1、1题型六 物质结构与性质(选考)1(2018苏州市高三调研)超细氧化镍(NiO)是一种功能材料，已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以 Ni(NO3)2 6H2O 和CO(NH 2)2(尿素)为原料制备。(1)Ni2 基态核外电子排布式为_。(2)与 NO 互为等电子体的一种分子的分子式为_。 3(3)尿素分子中碳原子轨道的杂化类型为_，1 mol 尿素分子中含有的 键的数目为_。(4)C、N、O 三种元素第一电离能由大到小的顺序为_。(5)NiO(氧化镍)晶体的结构与 NaCl 相同，但天然的和绝大部分人工制备体都存在各种缺陷，例如在某种 NiO 晶体中就存在如下
2、图所示的缺陷：一个 Ni2 空缺，另有两个 Ni2 被两个Ni3 所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中 Ni 和 O 的比值却发生了变化。经测定某氧化镍样品中 Ni3 与 Ni2 的离子数之比为 691，若该晶体的化学式为 NixO，则x_。答案 (1)Ar3d 8(或 1s22s22p63s23p63d8) (2)BF 3、SO 3等 (3)sp 2 7 NA (4)NOC (5)0.972解析 (2)根据等电子体概念可知，原子数和价电子数分别都相等的微粒互为等电子体，NO离子中有四个原子，价电子数为 24，所以与硝酸根离子互为等电子体的一种分子为 3BF3、SO 3、COCl 2等。(
3、3)尿素分子的结构简式为 CO(NH2)2，分子中含有碳氧双键，所以尿素分子中碳原子的杂化方式为 sp2杂化，每个分子中含有 7 个 键，所以 1 mol 尿素中含有 7 mol 键。(5)因为氧化镍样品中 Ni3 与 Ni2 的离子数之比为 691，所以镍元素的平均化合价为(63912)/(691)200/97，根据化合物中化合价代数和为零可得200/97x2，解得 x0.97。2钴的化合物在磁性材料生产、电池制造、催化剂制备等方面应用非常广泛。(1)Co2 基态核外电子排布式为_。(2)制备Co(H 2O)62 的反应为(NH 4)2Co(SCN)46H 2O=Co(H2O)6(SCN)2
4、2NH 4SCN。配合物Co(H 2O)62 中与 Co2 形成配位键的原子是_(填元素符号)；SCN 的空间构型为_(用文字描述)。NH 4SCN 在 180190 分解并制得胍(结构简式如图所示)，胍分子中氮原子杂化轨道类型为_；1 mol 胍中含 键数目为_。胍的结构简式(3)一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂，其晶胞结构如图所示，则晶体中与每个 O2紧邻的 O2 有_个(填数字)。答案 (1)1s 22s22p63s23p63d7或Ar3d 7(2)O 直线形 sp 2和 sp3 8 NA(3)8解析 (1)27 号元素钴，Co 2 基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p
5、63d7或Ar3d 7。(2)H 2O 的 O 原子提供孤电子对，钴离子提供空轨道，配合物Co(H 2O)62 中与 Co2 形成配位键的是 O 原子；SCN 与 CO2是等电子体，空间构型为直线形。胍分子中氮原子形成三个单键的杂化轨道类型为 sp3杂化，形成一个双键的杂化轨道类型为 sp2杂化，1 mol 胍中含 键数目为 8NA。(3)观察最上面的平面的中心有 1 个 O2 ，其上下两个平面中分别有 4 个3O2 ，晶体中与每个 O2 紧邻的 O2 有 8 个。3(2018江苏省丹阳高级中学高三上学期期中)甲基呋喃与氨在高温下反应得到甲基吡咯：(1)Zn 的基态原子核外电子排布式为_。(2
6、)配合物Zn(NH 3)3(H2O)2 中，与 Zn2 形成配位键的原子是_(填元素符号)。(3)1 mol 甲基呋喃分子中含有 键的数目为_。(4)甲基吡咯分子中碳原子轨道的杂化轨道类型是_。与 NH3分子互为等电子体的阳离子为_。4(5)甲基吡咯的熔、沸点高于甲基呋喃的原因是_。(6)锌的某种化合物晶胞结构如图所示，则构成该化合物的两种粒子个数比为_。答案 (1)Ar3d 104s2或 1s22s22p63s23p63d104s2(2)N 和 O(3)12NA(4)sp3和 sp2 H 3O(5)甲基吡咯分子间存在氢键(6)11解析 (1)锌是 30 号元素，基态核外电子排布式为Ar3d
7、104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。(2)配合物Zn(NH 3)3(H2O)2 中氨气分子中的氮原子提供孤对电子与锌离子形成配位键，水分子中的氧原子提供孤对电子与锌离子形成配位键。(3)每个甲基呋喃分子中含有 6 个碳氢键，即为 键，含有 2 个碳碳单键，2 个碳氧单键，2 个碳碳双键，每个单键都是 1 个 键，双键中含有 1 个 键和 1 个 键，所以总共有 12 个 键。(4)甲基吡咯分子中有两类碳原子，一类碳原子形成碳碳单键，采用 sp3杂化，一类碳原子形成了碳碳双键，采用 sp2杂化，与氨气分子互为等电子体的物质含有四个原子且有 10 个电子，所以为水合氢离子。(
8、5)甲基呋喃的氧原子没有与氢原子形成共价键，所以无法形成分子间氢键，而甲基吡咯的氮原子和氢原子形成了共价键，可以形成分子间氢键，从而提高了熔、沸点。(6)X 原子位于晶胞的顶点和面心，所以一个晶胞中 X 的原子个数为 8 6 4，18 12晶胞中含有 4 个锌离子，则两种粒子个数比为 4411。4(2018泰州中学高三 12 月月考)利用水热和有机溶剂等软化学方法，可合成出含有有机杂化锌、锗以及砷等金属的硒化物，且该硒化物具有离子交换、催化、吸附、半导体等性能，显示出良好的应用前景。回答下列问题：(1)锌基态原子核外电子排布式为_。(2)元素锗与砷中，第一电离能较大的是_(填元素符号)。(3)
9、SeO 中 Se 原子的杂化形式为_，气态 SeO3分子的立体构型为_，23与 SeO3互为等电子体的一种离子为_(填离子符号)。 5(4)硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图所示(a 代表 Zn，b 代表 Se)，该晶胞中 Se 原子周围与之紧邻的其他 Se 原子数为_。答案 (1)1s 22s22p63s23p63d104s2或Ar3d 104s2 (2)As(3)sp3 平面三角形 CO (或 NO )23 3(4)12解析 (2)元素锗与砷是同一周期元素，由于 As 的 4p 为半充满状态，第一电离能较大。(3)SeO 中 Se 原子的价层电子对数3 (6223)4，采用 sp
10、3杂化；气态 SeO32312中 Se 原子的价层电子对数3 (623)3，采用 sp2杂化，且无孤对电子，立体构12型为平面三角形；与 SeO3互为等电子体的一种离子为 CO (或 NO )。23 3(4)硒原子在晶胞内，该晶胞中含有硒原子数为 4，该晶胞中含有锌原子数为8 6 4，化学式为 ZnSe，且 Se 原子和 Zn 原子的配位数相等，均为 4，则晶胞中 Se18 12原子周围与之紧邻的其他 Se 原子数与 Zn 原子周围与之紧邻的其他 Zn 原子数相等，根据晶胞结构图，位于顶点的 Zn 原子周围与之紧邻的其他 Zn 原子位于面心，在每个晶胞中含有3 ，而每个顶点被 8 个晶胞共用，
11、则 Zn 原子周围与之紧邻的其他 Zn 原子数为12 32812，因此 Se 原子周围与之紧邻的其他 Se 原子数为 12。325(2018泰州中学高三第四次模拟)TiCl 3是烯烃定向聚合的催化剂、TiCl 4可用于制备金属 Ti。nCH3CH=CH2 TiCl3 AlC2H53TiO22C2Cl 2 TiCl42CO= = = = =900 TiCl42Mg Ti2MgCl 2= = = = =800 Ar(1)Ti3 的基态核外电子排布式为_。6(2)丙烯分子中，碳原子轨道杂化类型为_。(3)Mg、Al、Cl 第一电离能由大到小的顺序是_。(4)写出一种由第二周期元素组成的且与 CO 互
12、为等电子体的阴离子的电子式_。(5)TiCl3浓溶液中加入无水乙醚，并通入 HCl 至饱和，在乙醚层得到绿色的异构体，结构式分别是Ti(H 2O)6Cl3、Ti(H 2O)5ClCl2H2O。1 mol Ti(H2O)6Cl3中含有 键的数目为_。(6)钛酸锶具有超导性、热敏性及光敏性等优点，该晶体的晶胞中 Sr 位于晶胞的顶点，O 位于晶胞的面心，Ti 原子填充在 O 原子构成的正八面体空隙的中心位置，据此推测，钛酸锶的化学式为_。答案 (1) Ar3d 1或 1s22s22p63s23p63d1(2)sp2、sp 3 (3)ClMgAl(4) (5)18NA(6)SrTiO3解析 (4)
13、原子数和价电子数均相等的微粒互为等电子体，所以与 CO 互为等电子体的阴离子为 CN 或 C ，电子式分别为 。22(5)1 个Ti(H 2O)6Cl3含有 12 个 OH 键和 6 个配位键，因此有 18 个 键，所以 1 mol Ti(H2O)6Cl3中含有 18 mol 键 。 (6)在 1 个晶胞内，Sr 位于晶胞的顶点，Sr 的个数为：8 1，O 位于晶胞的面心，O 的个数为：6 3，Ti 原子填充在 O 原子构成的正八18 12面体空隙的中心位置，说明 Ti 原子在晶胞的内部，Ti 原子的个数为：1，所以钛酸锶的化学式为 SrTiO3。6(2018南京市、盐城市高三一模)通过反应7
14、，可制备有机中间体异氰酸苯酯。(1)Ni3 基态核外电子排布式为_。(2)异氰酸苯酯分子中碳原子杂化轨道类型是_，1 mol 异氰酸苯酯分子中含有 键数目为_。(3)Na、O、C、N 四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_。(4)C2H5OH 的沸点高于 ，这是因为 _。(5)Ni 与 Al 形成的一种合金可用于铸造飞机发动机叶片，其晶胞结构如图所示，该合金的化学式为_。答案 (1)Ar3d 7或 1s22s22p63s23p63d7(2)sp 和 sp2 14 NA(3)NOCNa(4)乙醇分子间存在氢键(5)Ni3Al解析 (2)异氰酸苯酯分子中，苯环上碳原子是 sp2杂化，而N= =C=
15、O 中的碳原子是 sp杂化，1 mol 异氰酸苯酯分子中，苯环上含有 11 个 键，而N= =C=O 中含有 3 个 键，所以共计 14 mol 键，即 14NA。(4)C2H5OH 在分子间可形成氢键，而 不能形成分子间氢键，所以 C2H5OH 的沸点高于。(5)根据原子均摊法，该晶胞中 Al 原子数 81，Ni 原子数 63，所以该合金的18 12化学式为 Ni3Al。7(2018淮安市高三调研)元素 X、Y、Z 为前四周期元素，X 的基态原子核外电子有 21 种运动状态，元素 Y 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍，Z 与 X、Y 不在同一周期，且 Z 原子核外 p 电子比 s 电子多
16、 5 个。(1)X 基态原子的核外电子排布式为_。8(2)X 是石油化工中重要的催化剂之一，如催化异丙苯( )裂化生成苯和丙烯。异丙苯分子中碳原子轨道的杂化类型为_。(3)与 Y3分子互为等电子体的阳离子为_。(4)XZ3易溶于水，熔点为 960 ，熔融状态下能够导电，据此可判断 XZ3晶体属于_(填晶体类型)。(5)元素 Ce 与 X 同族，其与 Y 形成的化合物晶体的晶胞结构如下图，该化合物的化学式为_。答案 (1)1s 22s22p63s23p63d14s2(或Ar3d 14s2) (2)sp 2、sp 3 (3)ClO 2(4)离子晶体 (5)CeO 2解析 (1)元素 X、Y、Z 为
17、前四周期元素，X 的基态原子核外电子有 21 种运动状态，为 21号元素 Sc 元素；元素 Y 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍，Y 为 O 元素；Z 与 X、Y 不在同一周期，且 Z 原子核外 p 电子比 s 电子多 5 个，Z 为 Cl 元素。(2)异丙苯 分子中苯环上的碳原子的杂化类型为 sp2，侧链碳原子轨道的杂化类型为 sp3。(3)与 O3分子互为等电子体的阳离子为 ClO 。 2(4)ScCl3易溶于水，熔点为 960 ，熔融状态下能够导电，据此可判断 XZ3晶体属于离子晶体。(5)晶胞中 Ce 原子个数8 6 4，O 原子个数8，该化合物的化学式为 CeO2。18 128(
18、2017江苏省中华中学、溧水高级中学等六校联考)在 5氨基四唑( )中加入金属 Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊。(1)基态 Ga 原子的电子排布式可表示为_。(2)5氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为_；在 1 mol 5氨基四唑中含有的 键的数目为_。(3)叠氮酸钠(NaN 3)是传统家用汽车安全气囊中使用的气体发生剂。9叠氮酸钠(NaN 3)中含有叠氮酸根离子(N )，根据等电子体原理 N 的空间构型为 3 3_。以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物。其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图示)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为_。Ti(OH) 2(H2O)42 中的化学键有_(填字母)。a 键 b 键c离子键 d配位键答案 (1)1s 22s22p63s23p63d104s24p1或Ar 3d 104s24p1(2)NCH 9 NA(3)直线形 Ti 4CN3 ad解析 (3)N 与 CO2互为等电子体，CO 2为直线形，因此 N 的空间构型为直线形；Ti 3 3位于棱上和体心，Ti 的个数为 12 14，C 位于顶点，个数为 8 1，N 位于面心，14 18个数为 6 3，因此化学式为 Ti4CN3；Ti4 与 OH 、H 2O 之间存在配位键，OH 、H 2O 中12存在共价键或 键，故选项 ad 正确。
