1、1大题精做十二 以给定元素为背景物质结构1.I.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是_A第一电离能：ClSPSi B共价键的极性：HFHCIHBrHIC晶格能：NaFNaClNaBrNaID热稳定性：MgCO 3CaCO 3SrCO 3BaCO 3II.黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS 2是其中铜的主要存在形式。回答下列问题：（1）CuFeS 2中存在的化学键类型是_。下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的_。（2）在较低温度下 CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体 X 产生。X 分子的立体构型是_，中心原子杂化类型为_，属于_（填“极性”或“非极性” ）分子。X 的沸点比
2、水低的主要原因是_。（3）CuFeS 2与氧气反应生成 SO2，SO 2中心原子的价层电子对数为_，共价键的类型有_。（4）四方晶系 CuFeS2晶胞结构如图所示。Cu 的配位数为_，S 2的配位数为_。已知：ab0.524 nm，c1.032 nm， NA为阿伏加德罗常数的值，CuFeS 2晶体的密度是_gcm3(列出计算式)。【解析】I.A当原子轨道填充为半满全满时，较稳定，P 为半满结构，因此第一电离能最大，故不符合题意；B共价键的极性与原子得失电子能力有关，得失电子能力差别越大，极性越强，得电子能力，同主族元素从上到下依次减弱，故 B 符合题意；C晶格能与离子半径有关，离子半径越大，晶
3、格能越小，离子半径，同主族元素从上到下依次增大，因此晶格能逐渐减小，故 C 符合题意；D热稳定性，同主族元素，越往下，2越稳定，因此 D 不符合题意；故答案选 BC。II.（1）CuFeS 2中存在非金属与金属之间的化学键，为离子键；电子排布应先排满低能轨道，再排满高能轨道，因此，B 不符合题意，而失去电子时，应先失去高能轨道电子，故 CD 符合题意。故答案为 CD。 （2）臭鸡蛋气味的气体为硫化氢，分子中价层电子有 4 对，孤对电子为 =2 对，故构型是 V 形，中心原子杂化类型为 sp3，有孤对电子，为非对称结构，因此为极性分子。6-212由于在水分子中，氧元素吸引电子能力极强，故水分子中
4、存在氢键，沸点升高。故答案为：V 形；sp 3；极性；水分子间存在氢键。 （3）SO 2中心原子的价层电子对数为 =3，以双键结合，故共价键类型为 键和6+02 键。故答案为：3； 键和 键。 （4）Cu 的配位数为 6 +4 =4，S 2占据 8 个体心，有两个 S，因12 14此 S2的配位数为 4。根据 = ，质量 m=(464+456+832)/NA，体积 V=0.5240.5241.03210-mV21cm3，所以，CuFeS 2晶体的密度是 g/cm3。故答案为：464+456+832（0.52421.032）10-21NA。464+456+832（0.52421.032）10-2
5、1NA【答案】I.BC II.（1）离子键 CD（2）V 形 sp 3极性水分子间存在氢键（3）3 键和 键（4）4 4464+456+832（0.52421.032）10-21NA1.（2018 安徽六安一中模拟）铁触媒是重要的催化剂，CO 易与铁触媒作用导致其失去催化活性：除去CO 的化学反应方程式为：Cu(NH 3)OOCCH3+CO+NH3=Cu(NH3)3(CO)OOCCH3。请回答下列问题：(1)基态 Fe 原子的核外电子排布式为_；(2)铁的一种配合物 Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体用于成键提供的电子数之和为 18，则x=_；已知该配合物的熔点为20.5，沸点为 103，
6、易溶于 CC14，据此可以判断 Fe(CO)x晶体属于_(填晶体类型)。与 CO 互为等电子体的分子的分子式为_。(3)配合物Cu(NH 3)OOCCH3中碳原子的杂化类型是_。用Cu(NH 3)OOCCH3除去 CO 的反应中，肯定有_形成。a.离子键 b.配位键 c.非极性键 d. 键(4)单质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含有的铁原子个数之比为_。铁晶体的体心立方堆积空间利用率为_(用含 的式子表示)。3【解析】(1)核电荷数为 26 的基态 Fe 原子的核外电子排布式为Ar3d 64s2；(2)配合物 Fe(CO)x的中心原子是铁
7、原子，其价电子数是 8，每个配体提供的电子数是 2，8+2x=18，x=5，分子晶体的熔沸点较低，根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，所以为分子晶体；CO 含有 2 个原子，价电子总数为 4+6=10，与 CO 互为等电子体的分子有 N2；(3)该配合物中 C 原子有 2 种情况，其价层电子对个数分别是 4 和 3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论，可以确定 C 原子杂化方式分别为 sp3、sp 2；用Cu(NH 3)2OOCCH3除去 CO 的反应中，肯定有 Cu 原子和 CO 之间的配位键形成，配位键属于 键，故答案为：bd；(4)利用均摊法计算晶胞中 Fe 原子个数，面心立方晶胞中
8、 Fe 原子个数=8 +6 =4、体心立方晶胞中 Fe 原子个数=1+8 =2，所以二者 Fe18 12 18原子个数之比=42=21；空间利用率= 100%，设 Fe 原子的半径为 r cm，则晶胞的体对角晶胞中Fe原子总体积晶胞体积线为 4r cm，根据勾股定理可以求出晶胞的边长。则晶胞中 Fe 原子总体积为 2 (rcm) 3，晶胞体积为43( rcm)3，则空间利用率 100%= 100%。433 243 r3(433r)3 38【答案】 （1）Ar3d 64s2（2）5 分子晶体 N 2（3）sp 2、sp 3bd（4）21 100% 382.（2018 广东茂名市模拟）钠的化合物用
9、途广泛，回答下列问题：（1）多硫化钠(Na 2Sx)用作聚合的终止剂。钠原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_，基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_，其中 Na2S4中存在的化学键有：_。A.离子键 B.极性共价键 C. 键 D.非极性共价键（2）r(S 2)r(Na+)的原因是_。（3）Na 2SO3常用作工业的脱氧剂和漂白剂，其阴离子的中心原子的杂化形式是_，空间构型是_。（4）下表列出了钠的卤化物的熔点：化学式 NaF NaCl NaBr NaI熔点/ 995 801 775 651NaF 的熔点比 NaI 的熔点高的原因是_；NaCl 晶格能是 786kJ/mol，则
10、NaF 的晶格能可能是_。4A704kJ/mol B747kJ/mol C928 kJ/mol（5）NaH 具有 NaCl 型的立方晶体结构，已知 NaH 晶体的晶胞参数 a=488pm，Na +半径为 102pm，则 H的半径为_pm；NaH 的理论密度是_gcm 3(保留三位有效数字)。H1、Na23（6）首例被发现的带结晶水的超导材料晶体化学式为 Na0.35CoOx1.3H2O，具有CoO 2H 2ONaH 2OCoO 2H 2ONaH 2O层状结构，已知 CoOx层的构型部分如图，其中粗线画出的是其二维晶跑，则 x=_。【解析】 （1）钠的价电子为 3s1，钠原子价层电子的轨道表达式
11、(电子排布图)为 ；基态 S 原子电子占据最高能级 3p 的电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)，其中 Na2S4中存在的化学键有：钠离子与 S 间的离子键、24S-S 之间的非极性共价键，故选 AD。 （2）S 2比 Na+多一个电子层，所以 r(S2)r(Na+)的原因是电子层数多；（3）Na 2SO3常用作工业的脱氧剂和漂白剂，其阴离子 SO 的中心原子 S 与另外 3 个 O 原子形成 3 个 键，23有 1 个孤电子对，故其杂化形式是 SP3，空间构型是三角锥形。 （4）NaF 的熔点比 NaI 的熔点高的原因是NaF 和 NaI 同属于离子晶体，r(F )r(I)，离子半径越小，晶格能越大
12、，熔点越高；NaCl 晶格能是 786 kJ/mol，r(F )小，晶格能大，则 NaF 的晶格能可能是 C： 928 kJ/mol。 （5）NaH 具有 NaCl 型晶体结构，NaH晶体的晶胞参数 a=488pm（棱长） ，Na 半径为 102pm，H 的半径为（488-1022）pm/2=142pm，该晶胞中钠离子个数=81/8+61/2=4，氢离子个数=121/4+1=4，NaH 的理论密度是=4M/ NAV=244/(NA48831030)=1.37gcm3；（6）Co 为 1 个，O 为 4/2=2 个，化学式为 CoO2，x=2。【答案】 （1） 哑铃(或纺锤) AD （2）电子层
13、数多（3）sp 3三角锥形（4）NaF 和 NaI 同属于离子晶体，r(F )r(I)，离子半径越小，熔点越高 C （5）142 1.37 （6）2 3.（2018 南昌市二模）由 N、P、Ti 等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。(1)钛元素基态原子未成对电子数为_个，能量最高的电子占据的能级符号为_。5(2)磷的一种同素异形体白磷(P 4)的立体构型为_，推测其在 CS2中的溶解度_（填“大于”或“小于” ）在水中的溶解度。(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH 3)和氨(NH 3)的键角分别为 93.6和 107，试分析 PH3的键角小于NH3的原因：_。(4)工业上制金属
14、钛采用金属还原四氯化钛。先将 TiO2（或天然的金红石）和足量炭粉混合加热至10001100K，进行氯化处理，生成 TiCl4。写出生成 TiCl4的化学反应方程式：_。(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为_，已知晶体的密度为 pgcm3，阿伏加德罗常数为 NA，则晶胞边长为_cm（用含 p、 NA的式子表示） 。【解析】 （1）钛元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2，因此其中未成对电子数为 2 个，能量最高的电子占据的能级符号为 3d。 （2）白磷(P 4)分子中含有 6 个 PP 单键，其立体构型为正四面体形；白磷和 CS2均为非极性
15、分子，水是极性分子，根据相似相容原理可推测白磷在 CS2中的溶解度大于在水中的溶解度。 （3）由于电负性 N 强于 P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，因此 PH3的键角小于 NH3的。 （4）反应物是氯气、TiO 2和足量炭粉，生成物是 TiCl4，根据原子守恒且碳过量可知还有 CO 生成，则生成 TiCl4的化学反应方程式为TiO2+2C+2C12 TiCl4+2CO。 （5）根据晶胞结构可知含有的 N 原子个数是= = = = = = = = =1000-1100K 81/8+61/24，Ti 原子全部在晶胞中
16、，共计是 4 个，则该晶体的化学式为 TiN；设晶胞的边长是 a cm，则 ，解得 a 。【答案】 （1）2 3d （2）正四面体形大于（3）电负性 N 强于 P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大（4）TiO 2+2C+2C12 TiCl4+2CO TiN= = = = = = = = =1000-1100K 4.（2018 临沂市三模）钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。(1)基态钛原子的价电子排布式为_，与钛同周期的元素中，基态原子 的未成对电子数与钛相同的有_种。(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴
17、的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_。(3)在浓的 TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入 HCl 至饱和，可得到配位数为 6、组成为 TiCl36H2O6的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为 15，则该配合离子的化学式为_。(4)半夹心结构催化剂 M 能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。组成 M 的元素中，电负性最大的是_(填名称)。M 中碳原子的杂化方式为_。M 中不含_(填代号)。a 键 b 键 c离子键 d配位键(5)金红石(TiO 2)是含钛的主要矿物之一。其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。A、B、C、D 4 种微粒，其中氧原子是_(填代号)。若
18、A、B、C 的原子坐标分别为 A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则 D 的原子坐标为D(0.19a，_，_)；钛氧键的键长 d=_(用代数式表示)。【解析】(1)钛原子核外有 22 个电子，基态钛原子的价电子排布式为 3d24s2；基态钛原子的未成对电子数为 2；第四周期中未成对电子数为 2 的元素还有 3 种，分别是 Ge、Se、Ni；(2)Ti 原子的价电子数是 4、铝原子的价电子数是 3，Ti 原子的价电子数比 Al 多，金属键更强，所以钛的硬度比铝大；(3)配位数为 6，两种配体的物质的量之比为 15，所以配体中有 1 个氯原子、5 个水分子，所以该
19、配合离子的化学式为TiCl(H 2O)52+；(4) 组成 M 的元素有 Ti、C、H、O、Cl，其中 O 的非金属性最强，非金属性越强电负性越大，所以电负性最大的是氧；M 中有双键碳和单键碳原子两种，所以 M 中碳原子的杂化方式为 sp2、sp 3；单键为 键、双键中 1 个是 键、1 个是 键，根据 M 的结构图，还有配位键，没有离子键，故选 c；(5)根据均摊原则，晶胞中共有原子 ，晶胞中相同位置的原子相同，根据钛氧原子比是 12，818+412+3=6可知氧原子是 BD；根据晶胞结构，若 A、B、C 的原子坐标分别为 A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)
20、，则 D 原子坐标是(0.19a，0.81a，0.5c)；根据图示， ，则d2=2(0.31a)2d= 。0.31 2a【答案】 （1）3d 24s2 3 （2）Ti 原子的价电子数比 Al 多，金属键更强（3）TiCl(H 2O)52+7（4）氧 sp 2 sp3 c （5）BD 0.81a 0.5c 5.（2018 河北衡水质量检测）硼及其化合物用途非常广泛，回答下列问题。(1)下列 B 原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)(2)H3BO3是一元弱酸，可用作医用消毒剂其水溶液呈酸性的原理为：则 1mol 硼酸分子中含有的共用电子对数为_个。(3)BF3可用于制
21、造火箭的高能燃料，其分子的空间构型是_，硼原子杂化方式是_；BF 3能与乙醚发生反应：(C 2H5)2O+BF3BF 3O(C2H5)2，该反应能发生，其原因是_。(4)硼的一种化合物结构简式为 O=BCH=C=CH2，该分子中含_个 键。(5)下图中图(a)为类似石墨的六方 BN，图(b)为立方 BN。六方 BN 具有良好的润滑性，是因为_；六方 BN 不能像石墨一样具有导电性，其原因是_。已知立方 BN 的晶胞参数为 0.3615nm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则立方 BN 的密度为_gcm3 (列出计算式)。【解析】(1)能级能量由低到高的顺序为：1s、2s、2p；每个轨道最多只能容纳
22、两个电子，且自旋相反，简并轨道（能级相同的轨道）中电子优先单独占据 1 个轨道，且自旋方向相同，能量最低，由此分析，A 能量最低，D 能量最高，故答案为：A、D；(2)硼酸中有 B 原子与 3 个羟基通过三对共用电子对结合，另外每个羟基中有 1 对共用电子对，所以 1mol 硼酸中共用电子对数为 6NA个，故答案为：6 NA；(3)BF 3中 B 原子价层电子对个数=3+1/2（3-31）=3，B 原子价层电子对个数为 3 且不含孤电子对，所以为平面三角形结构；B8的杂化类型为 sp2；BF 3能与乙醚发生反应：(C 2H5)2O+BF3BF 3O(C2H5)2，该反应能发生，其原因是：BF
23、3中B 原子有空轨道，O(C 2H5)2中氧原子上有孤对电子，能形成配位键，故答案为：平面三角形，sp 2，BF 3中 B 原子有空轨道，O(C 2H5)2中氧原子上有孤对电子，能形成配位键；(4)单键是 键，双键中含有 1 个 键，从上述结构简式中可以看出还有 3 个 C-H 键，所以一共有 7 个 键，答案为：7；(5)由图示结构可以看出六方 BN 具有良好的润滑性，是因为：六方 BN 晶体中层与层之间的作用力是较弱的范德华力，故层与层之间相对易滑动；六方 BN 不能像石墨一样具有导电性，其原因是六方 BN 的结构中没有像石墨中有自由移动的电子；已知立方 BN 的晶胞参数为 0.3615n
24、m，则晶胞体积为：（0.3615 10-7） 3cm3，晶胞中 B 原子数目为：81/8+6 1/2=4 原子，N 原子数目为：4，则立方 BN 的密度为： ，故答案为： 411+414NA（0.361510-7） 3。411+414NA（0.361510-7） 3【答案】 （1）A D （2）3.61210 24(或 6NA) （3）平面三角形 sp2 BF3中 B 原子有空轨道，O(C 2H5)2中氧原子上有孤对电子，能形成配位键（4）7 （5）六方 BN 晶体中层与层之间的作用力是较弱的范德华力，故层与层之间相对易滑动六方 BN 的结构中没有像石墨中有自由移动的电子 或411+414NA（0.361510-7） 3 1000.36153NA1021
