2019届高考化学总复习 选考部分 物质结构与性质检测（打包4套）苏教版.zip

1选修 物质结构与性质模块综合检测(时间：60 分钟；满分：90 分)1．(15 分)一定条件下， Ni 2＋ 与丁二酮肟生成鲜红色沉淀 A。(1)基态 Ni2＋ 的核外电子排布式为_______________________________。(2)丁二酮肟分子中 C原子的杂化轨道类型是________。(3)元素 Ni的一种碲(Te)化物晶体的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为________。(4)Ni(CO)4是一种无色液体，沸点为 42.1 ℃，熔点为－19.3 ℃。Ni(CO) 4的晶体类型是________。请写出 1种由第 2周期主族元素组成的且与 CO互为等电子体的阴离子的电子式：________________________。解析：(1)Ni 的原子序数为 28，根据能量最低原理可写出 Ni2＋ 的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d 8。(2)丁二酮肟分子中有形成双键和四条单键的两类碳原子，即碳原子的杂化类型是 sp2和 sp3。(3)晶胞为长方体结构，Ni 处于晶胞的八个顶点，两个 Te处于晶胞内，故该化合物的化学式为 NiTe2。(4)Ni(CO)4的熔、沸点低，应为分子晶体。根据等电子体的概念可知，与 CO互为等电子体的有 CN－ 和 C 。2－2答案：(1)1s 22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d 8)(2)sp3和 sp2 (3)NiTe 2(4)分子晶体 [∶C⋮⋮ N∶] － {或[∶C⋮⋮ C∶] 2－ }2．(15 分)(2016·高考全国卷Ⅱ)东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：2(1)镍元素基态原子的电子排布式为_________________________________，3d能级上的未成对电子数为________。(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH 3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH 3)6]SO4中阴离子的空间构型是________。②在[Ni(NH 3)6]2＋ 中 Ni2＋ 与 NH3之间形成的化学键称为________，提供孤电子对的成键原子是________。③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH 3)，原因是______________________________________________________________________________________________；氨是________分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为__________。(3)单质铜及镍都是由________键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为 ICu＝1 958 kJ/mol、 INi＝1 753 kJ/mol， ICu INi的原因是____________________________________________________________________________________________________________。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。②若合金的密度为 d g/cm3，晶胞参数 a＝________nm。解析：(1)Ni 元素原子核外有 28个电子，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。3d 能级上有 2个未成对电子。(2)①SO 中 S无孤电子对，空间构型为正四面体。2－4②[Ni(NH 3)6]2＋ 为配离子，Ni 2＋ 与 NH3之间形成化学键为配位键。配体 NH3中提供孤电子对的为 N。③NH 3分子间存在氢键，故沸点比 PH3高。NH 3中 N有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，因此 NH3为极性分子，N 的杂化轨道数为 3＋1＝4，杂化类型为 sp3。(3)单质铜及镍都是由金属键形成的晶体，Cu、Ni 失去一个电子后简化电子排布式分别为[Ar]3d 10、[Ar]3d84s1，铜的 3d轨道全充满，达到稳定状态，所以 Cu的第二电离能相对较大。(4)①Cu 原子位于面心，个数为 6× ＝3，Ni 原子位于顶点，个数为 8× ＝1，铜原子与镍原子的数量12 18比为 3∶1。②以该晶胞为研究对象，则 g＝ d g/cm3×(a×10－7 cm)3，解得64×3＋ 59NAa＝ ×107。3 2516.02×1023×d答案：(1)1s 22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d 84s2) 23(2)①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3(3)金属 铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子(4)①3∶1 ② ×107[2516.02×1023×d]13 3．(15 分)(2017·高考江苏卷)铁氮化合物(Fe xNy)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__________________________________________。O(2)丙酮(H 3C—C—CH3)分子中碳原子轨道的杂化类型是________________，1 mol 丙酮分子中含有 σ 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(x－ n)CunNy。Fe xNy转化为两种 Cu替代型产物的能量变化如图 2 所示，其中更稳定的 Cu替代型产物的化学式为________________________。解析：(1)Fe 为 26号元素，Fe 3＋ 基态核外电子排布式为[Ar]3d 5或1s22s22p63s23p63d5。(2)甲基上的碳原子为 sp3杂化，羰基上的碳原子为 sp2杂化。单键全为σ 键，1 个双键中含有 1个 π 键和 1个 σ 键，故 1 mol丙酮中含有 9 mol σ 键。(3)非金属性：H＜C＜O，则电负性：H＜C＜O。(4)乙醇中的羟基之间可以形成分子间氢键，故沸点高于丙酮。(5)能量越低越稳定，从图 2知，Cu 替代 a位置 Fe型会更稳定，其晶胞中 Cu位于 8个顶点， N(Cu)＝8× ＝1，Fe 位于面心， N(Fe)＝6× ＝3，N 位于体心， N(N)＝1，其18 12化学式为 Fe3CuN。答案：(1)[Ar]3d 5或 1s22s22p63s23p63d5(2)sp2和 sp3 9 NA(3)H＜C＜O(4)乙醇分子间存在氢键(5)Fe3CuN4．(15 分)(2018·河南百校联盟联考)磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回4答下列问题：(1)基态砷原子的核外价电子排布式为____________________。(2)生产农药的原料 PSCl3中 P、S、Cl 的第一电离能由大到小的顺序为____________，电负性由大到小的顺序为____________。(3)COS(羰基硫)可用作粮食的熏蒸剂，其中碳原子的杂化轨道类型为____________，所含共价键的类型为____________，写出一种与 COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒：____________。(4)H2O与 H2S为同族元素的氢化物，H 2O可以形成 H9O 或 H3O＋ ，而 H2S几乎不能形成＋4类似的 H9S 或 H3S＋ ，其原因是__________________________________________＋4________________________________________________________________________。(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知 AlP的熔点为 2 000 ℃，其晶胞结构如图所示。①磷化铝的晶体类型为____________。②A、B 点的原子坐标如图所示，则 C点的原子坐标为____________。③磷化铝的晶胞参数 a＝546.35 pm，其密度为____________g·cm －3 (列出计算式即可，用 NA表示阿伏加德罗常数的值)。解析：(3)COS 中 C原子的孤电子对数是 ＝0，价层电子对数是 1＋1＋0＝2，所4－ 2－ 22以碳原子的杂化轨道类型是 sp，COS 的空间构型是直线形，结构式是 O===C===S，含有 2个σ 键和 2个 π 键；与 COS键合方式相同且空间构型也相同的微粒应与 COS互为等电子体，最容易想到的就是 CO2和 CS2。(4)H3O＋ 是由 H2O和 H＋ 通过配位键形成的，H 9O 是由(H 2O)4和 H＋ 通过配位键形成的，＋4其中(H 2O)4是 H2O分子间通过氢键形成的缔合分子，因此应从氢键的形成条件去考虑 H2S不能形成 H9S 或 H3S＋ 的原因。＋4(5)①磷化铝的晶胞结构类似金刚石，且其熔点很高，因此磷化铝属于原子晶体。②由磷化铝的晶胞结构可以看出，Al 原子位于立方体的体对角线的 处，因此 C点的原子坐标为14。③1 个 AlP晶胞中含有的 P原子数是 8× ＋6× ＝4，Al 原子数也是 4，因此一(14， 14， 34) 18 12个晶胞的质量 m＝ g，而晶胞的体积 V＝( a×10－10 )3 cm3＝(5.463 5×10－8 )3 cm3，58×4NA5所以磷化铝的密度 ρ ＝ ＝ g·cm－3 。mV 4×58（ 5.463 5×10－ 8） 3×NA答案：(1)4s 24p3 (2)ClPS ClSP(3)sp σ 键和 π 键(写“极性键”也可) CO 2(或 CS2、BeF 2等)(4)氧的电负性大且原子半径小，H 2O分子间及与 H＋ 可形成氢键，而硫的电负性较小且原子半径大，几乎不能形成氢键(5)①原子晶体 ② (14， 14， 34)③4×58（ 5.463 5×10－ 8） 3×NA5．(15 分)(2018·商丘高三模拟)硼元素、钙元素、铜元素在化学中有很重要的地位，单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛应用。请回答下列问题：(1)已知 CaC2与水反应生成乙炔。①CaC 2中 C 与 O 互为等电子体，1 mol O 中含有的 π 键数目为________。2－2 2＋2 2＋2②乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H 2C===CH—C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是________，构成丙烯腈元素中第一电离能最大的元素是________。(2)硼酸(H 3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的 H3BO3分子间通过氢键相连(如图1)。则 1 mol H3BO3的晶体中有________mol 氢键。硼酸溶于水生成弱电解质一水硼酸 B(OH)3·H2O，它电离生成少量[B(OH) 4]－ 和 H＋ ，则[B(OH) 4]－ 的空间构型为________。(3)某 M原子的外围电子排布式为 3s23p5，铜与 M形成化合物的晶胞如图 2所示(黑点代表铜原子，空心圆代表 M原子)。已知铜和 M的电负性分别为 1.9和 3.0，则铜与 M形成的化合物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。(4)Cu3N的晶胞结构如图 3，N 3－ 的配位数为________，Cu ＋ 半径为 a pm，N 3－ 半径为 b pm，Cu 3N的密度为________________g·cm －3 。(阿伏加德罗常数用 NA表示)解析：(1)①互为等电子体的微粒结构相似，C 的结构为[C≡C] 2－ ，1 mol C 含 2 2－2 2－2mol π 键，故 1 mol O 含 2 mol π 键。②碳碳双键是平面结构，其中的 C采取 sp2杂化，2＋2—C≡N 是直线形，其中的 C采取 sp杂化；N 的 2p能级是半充满的稳定状态，C、N、H 元素中第一电离能最大的是 N。(2)1 个 H3BO3分子形成 6个氢键，而每个氢键为 2个分子共用，因此 1 mol H3BO3形成的氢键为 3 mol。[B(OH) 4]－ 的中心原子形成 4对电子对，即价电子对数是 4，空间构型是正四面体形。(3)二者的电负性之差是 1.1，小于 1.7，因此形成的是共价键，是共价化合物。(4)根据 Cu3N的化学式及晶胞结构知大黑球是 Cu＋ ，顶点是 N3－ ，N 3－6的配位数是 3×2＝6。晶胞边长为(2 a＋2 b)×10－10 cm，1 个晶胞含 1个 Cu3N，晶胞质量为1×M/NA＝206/ NA，根据 ρV ＝ m， ρ ×[(2a＋2 b)×10－10 ]3＝206/ NA， ρ ＝ 1.03×10324NA（ a＋ b） 3(g·cm－3 )。答案：(1)①2 NA ②sp、sp 2 N (2)3 正四面体形(3)共价 (4)6 1.03×10324NA（ a＋ b） 36．(15 分)(2018·兰州高三模拟)已知 A、B、C、D、E、W 六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中 A、D 原子的最外层电子数均等于其周期序数，且 D原子的电子层数是 A的 3倍；B 原子核外电子有 6种不同的运动状态，且 s轨道电子数是 p轨道电子数的两倍；C 原子 L层上有 2对成对电子；E 有“生物金属”之称，E 4＋ 和氩原子的核外电子排布相同；W 位于周期表中第 8列。请回答：(1)BA2C分子中 B原子的杂化方式为________，BA 2C分子的空间构型为________。(2)写出与 BC2分子互为等电子体的一种分子的化学式：________。BC 2在高温高压下所形成晶体的晶胞如图 1所示。则该晶体的类型属于________晶体(填“分子” “原子” “离子”或“金属”)。(3)经光谱测定证实单质 D与强碱溶液反应有[D(OH) 4]－ 生成，则[D(OH) 4]－ 中存在________。a．共价键 b．配位键c．σ 键 d．π 键(4)“生物金属”E 内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图 2所示。则晶胞中 E原子的配位数为________；若该晶胞的密度为 ρ g·cm－3 ，阿伏加德罗常数为 NA，E 原子的摩尔质量为 M g·mol－1 ，则该晶胞的棱长为______________cm。(5)W元素应用非常广泛，如果人体内 W元素的含量偏低，则会影响 O2在体内的正常运输。已知 W2＋ 与 KCN溶液反应得 W(CN)2沉淀，当加入过量 KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配合离子结构如图 3所示。7①W 元素基态原子外围电子排布式为________________________________。②写出 W(CN)2溶于过量 KCN溶液的化学方程式：________________________________。解析：A、B、C、D、E、W 六种元素的原子序数依次递增，都位于前四周期。其中 A、D原子的最外层电子数均等于其周期序数，且 D原子的电子层数是 A的 3倍，只能是 A处于第1周期、D 处于第 3周期，则 A为 H元素，D 为 Al元素；B 原子核外电子有 6种不同的运动状态，则 B为碳元素；C 原子 L层上有 2对成对电子，核外电子排布为 1s22s22p4，故 C为 O元素；E 有“生物金属”之称，E 4＋ 和氩原子的核外电子排布相同，原子核外电子数为18＋4＝22，则 E为 Ti元素；W 位于周期表中第 8列，则 W为 Fe元素。(1)CH 2O分子为甲醛，分子中 C原子形成 3个 σ 键，没有孤电子对，故 C原子采取 sp2杂化，杂化轨道全部用于成键，为平面三角形结构。(2)与 CO2分子互为等电子体的分子为 N2O或 CS2；CO 2在高温高压下形成晶体，由其晶胞结构可知晶胞中白色球数目为 4＋8× ＋6× ＝8，黑色球数目为18 1216，故白色球为 C元素、黑色球为 O原子，晶体中不存在 CO2分子，故在高温高压下所形成的晶体为原子晶体。(3)[Al(OH) 4]－ 中铝离子与氢氧根离子之间存在配位键；氢氧根离子中氧原子与氢原子之间形成共价键，属于 σ 键，离子中没有 π 键。(4)Ti 内部原子的堆积方式是面心立方堆积，以顶点原子研究，与之相邻的原子位于面心，每个顶点原子为 8个晶胞共用，故晶胞中 Ti原子的配位数为 12；晶胞中含 Ti原子数目为 8× ＋6× ＝4，晶胞质量18 12为 4× g，若该晶胞的密度为 ρ g·cm－3 ，则晶胞棱长＝ ＝ cm。(5)MNA 34×MNA gρ g·cm－ 3 34Mρ NA①Fe 元素的核外电子数为 26，基态原子外围电子排布式为 3d64s2。②Fe(CN) 2溶于过量 KCN溶液生成[Fe(CN) 6]4－ 配离子，化学方程式为 Fe(CN)2＋4KCN= ==K4[Fe(CN)6]。答案：(1)sp 2 平面三角形 (2)CS 2(或 N2O) 原子(3)abc (4)12 (5)①3d 64s2 ②Fe(CN) 2＋4KCN= ==K4[Fe(CN)6]34Mρ NA1选考部分 物质结构与性质 第一单元[课后达标检测]一、选择题1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )A. He B．·C．1s 2 D. 解析：选 D。A、B、C 三个选项只是表达出氦原子核外有 2 个电子，而 D 项能详尽地描述出电子的运动状态。2．(2018·大原模拟)下列各项叙述正确的是( )A．镁原子由 1s22s22p63s2→1s 22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布式为 5s25p1的元素位于第 5 周期第ⅠA 族，是 s 区元素C．所有原子任一电子层的 s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D． 24Cr 原子的核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d44s2解析：选 C。镁原子由 1s22s22p63s2→1s 22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A 错误；价电子排布式为 5s25p1的元素，位于第 5 周期第ⅢA 族，是 p 区元素，B 错误；所有原子任一电子层的 s 电子云轮廓图都是球形，电子层越大，球的半径越大，C正确； 24Cr 原子的核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D 错误。3．下列说法中正确的是( )A．第 3 周期所含元素中钠的第一电离能最小B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大C．在所有元素中，氟的第一电离能最大D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大解析：选 A。同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，故 A 正确，C 错误；由于镁的外围电子排布式为 3s2，而铝的外围电子排布式为 3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的，故 B 错误；钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，故 D 错误。4．如图是第 3 周期 11～17 号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是( )2A． y 轴表示的可能是第一电离能B． y 轴表示的可能是电负性C． y 轴表示的可能是原子半径D． y 轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数解析：选 B。对于第 3 周期 11～17 号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但 Mg、P 特殊，A 项错误；原子半径逐渐减小，C 项错误；形成基态离子转移的电子数依次为 Na 为 1，Mg 为 2，Al 为 3，Si 不易形成离子，P 为 3，S 为 2，Cl 为 1，D 项错误。5．美国“海狼”号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金做载热介质，下列关于Al、Na 原子结构的分析中正确的是( )A．原子半径：Al＞NaB．第一电离能：Al＞NaC．电负性：Na＞AlD．基态原子未成对电子数：Na＞Al解析：选 B。根据元素周期律，原子半径：Na＞Al，电负性：Na＜Al，Al 基态原子的电子排布式为[Ne]3s 23p1，Na 基态原子的电子排布式为[Ne]3s 1，故未成对电子数相等。6．下列关于元素电负性大小的比较中，不正确的是( )A．OX，电负性 XY，A 错误，B 正确；电子层结构相同，核电荷数越多，离子半径越小，故 X 阴离子半径大于 Y 阳离子半径，C 错误；X 为非金属元素易得电子形成阴离子，而 Y 为金属元素易失电子形成阳离子，故其第一电离能 XY，D 错误。9．A、B、C、D 四种元素，已知 A 元素是地壳中含量最多的元素；B 元素为金属元素，它的原子核外 K、L 层上电子数之和等于 M、N 层电子数之和；C 元素是第 3 周期第一电离能最小的元素；D 元素在第 3 周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是( )A．四种元素 A、B、C、D 分别为 O、Ca、Na、ArB．元素 A、B、C 两两组成的化合物可为 CaO、CaO 2、Na 2O、Na 2O2等C．元素 A、C 简单离子的半径大小关系为 A＜CD．元素 B、C 电负性大小关系为 BCSi FNOC (2)1s 22s22p63s2(3)有 (4)Cl11．下表为元素周期表中第 4 周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge(1)在以上元素的基态原子的电子排布中，4s 轨道上只有 1 个电子的元素有________(填元素名称)。(2)试比较：第一电离能 I1(Cr)________I1(Co)(填“＞” “＜”或“＝” ，下同)；晶格能 U(FeO)________U(NaCl)(FeO 与 NaCl 的晶胞结构相似)。(3)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。解析：(1)4s 轨道只有 1 个电子，则 3d 轨道可能为 0、5(半充满)、10(全充满)，则有1s22s22p63s23p63d04s1、1s 22s22p63s23p63d54s1、1s 22s22p63s23p63d104s1，分别为钾、铬、铜。(2)铬元素的外围电子排布为 3d54s1，钴元素的外围电子排布为 3d74s2，前者第一电离能更小。晶格能与阴、阳离子所带电荷的乘积成正比，与阴、阳离子的半径成反比。(3)分周期一一讨论，第 1 周期中基态原子中未成对电子数为 1 个，是 H 原子；第 2 周期中基态原子中未成对电子数为 2 个，可以是 1s22s22p2或 1s22s22p4，是 C 原子或 O 原子；第 3 周期中基态原子中未成对电子数为 3 个，是 1s22s22p63s23p3，是 P 原子；第 4 周期中基态原子中未成对电子数为 4 个，只能是过渡元素，可以是 1s22s22p63s23p63d64s2，是 Fe 原子，因此共有 5 种元素符合题意。答案：(1)钾、铬、铜 (2)＜ ＞ (3)512．(1)(2016·高考四川卷)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。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)。5(2)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mo1 －1 )，回答下列各题：元素代号 I1 I2 I3 I4Q 2 080 4 000 6 100 9 400R 500 4 600 6 900 9 500S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 800 2 700 11 600U 420 3 100 4 400 5 900①在周期表中，最可能处于同一族的是________。A．Q 和 R B．S 和 TC．T 和 U D．R 和 TE．R 和 U②每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：____________________________；如果 R 元素是短周期元素，你估计它的第 2 次电离能飞跃数据将发生在失去第______个电子时。③如果 R、S、T 是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是____________，其中________元素的第一电离能异常高的原因是___________________________________________________________________________________________。解析：(1)R 为钠元素，其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s1；X 为硫元素，Y 为氯元素，氯比硫活泼，故电负性较大的是 Cl。(2)①根据电离能的变化趋势知，Q 为稀有气体元素，R 为第ⅠA 族元素，S 为第ⅡA 族元素，T 为第ⅢA 族元素，U 为第ⅠA 族元素，所以 R 和 U 处于同一主族。②电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的，各电子层能量不同。若 R 是短周期元素，则 R 是 Na，其核外电子排布式为 1s22s22p63s1，由于 2s22p6所处电子层相同，所以它的第 2 次电离能飞跃数据发生在失去第 10 个电子时。③同一周期，第一电离能呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA 族比相邻元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满状态。答案：(1)1s 22s22p63s1(或[Ne]3s 1) Cl(2)①E ②电子分层排布，各电子层能量不同 10③RST S S 元素的最外层电子处于 s 能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去第一个电子吸收的能量较多13．现有部分前 36 号元素的性质或原子结构如下表：元素编号 元素的性质或原子结构6R 基态原子的最外层有 3 个未成对电子，次外层有 2 个电子 S 单质能与水剧烈反应，所得溶液呈弱酸性T 基态原子 3d 轨道上有 1 个电子 X(1)R 元素的第一电离能要大于其同周期相邻的元素，原因是____________________。(2)S 元素的常见化合价为________，原因是____________________________。(3)T 元素的原子 N 电子层上电子数为____________。(4)X 的核外电子轨道表示式违背了_____________________________________。用 X 单质、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：____________________________。解析：(1)由 R 的核外电子排布可知为 N，N 原子 2p 轨道半充满，能量低，较稳定，所以其第一电离能要大于同周期相邻元素。(2)由题知 S 为氟元素，F 的电负性最强，只能得电子，无正价，其常见化合价为－1 价。(3)T 原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d14s2，由能量最低原理先排 4s 轨道再排 3d 轨道，则 N 电子层有 2 个电子。(4)X 元素的核外电子排布应先排能量低的 3s 轨道。发射光谱是电子从较高能量的激发态跃迁至较低能量的激发态或基态时释放能量产生的。答案：(1)氮原子 2p 轨道半充满，能量低，较稳定(2)－1 F 的电负性最强，只能得电子 (3)2 (4)能量最低原理 电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量14．A、B、C、D 是四种短周期元素，E 是过渡元素，A、B、C 同周期，C、D 同主族，A 的原子结构示意图为 ，B 是同周期第一电离能最小的元素，C 的最外层有三个成单电子，E 的外围电子排布式为 3d64s2。回答下列问题：(1)写出下列元素的符号：A__________，B__________，C________，D________。(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________，碱性最强的是________。(3)用元素符号表示 D 所在周期第一电离能最大的元素是________，电负性最大的元素是________。(4)画出 D 的核外电子轨道表示式：____________________________，这样排布遵循了________原理和________规则。解析：(1)由 A 的原子结构示意图可知， x＝2，原子序数为 14，A 是硅元素，则 B 是钠7元素，C 的最外层电子的排布式为 3s23p3，是磷元素，则短周期 D 元素是氮元素；E 的电子排布式为[Ar]3d 64s2，核电荷数为 18＋8＝26，是铁元素，位于 d 区的第 4 周期Ⅷ族。(2)五种元素中非金属性最强的是 N 元素，对应的 HNO3酸性最强，金属性最强的是 Na 元素，对应的 NaOH 碱性最强。(3)D 所在周期第一电离能最大的元素是稀有气体氖，电负性最大的元素是非金属最强的氟。答案：(1)Si Na P N (2)HNO 3 NaOH (3)NeF (4) 泡利不相容 洪特1选考部分 物质结构与性质 第三单元[课后达标检测]一、选择题1．(2015·高考上海卷)某晶体中含有极性键，关于该晶体的说法错误的是( )A．不可能有很高的熔沸点B．不可能是单质C．可能是有机物D．可能是离子晶体解析：选 A。A.在 SiO2晶体中含有极性共价键 Si—O键，由于该晶体是原子晶体，原子之间通过共价键结合，断裂需要吸收很高的能量，因此该物质的熔沸点很高，错误。B.同种元素的原子形成的共价键是非极性共价键，不同种元素的原子形成的共价键是极性共价键，因此含有极性键的物质不可能是单质，正确。C.若该极性键存在于含有 C元素的化合物中，如 CH4、CH 3CH2OH等，则相应的物质是有机物，正确。D.离子化合物中一定含有离子键，可能含有极性共价键，如 NaOH，也可能含有非极性共价键，如 Na2O2，因此含有极性键的化合物可能是离子晶体，正确。2．下列性质适合于某种原子晶体的是( )A．熔点 1 070 ℃，易溶于水，水溶液导电B．熔点 10.32 ℃，液态不导电，水溶液导电C．能溶于 CS2，熔点 112 ℃，沸点 444.6 ℃D．熔点 3 550 ℃，很硬，不溶于水，不导电解析：选 D。由原子晶体所具有的一般特点：熔、沸点高，硬度大，不溶于水等性质，可以推断 D项描述的晶体是原子晶体。3．下面有关晶体的叙述中，不正确的是( )A．金刚石网状结构中，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有 6个碳原子B．氯化钠晶体中，每个 Na＋ 周围距离相等且紧邻的 Na＋ 共有 6个C．氯化铯晶体中，每个 Cs＋ 周围等距且紧邻 8个 Cl－D．干冰晶体中，每个 CO2分子周围等距且紧邻 12个 CO2分子解析：选 B。氯化钠晶体中，每个 Na＋ 周围距离相等且紧邻的 Na＋ 共有 12个，距离相等且紧邻的 Cl－ 共有 6个。4．下列说法正确的是( )A．原子晶体中只存在非极性共价键B．因为 HCl的相对分子质量大于 HF，所以 HCl的沸点高于 HFC．液氮汽化时，分子内共价键不会发生断裂D．凡有规则外形的固体一定是晶体2解析：选 C。A 项 SiO2中存在极性键；B 项 HF分子间存在氢键，故 HF的沸点高。5．下列有关化学键与晶体结构的说法正确的是( )A．两种元素组成的分子中一定只有极性键B．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D．只要含有离子键就是离子晶体解析：选 D。本题可用举例法判断，选项 A中如 H2O2和 C2H6分子中既含有极性键又含有非极性键，A 错。有的共价化合物在固态时形成分子晶体，熔点较低，有的共价化合物在固态时形成原子晶体，熔点很高，B 错。对于选项 C可考虑铵盐，常见的铵盐如 NH4NO3只有非金属元素组成，但属于离子化合物，C 错。6．下面的排序不正确的是( )A．晶体熔点由低到高：CF 4碳化硅晶体硅C．熔点由高到低：NaMgAlD．晶格能由大到小：NaFNaClNaBrNaI解析：选 C。选项 A中晶体熔点与分子间作用力有关，相对分子质量越大，分子间作用力越大，选项 A正确；选项 B中硬度与共价键的键能有关，由于 Si—Si 键的键长C—Si 键的键长C —C键的键长，键长越长，键能越小，选项 B正确；选项 C中熔点与金属键的强弱有关，金属性越强，金属键越弱，因此正确的顺序为 AlMgNa，选项 C错误；选项D中晶格能的大小与离子半径和离子所带电荷数有关，选项 D正确。7．如图为冰晶体的结构模型，大球代表 O原子，小球代表 H原子，下列有关说法正确的是( )A．冰晶体中每个水分子与另外四个水分子形成四面体B．冰晶体具有空间网状结构，是原子晶体C．水分子间通过 H—O键形成冰晶体D．冰晶体熔化时，水分子之间的空隙增大解析：选 A。冰是水分子之间通过氢键结合而成的分子晶体，B、C 错误；水结冰时体3积膨胀，D 错误。8．下列关于晶体的说法一定正确的是( )A．分子晶体中都存在共价键B．CaTiO 3晶体中每个 Ti4＋ 与 12个 O2－ 相邻C．SiO 2晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合D．金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高解析：选 B。有些单原子的分子晶体中不存在共价键，如稀有气体构成的晶体，A 错；因在晶体中 Ti4＋ 位于顶点而 O2－ 位于面心，所以 CaTiO3晶体中每个 Ti4＋ 与 12个 O2－ 相邻，B正确；SiO 2晶体中每个 Si原子与 4个 O原子以共价键结合，C 错；有些金属晶体比分子晶体的熔点低，如汞在常温下为液体，D 错。9．高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构，晶体中氧的化合价部分为 0价，部分为－2价。如图所示为超氧化钾晶体的一个晶胞，则下列说法正确的是( )A．超氧化钾的化学式为 KO2，每个晶胞含有 4个 K＋ 和 4个 O－2B．晶体中每个 K＋ 周围有 8个 O ，每个 O 周围有 8个 K＋－2 －2C．晶体中与每个 K＋ 距离最近的 K＋ 有 8个D．晶体中与每个 K＋ 距离最近的 K＋ 有 6个解析：选 A。由题中的晶胞结构知：有 8个 K＋ 位于顶点，6 个 K＋ 位于面心，则晶胞中含有的 K＋ 数为 8× ＋6× ＝4 个；有 12个 O 位于棱上，1 个 O 处于中心，则晶胞中18 12 －2 －2含有 O 数为 12× ＋1＝4 个，所以超氧化钾的化学式为 KO2；每个 K＋ 周围有 6个 O ，－214 －2每个 O 周围有 6个 K＋ ，与每个 K＋ 距离最近的 K＋ 有 12个。－2二、非选择题10．下图为几种晶体或晶胞的示意图： 4请回答下列问题：(1)上述晶体中，粒子之间以共价键结合形成的晶体是________。(2)冰、金刚石、MgO、CaCl 2、干冰 5种晶体的熔点由高到低的顺序为________________________。(3)NaCl晶胞与 MgO晶胞相同，NaCl 晶体的晶格能________(填“大于”或“小于”)MgO晶体，原因是________________________________________________。(4)每个 Cu晶胞中实际占有________个 Cu原子，CaCl 2晶体中 Ca2＋ 的配位数为________。(5)冰的熔点远高于干冰，除 H2O是极性分子、CO 2是非极性分子外，还有一个重要的原因是______________________________________________________________。答案：(1)金刚石晶体(2)金刚石、MgO、CaCl 2、冰、干冰(3)小于 MgO 晶体中离子所带的电荷数大于 NaCl晶体中离子所带的电荷数；且r(Mg2＋ )＜ r(Na＋ )、 r(O2－ )＜ r(Cl－ )(4)4 8 (5)H 2O分子之间能形成氢键11．氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。(1)基态硼原子的电子排布式为____________________________________。(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。a．立方相氮化硼含有 σ 键和 π 键，所以硬度大b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软5c．两种晶体中的 B—N键均为共价键d．两种晶体均为分子晶体(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为________，其结构与石墨相似却不导电，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)立方相氮化硼晶体中，硼原子的杂化轨道类型为________。该晶体的天然矿物在青藏高原地下约 300 km的古地壳中被发现。根据这一矿物形成事实，推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是____________________________________________。(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH 4BF4含有________mol配位键。解析：(1)B 的原子序数为 5，故其基态原子的电子排布式为 1s22s22p1。(2)立方相氮化硼晶体的硬度大小与是否含有 σ 键和 π 键无关，与晶体的结构有关，即立方相氮化硼晶体为原子晶体，硬度较大，a 错误；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，根据石墨晶体可知其层和层之间是靠范德华力结合的，故其作用力小，质地较软，b 正确；B和 N都是非金属元素，两种晶体中的 B—N键都是共价键，c 正确；六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，属于混合型晶体，立方相氮化硼晶体为原子晶体，d 错误。(3)六方相氮化硼晶体与石墨晶体相似，同一层上的原子在同一平面内，根据六方相氮化硼晶体的晶胞结构可知，1 个 B原子与 3个 N原子相连，故为平面三角形结构；由于 B最外层有 3个电子都参与了成键，层与层之间没有自由移动的电子，故不导电。(4)立方相氮化硼晶体的结构与金刚石相似，故 B原子为 sp3杂化；该晶体存在地下约300 km的古地壳中，因此制备需要的条件是高温、高压。(5)NH 中有 1个配位键，BF 中有 1个配位键，故 1 mol NH4BF4含有 2 mol配位键。＋4 －4答案：(1)1s 22s22p1 (2)bc (3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子 (4)sp3 高温、高压 (5)212．(2016·高考四川卷)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)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的 M的氢化物，其原因是_______________________________________________________________________________________。(2)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)。6(3)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____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由 M基态原子 L层中 p轨道电子数是 s轨道电子数的 2倍，可知 M为氧元素；R是同周期元素中最活泼的短周期金属元素，且原子序数大于氧元素，故 R为钠元素；X和 M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，故 X为硫元素，Y 为氯元素；Z 的基态原子 4s和 3d轨道半充满，故其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，故 Z为铬元素。(1)S的氢化物为 H2S，与 H2S组成相似的 O的氢化物为 H2O，由于水分子间能够形成氢键，使 H2O的沸点高于 H2S。(2)分析 Na2O的晶胞结构图，利用均摊法可知，黑球与白球的个数之比为 2∶1，故黑球代表的离子为 Na＋ 。(3)在稀硫酸中，K 2Cr2O7具有很强的氧化性，能把 H2O2氧化，化学方程式为 K2Cr2O7＋3H 2O2＋4H 2SO4===K2SO4＋Cr 2(SO4)3＋3O 2↑＋7H 2O。答案：(1)H 2S分子间不存在氢键，H 2O分子间存在氢键(2)Na＋(3)K2Cr2O7＋3H 2O2＋4H 2SO4===K2SO4＋Cr 2(SO4)3＋3O 2↑＋7H 2O13．原子序数依次增大的 X、Y、Z、G、Q、R、T 七种元素，核电荷数均小于 36。已知X的一种 1∶2 型氢化物分子中既有 σ 键又有 π 键，且所有原子共平面；Z 的 L层上有 2个未成对电子；Q 原子的 s原子轨道与 p原子轨道电子数相等；R 单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料；T 处于周期表的 ds区，原子中只有一个未成对电子。(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子，T 原子有________种不同原子轨道的电子。(2)X、Y、Z 的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。(3)由 X、Y、Z 形成的离子 XYZ－ 与 XZ2互为等电子体，则 XYZ－ 中 X原子的杂化轨道类型为________。(4)Z与 R能形成化合物甲，1 mol甲中含________ mol化学键，甲与氢氟酸反应，生成物的分子空间构型分别为__________________。(5)G、Q、R 氟化物的熔点如下表，造成熔点差异的原因为___________________________________________________________________________________________________。氟化物 G的氟化物 Q的氟化物 R的氟化物7熔点/K 993 1 539 183(6)向 T的硫酸盐溶液中逐滴加入 Y的氢化物的水溶液至过量，反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)X单质的晶胞如图所示，一个 X晶胞中有________个 X原子；若 X晶体的密度为 ρ g·cm－3 ，阿伏加德罗常数的值为 NA，则晶体中最近的两个 X原子之间的距离为________cm(用代数式表示)。解析：根据信息推断出 X为 C、Y 为 N、Z 为 O、Q 为 Mg、R 为 Si、T 为Cu，而结合(5)中信息可知 G为 Na。(1)原子中每个电子的运动状态都不相同，N 原子有 7个电子，故有 7种运动状态不同的电子；Cu 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7 种不同的原子轨道的电子。(2)注意第一电离能的反常性。(3)CO2中 C采取 sp杂化，故 CNO－ 中 C也采取 sp杂化。(4)1 mol SiO 2含 4 mol Si—O键，SiO2与 HF反应生成的 SiF4的空间构型为正四面体形，而生成的 H2O为 V形。(6)氨水过量后，生成的是配离子[Cu(NH 3)4]2＋ 。(7)晶胞中原子数＝ ×8＋ ×6＋4＝8；两个 C原子间18 12最近的距离是晶胞体对角线的 ，即 a(a为晶胞棱长)，根据上述思路可计算。14 34答案：(1)7 7 (2)C＜O＜N (3)sp 杂化(4)4 正四面体形、V 形(5)NaF与 MgF2为离子晶体，SiF 4为分子晶体，故 SiF4的熔点最低；Mg 2＋ 的半径比Na＋ 的半径小、所带电荷数多，晶格能：MgF 2＞NaF，故 MgF2的熔点比 NaF高(6)Cu2＋ ＋2NH 3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH 、＋4Cu(OH)2＋4NH 3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋ ＋2OH － ＋4H 2O(7)8 × 34 396ρ NA