变式3 钒及其化合物非常丰富。
钒可用于生产合金钢、航天用的钒钛合金及化工催化剂等。
（1）V基态核外电子排布式为________。
（2）某钒的氧化物的晶胞如右图所示，则该氧化物的化学式为________。
（3）利用NH4VO3制备催化剂V2O5的反应如下：
2NH4VO3
V2O5＋2NH3↑＋H2O
与NH3互为等电子体的一种阳离子为________（填化学式）。
（4）常温下V（CO）6为蓝绿色固体，易挥发，易升华，不溶于水，溶于乙醚、吡啶（
）。
①固态V（CO）6属于________晶体。
②
分子中N原子的杂化类型为________。
③V（CO）6中含有的化学键有________（填字母）。
A.σ键B.π键C.配位键D.非极性键
解析
（1）V的原子序数为23，其基态核外电子排布式为[Ar]3d34s2或1s22s22p63s23p63d34s2。
（2）在该氧化物的晶胞中：
含有V：
8×1/8＋1＝2（个），含有O：
4×1/2＋2＝4（个），则该氧化物的化学式为VO2。
（3）根据“等价找邻”的规律，可确定与NH3互为等电子体的一种阳离子为H3O＋。
（4）①根据“V（CO）6为蓝绿色固体，易挥发，易升华”，可以确定固态V（CO）6属于分子晶体。
②在
分子中N原子的σ键数为2，电子孤对数为1，N原子的价层电子对数为3，其杂化类型为sp2杂化。
③V（CO）6属于配合物，其中CO为配体与N2互为等电子体，故该配合物中含有的化学键有σ键、π键和配位键，有极性键但没有非极性键。
答案
（1）[Ar]3d34s2或1s22s22p63s23p63d34s2
（2）VO2 （3）H3O＋ （4）①分子 ②sp2 ③ABC
推断元素型
[例2] （2018·徐州考前模拟）原子序数依次递增的A、B、C、D、E五种元素，其中只有E是第四周期元素，A的一种核素中没有中子，B原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，D原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子，E元素的原子结构中3d能级上未成对电子数是成对电子数的2倍。
回答下列问题：
（1）E的＋2价离子基态核外电子排布式为________。
（2）A、B、C、D原子中，电负性最大的是________（填元素符号）。
（3）1molB2A4分子中σ键的数目为________。
B4A6为链状结构，其分子中B原子轨道的杂化类型只有一种，则杂化类型为________。
（4）元素B的一种氧化物与元素C的一种氧化物互为等电子体，元素C的这种氧化物的分子空间构型为________。
（5）E和C形成的一种化合物的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为________。
解析 A为H元素，B为碳原子，D原子核外电子排布式为1s22s22p2（碳元素，不可能）或1s22s22p4（氧元素），则C为氮元素。
E元素，“3d能级上未成对电子数是成对电子数的2倍”，结构为3d6（未成对电子数为4，成对电子数为2）。
（2）H、C、N、O四种元素中，电负性最大的是O。
（3）C2H4中σ键键数为5。
C4H6中不饱和度为2，C原子只有一种杂化形式，所以结构为CH2===CH—CH===CH2，碳原子sp2杂化。
（4）CO2与N2O互为等电子体，CO2中碳原子为sp杂化，直线型。
（5）Fe原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4，氮原子个数为1，化学式为Fe4N。
答案
（1）[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
（2）O （3）5NA或5×6.02×1023 sp2 （4）直线型 （5）Fe4N
变式4 短周期元素T、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中元素T、X基态原子均有2个未成对电子，元素Y基态原子s能级的电子总数与p能级的电子总数相等，元素Z的价电子数等于能层数。
元素W位于第4周期，其基态原子所含未成对电子数在该周期中最多。
（1）元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为________（用元素符号表示）。
（2）T、X分别与氢组成的T2H2与H2X2分子中，T、X原子轨道的杂化类型分别是________。
（3）T与X可形成TX
离子和TX2分子。
①TX
的空间构型为________（用文字描述）。
②N
离子与TX2分子互为等电子体，则N
的电子式为________。
（4）Z2X3的熔点比YX高，其原因是
_____________________________________________________________________。
（5）右图是由元素W、Z两种元素所形成的某种合金的晶胞结构示意图。
①元素W基态原子的核外电子排布式为________。
②该合金中W与Z的原子个数比为________。
解析 根据题意首先确定T为碳、X为氧、Y为镁、Z为铝、W为铬。
（1）根据非金属性大小：
O>Al>Mg，则第一电离能大小为O>Mg>Al（镁反常）。
（2）C2H2分子中碳原子属于sp杂化，H2O2分子中氧原子（每个氧原子有2个孤电子对）属于sp3杂化。
（3）①CO
中σ键为3，孤电子对数＝
[（4＋2）－3×（8－6）]＝0，则CO
的空间构型为平面三角形。
②根据N
离子与CO2分子互为等电子体，电子式相似，则N
的电子式为
。
（4）由于Al2O3、MgO均为离子晶体，Al3＋带的电荷高于Mg2＋，且半径小于Mg2＋，故Al2O3的晶格能大。
（5）①铬的原子序数为24，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
②在该晶胞中，含W（Cr）：
8×
＋2＝4个，含Z（Al）：
8×
＋1＝2个；则该合金中W与Z的原子个数比为2∶1。
答案
（1）O>Mg>Al
（2）sp、sp3
（3）①平面三角形
②
（4）两者均为离子晶体，由于Al3＋带的电荷高于Mg2＋，且半径小于Mg2＋，所以Al2O3的晶格能大
（5）①1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 ②2∶1
变式5 原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素，X的基态原子有3个不同的能级，有一个能级中的电子数比其他两个能级中的电子数都多1；Y基态原子中的电子占有5个轨道，其中有2个轨道处于半满状态；Z的原子序数为24。
（1）Z原子基态核外电子排布式为________。
（2）元素X与Y的第一电离能较大的是________（填元素符号）；H2Y2中Y原子轨道的杂化类型为________。
（3）＋3价Z的配合物K[Z（C2O4）2（H2O）2]中，配体是________；与C2O
互为等电子体的一种分子的化学式为________。
（4）Cu和Y形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有________个。
某种有缺陷的铜和Y形成的化合物的晶体由Cu2＋、Cu3＋、Y2－及空隙组成，可表示为Cu0.98Y，则n（Cu2＋）/n（Cu3＋）＝________。
解析
（1）根据Z的原子序数为24，确定Z为Cr，其原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
（2）根据“X的基态原子有3个不同的能级，有一个能级中的电子数比其他两个能级中的电子数都多1”确定X为氮元素，根据“Y基态原子中的电子占有5个轨道，其中有2个轨道处于半满状态”确定Y为氧元素；在同周期中第VA族元素的第一电离能比ⅥA族元素的第一电离能大，则N的第一电离能比O的大；在H2O2中每个氧原子上有2个孤对电子（根据电子式判断），故氧原子轨道的杂化方式为sp3杂化。
（3）根据配合物K[Z（C2O4）2（H2O）2]，其配体有H2O、C2O
；根据“等价找邻”的方法确定C2O
的等电子体分子有N2O4等。
（4）Cu和Y形成的化合物的晶胞图与氯化钠晶胞相似，则一个晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有12个（从三维方向，每个方向按田字格分析有4个铜离子与研究的铜离子最近）；根据化学式Cu0.98O，设Cu2＋有x个，则Cu3＋有（0.98－x）个，再根据电荷守恒有2x＋3（0.98－x）＝2，解得x＝0.94；则
n（Cu2＋）/n（Cu3＋）＝x/（0.98－x）＝0.94/0.04＝47∶2。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
（2）N sp3
（3）H2O、C2O
N2O4
（4）12 47∶2
变式6 原子序数小于36的X、Y、Z、W、J五种元素，原子序数依次增大，其中X是除碳元素外形成化合物种类最多的
元素，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子外层电子数是内层电子数的3倍，J是第四周期中未成对电子数最多的元素。
（1）Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为________（填元素符号）。
（2）J原子的外围电子排布式为________。
（3）Y2X4分子中Y原子轨道的杂化类型为________。
1molY2X4分子中含有σ键与π键的数目之比为________。
（4）X与W形成的一种X2W分子，与该分子互为等电子体的阴离子为________________（填化学式）。
（5）JCl3能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物，且相应两种配体的物质的量之比为2∶1，1mol该配合物溶于水，加入足量的硝酸酸化的硝酸银溶液可得430.5g白色沉淀。
则该配合物溶于水的电离方程式为______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解析 根据“X是除碳元素外形成化合物种类最多的元素”确定X为H，根据“Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同”确定Y为C，根据“W元素原子外层电子数是内层电子数的3倍”确定W为O，最后根据“J是第四周期中未成对电子数最多的元素”确定J为Cr，由于这五种元素的原子序数依次增大，由此可确定Z为N；据此能回答
（1）～（4）小题。
（5）根据“JCl3能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物，且相应两种配体的物质的量之比为2∶1”可确定该配合物的化学式为[Cr（NH3）4（H2O）2]Cl3，又根据“1mol该配合物溶于水，加入足量的硝酸酸化的硝酸银溶液可得430.5g（3mol）白色沉淀”确定氯离子为外界，则该配合物溶于水的电离方程式为[Cr（NH3）4（H2O）2]Cl3===[Cr（NH3）4（H2O）2]3＋＋3Cl－。
答案
（1）C（2）3d54s1 （3）sp2 5∶1
（4）NH
（其他合理答案也可）
（5）[Cr（NH3）4（H2O）2]Cl3===[Cr（NH3）4（H2O）2]3＋＋3Cl－
专题测试（九）
1.（2018·通扬泰徐淮宿二调）镍、铂、镧等过渡金属单质及其化合物在医疗领域有着广泛的应用。
（1）基态镍原子的价电子排布式为________。
（2）抗癌药奥沙利铂（又名乙二酸铂）的结构简式如图所示。
①分子中氮原子轨道的杂化类型是________，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。
②1mol乙二酸分子中含有σ键的数目为________。
（3）碳酸镧[La2（CO3）3]可用于治疗高磷血症。
写出与CO
互为等电子体的一种分子的化学式：
_______________________________________________________。
（4）镧镍合金可用于储氢，储氢之后所得晶体的化学式为LaNi5（H2）3，其晶体的最小重复结构单元如右图所示（
、
、
代表储氢之后晶体中的三种微粒）。
图中
代表的微粒是________。
答案
（1）3d84s2
（2）①sp3 N>O>C ②7NA
（3）SO3 （4）H2
2.（2017·江苏通扬泰淮三模）铝及其化合物广泛应用于金属冶炼、有机合成等领域。
（1）铝热反应可以冶炼金属铬，Cr3＋基态核外电子排布式为________。
（2）AlCl3可做反应
①乙酸酐分子中发生sp3杂化的原子有________个。
②1mol对甲基苯乙酮分子中含有σ键的物质的量为________mol。
③CH3COOH与H2O可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为________。
④单个AlCl3气态分子的空间构型为________，AlCl3可与Cl－形成AlCl
，与AlCl
互为等电子体的分子为________。
（3）某遮光剂的晶胞如图所示，由晶胞可知n＝________。
解析
（1）Cr为24号元素，其原子电子排布式为[Ar]3d54s1，3d中电子数为半充满时较稳定，形成Cr3＋时，先失去4s上面的电子，则Cr3＋电子排布式为[Ar]3d3。
（2）①甲基上的碳原子，形成单键的氧原子均为sp3杂化，共有3个原子；②对甲基苯乙酮分子中碳氢键、碳碳键、苯环中的碳碳键均为σ键，另外碳氧双键中有一根为σ键，故1mol对甲基苯乙酮分子中含有σ键为20mol；③CH3COOH与H2O分子间可以形成氢键，所以两者之间的溶解度较大；④AlCl3中Al没有孤对电子，价层电子对为0＋3＝3，则Al为sp2杂化，即为平面三角形；Al位于第ⅢA族，得1e－则为第ⅣA族元素，所以AlCl
与CCl4互为等电子体。
（3）从晶胞图知，4个Na＋位于棱上，10个Na＋位于面心，Na＋共有：
4×
＋10×
＝6,AlF
有8个位于顶点，1个位于体内，所以AlF
共有8×
＋1＝2，根据电荷守恒有：
2×（n－3）＝6，得n＝6。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
（2）①3 ②20 ③CH3COOH能与水分子间形成氢键
④平面三角形 SiCl4（或CCl4其他合理答案）
（3）6
3.（2018·盐城三调）锰、砷、镓及其相关化合物用途非常广泛。
（1）Mn2＋基态核外电子排布式为__________________________________________。
（2）砷与镓、硒是同周期的主族元素，其第一电离能从小到大的顺序是________。
（3）BrCH2CN可用于制备砷叶立德，BrCH2CN分子中碳原子杂化轨道类型是________。
（4）在AlCl3存在下，将C2H2通入AsCl3可得到（ClCH===CH）2AsCl等物质，AsCl3分子的几何构型为________，1mol（ClCH===CH）2AsCl分子中含σ键的数目为________。
（5）GaAs是一种重要的半导体材料，按图示掺杂锰后可得稀磁性半导体材料（晶体结构不变），则该材料晶体中n（Ga）∶n（Mn）∶n（As）＝________。
解析
（2）镓、砷、硒，分别位于第四周期ⅢA族、ⅤA族、ⅥA族，第一电离能从小到大顺序为：
Ga＜Se＜As。
注意VA、VIA族互换。
（3）—CH2—中碳原子形成4根单键，sp3杂化，—CN中碳氮之间为叁键，碳原子sp杂化。
（4）AsCl3中As原子价层电子对数为（5＋3）/2＝4，有一对孤电子对，类似于NH3，三角锥型。
（5）Ga＝7×1/8＋5×1/2＝27/8，Mn＝1/2＋1/8＝5/8，As＝4。
答案
（1）[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
（2）Ga＜Se＜As（或：
镓＜硒＜砷）
（3）sp和sp3 （4）三角锥型 11NA （5）27∶5∶32
4.（2017·江苏苏锡常镇教学情况调研二）过渡元素铁可形成多种配合物，如：
[Fe（CN）6]4－、[Fe（OCN）6]4－等。
（1）Fe2＋基态核外电子排布式为________。
（2）尿素与氯化铁形成{Fe[CO（NH2）2]6}Cl3配合物是一种高效有机催化剂。
C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为________，该配合物中π键和σ键的个数比为________。
（3）研究表明用TiO2作光催化剂可将CN－、CO、N2O、C2H4等氧化为N2、CO2。
下列说法正确的是________（选填序号）。
a.N2O呈直线形
b.N的第一电离能比C小
c.CO2和N2均属于非极性分子
d.C2H4沸点比N2H4低得多，主要是因为C2H4相对分子质量小
（4）铁可形成多种功能性材料。
下图为铁的一种高韧性、高耐磨性合金的晶体结构，其化学式为________。
（5）纳米晶体Mg2FeH6是一种贮氢容量大、价格低廉的储氢材料。
Mg2FeH6可由Mg和Fe的粉末在H2气氛中反应加热球磨制得，该反应分两步进行。
第一步反应为Mg＋H2
MgH2，第二步反应的化学方程式为______________________________________________________________________
_______________________________________________
升级会员 