铃形；SO3中S原子价层电子对数33，且不含孤电子对，根据价层
12、电子对互斥理论，判断其空间构型为平面正三角形；根据SO3的三聚体环状结构可知，该结构中硫原子形成4个键，该结构中 SO 键长有两类，一类如图1中a所示，a键含有双键的成分，键能大，键长较短；另一类为b键，b键为单键，键能较小，键长较长，所以b的键长大于a的键长。(3)VO中，V形成4个键，孤电子对数为0，V的价层电子对数为4，V为sp3杂化；由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为5价，则形成的化合物化学式为NaVO3。(4)由晶胞可知，V原子位于顶点和体心，阳离子个数为182，O原子有4个位于面心，2个位于体内，则阴离子个数为424，故晶胞中实际含有的阴、阳离子个数比为42，所
13、以该物质化学式为VO2；则该晶体的密度为 gcm3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d34s2第四周期B族 (2)哑铃平面正三角形a键含有双键的成分，键能大，键长较短；b键为单键，键能较小，键长较长(3)sp3NaVO3 (4)VO25(2018全国卷)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填序号)。(2)Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型
14、是_，中心原子的杂化形式为_，LiAlH4中，存在_(填序号)。A离子键 B键 C键 D氢键(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的BornHaber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为_kJmol1，O=O键键能为_kJmol1，Li2O晶格能为_kJmol1。(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.466 5 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_gcm3(列出计算式)。解析：(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。(2)由于锂的核电荷数较大，
15、原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li半径小于H。(3)LiAlH4中的阴离子是AlH，中心原子铝原子含有的价层电子对数是4，且不存在孤电子对，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化；阴、阳离子间存在离子键，Al与H之间还有共价单键，不存在双键和氢键，答案选AB。(4)根据示意图可知Li原子的第一电离能是1 040 kJmol12520 kJmol1；0.5 mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ，所以O=O键能是249 kJmol12498 kJmol1；根据晶格能的定义结合示意图可知Li2O的晶格能是2 908 kJmol1。(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中
16、，共计是8个，根据化学式可知氧原子个数是4个，则Li2O的密度是 gcm3。答案：(1)DC(2)Li核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982 908 (5)6(2018全国卷)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：熔、沸点H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/85.5115.2600(分解)75.516.810.3沸点/60.3444.610.045.0337.0回答下列问题：(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。(2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原
17、子价层电子对数不同于其他分子的是_。(3)图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为_。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的类型有_种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为_。(5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。解析：(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子的电子
18、排布图(轨道表达式)为；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形。(2)根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是24、23、33，因此不同其他分子的是H2S。(3)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于S8相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多。(4)气态三氧化硫以单分子形式存在，根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3，且不存在孤电子对，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键，因此其中共价键的类型有
19、2种，即键、键；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子形成4个共价键，因此其杂化轨道类型为sp3。(5)根据晶胞结构可知含有Fe2的个数是1214，S个数是864，晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，则其晶体密度的计算表达式为 gcm31021gcm3；晶胞中Fe2位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是面对角线的一半，则为a nm。答案： 哑铃(或纺锤)(2) H2S(3)S8相对分子质量大，分子间范德华力强(4)平面三角2sp3杂化(5)1021a7(2018全国卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：(1
20、)Zn原子核外电子排布式为_。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)ZnF2具有较高的熔点(872 )，其化学键类型是_；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。(4)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为_，C原子的杂化形式为_。(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密
21、度为_gcm3(列出计算式)。解析：(1)Zn是第30号元素，所以核外电子排布式为Ar3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。(2)Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能，原因是，Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子，而Cu的最外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。(3)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键，作为离子化合物，氟化锌在有机溶剂中应该不溶，而氯化锌、溴化锌和碘化锌都是共价化合物，分子的极性较小，能够溶于乙醇等弱极性有机溶剂。(4)
22、碳酸锌中的阴离子为CO，根据价层电子对互斥理论，其中心原子C的价电子对为33对，所以空间构型为正三角形，中心C为sp2杂化。(5)由图示，堆积方式为六方最紧密堆积。为了计算的方便，选取该六棱柱结构进行计算。六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12236个，所以该结构的质量为6 g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6a2 cm2，高为c cm，所以体积为6a2c cm3。所以密度为：gcm3。答案：(1)Ar3d104s2(或1s22s22p63s2
23、3p63d104s2)(2)大于Zn核外电子排布为全充满稳定结构，较难失电子(3)离子键ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小(4)平面三角形sp2杂化(5)六方最密堆积(A3型)8(2017全国卷)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号)。A 404.4B553.5C589.2D670.8E766.5(2)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属
24、K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_。(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I离子。I离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a0.446 nm，晶胞中K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。解析：(1)紫色光对应的辐射波长范围是400430 nm(此数据来源于物理教材人教版选修34)。(2)基态K原子占据K、L、M、N四个能层，其中能量最高的是N能层
25、。N能层上为4s电子，电子云轮廓图形状为球形。Cr的原子半径小于K且其价电子数较多，则Cr的金属键强于K，故Cr的熔、沸点较高。(3)I的价层电子对数为4，中心原子杂化轨道类型为sp3，成键电子对数为2，孤电子对数为2，故空间构型为V形。(4)K与O间的最短距离为a0.446 nm0.315 nm；由于K、O分别位于晶胞的顶角和面心，所以与K紧邻的O原子为12个。(5)根据KIO3的化学式及晶胞结构可画出KIO3的另一种晶胞结构，如下图，可看出K处于体心，O处于棱心。答案：(1)A(2)N球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱(3)V形sp3(4)0.315(或0.446)12(5)体心棱心- 11 -