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專題限時集訓(十四)　突破點21 [建議用時：45分鐘] 1．(2016東北四市一模)已知A、B、C、D、E、F是元素周期表中前36號元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A的質(zhì)子數(shù)、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)均相等，B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子總數(shù)相同，D的基態(tài)原子核外成對電子數(shù)是成單電子數(shù)的3倍，E4＋與氬原子的核外電子排布相同。F是第四周期d區(qū)原子序數(shù)最大的元素。請回答下列問題： (1)寫出E的價層電子排布式：________。 (2)A、B、C、D電負性由大到小的順序為______________(填元素符號)。 (3)F(BD)4為無色、揮發(fā)性的劇毒液體，熔點－25 ℃，沸點43 ℃。不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯等有機溶劑，呈四面體構(gòu)型，該晶體的類型為________，F(xiàn)與BD之間的作用力為________。 (4)開發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。 ①由A、B、E三種元素構(gòu)成的某種新型儲氫材料的理論結(jié)構(gòu)模型如圖甲所示，圖中虛線框內(nèi)B原子的雜化軌道類型有________種； 甲　　　　　　　　　乙 ②分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在的儲氫材料。X一定不是________(填標號)； A．H2O　　　 B. CH4 C．HF D. CO(NH2)2 ③F元素與鑭(La)元素的合金可作儲氫材料，該晶體的晶胞如圖乙所示，晶胞中心有一個F原子，其他F原子都在晶胞面上，則該晶體的化學式為________；已知其摩爾質(zhì)量為M gmol－1，晶胞參數(shù)為a pm，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則該晶胞的密度為________gcm－3。 [解析]　根據(jù)“A的質(zhì)子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相同”可確定A為H，結(jié)合B的電子排布特點可確定B為C，由D的電子排布特點可確定D為O，則C為N；E4＋核外有18個電子，可確定E為Ti，結(jié)合F是第四周期d區(qū)原子序數(shù)最大的元素，可確定F為Ni。(1)Ti的原子最外層有4個電子，其價層電子排布式為3d24s2。(2)根據(jù)四種元素在周期表中的位置關系可確定電負性：O>N>C>H。(3)該晶體熔、沸點較低，由此可確定該晶體為分子晶體，Ni與CO之間以配位鍵相結(jié)合。(4)①從圖中可看出構(gòu)成直線形的C原子采取sp雜化，左側(cè)球形結(jié)構(gòu)中C原子采取sp2雜化，直線形和球形連接處C原子為sp3雜化，即該儲氫材料中C原子有3種雜化類型；②CH4分子間不存在氫鍵，HF分子間雖存在氫鍵，但不能形成立體籠狀結(jié)構(gòu)，形成的是鏈狀結(jié)構(gòu)，故不能構(gòu)成儲氫材料；H2O和CO(NH2)2中均存在氫鍵，可成為潛在的儲氫材料；③利用均攤法可確定晶胞中Ni的個數(shù)為1＋(4＋4)＝5，La的個數(shù)為8＝1，則該晶胞的化學式為LaNi5；設晶胞的密度為ρ gcm－3，則(a10－10)3ρ＝，解得ρ＝1030 gcm－3。 [答案]　(1)3d24s2 (2)O>N>C>H (3)分子晶體　配位鍵 (4)①3?、贐C　③LaNi5　1030 2．(2016福建廈門一模)NO和NO都是常見的配位體，易與金屬結(jié)合生成配合物。 (1)基態(tài)氧原子核外未成對電子數(shù)有________個，基態(tài)氮原子的核外電子軌道示意圖為______________________________________________________。 (2)NO和NO中氮原子的雜化軌道類型分別為_____________________。 (3)為消除霧霾利用金屬氧化物吸收氮的氧化物，MgO、BaO、CaO、SrO吸收氮的氧化物能力由強到弱的順序為____________________。 (4)下表為含氧酸根XO的鍵長數(shù)據(jù)： 含氧酸根XO PO SiO SO ClO 實驗測定鍵長(pm) 154 163 149 146 共價單鍵半徑之和(pm) 179 186 175 172 PO的空間構(gòu)型為________。X—O之間的實測鍵長與理論鍵長有差異，其原因可能為X—O之間形成了多重鍵：首先是X原子的________軌道與O原子的2p軌道形成________鍵；其次是X原子的________軌道與O原子的2p軌道形成________鍵。 (5)鐵有δ、γ兩種晶體，如圖所示。兩種晶體中距離最近的鐵原子間距相同。δFe中鐵原子的配位數(shù)為________，δFe和γFe的密度之比為________。 [解析]　(1)基態(tài)氧原子的核外電子排布式為1s22s22p4，未成對電子數(shù)有2個；基態(tài)氮原子的核外電子排布式為1s22s22p3，p能級是3個軌道，遵循洪特規(guī)則和泡利原理。(2)NO中氮原子是sp雜化，NO中氮原子是sp2雜化。(3)金屬性越強，其氧化物吸收氮的能力越強，所以吸收氮的氧化物能力由強到弱的順序為BaO>SrO>CaO>MgO。(5)設δFe晶胞的邊長為a1，γFe晶胞的邊長為a2，根據(jù)兩晶體中距離最近的鐵原子間距相同得a1＝a2，所以兩種晶體晶胞體積比為V1∶V2＝a∶a＝2∶3，由圖可知，δFe晶體中一個晶胞平均含有8＋1＝2個Fe原子，γFe晶體中一個晶胞平均含有8＋6＝4個Fe原子，所以兩者密度之比為ρ1∶ρ2＝∶＝3∶8。 [答案]　(1)2 (2)sp、sp2 (3)BaO>SrO>CaO>MgO (4)正四面體　sp3雜化　σ　3d　π (5)8　 3．(2016南寧調(diào)研)X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，這五種元素的相關信息如下： 元素 相關信息 X 其中一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代 Y 原子核外電子有7種不同的運動狀態(tài) Z 地殼中含量最高的元素 W 價電子排布式為(n＋1)sn(n＋1)pn＋2 R 基態(tài)原子最外能層只有一個電子，其他能層均已充滿電子 (1)基態(tài)R原子的電子排布式為______________________________________________________________。 (2)Y2分子中σ鍵和π鍵的數(shù)目比為________。 (3)X、Y、Z三種元素的第一電離能由小到大的順序為________________(用元素符號表示)，元素Y的簡單氣態(tài)氫化物的沸點比元素X的簡單氣態(tài)氫化物沸點高的主要原因是________________________。 (4)由元素Z、W組成的微粒WZ的空間構(gòu)型是____________，其中W原子的雜化軌道類型為________。 (5)已知Z、R能形成一種化合物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該化合物的化學式為________；若相鄰的Z原子和R原子間的距離為a cm，設阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，則該晶體的密度為________ gcm－3(用含a、NA的代數(shù)式表示)。 [解析]　X的一種核素在考古時用來鑒定文物年代，為C元素；Y核外電子有7種不同的運動狀態(tài)，為N元素；Z為地殼中含量最高的元素，為O元素；W價電子為3s23p4，為S元素；R基態(tài)原子最外層上只有一個電子，其他能層均已充滿電子，價層電子排布為3d104s1，是Cu元素。(1)Cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。(2)N2分子中N元素之間形成N≡N，所以一個N2分子中σ鍵和π鍵之比為1∶2。(3)由于N的2p軌道半充滿，較穩(wěn)定，其第一電離能比O大，所以C、N、O的第一電離能大小順序為N>O>C，Y的簡單氣態(tài)氫化物為NH3，X的簡單氣態(tài)氫化物為CH4，氨分子間存在氫鍵，導致其沸點比CH4高。(4)SO為四面體結(jié)構(gòu)，S原子核外有4對共用電子對，雜化方式為sp3。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，一個晶胞中Cu原子個數(shù)為4，O原子個數(shù)為81/8＋1＝2，Cu、O原子個數(shù)之比為2∶1，化合物化學式為Cu2O；設邊長為b cm，有b2＋(b)2＝(4a)2，b＝a，ρ＝＝ gcm－3＝ gcm－3。 [答案]　(1)[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1) (2)1∶2 (3)C”、“<”或“＝”)。 ②SeO2分子的空間構(gòu)型為________。 (4)三氟化氮(NF3)是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體，在太陽能電池制造中得到廣泛應用。它可在銅的催化作用下由F2和過量的NH3反應得到，該反應的化學方程式為3F2＋4NH3NF3＋3NH4F，該反應中NH3的沸點________(填“>”、“<”或“＝”)HF的沸點，NH4F固體屬于________晶體。往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 圖乙為一個金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長為a pm，Cu的相對原子質(zhì)量為64，金屬銅的密度為ρ g/cm3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________ mol－1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。 乙 [解析]　(1)鎳是28號元素，其外圍電子排布式為3d84s2，位于元素周期表中的d區(qū)。(2)由富勒烯的結(jié)構(gòu)示意圖可知每個碳原子與周圍3個碳原子形成碳碳共價鍵，所以碳原子的雜化方式是sp2，平均1 mol碳原子形成1.5 mol碳碳共價鍵，則1 mol C60分子中含有90 mol σ鍵。(3)①As是ⅤA族元素，由于4p軌道上電子是半充滿狀態(tài)，所以第一電離能：As>Ga；②SeO2分子中Se原子的雜化數(shù)是＝3，而只有2個氧原子參與成鍵，所以是V形結(jié)構(gòu)。(4)F的電負性大于N，HF更易形成氫鍵，所以沸點：NH3?、赩形 (4)<　離子　F的電負性比N大，N—F成鍵電子對向F偏移，導致NF3中N原子核對其孤電子對的吸引能力增強，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2＋形成配離子