第一部分专题二十物质结构与性质.doc

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1、1. (2019山东青岛模拟)氧、硫形成的化合物种类繁多，日常生活中应用广泛。 如硫代硫酸钠(N&S2O3)可作为照相业的定影剂，反应的化学方程式如下：AgBr+ 2Na2S2O3=Na3Ag(S?O3)2 + NaBr。回答下列问题：(1) 已知银(Ag)位于元素周期表第五周期，与 Cu同族，贝U基态Ag的价电子排布 式为下列关于物质结构与性质的说法，正确的是 。A .玻尔原子结构模型能够成功地解释各种原子光谱B. Br、S、O三种元素的电负性顺序为 OBrSC. Na的第一电离能小于Mg，但其第二电离能却远大于 MgD. 水分子间存在氢键，故 H2O的熔沸点及稳定性均大于H2S依据VSEP

2、R理论推测S2O3-的空间构型为中心原子S的杂化方式为，Ag(9O3)23 中存在的化学键有 填字母序号)。A 离子键B.极性键C.非极性键D .金属键E. 配位键(4) 第一电子亲和能(E1)是指元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价 离子时所放出的能量(单位为kJ moL)，电子亲和能越大，该元素原子越易得电 子。已知第三周期部分元素第一电子亲和能如下表：=1=元糸AlSiPSClE1（kJ mol）42.513472.0200349表中元素的E1自左而右呈增大趋势，试分析 P元素呈现异常的原因 。(5) 某种离子型铁的氧化物晶胞如下图所示， 它由A、B组成。则该氧化物的化学 式为：

3、 ，已知该晶体的晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为 Na，则密度p为gcmT3(用含a和Na的代数式表示)。解析：(1)银位于元素周期表第五周期，与铜同族，处于第一副族，价电子排布 为 4d105s1。(2) A.波尔原子结构模型能够成功地揭示氢原子光谱，故错误；B.非金属性越强电负性越大，故0BrS,故正确；C.镁原子3s轨道为全充满稳定状态，半径又 较小，第一电离能高于钠。当其失去一个电子后，钠离子是稳定结构，第二电离 能远高于镁，故正确；D.水分子间存在氢键，故水的熔沸点高于硫化氢，稳定性 属于化学性质，由共价键决定，故错误。故选BC o26+ 2 2 X 4(3) S2o3-中一

4、个硫原子相当于氧原子，中心硫原子孤电子对数为2 = 0，价层电子对数为0+ 4= 4，微粒空间构型为四面体形，中心硫原子采取sp3杂化; Ag(96)23-中Ag +与S2O?-之间形成配位键，硫原子之间形成非极性键，硫与氧原子之间形成极性键，故选 BCEo(4) P的价电子排布式为3s23p3，磷原子的3p能级处于半充满状态，相对稳定，不容易结合一个电子。亚铁离子处于晶胞的顶点，面心以及 A位置立方体的体心，氧离子位于 AB 小立方体的内部，每个小立方体内部各有 4个，铁离子处于晶胞B位置小立方 体的内部，均摊法计算晶胞中铁和氧原子数目确定化学式，铁原子数目为4+1 18X 8 + 6X 2

5、 + 4X 4 = 24，氧原子数目为 4X 8 = 32，故铁和氧原子数目之比为24 : 32= 3 : 4,故氧化物化学式为Fe3O4。晶胞相当于有8个四氧化三铁，晶胞 十=232，宀宀 23273232 X 83质量=8X貳 g,晶体密度=8X石g说ax 10-7cm)3=二g cm-3。NaNaaX10-7 3Na答案：(1)4d105s1 (2)BC (3)四面体sp3 BCE (4)P的价电子排布式为3s23p3,3p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子232 X 8(5)Fe304 aX 107 3Na2. (2019湖北武汉模拟)Fe、Co、Ni均为第毗族元素，它们的

6、化合物在生产生活中有着广泛的应用。基态Co3+原子的价电子排布式为 , Co3+核外3d能级上有对成对电子。(2) Co3 +的一种配离子Co(N3)(NHs)52+中，Co3+的配位数是 离子中所含键的数目为 配位体N3中心原子杂化类型为 。(3) Co2 +在水溶液中以Co(H2O)62+存在。向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的Co(NH3)62 +,其原因是(4) 某蓝色晶体中，Fe2*、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN一，Q位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为 立方体中Fe2*间连接起来形成的空间构型是 。NiO的晶体结构如

7、图甲所示，其中离子坐标参数A为(0,0,0)，B为(1,1,0)，贝UC离子坐标参数为。(6) 一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为02_作密置单层排列，Ni2+填充其中(如图乙)，已知O2_的半径为a pm,每平方米面 积上分散的该晶体的质量为 g用含a、Na的代数式表示)。解析：(1)Co原子的核电荷数为27,基态Co的价电子排布式为3d74s2； Co3+核 外电子排布为3d6,3d能级上有1对成对电子；(2) 氨气分子和Ns氮原子中有孤电子对，能够与 Co3+形成配位键，共有5个氨 分子和1个N3，与Co3+形成的配位数为6;所以5 mol氨气分子提供c键为

8、15 mol, 1 mol N扌中含有c键2 mol，形成配位键有6 mol，所以1 mol配离子中所含c键的c键的数目为23Na；杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的 数目，N3中心氮原子孤电子对数为0, C键的数目为2,所以杂化轨道数为2, 属于sp杂化；(3) Co2 +在水溶液中以Co(H2O)62+存在。向含Co2 +的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的Co(NHj冏2+，其原因是N元素电负性比O元素电负性小，N原子提供 孤电子对的倾向更大，与 Co2+形成的配位键更强；正确答案：N元素电负性比 O元素电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2+形成的配位键更强。(4)

9、Fe2 +、Fe3 +占据立方体的互不相邻的顶点，则每个立方体上有4个Fe2 +、4个Fe3+,根据晶体的空间结构特点，每个顶点上的粒子有1/8属于该立方体，则 该立方体中有1/2个Fe2+、1/2个卩丽，CN-位于立方体的棱上，棱上的微粒有 1/4属于该立方体，该立方体中有 3个CN -，所以该晶体的化学式为FeFe(CN) 一，由于物质呈电中性，所以需要一个钾离子与之结合，所以该晶体的化学式为 KFe2(CN)6；立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是正四面体形；若NiO晶胞中离子坐标参数 A为(0,0,0), B为(1,1,0)，则由图可看出C离子坐11 1 1标离x为1,离y为2，

10、离z为2，则坐标参数为(1, 2，2)。(6)根据结构知，氧离子和相邻的镍离子之间的距离为2a,距离最近的两个阳离子核间的距离是距离最近的氧离子和镍离子距离的.2倍,所以其距离是2,2a m；根据图片知，每个氧化镍所占的面积二2a mx 2a mxsin 60 1024,则每平方米含有的氧化镍个数=1/(2a mx2a mxsin 60 x 10_24) = 23了* 1；每个氧化 镍的质量=NAg，所以每平方米含有的氧化镍质量二nA x詰了 x 1024=2鶉x 1024O答案：（1）3d74s2 16 23Na spN元素电负性比0元素电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与 Co2+形

11、成的配位键更强KFe2(CN)6 正四面体形(1,1/2,1/2)谕7吐尹(或銖3 x 1024)3. (2019江西上饶模拟)已知号元素在周期表中的位置如图。试回答下列 问题：ri1:丨1ai1Ht91J*1(1) 上述元素中属于d区的有： 填数字序号)。、三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。(3) 请根据等电子体原理，写出由、两种元素组成的带有一个单位负电荷离子的电子式：。(4) 号元素在元素周期表中的位置是 号原子处于基态时核外电子排布式为 已知元素和的电负性分别为 1.9和2.5,则与形成的化合物属于(填“离子”或“共价”)化合物。(5) 号元素原子与号元素原子形

12、成的原子个数比为1 : 3的分子X的空间构型为, X在与形成的化合物 丫中的溶解度很大，其主要原因是 X分子中中心原子为 化，X分子 与号元素对应的二价阳离子形成的配离子的化学式为 。(6) 号元素原子与 TI元素形成的晶体的晶胞如图所示，该物质的化学式为 ，若忽略Tl原子，则此晶体中的空间结构跟哪种常见物质的晶体结构一样？ 。已知该晶体的密度为p g cm_3，阿伏加德罗常数为Na，则该晶体中晶胞边长为pm只写计算式)。O”解析：(1)d区包括川B B,以及毗族元素，根据题中所给周期表，位于d区的元素是;为C,为N，为0,同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但U A川A ,V AW A，因此顺

13、序是N 0C;该微粒是CN, C和N之间共用三个电子对，其电子式为C?N厂；(4) 号元素为Fe,位于第四周期毗族；号元素为Cu，基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1;号元素为S,两种元素电负性差值为(2.5 1.9)= 0.6V 1.7,两原子间构成共价键，即该化合物为共价化合物；(5) 号元素为N ,号元素为H，原子个数比为1 : 3,即该化合物为NH3,空 间构型为三角锥形；形成的化合物为 H2O, NH3在水中溶解度大的原因是 NH3和H20都是极性分子，NH3与H20形成分子间氢键，增加 NH3的溶解度； NH3的中心原子N有3个c键，孤电子对数为(5

14、3X 1)/2= 1,价层电子对数为4, 杂化类型为sp3； NH3与Cu2+形成配离子，。孑+中心离子，配位数为4,其化 学式为Cu(NH)42+;8X 23+ 204 g/molNa mol 13 8X 23+ 204VpNAX 1010pm(6) 号元素为Na,根据晶胞结构，Na位于晶胞的棱上、晶体内部，个数为12X 1/4 + 5= 8, TI位于晶胞的顶点、面心和内部，个数为 8X1/8 + 6X 1/2 + 4 = 8,化学 式为NaTI;忽略Tl原子，空间构型与金刚石的结构一样；晶胞的质量为 晶胞的体积为(aX 10- 10)cm3,根据密度的定义晶胞的边长为答案：(1)(2)N

15、 O C (3) C?N 第4周期第毗族1s22s22p63s23p63d104s1共价三角锥形水和氨气分子间能形成氢键、水和氨气分子都是极性分子sp3Cu(NH)423 tax 23 + 20410NaTI金刚石、JppNx 10104. (2019安徽六安模拟)B、N、Co均为新型材料的重要组成元素。请回答下列 问题。(1) 基态氮原子的价电子排布图为 (2) Co 能形成Co(CNO63。 1mol该离子中含有c键的数目为。 与CNO互为等电子体的分子为 。(任写一种，填化学式)往CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NHs)42+配离子，已知NF3和NH3的空间构型都是三角锥形，但

16、NF3不易与Cu2+形成配合离子，其原因是。(4) 分子中的大n键可用符合 氓表示，其中m表示形成大n键的原子数，n表示参与形成大n键的电子数(如苯分子中的大n键可表示为n6)0贝U NO3中的大n键应表示为0(5) 多硼酸根的结构之一为链状(如图)，其化学式为 0(6) 氮化硼晶体有多种结构，其中立方氮化硼具有金刚石的结构 (如图)。若晶胞边 长为a nm,晶胞中N原子位于B原子所形成的正四面体的体心，则 B N键的 键长为nm,这种氮化硼晶体的密度为 g/cn?。(用含有a和Na的代数式表示)LfD |I t 2S2P解析：(1)N是7号元素，根据原子构造原理可知N核外电子排布式是1s22

17、s22p3, 价电子排布式是2s22p3，所以基态氮原子的价电子排布图为1个Co3 +与6个CNO-形成6个配位键，属于c键，1个CNO含有2个c 键，故1个Co(CNO63-含有18个c键，所以1 mol该离子中含有c键的数目为18Na；与CNO互为等电子体的分子可以用 0原子替换N原子与1个单位负电荷，其等电子体为C02或N20；往CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成Cu(NHs)42+配离子，是由于中心离子Cu2+有空轨道，NH3分子中N原子有孤对电子，N H偏向N原子一方，N原 子周围相对来说电子多，而 NF3和NH3的空间构型尽管都是三角锥形，但电负 性FN H，在NH3中氮原子显3

18、价，而在NF3中氮原子显+ 3价，高度缺电 子，不易提供孤电子对给Cu2+的空轨道形成配位键，所以NF3不易与Cu2+形成 配合离子;(4)N0中的大n键是每个0原子提供1个电子，每个N原子提供3个电子形成,所以成键原子数是4，成键电子数是6，故N0中的大n键表示为n4；(5) 由均摊法，可知每个B原子独自占有2个0原子，B元素化合价为+ 3, 0元素化合价为2，多硼酸根的化合价代数和为3n + 2X n( 2)= n，故多硼酸根组成可表示为：(B02)n-，也可写为B0;(6) 晶胞边长为a nm，由立方氮化硼的结构可知晶胞中 N原子位于B原子所形成的正四面体的体心，可看作是将晶胞均分为 8

19、个小立方体，B N键的键长为晶1胞体对角线的1由于晶胞边长为a nm,则体对角线为.3a,所以BN键的键长；3a nm； 个晶胞中含有B原子数目为：4;含有N原子数目为gX8+gx64 11+ 14 mNa g=4,即一个晶胞中含有 4个BN，所以晶胞的密度为尸73V ax 10 cm答案:GD(1) L2P18NaC02或 N20 (3)电负性 FN H , NH3中氮原子显一3价，而在NF3中氮原子显+ 3价，高度缺电子，不易提供孤电子对给Cu2+的空轨道形成配位键n (5)BO2 (6)aNA5. 铁氮化合物(FaNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。请回答下列问题：(1) 铁元素基

20、态原子的电子排布式为 , 3d能级上的未成对电子数为，能量最高能级的电子云形状为。(2) Fe3+可用KSCN溶液检验，形成的配合物颜色为 ，写出一个与SCN具有相同空间构型的分子： 。氮元素的最简单氢化物为氨，氨的沸点 (填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是氮元素的另一种氢化物联氨(N2H4)是(填“极性”或“非极性”)分子，其中心原子的轨道杂化类型为 。(4) 铁的第三电离能(I3)，第四电离能(|4)分别为2 957 kJ/mol，5 290 kJ/mol，I4远大于I3的原因是(5) 铁和氨气在640 C可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式： 。若两

21、个最近的Fe原子间的距离为a cm，贝U该晶体的密度是g/cm3(设阿伏加德罗常数的值为Na)。解析：(1)铁元素为26号元素，位于第四周期第 毗族，其基态原子的电子排布式 为1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64S2; d能级有5个原子轨道，按照洪特规则和 泡利原理，因此铁元素的3d能级上未成对电子数为4;按照构造原理，能量最 高能级为3d，其电子云形状为花瓣形；(2) Fe3+与SCN-形成配合物，其配合物的颜色为(血)红色；利用等电子体具有相似化学结构和化学键特征，SCN-与CO2互为等电子体，即SCN-的空间构型为直线形，与之相似的还有CS2等；(3) 氨分子间能形成

22、分子间氢键，其沸点高于不含分子间氢键的PH3； N2H4的结H H构式为丨 I ,肼分子含有极性键和非极性键，每个氮原子都与相 邻的原子形成变形的三角锥形，氮氮单键可以旋转，不一定是对称结构，因此肼 为极性分子；N有三个c键，一个孤电子对，因此杂化类型为 sp3; (4)Fe失去3 个电子后，Feb电子排布式为Ar3d5, d能级处于半满，能量低，处于稳定； (5)根据晶胞的结构，Fe位于顶点和面心，个数为 8X1/8+ 6X1/2 = 4，N位于晶胞内部，该晶胞的化学式为Fe4N，铁和NH3在640 C可发生置换反应，反应方640 C程式为8Fe+ 2NH3=2Fe4N + 3H2,根据晶胞

23、的结构，两个最近的 Fe原子间的距离是面对角线的一半，即晶胞的边长为.2a cm，晶胞的质量为1X (56X 4+ 14)/NAg，根据密度定义，得出该晶胞的密度为 2NAa2g/cm3答案：(1)Ar3d64s2 4 花瓣形红色 CO2或CS2高于 NH3分子间存在氢键，导致沸点高于 PH3极性sp3(4) Fe3+的3d能级半充满，结构稳定119.22NAa3640 C(5) 8Fe+ 2NH3=2Fe4N + 3H26. (2019广东揭阳模拟)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。(1)在现代化学中，常利用 的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。基态N原子的价电子占据的能量最高的能级是

24、价电子在该能级上的排布遵循的原则是。NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有mol酉己位键。化肥(NH4)2SO4中会含有N4H4(SO4)2，该物质在水中电离出 SO和N4H?+,N4H君遇到碱性溶液会生成一种形似白磷(P4)的N4分子。N4比P4的沸点，原因为。(5) 尿素(H2NCONH2)也是一种常用的化肥，其分子中原子的杂化轨道类型有, c键和n键数目之比为。(6) Cu3N具有良好的电学和光学性能，其晶胞结构如图。 Cu的半径为a pm, N的半径为b pm, Cu和N都是紧密接触的刚性小球，贝U N的配位数为,Cu3N的密度为gem 3。

25、(阿伏加德罗常数用Na表示)解析：(1)根据原子光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光 谱分析，其优点是灵敏迅速，历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素，如铷， 铯，氦等；基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，电子占据的最高能级符号为2p；2p轨道上的电子为半充满，则价电子在该能级上的排布遵循的原则是洪特规则；(3) NH4BF4为离子化合物，NH才离子中含有1个N H配位键，BRr离子中含有1个F B配位键，则1 mol NH4BF4含有2 mol配位键；结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，N4和P4都为正四面体结构，都为非极性分子，N4的相

26、对分子质量小于P4的，分子 间作用力比P4弱，N4比P4的沸点低；(5)H2NCONH2分子中，羰基C原子的杂化方式为sp2杂化，氨基中N原子的杂 化方式为sp3杂化；c键的数目为7, n键的数目为1，c键和n键数目之比为7 ： 1 ； 由Cu3N的晶胞结构可知，大球表示 Cu原子、小球表示N原子，Cu原子个 数=12X 1/4= 3, N原子个数=8X1/8= 1,中间面上N的周围有4个Cu, 上下 面上各有1个Cu,则N的配位数4+ 2= 6;晶胞的体积=(2a + 2b) X0- 10cm3,Cu3N的密度=m =1NAX 64 X 3+ 141.03 X 10322a+ 2b X 10- 10cm3 4Na -a+ b3答案：（1）原子光谱（2）2p洪特规则（3）2 （4）低 N4和P4都为非极性分子，N4的相对分子质量小于P4的，分子间作用力比P4弱（5）sp2、sp3 7 : 1 （6）61.03X 10324Na -a+ b 3