(通用版)高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 5個(gè)解答題之5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)(含解析)-人教版高三化學(xué)試題
《(通用版)高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 5個(gè)解答題之5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)(含解析)-人教版高三化學(xué)試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 5個(gè)解答題之5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考)(含解析)-人教版高三化學(xué)試題(50頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 歷年真題集中研究——明考情 1.(2018·全國(guó)卷Ⅰ)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉栴}: (1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為________、________(填標(biāo)號(hào))。 (2)Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H-),原因是_____________ ___________________________________________________________。 (3)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑,LiAlH4中的
2、陰離子空間構(gòu)型是______、中心原子的雜化形式為________。LiAlH4中,存在________(填標(biāo)號(hào))。 A.離子鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵 (4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過圖(a)的Born-Haber循環(huán)計(jì)算得到。 可知,Li原子的第一電離能為________kJ·mol-1,O===O鍵鍵能為________kJ·mol-1,Li2O晶格能為________kJ·mol-1。 (5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.466 5 nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為 ______________g·c
3、m-3(列出計(jì)算式)。 [把脈考點(diǎn)] 第(1)問 考查核外電子排布規(guī)則 第(2)問 考查離子半徑大小比較 第(3)問 考查離子空間構(gòu)型、中心原子雜化方式、化學(xué)鍵類型判斷 第(4)問 考查電離能、鍵能、晶格能的求算 第(5)問 考查晶胞的相關(guān)計(jì)算 解析:(1)D選項(xiàng)表示基態(tài),為能量最低狀態(tài);A、B、C選項(xiàng)均表示激發(fā)態(tài),但C選項(xiàng)被激發(fā)的電子處于高能級(jí)的電子數(shù)多,為能量最高狀態(tài)。 (2)Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,Li的核電荷數(shù)大于H的核電荷數(shù),因此Li的原子核對(duì)電子的吸引能力強(qiáng),即Li+半徑小于H-半徑。 (3)LiAlH4的陰離子為AlH,AlH中Al
4、的雜化軌道數(shù)為=4,Al采取sp3雜化,為正四面體構(gòu)型。LiAlH4是離子化合物,存在離子鍵,H和Al間形成的是共價(jià)單鍵,為σ鍵。 (4)由題給信息可知,2 mol Li(g)變?yōu)? mol Li+(g)吸收1 040 kJ熱量,因此Li原子的第一電離能為520 kJ·mol-1;0.5 mol氧氣生成1 mol氧原子吸收249 kJ熱量,因此O===O鍵的鍵能為498 kJ·mol-1;Li2O的晶格能為2 908 kJ·mol-1。 (5)由題給圖示可知,Li位于晶胞內(nèi)部,O位于頂點(diǎn)和面心,因此一個(gè)晶胞有8個(gè)Li,O原子個(gè)數(shù)=6×+8×=4。因此一個(gè)Li2O晶胞的質(zhì)量= g,一個(gè)晶胞的
5、體積為(0.466 5×10-7)3 cm3,即該晶體密度= g·cm-3。 答案:(1)D C (2)Li+核電荷數(shù)較大 (3)正四面體 sp3 AB (4)520 498 2 908 (5) 2.(2017·全國(guó)卷Ⅱ)我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?;卮鹣铝袉栴}: (1)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為____________________________。 (2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a)所示
6、,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_____________________________________________ ________________________________________________________________________; 氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R
7、的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。 ①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為______,不同之處為________。(填標(biāo)號(hào)) A.中心原子的雜化軌道類型 B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù) C.立體結(jié)構(gòu) D.共價(jià)鍵類型 ②R中陰離子N中的σ鍵總數(shù)為________個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)Π表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Π),則N中的大π鍵應(yīng)表示為________。 ③圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(NH)N—H…Cl、____________、_________。 (4)R的晶體密度為d g·cm-3,
8、其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為________________。 [把脈考點(diǎn)] 第(1)問 考查核外電子排布 第(2)問 考查同周期元素變化規(guī)律 第(3)問 考查分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第(4)問 考查晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算 解析:(1)根據(jù)構(gòu)造原理可知氮原子價(jià)電子排布式為2s22p3,根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理可寫出其價(jià)電子的軌道表達(dá)式。(2)從圖(a)可以看出:除N外,同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,E1逐漸增大,這是因?yàn)殡S原子半徑逐漸減小,結(jié)合一個(gè)電子需要釋放出更多的能量;N原子的2
9、p軌道處于半充滿狀態(tài),不易再結(jié)合一個(gè)電子,故E1呈現(xiàn)異常。(3)①結(jié)合圖(b)可知:晶體R中兩種陽(yáng)離子為NH和H3O+,其中心原子均采取sp3雜化;NH中成鍵電子對(duì)數(shù)為4,H3O+中含1個(gè)孤電子對(duì)和3個(gè)成鍵電子對(duì),即中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4;兩種陽(yáng)離子中均存在極性鍵,不存在非極性鍵。NH和H3O+分別為正四面體結(jié)構(gòu)和三角錐形結(jié)構(gòu),即立體結(jié)構(gòu)不同。②從圖(b)可以看出:陰離子N呈五元環(huán)狀結(jié)構(gòu),其含有的σ鍵總數(shù)為5個(gè);N中參與形成大π鍵的電子數(shù)為6,故可將其中的大π鍵表示為Π。③根據(jù)題給表示式可知,除表示出形成氫鍵的原子外,還要表示出形成氫鍵的原子所在的原子團(tuán)和該原子在原子團(tuán)中的成鍵情況,因此
10、氫鍵的表示式還有(H3O+)O—H…N(N)、(NH)N—H…N(N)。(4)該晶胞的體積為(a×10-7 cm)3,根據(jù)×M=(a×10-7)3d,可求出y=或×10-21。 答案:(1) (2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,故不易結(jié)合一個(gè)電子 (3)①ABD C?、? Π ③(H3O+)O—H…N(N) (NH)N—H…N(N) (4) 3.(2016·全國(guó)卷Ⅲ)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等?;卮鹣铝袉栴}: (1)寫出基態(tài)As原子
11、的核外電子排布式___________________________________。 (2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga________As,第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”) (3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為________,其中As的雜化軌道類型為________。 (4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ℃,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃,其原因是__________________ ________________________________。 (5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃,密度為ρ g·cm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為___
12、_____,Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,原子半徑分別為rGa pm和rAs pm,阿伏加德羅常數(shù)值為NA,則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________。 [把脈考點(diǎn)] 第(1)問 考查核外電子排布式的書寫 第(2)問 考查原子半徑和第一電離能大小的比較 第(3)問 考查分子構(gòu)型的判斷、中心原子雜化類型的判斷 第(4)問 考查晶體類型對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)的影響 第(5)問 考查晶體、化學(xué)鍵類型的判斷;原子空間利用率的計(jì)算 解析:(1)As元素在周期表中處于第ⅤA族,位于P元素的
13、下一周期,則基態(tài)As原子核外有33個(gè)電子,根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出其核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而逐漸減小,Ga與As在周期表中同位于第四周期,Ga位于第ⅢA族,則原子半徑:Ga>As。Ga、As原子的價(jià)電子排布式分別為4s24p1、4s24p3,其中As原子的4p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),其第一電離能較大,則第一電離能:Ga<As。(3)As原子的價(jià)電子排布式為4s24p3,最外層有5個(gè)電子,則AsCl3分子中As原子形成3個(gè)As—Cl鍵,且含有1對(duì)未成鍵的孤對(duì)電子,則As的雜
14、化軌道類型為sp3雜化,AsCl3分子的立體構(gòu)型為三角錐形。(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ℃,GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃,其原因是GaF3是離子晶體,GaCl3是分子晶體,而離子晶體的熔點(diǎn)高于分子晶體。(5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃,其熔點(diǎn)較高,據(jù)此推知GaAs為原子晶體,Ga與As原子之間以共價(jià)鍵鍵合。分析GaAs的晶胞結(jié)構(gòu),4個(gè)Ga原子處于晶胞體內(nèi),8個(gè)As原子處于晶胞的頂點(diǎn)、6個(gè)As原子處于晶胞的面心,結(jié)合“均攤法”計(jì)算可知,每個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ga原子,含有As原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4(個(gè)),Ga和As的原子半徑分別為rGapm=rGa×10-10cm,rAspm=rAs
15、×10-10 cm,則原子的總體積為V原子=4×π×[(rGa×10-10cm)3+(rAs×10-10cm)3]=×10-30(r+r)cm3。又知Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa g·mol-1和MAs g·mol-1,晶胞的密度為ρ g·cm-3,則晶胞的體積為V晶胞= cm3,故GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為×100%= ×100%= ×100%。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) (2)大于 小于 (3)三角錐形 sp3 (4)GaF3為離子晶體,GaCl3為分子晶體 (5)原子晶體 共價(jià) ×10
16、0% 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為選做題,做為“拼盤”命制的題型,各小題之間相對(duì)獨(dú)立,主要考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。 (1)在原子結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有核外電子排布式或排布圖的書寫,電離能、電負(fù)性大小的比較與判斷,電子親和能的變化規(guī)律。 (2)在分子結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有化學(xué)鍵類型的判斷,分子構(gòu)型的判斷,中心原子雜化方式的判斷。 (3)在晶體結(jié)構(gòu)部分主要命題點(diǎn)有晶體類型的判斷,晶體熔沸點(diǎn)的判斷,晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算等。 高考題點(diǎn)逐一研究——清盲點(diǎn) 該選考大題由題頭(介紹題目背景或物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí),元素推斷信息)和設(shè)問(拼盤式設(shè)問物質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)主干知識(shí))兩部分組成
17、;解題的關(guān)鍵是先確定考查元素在周期表中的相對(duì)位置,再聯(lián)想變化規(guī)律和特殊性質(zhì),根據(jù)題設(shè)要求規(guī)范回答即可。 命題點(diǎn)一 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.能層與能級(jí) (1)能層、能級(jí)和最多容納電子數(shù)之間的關(guān)系 能層(n) 一 二 三 四 五 六 七 符號(hào) K L M N O P Q 能級(jí) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … 最多容納的電子數(shù) 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … 2 8 18 32 2n2 電子離核遠(yuǎn)近 近→遠(yuǎn) 電子能量高低 低→
18、高 (2)常見原子軌道電子云輪廓 原子軌道 電子云輪廓形狀 軌道個(gè)數(shù) s 球形 1 p 啞鈴形 3(px,py,pz) 2.核外電子排布 (1)牢記基態(tài)原子核外電子排布的三規(guī)律 能量最低原理 原子核外電子總是先占有能量最低的原子軌道,即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s… 泡利原理 每個(gè)原子軌道上最多只容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子 洪特規(guī)則 當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí),基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋狀態(tài)相同 (2)明確表示基態(tài)原子核外電子排布的四方法 表示方法 舉例 電子排布式
19、 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1 簡(jiǎn)化表示式 Cu:[Ar]3d104s1 價(jià)電子排布式 Fe:3d64s2 電子排布圖(或軌道表示式) (3)防范核外電子排布常見錯(cuò)誤 ①電子排布式 a.3d、4s書寫順序混亂。 如 b.違背洪特規(guī)則特例。 如 ②電子排布圖 錯(cuò)誤類型 錯(cuò)因剖析 改正 違背能量最低原理 違背泡利原理 違背洪特規(guī)則 違背洪特規(guī)則 (4)巧判未成對(duì)電子數(shù)的兩方法 ①根據(jù)電子排布式判斷 設(shè)電子排布式中未充滿電子的能級(jí)的電子數(shù)為n,該能級(jí)的原子軌道數(shù)為m,則n≤m時(shí),未成對(duì)電子
20、數(shù)為n;n>m時(shí),未成對(duì)電子數(shù)為2m-n。如氯原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5,未充滿電子的能級(jí)為3p能級(jí),有3個(gè)原子軌道,填充的電子數(shù)為5,所以未成對(duì)電子數(shù)為2×3-5=1;Cr原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,未充滿電子的能級(jí)為3d能級(jí)和4s能級(jí),分別有5、1個(gè)原子軌道,填充的電子數(shù)分別為5、1,所以未成對(duì)電子數(shù)為6。 ②根據(jù)電子排布圖判斷 電子排布圖能夠直觀地表示未成對(duì)電子數(shù),即單獨(dú)占據(jù)一個(gè)方框的箭頭的個(gè)數(shù)。 3.電離能、電負(fù)性 (1)元素第一電離能的周期性變化規(guī)律 一般規(guī)律 同一周期,隨著原子序數(shù)的增加,元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的
21、趨勢(shì),稀有氣體元素的第一電離能最大,堿金屬元素的第一電離能最小; 同一主族,隨著電子層數(shù)的增加,元素的第一電離能逐漸減小 特殊情況 第一電離能的變化與元素原子的核外電子排布有關(guān)。通常情況下,當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)和全滿(p6、d10、f14)結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,該元素具有較大的第一電離能 (2)電離能、電負(fù)性大小判斷 規(guī)律 在周期表中,電離能、電負(fù)性從左到右逐漸增大,從上往下逐漸減小 特性 同周期主族元素,第ⅡA族(ns2)全充滿、ⅤA族(np3)半充滿,比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰的第ⅢA和Ⅵ
22、A族元素 方法 常常應(yīng)用化合價(jià)及物質(zhì)類別判斷電負(fù)性的大小,如O與Cl的電負(fù)性比較:①HClO中Cl為+1價(jià)、O為-2價(jià),可知O的電負(fù)性大于Cl;②Al2O3是離子化合物、AlCl3是共價(jià)化合物,可知O的電負(fù)性大于Cl (3)電離能、電負(fù)性的應(yīng)用 ①電離能的應(yīng)用 判斷元素金屬性的強(qiáng)弱 電離能越小,金屬越容易失去電子,金屬性越強(qiáng);反之越弱 判斷元素的化合價(jià) 如果某元素的In+1?In,則該元素的常見化合價(jià)為+n,如鈉元素I2?I1,所以鈉元素的化合價(jià)為+1 ②電負(fù)性的應(yīng)用 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1.(1)(2018·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)硫及其化合物有許多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所
23、示: H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4 熔點(diǎn)/℃ -85.5 115.2 >600 -75.5 16.8 10.3 沸點(diǎn)/℃ -60.3 444.6 (分解) -10.0 45.0 337.0 則基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為________,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為________形。 (2)(2018·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。 ①Zn原子核外電子排布式為________________________________________________
24、_________________________________________。 ②黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是____________________ ____________________________________________________。 (3)(2017·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?;卮鹣铝袉栴}: ①元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色,其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為________ nm(填標(biāo)號(hào))。 A.404.4
25、 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5 ②基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是________,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為________。K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是________________________________________________ _________________________________________。 (4)(2017·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2===CH3OH+H2O)中,Co氧化物負(fù)載的
26、Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景。 Co基態(tài)原子核外電子排布式為________________。元素Mn與O中,第一電離能較大的是________,基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是________。 (5)(2016·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素,在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 ①基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]__________,有________個(gè)未成對(duì)電子。 ②光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是________。 (6)(2016·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)①鎳元素
27、基態(tài)原子的電子排布式為____________________,3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為________。 ②單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1 958 kJ·mol-1、INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是_________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,因此其
28、價(jià)層電子的電子排布圖為 ;基態(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,最高能級(jí)為3p,其電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。(2)①鋅的核外有30個(gè)電子,因此其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,也可寫作[Ar]3d104s2。②鋅的價(jià)層電子排布式為3d104s2,為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失去電子,銅的價(jià)層電子排布式為3d104s1,較易失去一個(gè)電子,因此鋅的第一電離能大于銅的第一電離能。(3)①當(dāng)對(duì)金屬鉀或其化合物進(jìn)行灼燒時(shí),焰色反應(yīng)顯紫紅色,紫色光的輻射波長(zhǎng)范圍為400 nm~430 nm,紫色光波長(zhǎng)較短(鉀原子中的電子吸收較多能量發(fā)生躍遷,但處于較高能量軌
29、道的電子不穩(wěn)定,躍遷到較低能量軌道時(shí)放出的能量較多,故放出的光的波長(zhǎng)較短)。②基態(tài)K原子核外有4個(gè)能層:K、L、M、N,能量依次增高,處于N層上的1個(gè)電子位于s軌道,s電子云輪廓圖形狀為球形。金屬原子半徑越小、價(jià)電子數(shù)越多,金屬鍵越強(qiáng),其熔沸點(diǎn)越高。(4)根據(jù)構(gòu)造原理可寫出Co基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。O是非金屬元素,而Mn是金屬元素,前者易得電子而不易失電子,后者則反之,所以O(shè)的第一電離能大于Mn的。Mn和O的基態(tài)原子核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4,前者的3d軌道中5個(gè)電子均未
30、成對(duì),后者的2p軌道中有2個(gè)電子未成對(duì),所以Mn的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多。(5)①鍺元素在周期表的第四周期、第ⅣA族,因此核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2,p軌道上的2個(gè)電子是未成對(duì)電子。②Zn和Ge為同周期元素,Ge在Zn的右邊,因此Ge的電負(fù)性比Zn的強(qiáng);O為活潑的非金屬元素,電負(fù)性強(qiáng)于Ge和Zn,因此三者電負(fù)性由大至小的順序?yàn)镺、Ge、Zn。(6)①Ni是28號(hào)元素,根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可知,其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2。根據(jù)洪特規(guī)則可知,Ni原子3d能級(jí)上8個(gè)電子盡可能分占5個(gè)不同的軌道,其未成對(duì)電子數(shù)為2。②Cu、Ni均屬
31、于金屬晶體,它們均是通過金屬鍵形成晶體。因Cu元素基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d104s1,3d能級(jí)全充滿,較穩(wěn)定,失去第2個(gè)電子較難,因此ICu>INi。 答案:(1) 啞鈴(紡錘) (2)①1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 ②大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子 (3)①A?、贜 球形 K原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少,金屬鍵較弱 (4)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn (5)①3d104s24p2 2?、贠>Ge>Zn (6)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84
32、s2 2 ②金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子 2.(1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為_______________________________________。 (2)Cu2+的電子排布式是_______________________________________________。 (3)Si元素基態(tài)原子的電子排布式是_____________________________________。 (4)N的基態(tài)原子核外電子排布式為______________________________________, Cu的基態(tài)原子最外層有________個(gè)電
33、子。原子半徑Al________Si,電負(fù)性:N________O。(用“>”或“<”) (5)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)開_______。 (6)第一電離能Si________S。(用“>”或“<”) (7)A、B、C、D、E、F為硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的組成元素,A原子核外只有1種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,B、C元素位于第二周期且原子半徑B>C,D與C同主族,E、F元素的電離能數(shù)據(jù)如下表: 元素 第一電離能/(kJ·mol-1) 第二電離能/(kJ·mol-1) 第三電離能/(kJ·mol-1) 第四電離能/(kJ·mol-1) E 418.8 3 052
34、 4 420 5 877 F 577.5 1 816.7 2 744.8 11 577 請(qǐng)回答下列問題: ①A在元素周期表中屬于________區(qū)元素。 ②基態(tài)E原子的電子排布式為________________。 ③D、E、F離子半徑大小順序?yàn)開_______________________________________ (用離子符號(hào)表示)。 ④B、C、D電負(fù)性大小順序?yàn)開_________________________________________ (用元素符號(hào)表示)。 ⑤參照表中數(shù)據(jù),進(jìn)行判斷:Mg原子第一電離能______(填“大于”或“小于”)5
35、77.5 kJ·mol-1。 解析:(7)硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的化學(xué)式分別為KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2,二者的組成元素有H、O、N、S、Al、K。A原子核外只有1種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,說明A原子核外只有1個(gè)電子,A為H。H、O、N、S、Al、K六種元素中,只有O、N處于第二周期,且N的原子半徑大于O,故B為N,C為O。與O元素同主族的應(yīng)該是S,故D為S。根據(jù)E、F元素電離能數(shù)據(jù)可知,E元素的第一電離能和第二電離能相差很大,第二電離能與第三、四電離能相差不大,說明E原子最外層只有1個(gè)電子,故E為K,F(xiàn)為Al。①H的原子結(jié)構(gòu)中只有1s上有1個(gè)電子,所以H屬于s區(qū)元素。②E為K,其原子核
36、外有19個(gè)電子,基態(tài)K原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1。③S2-、Al3+、K+半徑比較時(shí),由于K+、S2-具有3個(gè)電子層,Al3+只有2個(gè)電子層,所以K+、S2-的半徑都大于Al3+的半徑,K+和S2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),原子序數(shù)越小,半徑越大,故S2-的半徑大于K+的半徑。④元素非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,故電負(fù)性O(shè)>N>S。⑤Mg原子的價(jià)電子排布式為3s2,處于全充滿狀態(tài),失去3s2上的1個(gè)電子比Al原子失去3p1上的1個(gè)電子更難,故Mg原子的第一電離能大于577.5 kJ·mol-1。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 (2)
37、1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(3)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(4)1s22s22p3 1 > <
(5)H 38、。
①基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布式為________________。
②鍺、砷、硒的第一電離能大小排序?yàn)開___________。
(3)①Cu元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為________________。元素C、N、O的第一電離能由大到小的排列順序?yàn)開_______。
②下列說法正確的是________(填字母)。
A.第一電離能:As>Ga
B.電負(fù)性:As>Ga
C.原子半徑:As>Ga
③鍺(Ge)是用途很廣的半導(dǎo)體材料,基態(tài)鍺原子的外圍電子排布式為______________
________。在第二周期中,第一電離能位于硼元素與氮元素之間的元素有________ 39、種。
④硼(B)及其化合物在化學(xué)中有重要的地位。Ga與B同主族,Ga的基態(tài)原子的核外電子排布式為____________________________________________________________,
B、C、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是________。
(4)已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X與Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。
①X元素基態(tài)原子的電子排布式為____________,該元素的符號(hào)是________。
②Y元素原子的價(jià)層電 40、子排布圖為____________,該元素的名稱是________。
③已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金屬鋅還原為XZ3,產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物的穩(wěn)定性,并說明理由:_________________________________________ 41、_______________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)原子占有9個(gè)原子軌道時(shí),3p能級(jí)上的3個(gè)軌道均被占據(jù),有1個(gè)成單電子的只能是3p5,故L是氯元素。(2)①硒為34號(hào)元素,有6個(gè)價(jià)電子,所以硒的價(jià)層電子排布式為4s24p4;②同一周期中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì),但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,所以Ge、As、Se三種元素的第一電離能的大小順序是As>Se>Ge。(3)①Cu是29號(hào)元素,其原 42、子核外有29個(gè)電子,其基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d104s1;同周期從左到右,元素的第一電離能呈增大趨勢(shì),由于N元素原子的2p能級(jí)處于半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰的元素,所以C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的排列順序是N>O>C。②同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),則第一電離能:As>Ga,故A正確;同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大,則電負(fù)性:As>Ga,故B正確;同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,故原子半徑:As 43、位于硼元素與氮元素之間的元素有Be、C、O三種。④Ga位于第四周期第ⅢA族,所以其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。由第一電離能的變化規(guī)律可知,B、C、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是O>C>B。(4)①根據(jù)構(gòu)造原理,X元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,該元素為33號(hào)元素砷,符號(hào)是As;②Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子,Y可能為O或C,因X與Y可形成化合物X2Y3,故Y為O,其價(jià)層電子排布圖為③根據(jù)三種元素的原子序數(shù)之和等于42可推出Z為H,XZ3為AsH3 44、,根據(jù)得失電子守恒配平化學(xué)方程式:As2O3+6Zn+6H2SO4===2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O;④同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,其氫化物中化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)逐漸增大,鍵能逐漸減小,穩(wěn)定性逐漸減弱。
答案:(1)C 3d64s2 Cl (2)①4s24p4 ②As>Se>Ge(3)①3d104s1 N>O>C?、贏B?、?s24p2 3
④1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
O>C>B
(4)①1s22s22p63s23p63d104s24p3 As 氧
③As2O3+6Zn+6H2SO4===2AsH3↑+6ZnSO4+3 45、H2O?、芊€(wěn)定性:NH3>PH3>AsH3。原因:原子半徑N<P<As,其氫化物中化學(xué)鍵鍵長(zhǎng)逐漸增大,鍵能逐漸減小,穩(wěn)定性逐漸減弱
命題點(diǎn)二 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.σ鍵、π鍵的判斷
(1)由原子軌道重疊方式判斷:“頭碰頭”重疊為σ鍵,“肩并肩”重疊為π鍵。
(2)由共價(jià)鍵數(shù)目判斷:?jiǎn)捂I為σ鍵;雙鍵或三鍵,其中一個(gè)為σ鍵,其余為π鍵。
(3)由成鍵軌道類型判斷:s軌道形成的共價(jià)鍵全是σ鍵;雜化軌道形成的共價(jià)鍵全為σ鍵。
2.中心原子雜化類型和分子空間構(gòu)型的相互判斷
分子(A為中心原子)
中心原子孤電子對(duì)數(shù)
中心原子雜化方式
分子構(gòu)型
示例
AB2
0
sp
直線形
46、BeCl2
1
sp2
V形
SO2
2
sp3
V形
H2O
AB3
0
sp2
平面三角形
BF3
1
sp3
三角錐形
NH3
AB4
0
sp3
正四面體形
CH4
3.常見等電子體
粒子
通式
價(jià)電子總數(shù)
立體構(gòu)型
CO2、SCN-、NO、N
AX2
16e-
直線形
CO、NO、SO3
AX3
24e-
平面三角形
SO2、O3、NO
AX2
18e-
V形
SO、PO
AX4
32e-
正四面體形
PO、SO、ClO
AX3
26e-
三角錐形
CO、N2
AX
10e-
直 47、線形
CH4、NH
AX4
8e-
正四面體形
4.非極性分子與極性分子的判斷
5.范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較
范德華力
氫鍵
共價(jià)鍵
概念
分子間普遍存在的一種相互作用力,但不是化學(xué)鍵
已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(N、O、F)形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子(N、O、F)之間的作用力
原子間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵
存在范圍
分子或原子(稀有氣體)之間
氫原子與氟、氮、氧原子(分子內(nèi)、分子間)
相鄰原子間
特征
無(wú)方向性、
無(wú)飽和性
有方向性、
有飽和性
有方向性、
有飽和性
強(qiáng)度比較
共價(jià)鍵>氫鍵>范德華力
影響強(qiáng) 48、度
的因素
①隨著分子極性和相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大
②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大
對(duì)于A—H……B—,A、B的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,氫鍵鍵能越大
成鍵原子半徑越小,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定
對(duì)物質(zhì)性
質(zhì)的影響
①影響物質(zhì)的熔沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)
②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大,物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高
分子間氫鍵的存在,使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)升高,在水中的溶解度增大
①影響分子的穩(wěn)定性,共價(jià)鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強(qiáng)
②影響原子晶體的熔沸點(diǎn)、硬度
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.(1)(2018·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)硫及其化合物有許多用 49、途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:
H2S
S8
FeS2
SO2
SO3
H2SO4
熔點(diǎn)/℃
-85.5
115.2
>600(分解)
-75.5
16.8
10.3
沸點(diǎn)/℃
-60.3
444.6
-10.0
45.0
337.0
①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他分子的是________。
②氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為________形,其中共價(jià)鍵的類型有________種;固體三氧化硫中存在如圖所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為_______ 50、_。
(2)(2018·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。
①ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872 ℃),其化學(xué)鍵類型是________;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,原因是_________________
________________________________________________________________________。
②《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為________,C原子的雜化形式為_ 51、_______。
(3)(2017·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選) X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構(gòu)型為________,中心原子的雜化形式為________。
(4)(2017·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2===CH3OH+H2O)中,Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景。
①CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。
②在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開_______________,原因是__________________ 52、___________________________
________________________________________________________________________。
③硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外,還存在________。
(5)(2016·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)①Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、三鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是__________________
_____________________________________________________ 53、___________________。
②比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其變化規(guī)律及原因___________________
_____________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔點(diǎn)/℃
-49.5
26
146
沸點(diǎn)/℃
83.1
186
約400
③Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu),其中Ge原子的雜化方式為________,微粒之間存在的作用力是____________________________________________________________ 54、____。
(6)(2016·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是__________。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為________,提供孤電子對(duì)的成鍵原子是________。
③氨的沸點(diǎn)________(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是______________;氨是________分子(填“極性”或“非極性”),中心原子的軌道雜化類型為______。
解析:(1)①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知,H2S、SO2、SO3三種分子中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別 55、為4、3、3,因此H2S中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同于其他兩種分子。②SO3的中心原子為S,中心原子的孤電子對(duì)數(shù)=(6-2×3)/2=0,中心原子結(jié)合3個(gè)氧原子,結(jié)合每個(gè)O原子有且只能有一個(gè)σ鍵,所以S形成3個(gè)σ鍵,S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+3=3,S為sp2雜化,根據(jù)sp2雜化軌道構(gòu)型可知,SO3為平面形分子,符合形成大π鍵條件,可形成4中心6電子大π鍵,因此有兩種共價(jià)鍵類型。如題圖所示的三聚分子中每個(gè)S原子與4個(gè)O原子結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu),S原子的雜化軌道類型為sp3。
(2)①由ZnF2的熔點(diǎn)為872 ℃可知,ZnF2應(yīng)為離子晶體,因此化學(xué)鍵類型為離子鍵。ZnF2為離子化合物,極性較大,不溶 56、于有機(jī)溶劑;ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小,能夠溶于有機(jī)溶劑。②C原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)n=(4+3×0+2)/2=3,因此C原子為sp2雜化,CO的空間構(gòu)型為平面三角形。
(3)I中I原子為中心原子,則其孤電子對(duì)數(shù)為×(7-1-2)=2,且其形成了2個(gè)σ鍵,中心原子采取sp3雜化,I空間構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)。
(4)①CO2中C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2,故為sp雜化;CH3OH分子中C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,故為sp3雜化。②水和甲醇均為極性分子,常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈液態(tài);二氧化碳和氫氣均為非極性分子,常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈氣態(tài)。由于水分子中的2個(gè)氫原子都能參與氫鍵的形成,而 57、甲醇分子中只有羥基上的氫原子能夠形成氫鍵,所以水中的氫鍵比甲醇多,則水的沸點(diǎn)高于甲醇的沸點(diǎn)。二氧化碳和氫氣都屬于分子晶體,但由于二氧化碳的相對(duì)分子質(zhì)量大于氫氣,所以二氧化碳的沸點(diǎn)高于氫氣的沸點(diǎn)。③Mn(NO3)2是離子化合物,存在離子鍵;此外在NO中,3個(gè)O原子和中心原子N之間還形成一個(gè)4中心6電子的大π鍵(Π鍵),所以Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵有σ鍵、π鍵和離子鍵。
(5)①鍺雖然與碳為同族元素,但比碳多了兩個(gè)電子層,因此鍺的原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長(zhǎng),p-p軌道“肩并肩”重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵。②由鍺鹵化物的熔沸點(diǎn)由GeCl4到GeI4呈增大的趨勢(shì)且它們的熔沸點(diǎn) 58、較低,可判斷它們均為分子晶體,而相同類型的分子晶體,其熔沸點(diǎn)取決于相對(duì)分子質(zhì)量的大小,因?yàn)橄鄬?duì)分子質(zhì)量越大,分子間的作用力就越大,熔沸點(diǎn)就越高。③Ge單晶為金剛石型結(jié)構(gòu),金剛石中碳原子的雜化方式為sp3,因此Ge原子的雜化方式也為sp3。微粒之間存在的作用力為共價(jià)鍵。
(6)①SO中,S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4,成鍵電子對(duì)數(shù)為4,故SO的立體構(gòu)型為正四面體形。②[Ni(NH3)6]2+中,由于Ni2+具有空軌道,而NH3中N原子含有孤電子對(duì),兩者可通過配位鍵形成配離子。③由于NH3分子間可形成氫鍵,故NH3的沸點(diǎn)高于PH3。NH3分子中,N原子形成3個(gè)σ鍵,且有1個(gè)孤電子對(duì),N原子的軌道雜化 59、類型為sp3,立體構(gòu)型為三角錐形。由于空間結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,NH3屬于極性分子。
答案:(1)①H2S?、谄矫嫒恰? sp3
(2)①離子鍵 ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主,極性較小 ②平面三角形 sp2(3)V形 sp3
(4)①sp sp3?、贖2O>CH3OH>CO2>H2 H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比甲醇多;CO2與H2均為非極性分子,CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大,范德華力較大?、垭x子鍵和π鍵(Π鍵)
(5)①Ge原子半徑大,原子間形成的σ單鍵較長(zhǎng),p-p軌道“肩并肩”重疊程度很小或幾乎不能重疊,難以形成π鍵?、贕eCl4、G 60、eBr4、GeI4的熔、沸點(diǎn)依次增高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)?、踫p3 共價(jià)鍵
(6)①正四面體形 ②配位鍵 N?、鄹哂凇H3分子間可形成氫鍵 極性 sp3
2.(1)①丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是____________,1 mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為__________________。
②乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮,這是因?yàn)開______________________________________。
(2)①碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖a所示。該單質(zhì)的晶體類型為________,原子間存在的共價(jià)鍵類型有________,碳原子的雜 61、化軌道類型為____________________。
②SiCl4分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為__________,分子的立體構(gòu)型為________,屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。
③四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖b所示。
ⅰ.SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_________________________
________________________________________________________________________。
ⅱ.結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律,可推斷:依F 62、、Cl、Br、I次序,PbX2中的化學(xué)鍵的離子性________、共價(jià)性________。(填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”)
(3)[Zn(CN)4]2-在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng):4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
①1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為________mol。
②HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型為________。
③與H2O分子互為等電子體的陰離子為________。
④[Zn(CN)4]2-中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,[Zn(CN)4]2-的結(jié)構(gòu)可 63、用示意圖表示為________________。
(4)①V2O5常用作SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是________對(duì),分子的立體構(gòu)型為________;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為________;SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖c所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為________;該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長(zhǎng)有兩類,一類鍵長(zhǎng)約140 pm,另一類鍵長(zhǎng)約為160 pm,較短的鍵為________(填圖c中字母),該分子中含有________個(gè)σ鍵。
②V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到釩酸鈉(Na3VO4),該鹽陰離子的立體構(gòu)型為____ 64、____;也可以得到偏釩酸鈉,其陰離子呈如圖d所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu),則偏釩酸鈉的化學(xué)式為________。
解析:(1)①甲基上的碳原子為sp3雜化,羰基上的碳原子為sp2雜化。單鍵全為σ鍵,1個(gè)雙鍵中含有1個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵,故1 mol丙酮中含有9 mol σ鍵。②乙醇中的羥基之間可以形成分子間氫鍵,故沸點(diǎn)高于丙酮。(2)①該單質(zhì)為石墨,石墨屬于混合型晶體,層內(nèi)碳原子之間形成σ鍵和π鍵;石墨中碳原子有3個(gè)σ鍵,無(wú)孤電子對(duì),因此雜化類型為sp2;②SiCl4中心原子是Si,有4個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,空間構(gòu)型為正四面體形;屬于非極性分子;③ SiX4屬于分子晶體,不含分子間 65、氫鍵,范德華力越大,熔沸點(diǎn)越高,范德華力隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而增大,即熔沸點(diǎn)增高;同主族從上到下非金屬性減弱,得電子能力減弱,因此PbX2中化學(xué)鍵的離子性減弱,共價(jià)性增強(qiáng)。(3)①HCHO的結(jié)構(gòu)式為,單鍵為σ鍵,雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,1個(gè)HCHO分子中含有3個(gè)σ鍵,故1 mol HCHO中含有σ鍵3 mol。②根據(jù)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,β-C原子形成4個(gè)σ鍵,該碳原子采取sp3雜化;α-C原子形成2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,該碳原子采取sp雜化。③等電子體是指原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微粒,H2O分子中有3個(gè)原子、8個(gè)價(jià)電子,根據(jù)質(zhì)子—電子互換法可知,符合條件的陰離子為NH。④Zn 66、2+提供空軌道,CN-中C原子提供孤電子對(duì),兩者形成配位鍵,結(jié)構(gòu)可表示為或 (4)①SO2分子中S原子價(jià)電子排布式為3s23p4,價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3對(duì),分子的立體構(gòu)型為V形;SO3氣態(tài)為單分子,該分子中S原子的雜化軌道類型為sp2雜化;SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如題圖c所示,該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為sp3雜化;該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長(zhǎng)有兩類,較短的鍵為a,該分子中含有12個(gè)σ鍵。②釩酸鈉(Na3VO4)中陰離子的立體構(gòu)型為正四面體形;則偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3。
答案:(1)①sp2和sp3 9NA?、谝掖挤肿娱g存在氫鍵
(2)①混合型晶體 σ鍵、π鍵 sp2?、? 正四面體形 非極性?、邰?均為分子晶體,范德華力隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大?、?減弱 增強(qiáng)
(3)①3 ②sp3和sp?、跱H
④或
(4)①3 V形 sp2 sp3 a 12
②正四面體形 NaVO3
3.碳、氮元素及其化合物與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),回答下列問題。
(1)K3[Fe(CN)6]晶體中Fe3+與CN-之間的作用力為________,該化學(xué)鍵能夠形成的原因是_____________________
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