1、十年高考真题分类汇编十年高考真题分类汇编(2010-2019) 化学化学 专题专题 20 物质的结构与性质物质的结构与性质 题型一：题型一：原子结构与性质原子结构与性质. .1 题型二：题型二：分子结构与性质分子结构与性质.12 题型三：晶体题型三：晶体结构与性质结构与性质. .42 题型一：题型一：原子结构与性质原子结构与性质 1.(2019 全国全国 I 35)在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg 后，形成一种称为拉维斯相的 MgCu2微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓坚铝，是制造飞机的主要村料。回答下列问题： (1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需
2、能量最大的是(填标号)。 A B C D (2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与 Mg2+、Cu2+ 等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填Mg2+或 Cu2+)。 (3)一些氧化物的熔点如下表所示： 氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2 熔点/ C 1570 2800 23.8 75.5 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 (4)图(a)是 MgCu2的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面 体方式排列的 Cu。图(b)是沿立方格子对角面取
3、得的截图。可见，Cu 原子之间最短距离 x=pm，Mg 原子之 间最短距离 y=pm。设阿伏加德罗常数的值为 NA，则 MgCu2的密度是 g cm3(列出计算表达式)。 【答案】【答案】(1)A(2)sp3 sp3 乙二胺的两个 N 提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+ (3)Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。晶格能 MgOLi2O。分子间力(分子量)P4O6SO2 (4) 2 4 a 3 4 a 【解析】【解析】(1)A.Ne3s1属于基态的 Mg+，由于 Mg 的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所 需能量较高； B. Ne 3s2属于基态 Mg
4、 原子，其失去一个电子变为基态 Mg+； C. Ne 3s13p1属于激发态 Mg 原子，其失去一个电子所需能量低于基态 Mg 原子； D.Ne 3p1属于激发态 Mg+，其失去一个电子所需能 量低于基态 Mg+，综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是Ne3s1，答案选 A； (2)乙二胺中 N 形成 3 个单键，含有 1 对孤对电子，属于 sp3杂化；C 形成 4 个单键，不存在孤对电子，也 是 sp3杂化；由于乙二胺的两个 N 可提供孤对电子给金属离子形成配位键，因此乙二胺能与 Mg2、Cu2等 金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成
5、的化 合物稳定性相对较高的是 Cu2； (3)由于 Li2O、 MgO 为离子晶体， P4O6、 SO2为分子晶体。 晶格能 MgOLi2O， 分子间力(分子量)P4O6SO2， 所以熔点大小顺序是 MgOLi2OP4O6SO2； (4)根据晶胞结构可知 Cu 原子之间最短距离为面对角线的 1/4，由于边长是 a pm，则面对角线是2apm， 则 x 2 4 apm；Mg 原子之间最短距离为体对角线的 1/4，由于边长是 a pm，则体对角线是3apm，则 y 3 4 a；根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子的个数是 8 1/8+6 1/2+48，则 Cu 原子个数 16，晶胞的质 量是。由于边长
6、是 a pm，则 MgCu2的密度是g cm3。 2.(2019 江苏江苏 21A)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 CuO。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为_。 (2) 2 4 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_。 【答案】【答案】(1)Ar
7、3d9或 1s22s22p63s23p63d9(2)正四面体 O (3)sp3、sp2易溶于水 (4)4 【解析】【解析】(1)Cu 位于第四周期 IB 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 1s22s22p63s23p63d9； (2)SO42中 S 形成 4 个 键， 孤电子对数为(624 2)/2=0， 因此 SO42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) 4 2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
8、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 8 1/8+1=2，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 Cu 原子，即 Cu 原子的数目为 4； 【点睛】有关物质结构与性质的考查，相对比较简单，考查点也是基本知识，这就要求考生在物质结构 与性质的学习中夯实基础知识，同时能够达到对知识灵活运用，如考查抗坏血酸分子溶解性，可以从乙 醇极易溶于水的原因分
9、析。 3.(2017 全国全国 I 35)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)。 A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E766.5 (2)基态 K 原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，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 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中存在离子。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
10、性能良好的非线性光学材料， 具有钙钛矿型的立方结构， 边长为 a=0.446 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 + 3 I + 3 I 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。 【答案】【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 12 (5)体心 棱心 OF2属于 V 形，因此几何构型为 V 形，其中心原子的杂化类型为 sp3；(4)根据晶胞结构，K 与 O
11、间的最 短距离是面对角线的一半，即为nm0.315nm，根据晶胞的结构，距离 K 最近的 O 的个数为 12 个；(5)根据 KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知 K 处于体心，O 处于棱心。 4.(2017 全国全国 II 35)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用 R 代表)。回 答下列问题： (1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。 (2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。 第二周 期部分元素的 E1变化趋势如图(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的 E1自左而右依次增
12、大的原因是 _；氮元素的 E1呈现异常的原因是_。 + 3 I 2 0.446 2 (3)经 X 射线衍射测得化合物 R 的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。 从结构角度分析，R 中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。(填标号) A中心原子的杂化轨道类型 B 中心原子的价层电子对数 C立体结构 D共价键类型 R 中阴离子中的 键总数为_个。分子中的大 键可用符号表示，其中 m 代表参与形成大 键的原子数，n 代表参与形成大 键的电子数(如苯分子中的大 键可表示为)，则中的大 键应表 示为_。 图(b)中虚线代表氢键，其表示式为()NHCl、_、_。(4)R 的晶体密度为 d g cm3，
13、其立方晶胞参数为 a nm，晶胞中含有 y 个(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl单元，该单元的相对质量为 M，则 y 的计算表达式为_。 【答案】【答案】(1)(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释 放出的能量依次增大 N 原子的 2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子 (3)ABD C 5 (H3O+)O-HN() ()N-HN() (4) 5 N n m 6 6 5 N + 4 NH 6 5 5 N + 4 NH 5 N 33 21 A 602 (10) a dNa d MM 或 5.(2016 全国全国 III 35)砷化镓(GaA
14、s)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回 答下列问题： (1)写出基态 As 原子的核外电子排布式_。 (2)根据元素周期律，原子半径 Ga_As，第一电离能 Ga_As。(填大于或小于) (3)AsCl3分子的立体构型为_，其中 As 的杂化轨道类型为_。 (4)GaF3的熔点高于 1000，GaCl3的熔点为 77.9，其原因是_。 (5)GaAs 的熔点为 1238， 密度为 gcm-3， 其晶胞结构如图所示。 该晶体的类型为_,Ga 与 As 以_ 键键合。Ga 和 As 的摩尔质量分别为 MGa g mol-1和 MAs g mol-1，原子半径分别为 r
15、Ga pm 和 rAs pm，阿伏加 德罗常数值为 NA，则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_。 【答案】【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3 (2) 大于小于 (3)三角锥形 sp3 (4)GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子晶体 GaF3的熔沸点高；(5)原子晶体；共 价键 (5)GaAs 的熔点为 1238， 密度为 gcm-3， 其晶胞结构如图所示， 熔点很高， 所以晶体的类型为原子晶体， 其中 Ga 与 As 以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中 Ca 和 As 的个数均是 4 个，所以晶胞的体积是 。二
16、者的原子半径分别为 rGa pm 和 rAs pm，阿伏加德罗常数值为 NA，则 GaAs 晶胞中 原子的体积占晶胞体积的百分率为100% 。 6.(2016 四川四川 8)M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。M 基态原子 L 层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和 M 形成的一种化合 物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满。请回答下列问题： (1)R 基态原子的电子排布式是 ，X 和 Y 中电负性较大的是 (填元素符号)。 (2)X 的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M
17、 的氢化物，其原因是_。 (3)X 与 M 形成的 XM3分子的空间构型是_。 (4)M 和 R 所形成的一种离子化合物 R2M 晶体的晶胞如图所示， 则图中黑球代表的离子是_(填离子 符号)。 3033 A 410() 100% 3() GaAs GaAs Nrr MM GaAs A 4 ()MM N 3330 GaAs GaAs A 4 4() 10 3 4 () rr MM N 3033 AGaAs GaAs 4 10() 100% 3() Nrr MM (5)在稀硫酸中，Z 的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化 M 的一种氢化物，Z 被还原为+3 价，该反应的化学方 程式是_。 【答案】【
18、答案】 (1)1s22s22p63s1或Ne3s1Cl (2)H2S分子间不存在氢键， H2O分子间存在氢键(3)平面三角形 (4)Na (5)K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O 【解析】【解析】根据题意知 M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。M 基态原 子 L 层 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍，则 M 是 O 元素；R 是同周期元素中最活泼的金属元素，且原 子序数大于 O， 则 R 在第三周期， 应是 Na 元素； X 和 M 形成的一种化合物是形成酸雨的主要大气污染物， 则 X 是
19、S 元素，进而知 Y 为 Cl 元素；Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满，即价电子排布式为 3d54s1，Z 是 Cr 元素，据此作答。 (4)根据晶胞结 构可以算出白球的个数为 8 1 8+6 1 2=4，黑球的个数为 8 个，由于这种离子化合物的化学式为 Na2O，黑球代 表的是 Na+，答案为：Na+。 (5)根据题意知重铬酸钾被还原为 Cr3+，则过氧化氢被氧化生成氧气，利用化合价升降法配平，反应的化学 方程式为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4=K2SO4+Cr2(SO4)3+3O2+7H2O ， 答案为：K2Cr2O7+3H2O2+ 4H2SO4=K2SO4+Cr
20、2(SO4)3+3O2+7H2O 。 7.(2016 上海上海 四四)NaCN 超标的电镀废水可用两段氧化法处理： (5)上述反应涉及到的元素中，氯原子核外电子能量最高的电子亚层是_；H、C、N、O、Na 的原子半 径从小到大的顺序为_。 (6)HCN 是直线型分子，HCN 是_分子(选填极性、非极性)。HClO 的电子式为_。 【答案】【答案】(5)3p；HONCNa (6)极性； 8.(2015 安徽安徽 25)C、N、O、Al、Si、Cu 是常见的六种元素。 (1)Si 位于元素周期表第_周期第_族。 (2)N 的基态原子核外电子排布式为_；Cu 的基态原子最外层有_个电子。 (3)用或
21、，或填空： 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 SiS O2-Na+ NaClSi H2SO4HClO4 (3)CuCl(s)与 O2反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。 在 25、 101KPa 下， 已知该反应每消耗 1 mol CuCl(s)， 放出 44.4KJ，该反应的热化学方程式是。 (4)ClO2常用于水的净化，工业上可用 Cl2氧化 NaClO2溶液制取。写出该反应的离子方程式，并标出电子 转移的方向和数目。 【答案】【答案】(1)三、IA 2 1s2s22p63s23p2(2)Si；核外电子排布相同的 离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2-Na+；一般来说
22、，原子晶体(Si)的熔点高于离子晶 体(NaCl)的熔点，故熔点：Si NaCl；元素的非金属性越强，元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，因为 非金属性 ClS，所以酸性：HClO4 H2SO4； (3)根据热化学方程式的书写方法，可以写出该反应的热化学方程式为 4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) H=177.6KJ/mol； (4)在此氧化还原反应中(Cl2+2ClO2=2 ClO2+ 2Cl)， 氧化剂是 Cl2， 还原剂是 ClO2， 转移的电子数为 2e， 所以用单线桥表示为。 13.(2013 山东山东 32)卤素元素包括 F、Cl、Br 等。 (1)下
23、列曲线表示卤素元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是_。 (2)利用卤化硼法课合成含 B 和 N 两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有 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 XYm 通过 B 原子与 X 原子间的配位健结合形成配合物， 则该配合物中提供孤对电子的原子是 _。 【答案】【答案】(1)a (2)2；BN (3)sp2；sp3 (4)X 【解析】【解析】(1)非金属性越强，电负性越大。同主族自上而下非金属性逐渐
24、减弱，电负性逐渐降低，a 正确；F 是最强的非金属，没有正价，b 错误；HF 分子间存在氢键沸点大于 HBr 的，c 错误；卤素单质自上而下单 质的熔点逐渐升高，d 错误，答案选 a。 (2)B 原子半径大于 N 原子半径，所以白球是 B 原子，黑球是 N 原子。其中 B 原子的个数是， N 原子个数是，所以该物质的化学式是 BN。 (3)根据价层电子对互斥理论可知，BCl3 和 NCl3 中心原子含有的孤对电子对数分别是(33 1) 20、(5 3 1) 21，所以前者是平面三角形，B 原子是 sp2 杂化。后者是三角锥形，N 原子是 sp3 杂化。 (4)在 BCl3 分子中 B 原子最外
25、层的 3 个电子全部处于成键，所以在该配合物中提供孤对电子的应该是 X 原 2 8 1 81 2 4 1 41 子，B 原子提供空轨道。 14.(2012 四川四川 8)X、Y、Z、R 为前四周期元素且原子序数依次增大。X 的单质与氢气可化合生成气体 G， 其水溶液 pH7；Y 的单质是一种黄色晶体；R 基态原子 3d 轨道的电子数是 4s 轨道电子数的 3 倍。Y、Z 分别与钠元素可形成化合物 Q 和 J, J 的水溶液与 AgNO3 溶液反应可生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 I；Z 与 氢元素形成的化合物与 G 反应生成 M。 请回答下列问题： (1)M 固体的晶体类型是。 (2)Y 基态原子
26、的核外电子排布式是；G 分子中 X 原子的杂化轨道类型是。 (3)L 的悬浊液中加入 Q 的溶液，白色沉淀转化为黑色沉淀，其原因是。 (4)R 的一种含氧酸根 RO42-具有强氧化性，在其钠盐溶液中加入稀硫酸，溶液变为黄色，并有无色气体产 生，该反应的离子方程式是。 【答案】【答案】(1)离子晶体；(2)1s2 2s2 2p6 3s2 3p4，sp3 杂化；(3)Ksp(AgCl)KSP(Ag2S)，Ag2S 的溶解度小于 AgCl 的溶解度; (4)4 FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H2O. 【解析】【解析】 (1)M 的晶体类型，M 为 NH4Cl，属离子晶体。 (2)Y
27、基态原子的电子排布：1s2 2s2 2p6 3s2 3p4，G 分子中 X 原子的杂化轨道类型为 sp3 杂化。 (3)AgCl 悬浊液中加入 Ag2S，Ksp(AgCl)KSP(Ag2S)，则溶液中的 AgCl 转化为 Ag2S，由白色沉淀变为黑 色沉淀。 (4)R 的含氧酸跟 RO42-为 FeO42-，向其钠盐溶液中加入硫酸，溶液变黄，说明生成 Fe3+，并有无色气体生 成，反应中 Fe 的化合价降低，只能是 O 元素的化合价升高，则无色气体比为 O2，反应的离子方程式为：4 FeO42-+20H+=4Fe3+3O2+10H2O。 气体 G 可溶于水且水溶液呈碱性，知气体 G 为 NH3
28、，气体 G 由 X 的单质与 H2 化合得到，则 X 为 N 元 素。Y 的单质为黄色晶体，知 Y 为 S 元素。R 的 3d 轨道电子数为为 4s 轨道的三倍，则 R 为第四周期 元素， 4s 轨道电子数为 2， 3d 轨道为 6， R 原子的电子排布为 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2， 则 R 为 Fe 元素。 Z 的原子序数大于 Y，且能与 Na 化合，则 X 为 Cl 元素。则 Q 为 Na2S，J 为 NaCl，I 为 AgCl，M 为 NH4Cl。 考点二：分子结构与性质考点二：分子结构与性质 15.(2019 全国全国 II 35)近年来我国科学家发现了一
29、系列意义重大的铁系超导材料， 其中一类为 FeSmAsFO 组成的化合物。回答下列问题： (1)元素As与N同族。 预测As的氢化物分子的立体结构为_， 其沸点比NH3的_(填高或低)， 其判断理由是_。 (2)Fe 成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm 的价层电子排布式为 4f66s2，Sm3+的价层电子排布式为 _。 (3)比较离子半径：F_O2(填大于等于或小于)。 (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图 1 所示，晶胞中 Sm 和 As 原子的投影位置如图 2 所示。 图 1 图 2 图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1x代表，则该化合物的化学式表示为 _
30、， 通过测定密度和晶胞参数， 可以计算该物质的x值， 完成它们关系表达式： =_g cm3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图 1 中原子 1 的坐标为( 1 1 1 , 2 2 2 )，则原子 2 和 3 的坐标分别为_、_。 【答案】【答案】(1)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键(2)4s 4f5(3)小于 (4)SmFeAsO1xFx ( 1 1 ,0 2 2 )、( 1 0,0, 2 ) 【解析】【解析】(1)As 与 N 同族，则 AsH3分子的立体结构类似于 NH3，为三角锥形；由于 NH3分子间存在氢键使 沸点升高，故 AsH
31、3的沸点较 NH3低； (2)Fe 为 26 号元素，Fe 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，Fe 原子失去 1 个电子使 4s 轨道为半 充满状态，能量较低，故首先失去 4s 轨道电子；Sm 的价电子排布式为 4f66s2，失去 3 个电子变成 Sm3+成为 稳定状态，则应先失去能量较高的 4s 电子，所以 Sm3+的价电子排布式为为 4f5； (3)F-和 O2-的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：F-600(分解) -75.5X 16.8 10.3 沸点/ 60.3 444.6 10.0 45.0 337.0 回答下列问题： (1)基态
32、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
33、密度的计算表达式为_g cm3；晶胞中 Fe2+位于所形成的正八面体的体心，该正八面体的 边长为_nm。 【答案】【答案】(1) 哑铃(纺锤) (2)H2S (3)S8相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 (4)2 sp3 (5) 【解析】【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(纺锤)形。学%科网 (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
34、层电子对数分别是 ，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； 17.(2015 全国全国 III 35)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)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1(Zn)_1(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、
35、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 的密度为_g cm 3(列出计算式)。 【答案】【答案】 (1)Ar3d104s2 (2)大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 离子键 (3)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
36、 (5)六方最密堆积(A3型) 【解析】 (4)碳酸锌中的阴离子为 CO32-，根据价层电子对互斥理论，其中心原子 C 的价电子对为 3+(43 22)/2=3 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 12+2+3=6 个，所以 该结构的质量为 6 65/NA 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 acm 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
37、6 cm2，高为 c cm，所以体积为 6 cm3。所以密度为：g cm-3。 18.(2018 江苏江苏 21 A)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NOx分别氧化为和，NOx也 可在其他条件下被还原为 N2。 (1)中心原子轨道的杂化类型为_；的空间构型为_(用文字描述)。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为_。 (3)与 O3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。 (4)N2分子中 键与 键的数目比 n()n()=_。 (5)Fe(H2O)62+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H2O)52+中， NO 以N 原子与 Fe2+形成配位键。 请在Fe(N
38、O)(H2O)52+ 结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 【答案】【答案】(1)sp3 平面(正)三角形(2)Ar3d6或 1s22s22p63s23p63d6(3)NO2(4)12 (5) 【解析】【解析】 (5)根据化学式， 缺少的配体是 NO 和 H2O， NO 中 N 为配位原子， H2O 中 O 上有孤电子对， O 为配位原子， 答案为：。 19.(2017 全国全国 III 35)研究发现，在 CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题： (1)Co 基态原子核外电子
39、排布式为_。元素 Mn 与 O 中，第一电离能较大的是_，基态 原子核外未成对电子数较多的是_。 (2)CO2和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为_和_。 (3)在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是 _。 (4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了 键外，还存在_。 (5)MgO 具有 NaCl 型结构(如图)，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验测得 MgO 的晶 胞参数为 a=0.420 nm， 则 r(O2-)为_nm。 MnO 也属于 NaCl 型结构， 晶胞参数为 a =0.448 n
40、m， 则 r(Mn2+) 为_nm。 【答案】【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 O Mn (2)sp sp3 (3)H2OCH3OHCO2H2 H2O 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多；CO2与 H2均为非极 性分子，CO2分子量较大、范德华力较大 (4)离子键和 键(或键) (5)0.148 0.076 (3)在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为 H2OCH3OHCO2H2，原因是 常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；H2O 与 CH3OH 均为极性分子， H2O 中氢
41、键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；CO2与 H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较 大，所以 CO2的沸点较高。 (4)硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中 N 原子与 3 个氧原子形成 3 个 键， 硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在 键。 (5)因为 O2 是面心立方最密堆积方式，面对角线是 O2半径的 4 倍，即 4r(O2)= a，解得 r(O2 )= nm=0.148nm；MnO 也属于 NaCl 型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数=2 r(O2 )+2 r(Mn2+)，则 r(Mn2+)=(0.448 nm-2 0.148 nm)/2=0.076nm。
42、 20 (2017 江苏江苏 21A)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。 某 FexNy的制备需铁、 氮气、 丙酮和乙醇参与。 (1)Fe3+基态核外电子排布式为_。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_， 1 mol 丙酮分子中含有 键的数 目为_。 (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。 (4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。 (5)某 FexNy的晶胞如题 21 图1 所示，Cu 可以完全替代该晶体中 a 位置 Fe 或者 b 位置 Fe，形成 Cu 替代型 产物 Fe(xn) CunNy。FexNy转化为两种 Cu 替代型产物的能量变化
43、如题 21 图2 所示，其中更稳定的 Cu 替代 型产物的化学式为_。 【答案】【答案】(1)Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和 sp3 9 mol (3)HCO (4)乙醇分子间存在氢键 (5)Fe3CuN 【解析】【解析】(1)铁是 26 号，Fe3+基态核外电子排布式为Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5；(2)丙酮()分子 中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的 C 形成 3 个 CH 键，1 个 CC 键，为 sp3 杂化，羰基中的 C 形 2 2 0.420 4 成3个CC 键， 一个键， 故C的杂化方式为sp2； 据以上分析1 mol 丙酮
44、分子中含有键的数目为9 mol； (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为 HCINi的原因是_。 (4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。k.Com 若合金的密度为 dg/cm3，晶胞参数 a=_nm。 【答案】【答案】( 1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s2 2 (2)正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键极性 sp3 (3)金属铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子 (4)3:1 【解析】【解析】(1)镍是 28 号元素，位于第四周期，第族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排
45、布式为 1s22s2 2p63s23p63d84s2，3d 能级有 5 个轨道，先占满 5 个自旋方向相同的电子，剩余 3 个电子再分别占据三 个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为 2。 (3)铜和镍属于 金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子，所以 ICuINi。 (4)根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为 6 1/2=3，镍原子的个数为 8 1/8=1，则铜和镍原子的数量比为 3：1。 根据上述分析，该晶胞的组成为 Cu3Ni，若合金的密度为 dg/cm3，根据 =mV，则晶胞参数 a= 1 3 7 23 251 10 6.02
