2019-2020年高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選考）練習(xí).doc

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2019-2020年高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題十五 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選考）練習(xí) [考綱要求]　1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)：(1)了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和排布原理，能正確書(shū)寫(xiě)1～36號(hào)元素原子核外電子、價(jià)電子的電子排布式和軌道表達(dá)式；(2)了解電離能的含義，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)；(3)了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡(jiǎn)單應(yīng)用；(4)了解電負(fù)性的概念并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。2.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)：(1)理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征解釋其物理性質(zhì)；(2)了解共價(jià)鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義；(3)能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)；(4)了解雜化軌道理論及簡(jiǎn)單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)；(5)能用價(jià)層電子對(duì)互斥理論或者雜化軌道理論推測(cè)簡(jiǎn)單分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)：(1)了解范德華力的含義及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響；(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能解釋氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響。4.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：(1)了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)別；(2)了解晶格能的概念，了解晶格能對(duì)離子晶體性質(zhì)的影響；(3)了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；(4)了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系；(5)理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論解釋金屬的一些物理性質(zhì)，了解金屬晶體常見(jiàn)的堆積方式；(6)了解晶胞的概念，能根據(jù)晶胞確定晶體的組成并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。 考點(diǎn)一　原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1．排布規(guī)律 (1)能量最低原理：基態(tài)原子核外電子優(yōu)先占據(jù)能量最低的原子軌道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。 (2)泡利原理：每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子。 (3)洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各軌道上排布時(shí)，電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同。 2．表示方法 (1)電子排布式 按電子排入各電子層中各能級(jí)的先后順序，用能級(jí)符號(hào)依次寫(xiě)出各能級(jí)中的電子數(shù)，同時(shí)注意特例。 如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 (2)簡(jiǎn)化電子排布式 “[稀有氣體]＋價(jià)層電子”的形式表示。 如：Cu：[Ar]3d104s1 (3)電子排布圖 用方框表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的電子，按排入各電子層中各能級(jí)的先后順序和在軌道中的排布情況書(shū)寫(xiě)。 如S： 3．元素的電離能 第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。常用符號(hào)I1表示，單位為kJmol－1。 (1)原子核外電子排布的周期性 隨著原子序數(shù)的增加，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)周期性的變化：每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化。 (2)元素第一電離能的周期性變化 隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈周期性變化： 同周期從左到右，第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì)，稀有氣體的第一電離能最大，堿金屬的第一電離能最小； 同主族從上到下，第一電離能有逐漸減小的趨勢(shì)。 說(shuō)明　同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)。同能級(jí)的軌道為全滿、半滿時(shí)較相鄰元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。如Be、N、Mg、P。 (3)元素電離能的應(yīng)用 ①判斷元素金屬性的強(qiáng)弱 電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之，越弱。 ②判斷元素的化合價(jià) 如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為＋n價(jià)，如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價(jià)為＋1價(jià)。 4．元素的電負(fù)性 (1)元素電負(fù)性的周期性變化 元素的電負(fù)性：不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小叫做該元素的電負(fù)性。 隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化：同周期從左到右，主族元素電負(fù)性逐漸增大；同一主族從上到下，元素電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。 (2) 題組一　基態(tài)原子的核外電子排布 1．[xx江蘇，21(A)－(1)]Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)___________。 答案　[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) 2．[xx全國(guó)卷Ⅰ，35(1)(2)](1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為_(kāi)_______ nm(填標(biāo)號(hào))。 A．404.4　B. 553.5　C．589.2　D．670.8　E．766.5 (2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)_______。 答案　(1)A　(2)N　球形 3．[xx全國(guó)卷Ⅱ，35(1)]氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_(kāi)_______。 答案　(或) 4．[xx全國(guó)卷Ⅲ，35(1)]Co基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______。元素Mn與O中，第一電離能較大的是________，基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是__________________。 答案　1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)　O　Mn 5．[xx江蘇，21(A)－(1)]Zn2＋基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)_______。 答案　1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) 6．[xx全國(guó)卷Ⅰ，37(1)]基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個(gè)未成對(duì)電子。 答案　3d104s24p2　2 7．[xx全國(guó)卷Ⅱ，37(1)]鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_______，3d能級(jí)上的未成對(duì)的電子數(shù)為_(kāi)_______。 答案　1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)　2 8．[xx全國(guó)卷Ⅲ，37(1)]寫(xiě)出基態(tài)As原子的核外電子排布式：________________。 答案　1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) “兩原理，一規(guī)則”的正確理解 (1)原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀態(tài)。 易誤警示　在寫(xiě)基態(tài)原子的電子排布圖時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤： ① (違反能量最低原理) ②(違反泡利原理) ③(違反洪特規(guī)則) ④ (違反洪特規(guī)則) (2)同能級(jí)的軌道半充滿、全充滿或全空狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 如np3、np6 Cr：3d54s1　 Mn：3d54s2　 Cu：3d104s1　 Zn：3d104s2 (3)31Ga、33As等基態(tài)原子核外電子排布(簡(jiǎn)寫(xiě))常出現(xiàn)錯(cuò)誤： 31Ga　[Ar]4s24p1應(yīng)為[Ar]3d104s24p1 33As　[Ar]4s24p3應(yīng)為[Ar]3d104s24p3 題組二　元素的電離能和電負(fù)性 9．[xx江蘇，21(A)－(3)]C、H、O三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開(kāi)_____________。 答案　HGe>Zn 12．[xx全國(guó)卷Ⅱ，37(3)]元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1 959 kJmol－1，INi＝1 753 kJmol－1，ICu>INi 的原因是______________________________________________。 答案　銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子 13．在N、O、S中第一電離能最大的是________。 答案　N 14．第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有______種。 答案　3 15．下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是________。 答案　a 16．依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照下圖中B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。 答案　 考點(diǎn)二　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1．分子構(gòu)型與雜化軌道理論 雜化軌道的要點(diǎn) 當(dāng)原子成鍵時(shí)，原子的價(jià)電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結(jié)構(gòu)不同。 雜化類型 雜化軌道數(shù)目 雜化軌道夾角 立體構(gòu)型 實(shí)例 sp 2 180 直線形 BeCl2 sp2 3 120 平面三角形 BF3 sp3 4 10928′ 正四面體形 CH4 2.分子構(gòu)型與價(jià)層電子對(duì)互斥模型 價(jià)層電子對(duì)互斥模型說(shuō)明的是價(jià)層電子對(duì)的立體構(gòu)型，而分子的立體構(gòu)型指的是成鍵電子對(duì)立體構(gòu)型，不包括孤電子對(duì)。 (1)當(dāng)中心原子無(wú)孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型一致。 (2)當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí)，兩者的構(gòu)型不一致。 電子對(duì)數(shù) 成鍵對(duì)數(shù) 孤電子對(duì)數(shù) 電子對(duì)立體構(gòu)型 分子立體構(gòu)型 實(shí)例 2 2 0 直線形 直線形 BeCl2 3 3 0 三角形 平面三角形 BF3 2 1 V形 SO2 4 4 0 四面體 四面體形 CH4 3 1 三角錐形 NH3 2 2 V形 H2O 3.中心原子雜化類型和分子立體構(gòu)型的相互判斷 中心原子的雜化類型和分子立體構(gòu)型有關(guān)，二者之間可以相互判斷。 分子組成(A為中心原子) 中心原子的孤電子對(duì)數(shù) 中心原子的雜化方式 分子立體構(gòu)型 實(shí)例 AB2 0 sp 直線形 BeCl2 1 sp2 V形 SO2 2 sp3 V形 H2O AB3 0 sp2 平面三角形 BF3 1 sp3 三角錐形 NH3 AB4 0 sp3 正四面體形 CH4 特別提醒　(1)用價(jià)電子對(duì)互斥理論判斷分子的立體構(gòu)型時(shí)，不僅要考慮中心原子的孤電子對(duì)所占據(jù)的空間，還要考慮孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥力大小。排斥力大小順序?yàn)長(zhǎng)P—LP?LP—BP>BP—BP(LP代表孤電子對(duì)，BP代表成鍵電子對(duì))。 (2)三鍵、雙鍵、單鍵之間的排斥力大小順序： 三鍵—三鍵>三鍵—雙鍵>雙鍵—雙鍵>雙鍵—單鍵>單鍵—單鍵。 (3)排斥力大小對(duì)鍵角的影響 分子 雜化軌道角度 排斥力分析 實(shí)際鍵角 H2O 10928′ LP—LP?LP—BP>BP—BP 105 NH3 10928′ LP—BP>BP—BP 107 COCl2 10928′ C==O對(duì)C—Cl的排斥力大于C—Cl對(duì)C—Cl的排斥力 形成兩種鍵角分別為124.3、111.4 4.共價(jià)鍵 (1)共價(jià)鍵的類型 ①按成鍵原子間共用電子對(duì)的數(shù)目分為單鍵、雙鍵和三鍵。 ②按共用電子對(duì)是否偏移分為極性鍵、非極性鍵。 ③按原子軌道的重疊方式分為σ鍵和π鍵，前者的電子云具有軸對(duì)稱性，后者的電子云具有鏡像對(duì)稱性。 (2)鍵參數(shù) ①鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。 ②鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越穩(wěn)定。 ③鍵角：在原子數(shù)超過(guò)2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。 ④鍵參數(shù)對(duì)分子性質(zhì)的影響 鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。 (3)σ鍵、π鍵的判斷 ①由軌道重疊方式判斷 “頭碰頭”重疊為σ鍵，“肩并肩”重疊為π鍵。 ②由共用電子對(duì)數(shù)判斷 單鍵為σ鍵；雙鍵或三鍵，其中一個(gè)為σ鍵，其余為π鍵。 ③由成鍵軌道類型判斷 s軌道形成的共價(jià)鍵全部是σ鍵；雜化軌道形成的共價(jià)鍵全部為σ鍵。 (4)等電子原理 原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的分子或離子具有相似的化學(xué)鍵特征。物理性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)不同。 常見(jiàn)等電子體： 微粒 通式 價(jià)電子總數(shù) 立體構(gòu)型 CO2、SCN－、NO、N AX2 16e－ 直線形 CO、NO、SO3 AX3 24e－ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2 18e－ V形 SO、PO AX4 32e－ 正四面體形 PO、SO、ClO AX3 26e－ 三角錐形 CO、N2 AX 10e－ 直線形 CH4、NH AX4 8e－ 正四面體形 (5)配位鍵 ①孤電子對(duì) 分子或離子中沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)稱孤電子對(duì)。 ②配位鍵 a．配位鍵的形成：成鍵原子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道形成的共價(jià)鍵； b．配位鍵的表示：常用“―→”來(lái)表示配位鍵，箭頭指向接受孤電子對(duì)的原子，如NH可表示為 ，在NH中，雖然有一個(gè)N—H鍵形成的過(guò)程與其他3個(gè)N—H鍵形成的過(guò)程不同，但是一旦形成之后，4個(gè)共價(jià)鍵就完全相同。 ③配合物 如[Cu(NH3)4]SO4 配位體有孤電子對(duì)，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空軌道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。 5．分子性質(zhì) (1)分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系 (2)溶解性 ①“相似相溶”規(guī)律：非極性溶質(zhì)一般能溶于非極性溶劑，極性溶質(zhì)一般能溶于極性溶劑，若存在氫鍵，則溶劑和溶質(zhì)之間的氫鍵作用力越大，溶解性越好。 ②“相似相溶”還適用于分子結(jié)構(gòu)的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明顯減小。 (3)無(wú)機(jī)含氧酸分子的酸性 無(wú)機(jī)含氧酸可寫(xiě)成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，則n值越大，R的正電性越高，使R—O—H中O的電子向R偏移，在水分子的作用下越易電離出H＋，酸性越強(qiáng)，如HClO氫鍵>范德華力 (4)影響強(qiáng)度的因素：對(duì)于A—H…B—，A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，氫鍵鍵能越大。 (5)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸點(diǎn)：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 題組一　“兩大理論”與微粒構(gòu)型 1．[xx江蘇21(A)－(2)]丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是________，1 mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。 答案　sp2和sp3　9NA 2．[xx全國(guó)卷Ⅰ，35(3)]X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構(gòu)型為_(kāi)_______，中心原子的雜化形式為_(kāi)_______。 答案　V形　sp3 3．[xx全國(guó)卷Ⅲ，35(2)]CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_(kāi)_______和________。 答案　sp　sp3 4．[xx江蘇21(A)－(3)] 分子中碳原子軌道的雜化類型為_(kāi)_______。 答案　sp3、sp 5．[xx全國(guó)卷Ⅰ，37(5)節(jié)選]Ge單晶具有金剛石結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為_(kāi)_______。 答案　sp3 6．[xx全國(guó)卷Ⅲ，37(3)]AsCl3分子的立體構(gòu)型為_(kāi)___________，其中As的雜化軌道類型為_(kāi)_______。 答案　三角錐形　sp3 7．[xx全國(guó)卷Ⅰ，37(3)節(jié)選]CS2分子中，C原子的雜化軌道類型是________。 答案　sp 8．[xx江蘇，21(A)－(2)節(jié)選]CH3COOH中C原子軌道雜化類型為_(kāi)________________。 答案　sp3、sp2 9．醛基中碳原子的軌道雜化類型是__________________。 答案　sp2 10．[xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，37(3)節(jié)選]乙醛中碳原子的雜化類型為_(kāi)_______。 答案　sp3、sp2 11．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族，e的最外層只有一個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。 則a和其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為_(kāi)___________；這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3的是____________；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是______________。 答案　sp3　HNO2、HNO3　H2SO3 12．中陽(yáng)離子的空間構(gòu)型為_(kāi)_________，陰離子的中心原子軌道采用________雜化。 答案　三角錐形　sp3 題組二　微粒作用與分子性質(zhì) 13．[xx全國(guó)卷Ⅱ，35(3)]經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。 ①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為_(kāi)_______，不同之處為_(kāi)_______。(填標(biāo)號(hào)) A．中心原子的雜化軌道類型 B．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù) C．立體結(jié)構(gòu) D．共價(jià)鍵類型 ②R中陰離子N中的σ鍵總數(shù)為_(kāi)_______個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)Π表示，其中m代表參與形成的大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Π)，則N中的大π鍵應(yīng)表示為_(kāi)_______。 ③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH)N—H…Cl、________________________、________________________________________________________________________。 答案　①ABD　C?、?　Π?、?H3O＋)O—H…N(N)　(NH)N—H…N(N) 14．[xx全國(guó)卷Ⅲ，35(4)]硝酸錳是制備CO2＋3H2===CH3OH＋H2O反應(yīng)的催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________。 答案　離子鍵、π鍵 15．[xx江蘇，21(A)－(4)]乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這是因?yàn)開(kāi)________________________。 答案　乙醇存在分子間氫鍵 16．[xx全國(guó)卷Ⅲ，35(3)]研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)___________________________________， 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O與CH3OH均為極性分子，水含氫鍵比甲醇中多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對(duì)分子質(zhì)量較大，范德華力大 17．[xx江蘇，21(A)—(2)(4)(5)][Zn(CN)4]2－在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 (2)1 mol HCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_____________________________________。 (4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為_(kāi)_______________________________。 (5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋與CN－的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型，[Zn(CN)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_(kāi)________________________________________________。 答案　(2)3NA　(4)NH　(5) 18．[xx全國(guó)卷Ⅰ，37(2)(3)](2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是__________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因__________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 GeCl4 GeBr4 GeI2 熔點(diǎn)/℃ －49.5 26 146 沸點(diǎn)/℃ 83.1 186 約400 答案　(2)鍺的原子半徑大，原子之間形成的σ單鍵較長(zhǎng)，pp軌道肩并肩重疊的程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵　(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔、沸點(diǎn)依次升高；原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng) 19．[xx全國(guó)卷Ⅱ，37(2)]硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍(lán)色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是________。 ②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_(kāi)_______，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是________。 ③氨的沸點(diǎn)________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______________________； 氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為_(kāi)_______。 答案?、僬拿骟w?、谂湮绘I　N　③高于　NH3分子間可形成氫鍵　極性　sp3 20．[xx江蘇，21(A)－(1)(2)(3)節(jié)選]下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛： 2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH (1)配合物[Cr(H2O)6]3＋中，與Cr3＋形成配位鍵的原子是________(填元素符號(hào))。 (2)1 mol CH3COOH分子含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。 (3)與H2O互為等電子體的一種陽(yáng)離子為_(kāi)_________(填化學(xué)式)；H2O與CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)開(kāi)___________________________。 答案　(1)O　(2)7NA(或76.021023) 　(3)H2F＋　H2O與CH3CH2OH之間可以形成氫鍵 21．1 mol乙醛分子中含有σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______，乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是________________________________________________________________________。 答案　6NA　CH3COOH存在分子間氫鍵 22．與OH－互為等電子體的一種分子為_(kāi)_______________(填化學(xué)式)。 答案　HF 23．已知a是H，b是N，c是O，d是S，a與其他元素形成的二元共價(jià)化合物中，分子中既含有極性共價(jià)鍵，又含有非極性共價(jià)鍵的化合物是________________________________ (填化學(xué)式，寫(xiě)出兩種)。 答案　N2H4、H2O2 24．若BCl3與XYn通過(guò)B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物，則該配合物中提供孤電子對(duì)的原子是_______________________________________________。 答案　X 解析　由于在BCl3中B原子無(wú)孤電子對(duì)，但有空軌道，所以提供孤電子對(duì)的原子是X。 25．碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí)： 化學(xué)鍵 C—C C—H C—O Si—Si Si—H Si—O 鍵能/ (kJmol－1) 356 413 336 226 318 452 (1)硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 答案　(1)C—C鍵和C—H鍵較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中Si—Si鍵和Si—H鍵的鍵能較低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以生成 (2)C—H鍵的鍵能大于C—O鍵，C—H鍵比C—O鍵穩(wěn)定；而Si—H鍵的鍵能卻遠(yuǎn)小于Si—O鍵，所以Si—H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si—O鍵 26．(1)BF3與一定量的水形成晶體Q[(H2O)2BF3]，Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R： 晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及________(填序號(hào))。 a．離子鍵　b．共價(jià)鍵　c．配位鍵　d．金屬鍵 e．氫鍵　f．范德華力 (2)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.110－10；水楊酸第一級(jí)電離形成的離子能形成分子內(nèi)氫鍵。據(jù)此判斷，相同溫度下電離平衡常數(shù)Ka2(水楊酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是___________________________。 答案　(1)ad (2)<　 中形成分子內(nèi)氫鍵，使其更難電離出H＋ 考點(diǎn)三　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1．典型晶體模型 晶體 晶體結(jié)構(gòu) 晶體詳解 離子晶體 NaCl(型) (1)每個(gè)Na＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cl－(Na＋)有6個(gè)，每個(gè)Na＋周圍等距且緊鄰的Na＋有12個(gè)；(2)每個(gè)晶胞中含4個(gè)Na＋和4個(gè)Cl－ CsCl(型) (1)每個(gè)Cs＋周圍等距且緊鄰的Cl－有8個(gè)，每個(gè)Cs＋(Cl－)周圍等距且緊鄰的Cs＋(Cl－)有6個(gè)；(2)如圖為8個(gè)晶胞，每個(gè)晶胞中含1個(gè)Cs＋、1個(gè)Cl－ CaF2(型) 在晶體中，每個(gè)F－吸引4個(gè)Ca2＋，每個(gè)Ca2＋吸引8個(gè)F－，Ca2＋的配位數(shù)為8，F(xiàn)－的配位數(shù)為4 金屬晶體 簡(jiǎn)單立方堆積 典型代表Po，空間利用率52%，配位數(shù)為6 體心立方堆積 典型代表Na、K、Fe，空間利用率68%，配位數(shù)為8 六方最密堆積 典型代表Mg、Zn、Ti，空間利用率74%，配位數(shù)為12 面心立方最密堆積 典型代表Cu、Ag、Au，空間利用率74%，配位數(shù)為12 分子晶體 干冰 (1)8個(gè)CO2分子構(gòu)成立方體且在6個(gè)面心又各占據(jù)1個(gè)CO2分子；(2)每個(gè)CO2分子周圍等距緊鄰的CO2分子有12個(gè) 混合型 晶體 石墨晶體 層與層之間的作用是分子間作用力，平均每個(gè)正六邊形擁有的碳原子個(gè)數(shù)是2，C采取的雜化方式是sp2雜化 原子晶體 金剛石 (1)每個(gè)碳原子與相鄰的4個(gè)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)；(2)鍵角均為10928′；(3)最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且六原子不在同一平面內(nèi)；(4)每個(gè)C參與4條C—C鍵的形成，C原子數(shù)與C—C鍵數(shù)之比為1∶2 SiO2 (1)每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合，形成正四面體結(jié)構(gòu)；(2)每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si,4個(gè)“O”，n(Si)∶n(O)＝1∶2；(3)最小環(huán)上有12個(gè)原子，即6個(gè)O，6個(gè)Si 2．分子晶體、原子晶體、離子晶體與金屬晶體的結(jié)構(gòu)微粒，以及微粒間作用力的區(qū)別 晶體類型 原子晶體 分子晶體 金屬晶體 離子晶體 結(jié)構(gòu)微粒 原子 分子 金屬陽(yáng)離子、自由電子 陰、陽(yáng)離子 微粒間作用(力) 共價(jià)鍵 分子間作用力 金屬鍵 離子鍵 熔、沸點(diǎn) 很高 很低 一般較高，少部分低 較高 硬度 很硬 一般較軟 一般較硬，少部分軟 較硬 溶解性 難溶解 相似相溶 難溶(Na等與水反應(yīng)) 易溶于極性溶劑 導(dǎo)電情況 不導(dǎo)電(除硅) 一般不導(dǎo)電 良導(dǎo)體 固體不導(dǎo)電，熔化或溶于水后導(dǎo)電 實(shí)例 金剛石、水晶、碳化硅等 干冰、冰、硫酸、H2(S)等 Na、Mg、Al等 NaCl、CaCO3、NaOH等 3.物質(zhì)熔、沸點(diǎn)的比較 (1)不同類型晶體：一般情況下，原子晶體>離子晶體>分子晶體。 (2)同種類型晶體：構(gòu)成晶體質(zhì)點(diǎn)間的作用大，則熔、沸點(diǎn)高，反之則低。 ①離子晶體：離子所帶的電荷數(shù)越高，離子半徑越小，則其熔、沸點(diǎn)就越高。 ②分子晶體：對(duì)于同類分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，則熔、沸點(diǎn)越高。 ③原子晶體：鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，則熔、沸點(diǎn)越高。 (3)常溫常壓下?tīng)顟B(tài)：①熔點(diǎn)：固態(tài)物質(zhì)>液態(tài)物質(zhì)；②沸點(diǎn)：液態(tài)物質(zhì)>氣態(tài)物質(zhì)。 4．晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算常常涉及如下數(shù)據(jù)：晶體密度、NA、M、晶體體積、微粒間距離、微粒半徑、夾角等，密度的表達(dá)式往往是列等式的依據(jù)。解答這類題時(shí)，一要掌握晶體“均攤法”的原理，二要有扎實(shí)的立體幾何知識(shí)，三要熟悉常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)特征，并能整合貫通，舉一反三。 (1)“均攤法”原理 非平行六面體形晶胞中粒子數(shù)目的計(jì)算同樣可用“均攤法”，其關(guān)鍵仍然是確定一個(gè)粒子為幾個(gè)晶胞所共有。例如，石墨晶胞中每一層內(nèi)碳原子排成六邊形，其頂點(diǎn)(1個(gè)碳原子)對(duì)六邊形的貢獻(xiàn)為，那么一個(gè)六邊形實(shí)際有6＝2個(gè)碳原子。又如，在六棱柱晶胞(如下圖所示的MgB2晶胞)中，頂點(diǎn)上的原子為6個(gè)晶胞(同層3個(gè)，上層或下層3個(gè))所共有，面上的原子為2個(gè)晶胞所共有，因此鎂原子個(gè)數(shù)為12＋2＝3，硼原子個(gè)數(shù)為6。 (2)晶體微粒與M、ρ之間的關(guān)系 若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒，則1 mol該晶胞中含有x mol 微粒，其質(zhì)量為xM g(M為微粒的相對(duì)分子質(zhì)量)；又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3 g(a3為晶胞的體積)，則1 mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NA g，因此有xM＝ρa(bǔ)3NA。 1．[xx江蘇，21(A)－(5)]某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)_______。 圖1　FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖　　圖2　轉(zhuǎn)化過(guò)程的能量變化 答案　Fe3CuN 解析　能量低更穩(wěn)定，Cu替代a位置的Fe(頂點(diǎn)上的Fe)，晶胞中Cu個(gè)數(shù)為8＝1，F(xiàn)e個(gè)數(shù)為6＝3，N個(gè)數(shù)為1，化學(xué)式為Fe3CuN。 2．[xx全國(guó)卷Ⅰ，35(2)(4)(5)](2)K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_(kāi)_______ nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為_(kāi)_______。 (5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。 答案　(2)K的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較小，金屬鍵較弱　(4)0.315或0.446　12　(5)體心　棱心 解析　(2)K原子半徑大，且價(jià)電子數(shù)少(K原子價(jià)電子數(shù)為1，Cr原子價(jià)電子排布為3d54s1，價(jià)電子數(shù)為6)，金屬鍵弱，熔、沸點(diǎn)低。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，K與O間的最短距離為面對(duì)角線的一半，即nm≈0.315 nm。K、O構(gòu)成面心立方，配位數(shù)為12(同層4個(gè)，上、下層各4 個(gè))。(5)由(4)可知K、I的最短距離為體對(duì)角線的一半，I處于頂角，K處于體心，I、O之間的最短距離為邊長(zhǎng)的一半，I處于頂角，O處于棱心。 3．[xx全國(guó)卷Ⅱ，35(4)]R的晶體密度為d gcm－3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 答案　(或10－21) 解析　根據(jù)密度的定義：d＝ gcm－3，解得y＝＝(或10－21)。 4．[xx全國(guó)卷Ⅲ，35(5)]MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420 nm，則r(O2－)為_(kāi)_______nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0.448 nm，則r(Mn2＋)為_(kāi)_______nm。 答案　0.148　 0.076 解析　由題意知在MgO中，陰離子作面心立方堆積，氧離子沿晶胞的面對(duì)角線方向接觸，所以a＝2r(O2－)，r(O2－)≈0.148 nm；MnO的晶胞參數(shù)比MgO更大，說(shuō)明陰離子之間不再接觸，陰、陽(yáng)離子沿坐標(biāo)軸方向接觸，故2[r(Mn2＋)＋r(O2－)]＝a，r(Mn2＋)＝0.076 nm。 5．[xx全國(guó)卷Ⅰ，37(5)(6)](5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，則微粒之間存在的作用力是________。 (6)晶胞有兩個(gè)基本要素：①原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0)；B為；C為。則D原子坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_______。 ②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為_(kāi)_______gcm－3(列出計(jì)算式即可)。 答案　(5)共價(jià)鍵　(6)① ②107 解析　(6)①根據(jù)各個(gè)原子的相對(duì)位置可知，D在各個(gè)方向的處，所以其坐標(biāo)是；②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，在晶胞中含有的Ge原子個(gè)數(shù)是8＋6＋4＝8，所以晶胞的密度是ρ＝＝＝ gcm－3＝107gcm－3。 6．[xx全國(guó)卷Ⅱ，37(3)(4)](3)單質(zhì)銅及鎳都是由______鍵形成的晶體。 (4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。 ①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_(kāi)_______。 ②若合金的密度為d gcm－3，晶胞參數(shù)a＝________nm。 答案　(3)金屬　(4)①3∶1?、?07 解析　(4)①根據(jù)均攤法計(jì)算，晶胞中銅原子個(gè)數(shù)為61/2＝3，鎳原子的個(gè)數(shù)為81/8＝1，則銅和鎳的數(shù)量比為3∶1；②根據(jù)上述分析，該晶胞的組成為Cu3Ni，合金的密度為d gcm－3，根據(jù)ρ＝m/V＝＝d,1 cm＝107 nm，則晶胞參數(shù)a＝107 nm。 7．[xx全國(guó)卷Ⅲ，37(4)(5)](4)GaF3的熔點(diǎn)高于1 000 ℃，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9 ℃，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃，密度為ρ gcm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為_(kāi)_______，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol－1和MAs gmol－1，原子半徑分別為rGapm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_(kāi)_________________________________________________。 答案　(4)GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體　(5)原子晶體　共價(jià)　100% 解析　(4)由于GaF3是離子晶體，GaCl3是分子晶體，所以離子晶體GaF3的熔、沸點(diǎn)高。(5)GaAs的熔點(diǎn)為1 238 ℃，密度為ρ gcm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，熔點(diǎn)很高，所以晶體的類型為原子晶體，其中Ga與As以共價(jià)鍵鍵合。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中Ga和As的個(gè)數(shù)均是4個(gè)，所以晶胞的體積是。二者的原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%＝100%。 8．[xx全國(guó)卷Ⅰ，37(4)(5)](4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253 K，沸點(diǎn)為376 K，其固體屬于________晶體。 (5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示： ①在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有________個(gè)C原子。 ②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接________個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有________個(gè)C原子在同一平面。 答案　(4)分子 　(5)①3　2?、?2　4 9．Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，則該晶胞中有____個(gè)銅原子。Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405 nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。列式表示Al單質(zhì)的密度________gcm－3。 答案　16　12　 10．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的 3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。回答下列問(wèn)題： (1)e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1，則e離子的電荷為_(kāi)_______。 (2)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽(yáng)離子呈軸向狹長(zhǎng)的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。 該化合物中，陰離子為_(kāi)_______，陽(yáng)離子中存在的化學(xué)鍵類型有________；該化合物加熱時(shí)首先失去的組分是________，判斷理由是________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)＋1 (2)SO　共價(jià)鍵和配位鍵　H2O　H2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱 解析　(1)e為Cu，c為O，由圖1可知，晶胞中含Cu原子數(shù)為4個(gè)，含O原子為8＋1＝2個(gè)，故化學(xué)式為Cu2O，O為－2價(jià)，則Cu為＋1價(jià)。(2)含有H、N、O、S、Cu 5種元素的化合物，結(jié)合課本選修3配合物有關(guān)知識(shí)和題目所給信息，觀察中心為1個(gè)Cu2＋，周圍為4個(gè)NH3分子和2個(gè)H2O分子，得到該化合物的化學(xué)式為[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4，加熱時(shí)，由于H2O和Cu2＋作用力較弱會(huì)先失去。 11．前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有一個(gè)，并且A－和B＋的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。 (1)A、B和D三種元素組成的一種化合物的晶胞如圖所示。 ①該化合物的化學(xué)式為_(kāi)___________；D的配位數(shù)為_(kāi)_____________。 ②列式計(jì)算該晶體的密度______________ gcm－3。 (2)A－、B＋和C3＋三種離子組成的化合物B3CA6，其中化學(xué)鍵的類型有__________________；該化合物中存在一個(gè)復(fù)雜離子，該離子的化學(xué)式為_(kāi)_________，配位體是__________。 答案　(1)①K2NiF4　6 ②≈3.4 (2)離子鍵、配位鍵　[FeF6]3－　F－ 解析　有4個(gè)未成對(duì)電子的一定是過(guò)渡金屬元素，前四周期元素中只有3d64s2符合，因而C為Fe元素，順推出D為Ni，B為K，A為F。 (1)①A(F)原子數(shù)＝16＋4＋2＝8， B(K)原子數(shù)＝8＋2＝4， D(Ni)原子數(shù)＝8＋1＝2， 即該化合物的化學(xué)式為K2NiF4。 D的配位體是距其最近的異種原子A，分別在它的前面、后面、左邊、右邊、上邊、下邊，共6個(gè)A原子。 (2)在K3[FeF6]中，K＋與[FeF6]3－之間是離子鍵，[FeF6]3－中Fe3＋與F－之間是配位鍵，F(xiàn)e3＋是中心離子，F(xiàn)－是配位體。 考點(diǎn)四　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)三大題型 1．指定一種已知元素為背景 以一種已知的元素立題，選取與其相關(guān)的某些典型單質(zhì)或化合物展開(kāi)設(shè)問(wèn)，綜合考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。 2．指定幾種已知元素為背景 以幾種已知的元素立題，依托不同元素的物質(zhì)分別獨(dú)立或側(cè)重考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。 3．以推斷出的幾種元素為背景 以推斷出的幾種元素立題，依托它們之間組成的物質(zhì)綜合考查原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。 1．鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，制備金屬鈦的一種流程如下： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)基態(tài)鈦原子的價(jià)層電子排布圖為_(kāi)_____________，其原子核外共有________種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，Ti形成的＋4價(jià)化合物最穩(wěn)定，原因是__________________________________。 金屬鈦晶胞如圖1所示，為_(kāi)_______(填堆積方式)堆積。 (2)已知TiCl4在通常情況下是無(wú)色液體，熔點(diǎn)為－37 ℃，沸點(diǎn)為136 ℃，可知TiCl4為_(kāi)_______晶體。用TiCl4的HCl溶液，后經(jīng)不同處理可得到兩種不同的TiCl36H2O晶體：[Ti(H2O)6]Cl3(紫色)、[TiCl(H2O)5]Cl2H2O(綠色)。兩者配位數(shù)________(填“相同”或“不同”)，綠色晶體中的配體是________。 (3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個(gè)實(shí)例如圖2所示?；衔镆业姆悬c(diǎn)明顯高于化合物甲的，主要原因是_______________________________________。 化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________。 (4)硫酸氧鈦晶體中陽(yáng)離子為鏈狀聚合形式的離子，結(jié)構(gòu)如圖3所示。該陽(yáng)離子為_(kāi)_____________。 圖3 (5)鈣鈦礦晶體的結(jié)構(gòu)如圖4所示。鈦離子位于立方晶胞的頂點(diǎn)，被________個(gè)氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被________個(gè)氧離子包圍。鈣鈦礦晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______________。 答案　(1) 　22　最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)　六方最密 (2)分子　相同　H2O、Cl－ (3)化合物乙分子間形成氫鍵　N>O>C (4)TiO2＋(或[TiO]) (5)6　12　CaTiO3 解析　(1)考查原子核外電子排布、電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、晶胞組成。核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要用4個(gè)量子數(shù)確定，各不相同。觀察圖1可知，正好符合鎂晶胞的六方最密堆積。(2)考查分子晶體、配合物的成鍵情況。因TiCl4的熔、沸點(diǎn)較低，故TiCl4為分子晶體。(3)考查氫鍵及第一電離能的大小比較。氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)熔沸點(diǎn)升高，乙分子間含有氫鍵、甲分子間不含氫鍵，則化合物乙的沸點(diǎn)高于化合物甲的?；衔镆抑胁扇p3雜化的原子有C、N、O，同一周期元素，元素原子的第一電離能隨著原子序數(shù)的遞增而呈增大趨勢(shì)，但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的第一電離能大于其相鄰元素原子的第一電離能，所以第一電離能的大小關(guān)系為N>O>C。(4)考查利用均攤法計(jì)算原子個(gè)數(shù)之比。由圖3可知，每個(gè)O原子被2個(gè)Ti原子共用，每個(gè)Ti原子被2個(gè)O原子共用，利用均攤法計(jì)算二者原子個(gè)數(shù)之比為1∶1，Ti元素為＋4價(jià)，O元素為－2價(jià)，據(jù)此可知該陽(yáng)離子為T(mén)iO2＋(或[TiO])。(5)考查根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)書(shū)寫(xiě)晶體的化學(xué)式。鈦離子位于立方晶胞的頂角，被6個(gè)氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個(gè)氧離子包圍，每個(gè)晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個(gè)，晶胞的12個(gè)邊長(zhǎng)上各有1個(gè)氧離子，根據(jù)均攤原則，每個(gè)晶胞實(shí)際占有氧離子數(shù)為12＝3，則晶胞的化學(xué)式為CaTiO3。 2．太陽(yáng)能電池板材料除單晶硅外，還有銅、硒、氮、硼、鎵、鎂、鈣等化學(xué)物質(zhì)。 (1)基態(tài)亞銅離子(Cu＋)的價(jià)層電子排布式為_(kāi)_______；高溫下CuO容易轉(zhuǎn)化為Cu2O，試從原子結(jié)構(gòu)角度解釋原因：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)氮元素原子的第一電離能在同周期中從大到小排第________位；NaN3是傳統(tǒng)安全氣囊中使用的氣體發(fā)生劑，與其陰離子互為等電子體的分子、離子分別是________________(各舉1例)，N的立體構(gòu)型是________。 (3)鎵元素、硼元素位于同一主族，均具有缺電子性(價(jià)電子數(shù)少于價(jià)層軌道數(shù))。氮化鎵(GaN)的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，晶體中N、Ga原子的軌道雜化類型________(填“相同”或“不同”)。判斷該晶體結(jié)構(gòu)中存在配位鍵的依據(jù)是________________。 (4)晶體硼的結(jié)構(gòu)單元是二十面體，每個(gè)單元中有12個(gè)硼原子(如圖2)，其中有兩個(gè)原子為10B，其余為11B，則該結(jié)構(gòu)單元有________種不同的結(jié)構(gòu)類型。 (5)如圖3為碳化硅的晶胞。已知：碳的原子半徑為a10－8 cm，硅的原子半徑為b10－8 cm，假設(shè)碳、