1、1跟踪检测（五十一） 应用层面“物质结构与性质”综合题型分析1(2018全国卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：(1)Zn 原子核外电子排布式为_。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 Zn 和 Cu 组成。第一电离能 I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)ZnF2具有较高的熔点(872 )，其化学键类型是_；ZnF 2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是_。(4)中华本草等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO 3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO 3中，阴离子空间构型
2、为_，C 原子的杂化形式为_。(5)金属 Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为_。六棱柱底边边长为 a cm，高为 c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn 的密度为_gcm 3 (列出计算式)。解析：(1)锌的核外有 30 个电子，因此其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，也可写作Ar3d 104s2。(2)锌的价层电子排布式为 3d104s2，为全满稳定结构，较难失去电子，铜的价层电子排布式为 3d104s1，较易失去一个电子，因此锌的第一电离能大于铜的第一电离能。(3)由 ZnF2的熔点为 872 可知，ZnF 2应为离子晶体，因此化学键类型为离
3、子键。ZnF2为离子化合物，极性较大，不溶于有机溶剂；ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主，极性较小，能够溶于有机溶剂。(4)C 原子价层电子对数 n(4302)/23，因此 C 原子为 sp2杂化，CO 的空23间构型为平面三角形。(5)金属 Zn 晶体为六方最密堆积方式(A 3型)。六棱柱底边边长为 a cm，则六棱柱上下面的面积均为 6 a2 cm2，则六棱柱的体积为 6 a2c cm3，锌原子在六棱柱的顶点、上34 34下面心和晶胞内，一个晶胞含锌原子个数12 2 36，因此一个晶胞中 Zn 的质16 12量 g，由此可知，Zn 的密度 gcm3 。656NA 6
4、56NA634 a2c答案：(1)1s 22s22p63s23p63d104s2或Ar3d 104s22(2)大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)离子键 ZnF 2为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主，极性较小(4)平面三角形 sp 2(5)六方最密堆积(A 3型) 656NA634 a2c2尿素(H 2NCONH2)是一种农业生产中常用的氮肥。在工业上，尿素还用于制造有机铁肥，回答下列问题：(1)基态 Fe2 的核外电子排布式为_。(2)C、N、O 三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_。(3)CO2分子晶体的晶胞如图所示，每个晶胞中含
5、有 CO2的分子个数是_。(4)在一定条件下，NH 3与 CO2能合成尿素(H 2NCONH2)，尿素中 C 原子轨道的杂化类型为_；1 mol 尿素分子中 键的数目为_mol。(5)(NH4)2SO4、NH 4NO3等颗粒物及扬尘等易引起雾霾。与 NO 互为等电子体的分子是 3_(填化学式)。解析：(2)同周期自左向右第一电离能呈增大趋势，但 N 的 2p 能级为半充满的稳定状态，第一电离能大于 O。(3)CO 2分子数8 6 4。(4)尿素的结构式为18 12，C 采用 sp2杂化，分子中有 7 个 键。(5)NO 有 4 个原子和 24 个 3价电子，与其互为等电子体的分子是 SO3或
6、BF3等。答案：(1)Ar3d 6 (2)C” “CH；分子中 N 原子有 2 种，一种形成 3 个 键和 键，没有孤对电子，杂化轨道数目为 3，杂化轨道类型为 sp2，一种形成 3 个 键，含有1 个孤对电子，杂化轨道数目为 4，杂化轨道类型为 sp3。(3)根据题给信息知，该物质的熔沸点较低，为分子晶体，配合物 Fe(CO)x的中心原子是铁原子，其价电子数是 8，每个配体提供的电子数是 2,82 x18， x5。(4)NiO、FeO 的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，由于 Ni2
7、的离子半径小于 Fe2 的离子半径，熔点：NiOFeO。(5)根据图示，砷离子周围有 4 个镍离子，构成正四面体，配位数为 4，晶体中 Ni 和 As 的数目比为 11，因此镍离子周围也有 4 个砷离子，配位数为 4；根据图示，晶胞中含有的砷离子为 4 个，镍离子数目为 8 6 4，晶胞的质量18 12 g，晶体密度为 gcm3 ，则晶胞的边长 cm，晶胞中最4 59 75NA 536NA 3536 NA近的 Ni2 之间的距离为面对角线的一半，为 cm。22 3536 NA答案：(1)铁 (2)2、4 NCH sp 2、sp 3 (3)分子晶体 5 (4) 相同电荷的离子半径越小，晶格能越大
8、(5)4 22 3536 NA6X、Y、Z、M 为前四周期中除氢以外原子序数依次增大的四种元素，X 基态原子未成对电子数在所处周期中最多；Y 元素原子核外共有 3 个能级，且最高能级电子数是前两个能级电子数之和；Z 的单质常温下为淡黄色固体，ZY 3分子呈平面正三角形；M 原子外围电子排布式为 3dn4sn。6请回答下列问题：(1)X、Y、Z 三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。(2)某 X 氢化物分子结构简式为 HX=XH，该分子中 X 原子的杂化方式为_；Y 元素简单氢化物的沸点高于 Z 的氢化物，主要原因是_。(3)根据等电子原理，写出 X2Y 分子的电子式：_。
9、(4)M 晶体的原子堆积方式为六方堆积(如右图所示)，则晶体中 M 原子配位数是_。某 M 配合物化学式是M(H 2O)5ClCl2H2O,1 mol 该配合物中含配位键的数目是_。解析：Y 原子的电子排布式为 1s22s22p4，则 Y 为 O；Z 的单质常温下为淡黄色固体，则 Z 为 S；由题意知，X 原子序数比 O 小，且 X 基态原子未成对电子数在所处周期中最多，则 X 原子的电子排布式为 1s22s22p3，即 X 为 N；M 原子外围电子排布式为 3d24s2，则 M 为 Ti。(1)N 原子 p 轨道处于半充满较稳定状态，第一电离能反常，高于同周期相邻两元素。(2)类比乙烯的结构
10、可知，X 元素为 sp2杂化；H 2O 的沸点高于 H2S 的原因是水分子间能够形成氢键。(3)N 2O 与 CO2为等电子体，所以 N2O 为直线型分子。(4)依据图形，同一层与中心球紧靠的有 6 个小球，上下两层各有 3 个小球，所以配位数为12。中心离子的配体有 5 个 H2O 和 1 个 Cl ，所以 1 mol 该配合物中含 6 mol 配位键。答案：(1)NOS (2)sp 2 H 2O 分子间形成了氢键，而 H2S 分子间不能形成氢键 (3) (4)12 66.0210 237原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第一至第四周期。自然界中存在多种 A 的化合物，B
11、原子核外电子有 6 种不同的运动状态，B 与 C 可形成正四面体形分子。D 的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：(1)这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为_，第一电离能最小的元素是_(填元素符号)。(2)C 所在主族的前四种元素分别与 A 形成的化合物，沸点由高到低的顺序是_(填化学式)，呈现如此递变规律的原因是_。(3)B 元素可形成多种单质，一种晶体结构如图 1 所示，其原子的杂化类型为_，另一种的晶胞如图 2 所示，若此晶胞中的棱长为 356.6 pm，则此晶胞的密度为_gcm 3 (保留两位有效数字)。7(4)D 元素形成的单质，
12、其晶体的堆积模型为_，D 的醋酸盐晶体局部结构如图 3，该晶体中含有的化学键是_(填序号)。极性键 非极性键 配位键 金属键解析：原子序数依次增大的四种元素 A、B、C、D 分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种 A 的化合物，则 A 为 H 元素；B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，即核外有6 个电子，则 B 为 C 元素；D 的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D 原子外围电子排布为 3d104s1，则 D 为 Cu 元素；结合原子序数可知，C 只能处于第三周期，B 与 C 可形成正四面体形分子，则 B 为 Cl 元素。(1)四种元素中电负性最大的是 Cl，其基
13、态原子的价电子排布图为 ，四种元素中只有 Cu 为金属，其他为非金属，Cu 的第一电离能最小。(2)HF 分子之间形成氢键，使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl 分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，即沸点由高到低的顺序是 HFHIHBrHCl。(3)图 1 为平面结构，在其层状结构中碳碳键键角为 120，每个碳原子都结合着 3 个碳原子，碳原子采取 sp2杂化；图 2 一个晶胞中含碳原子数为 8 6 48，晶胞质量为 g，所以晶胞密度18 12 812NA(812)(6.0210 23)g(356.61010 cm)33.5 gcm3 。(4)晶体 Cu 为面心立方
14、最密堆积，结合图 3 醋酸铜晶体的局部结构可确定其晶体中含有极性键、非极性键和配位键，故是。答案：(1) Cu(2)HFHIHBrHCl HF 分子之间形成氢键使其熔沸点较高，HI、HBr、HCl 分子之间只有范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大(3)sp2 3.5 (4)面心立方最密堆积 8磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。请回答下列有关问题：(1)画出基态 P 原子的核外电子排布图_。(2)NH3比 PH3易液化的原因是_。(3)P4S3可用于制造火柴，其结构如图 1 所示。P 4S3中硫
15、原子的杂化轨道类型为_。8电负性：磷_硫(填“”或“”)；第一电离能磷大于硫的原因是_。(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一，1 mol NH 4BF4中含有_ mol 配位键。(5)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，其晶胞结构如图 2 所示。原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置，图中 a 点和 c 点的原子坐标参数依次为(0,0,0)、 ，则 b(1，12， 12)点的原子坐标参数为_；已知该晶胞中距离最近的两个磷原子的核间距离为 L pm，则该晶体密度为_ gcm 3 (阿伏加德罗常数用 NA表示，列出计算式即可)。解析：(1)P 原子核电荷数为 15，电子排布式为 1s22s2
16、2p63s23p3，核外电子排布图为(3)P 4S3中硫原子形成 2 个共价键，孤电子对数为 (621)2，则有 4 个价层12电子对，其杂化的轨道类型为 sp3。同一周期，从左到右，电负性增大，因此电负性：磷硫；同一周期，第一电离能呈现增大的趋势，由于磷原子 3p 轨道处于半满状态，不容易失去电子，第一电离能磷大于硫。(4)一个 NH4BF4中 N 原子和其中一个 H 原子之间存在配位键、B 原子和其中一个 F 原子之间存在一个配位键，所以含有 2 个配位键，则 1 mol NH4BF4含有 2 mol 配位键。(5)由图说明晶胞边长为 1，a、b 点距离为晶胞对角线的 ，则 b 点的原子坐
17、标参数为14；根据晶胞结构可知：硼原子个数为 4，磷原子个数为 8 6 4，即该晶(14， 14， 14) 18 12胞中含有 4 个磷化硼，质量为 g，设该晶胞的棱长为 x cm，该晶胞中距离最近的442NA两个磷原子的核间距离为面对角线上的一半，所以 x L1010 cm，晶胞的体积为2x3( L)31030 cm3；设晶胞的密度为 gcm 3，则 2442NA 2L 310 30gcm3 。4221030L3NA9答案：(1) (2)NH3分子间存在氢键(3)sp 3 磷原子 3p 轨道处于半充满稳定状态，不容易失去电子(4)2(5) (14， 14， 14) 4221030L3NA10
