专题检测十五物质结构与性质选修③Word文档下载推荐.docx
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＝
g·
cm－3；
设1molNi0.96O中含Ni3＋xmol，Ni2＋为（0.96－x）mol，根据晶体仍呈电中性，可知3x＋2×
（0.96－x）＝2×
1，x＝0.08mol，Ni2＋为（0.96－x）mol＝0.88mol，即离子数之比为Ni3＋∶Ni2＋＝0.08∶0.88＝1∶11。
答案：
（1）晶体 X射线衍射
（2）1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8 >
（3）5NA（或5×
6.02×
1023或3.01×
1024） 异硫氰酸中H—N键极性强，分子间存在氢键，而硫氰酸分子间只存在分子间作用力，所以异硫氰酸的沸点高于硫氰酸 CO2
（4）sp3、sp2
（5）
1∶11
2．铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。
（1）基态Fe3＋的简化电子排布式为________________。
（2）实验室用KSCN、苯酚（
）检验Fe3＋。
N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为____________（用元素符号表示），苯酚中碳原子的杂化轨道类型为_____。
（3）羰基铁[Fe（CO）5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。
1molFe（CO）5分子中含________molσ键，与CO互为等电子体的离子是______________（填化学式，写一种）。
（4）氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。
该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。
（5）氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。
已知：
氧化亚铁晶体的密度为ρg·
cm－3，NA代表阿伏加德罗常数的值。
在该晶胞中，与Fe2＋紧邻且等距离的Fe2＋数目为____；
Fe2＋与O2－最短核间距为________pm。
（1）铁离子的简化电子排布式为[Ar]3d5。
（2）N、O、S的第一电离能：
N>
O>
S。
苯酚中碳原子的杂化轨道类型为sp2杂化。
（3）CO与N2互为等电子体，1个CO分子中有1个σ键，1个CO分子与Fe形成1个配位键，配位键也是σ键，所以1molFe（CO）5含10molσ键。
与CO互为等电子体的离子有CN－、C
。
（4）氮化铁晶胞为六棱柱，顶点贡献率为
，棱上贡献率为
，面上贡献率为
观察晶胞知，12个铁位于顶点，2个铁位于面心，3个铁位于体内；
2个氮位于体内。
1个晶胞含铁微粒数为12×
＋2×
＋3＝6，含氮微粒数为2，故铁、氮微粒数之比为6∶2＝3∶1。
（5）氧化亚铁晶胞类似氯化钠晶胞。
棱上3个离子相切，晶胞参数等于相邻两个离子核间距的2倍。
观察题图2知，上、中、下三层各4个氧离子（共12个氧离子）与中心的氧离子紧邻且等距离，而氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1∶1，所以，有12个Fe2＋与Fe2＋紧邻且等距离。
1个氧化亚铁晶胞含Fe2＋数为8×
＝4，含O2－数为12×
＋1＝4，所以，1个氧化亚铁晶胞含4个“FeO”。
设Fe2＋与O2－的最短核间距为dpm，有ρ＝
cm－3，解得d＝
×
1010pm。
（1）[Ar]3d5
（2）N>
S sp2杂化
（3）10 CN－或C
（合理即可）
（4）3∶1
（5）12
1010
3．（2017·
绵阳二诊）A、B、C、D、E代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。
A、D同主族且有两种常见化合物DA2和DA3；
工业上电解熔融C2A3制取单质C；
B、E除最外层均只有2个电子外，其余各层全充满，E位于元素周期表的ds区。
回答下列问题：
（1）B、C中第一电离能较大的是________，基态D原子价电子的轨道表达式为________________________。
（2）DA2分子的VSEPR模型是____________。
H2A比H2D熔沸点高得多的原因是________________。
（3）实验测得C与氯元素形成的化合物的实际组成为C2Cl6，其球棍模型如图所示。
已知C2Cl6在加热时易升华，与过量的NaOH溶液反应可生成Na[C（OH）4]。
①C2Cl6属于________（填晶体类型）晶体，其中C原子的杂化轨道类型为________杂化。
②[C（OH）4]－中存在的化学键有____________________________________________。
（4）工业上制备B的单质是电解熔融B的氯化物，而不是电解BA，原因是________________________________________________________________________。
（5）B、C的氟化物晶格能分别是2957kJ·
mol－1、5492kJ·
mol－1，二者相差很大的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）D与E所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在该晶胞中，E的配位数为________。
②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。
如图晶胞中，原子坐标参数a为（0,0,0）；
b为
；
c为
则d的坐标参数为________。
③已知该晶胞的密度为ρg·
cm－3，则其中两个D原子之间的距离为________pm。
（列出计算式即可）
根据题给信息，可以推出A为O，B为Mg，C为Al，D为S，E为Zn。
（1）同周期主族元素从左到右第一电离能逐渐增大，但由于Mg原子3s轨道上电子全充满，比较稳定，故第一电离能：
Mg>
Al。
基态S原子的价电子数为6，其轨道表达式为
（2）SO2中S有1对孤对电子，价层电子对数为3，故其VSEPR模型是平面三角形。
由于H2O分子间存在氢键，故其熔沸点比H2S高。
（3）①由题意知，Al2Cl6的沸点低，属于分子晶体。
Al无孤电子对，杂化轨道数为4，故其杂化类型为sp3。
②[Al（OH）4]－中存在极性共价键和配位键。
（5）晶格能大小与离子所带电荷及离子半径有关，由于Al3＋比Mg2＋电荷高、半径小，故AlF3的晶格能比MgCl2大得多。
（6）①该晶胞中E的个数为8×
＝4，D的个数为4，故E、D的配位数相同，根据D的配位数为4，可知E的配位数为4。
②根据d的位置，可知其坐标参数为
③根据D原子的位置可知，两个D原子之间的距离为晶胞边长的
，设晶胞边长为apm，则该晶胞的质量为
g＝ρg·
cm－3×
（a×
10－10cm）3，解得a＝
1010，故两个D原子之间的距离为
（1）镁（或Mg）
（2）平面三角形 H2O分子间存在氢键
（3）①分子 sp3 ②极性共价键、配位键（或共价键、配位键）
（4）熔融MgCl2能导电，可电解；
MgO熔点高，电解熔融MgO能耗大
（5）Al3＋比Mg2＋电荷高、半径小
（6）①4 ②
③
4．（2017·
广西重点高中模拟）“黄铜”一词最早见于西汉东方朔所撰的《申异经·
中荒经》：
“西北有宫，黄铜为墙，题曰地皇之宫。
”“黄铜”一词专指铜锌合金，则始于明代，其记载见于《明会典》：
“嘉靖中则例，通宝钱六百万文，合用二火黄铜四万七千二百七十二斤……。
”
（1）某同学书写基态铜原子的价层电子排布式为3d94s2，该排布式违背了________。
简单金属离子在水溶液中的颜色大多与价层含有未成对电子有关，Cu＋呈无色，其主要原因可能是________________________________________________________________________。
（2）在10mL1mol·
L－1氯化锌溶液中滴加浓氨水至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解，生成了[Zn（NH3）4]2＋，配体的空间构型是________；
画出该配离子的结构图：
________。
（3）乙二胺（缩写en）是H2NCH2CH2NH2。
硫酸二乙二胺合铜（Ⅱ）的化学式为[Cu（en）2]SO4，在该配合物中，N原子的杂化类型是______________。
C、N、O、Cu的第一电离能由大到小的顺序为________。
（4）铜晶体类型是____________；
锌晶体中存在的化学键类型是____________。
（1）根据洪特规则特例，基态铜原子价层电子排布式为3d104s1。
Cu＋的价层没有未成对电子，故Cu＋在水溶液中呈无色。
（2）四氨合锌（Ⅱ）离子中配体为NH3，其空间构型为三角锥形；
四氨合锌（Ⅱ）离子类似四氨合铜（Ⅱ）离子，该配离子结构图：
（3）H2NCH2CH2NH2中氮原子价层上有3个成键电子对，1个孤电子对，故氮原子采取sp3杂化。
N、O、C、Cu的第一电离能依次减小。
（4）铜晶体是金属晶体，锌晶体也是金属晶体，金属晶体中的化学键是金属键。
（1）洪特规则特例 价层无未成对电子
（2）三角锥形
（3）sp3 N>
C>
Cu
（4）金属晶体 金属键
专题检测B
1．Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据如表所示：
元素
Mn
Fe
电离能/（kJ·
mol－1）
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
（1）Mn元素价电子层的电子排布式为________，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，对此，你的解释是________________
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是________。
②六氰合亚铁离子[Fe（CN）
]中的配体CN－中C原子的杂化轨道类型是________，写出一种与CN－互为等电子体的单质分子的结构式__________________。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上易升华，易溶于水，也易溶于乙醚、丙醇等有机溶剂。
据此判断三氯化铁晶体为________。
（4）金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。
面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际有的Fe原子个数之比为________。
（1）Mn核外有25个电子，价电子排布式为3d54s2。
（2）②CN－中C无孤电子对，杂化类型为sp。
与CN－互为等电子体的单质分子为N2，结构式为N≡N。
（3）三氯化铁晶体熔沸点低，说明晶体内作用力为分子间作用力，则为分子晶体。
（4）面心立方晶胞中Fe的个数为8×
＝4，体心立方晶胞中Fe的个数为8×
＋1＝2，故面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际有的Fe原子个数之比为2∶1。
（1）3d54s2 由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态）
（2）①具有孤对电子 ②sp N≡N
（3）分子晶体
（4）2∶1
2．（2017·
江西五校联考）碳及其化合物与生产、生活密切相关，回答下列问题：
（1）碳元素有12C、13C和14C等核素，同位素示踪法用到的14C原子核外有________对自旋方向相反的电子。
写出13C的轨道表示式________。
（2）K3[Fe（CN）6]晶体中Fe3＋与CN－之间的键，键型为________，该化学键能够形成的原因是________________________________________________________________________
（3）有机物
是________（填“极性”或“非极性”）分子，该有机物中采取sp3杂化的原子对应元素的电负性由大到小的顺序为____________。
（4）乙二胺（H2N—CH2—CH2—NH2）和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_______________________________________________________
（5）碳酸盐在一定温度下会发生分解，实验证明碳酸盐的阳离子不同，分解温度不同，如下表所示：
碳酸盐
MgCO3
CaCO3
SrCO3
BaCO3
热分解温度/℃
402
900
1172
1360
阳离子半径/pm
66
99
112
135
试分析随着阳离子半径的增大，碳酸盐的分解温度逐步升高的原因：
______________
（6）石墨的晶体结构和晶胞结构如图所示。
已知石墨的密度为ρg·
cm－3，C—C键长为rcm，阿伏加德罗常数的值为NA，计算石墨晶体的层间距为________cm。
（1）C原子核外电子排布式为1s22s22p2,12C、13C和14C的轨道表示式均为
，则在基态14C原子中，核外有2对自旋方向相反的电子。
（2）Fe3＋提供空轨道，CN－提供孤电子对形成配位键。
（3）该化合物中采取sp3杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素电负性随着原子序数增加逐渐增大，所以电负性大小顺序为O>
C。
（4）乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高。
（5）从表中可以看出阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越大，其碳酸盐分解温度越高，碳酸盐的分解过程中晶体中阳离子会结合CO
中氧离子，从而释放CO2，所以当阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子的能力就越强，对应的碳酸盐就越容易分解。
（6）根据石墨的晶胞结构，设晶胞的底边长为acm，晶胞的高为hcm，层间距为dcm，则h＝2d，底面图为
，则
＝r×
sin60°
，可得a＝
r，则底面面积为（
r）2×
cm2，晶胞中C原子数目为1＋2×
＋8×
＋4×
g，则ρg·
cm－3＝
g÷
[（
2d]cm3，整理可得d＝
（1）2
（2）配位键（或σ键） Fe3＋提供空轨道，CN－提供孤电子对形成配位键
（3）极性 O>
C
（4）乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
（5）碳酸盐的分解过程实际上是晶体中阳离子结合CO
中的氧离子，使CO
分解为CO2的过程，所以当阳离子所带电荷数相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子的能力就越强，对应的碳酸盐就越容易分解
（6）
3．最近研究表明：
2molSb（CH3）3、2molSb（CH3）2Br和2molSb（CH3）Br2三种化合物进行重组反应可生成空间位阻最小的离子化合物——[Sb2（CH3）5]2[Sb2（CH3）2Br6]。
（1）[Sb2（CH3）5]2[Sb2（CH3）2Br6]中H、C、Br的电负性由大到小的顺序为________。
（2）周期表中第ⅤA族包括7N、15P、33As、51Sb、83Bi5种元素，则Sb的价电子排布式为________，Sb和Bi两种金属单质熔点较高的是________，N、P形成的简单氢化物中，前者的沸点更高，原因是______________________________，AsO
的空间构型是________________。
（3）[Sb2（CH3）5]＋的结构式为
，C、Sb原子的杂化轨道类型分别为________、________。
写出一种与配体互为等电子体的阳离子_____________。
（4）[Sb2（CH3）2Br6]2－的结构式为
，将结构中的配位键用“→”表示。
（5）许多过渡金属的砷化物都属于六方晶系，如图是某砷化镍的晶胞结构，晶胞参数如图所示，其密度为________g·
cm－3。
（NA表示阿伏加德罗常数的值）
（1）根据化合物CBr4、CH4中元素化合价判断三种元素的电负性。
（2）结合信息，Sb是第五周期元素，而同主族的N的价电子排布式为2s22p3，则Sb的价电子排布式为5s25p3；
Sb中金属键强于Bi中金属键，则Sb的熔点更高；
通过计算知AsO
价层电子对数为4且中心原子上无孤电子对，则空间构型为正四面体形。
（3）从
的结构式可知Sb、C的周围都有4个电子对，则采用sp3杂化；
配体为CH
，则与之互为等电子体的阳离子是H3O＋。
（4）从
的结构式分析，Br最外层有7个电子，只能形成1个共价键，而中间两个Br均形成两个，必然是孤对电子形成了配位键。
（5）根据均摊法可知每个晶胞中As原子数为2、Ni原子数为
＋
＝2，则密度为
（1）Br>
H
（2）5s25p3 Sb NH3分子间存在氢键 正四面体形
（3）sp3杂化 sp3杂化 H3O＋
（4）
（5）
江西临川模拟）硼及其化合物在工农业生产中的用途非常广泛。
（1）基态硼原子核外电子排布式为________，运动状态不同的电子有________个。
（2）B4C可用于宝石等硬质材料的磨削、研磨等，其熔点为2350℃，沸点为3500℃，B4C属于________晶体。
（3）层状硼酸铍的组成为H2BeB4O8。
其中Be、B、O的电负性从大到小的顺序为________；
Be、B、O的第一电离能从大到小的顺序为________。
（4）硼砂中阴离子B4O
的结构如图所示，硼原子的杂化方式为_______。
（5）NaBH4是有机合成中常用的还原剂，与BH
具有相同空间形状和键合方式的分子或离子有________（任写一个）。
（6）一种由硼和钐（Sm）形成的拓扑绝缘体的结构如图所示，已知晶胞常数a＝413.3pm，则晶体的密度为________g·
（1）B位于第二周期第ⅢA族，原子序数是5，基态原子电子排布式为1s22s22p1；
有几个电子，就有几种运动状态的电子，即有5种；
（2）B4C硬度大，熔点高，这是原子晶体的特点，即B4C属于原子晶体；
（3）电负性：
同周期从左向右电负性增大，即O>
B>
Be，第一电离能：
同周期从左向右增大，但ⅡA>
ⅢA、ⅤA>
ⅥA，因此O>
Be>
B；
（4）根据结构，B有两种形式，一种有4个键，一种有3个键，因此杂化类型是sp3和sp2；
（5）空间形状相同，键合方式相同，属于等电子体，等电子体：
原子总数相等，价电子总数相等的微粒，因此BH
等电子体为CH4、NH
、SiH4等；
（6）根据晶胞结构，化学式为SmB6，根据密度的定义，ρ＝
cm－3≈5.08g·
（1）1s22s22p1 5
（2）原子 （3）O>
Be O>
B （4）sp3和sp2 （5）CH4（或NH
或SiH4） （6）5.08
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