2021年高考化学二轮复习专练：物质结构与性质.pdf

知识点一、原子结构与元素的性质1.基态原子的核外电子排布(1)排布规律能量最低原理：基态原子核外电子先占有能量最低的原子轨道，如 G e：I s22s22P 6 3s23P 6 3d )4s24P 2。泡利原理：每个原子轨道上最多只容纳2 个自旋状态不同的电子。洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。注意：洪特通过分析光谱实验得出：能量相同的原子轨道在全充满(如4)、半充满(如d 5)和全空(如d )时体系能量较低，原子较稳定。如 C r原子的电子排布式为 A r 3d 54S CU原子的电子排布式为 A r 3dI 4S)(2)表示形式电子排布式：用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数。如 K：I s22s22P 6 3s23P 6 4sl 或 A r 4s电子排布图：Is 2s 2p每个小方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如碳原子u n cm 一J。2.电离能(1)同周期元素随着原子序数的递增，原子的第一电离能逐渐增大；但 I I A族元素的第一电离能大于川A族元素的第一电离能，VA族元素的第一电离能大于V I A 族元素的第一电离能。同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小。(2)如 果 某 主 族 元 素 的/远 大 于/“，则该元素的常见化合价为+，如钠元素上远大于/”所以钠元素的化合价为+1。而过渡元素的价电子数较多，且各级电离能之间相差不大，所以常表现多种化合价，如钵元素有+2 价+7价。3.电负性(1)变化规律：同一周期，从左到右，元素的电负性递增；同一主族，自上到下，元素的电负性递减。(2)运用：确定元素类型(电负性1.8,非金属元素；电负性V 1.8,金属元素)；确定化学键类型(两元素电负性差值1.7,离子键：两元素电负性差值1.7,共价键)；判断元素价态正负(电负性大的为负价，小的为正价)；电负性是判断元素金属性和非金属性强弱的重要参数之一。知识点二、分子结构与性质1.共价键(1)性质：共价键具有饱和性和方向性。分类:根据形成共价键的共用电子对的偏向或偏离的情况，分为极性键和非极性键；根据形成共价键的原子轨道重叠方式的不同，分为6 键和兀键；配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对，另一方(B)具有能够接受电子对的空轨道，可表示为A-B。(3)键参数键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能越大，共价键越牢固：键长：形成共价键的两原子之间的核间距。键长越短，共价键越牢固；键角：在原子数超过2 的分子中，两个共价键之间的夹角。2.分子的立体结构(1)价层电子对互斥理论几种分子或离子的立体构型分子或离子中心原子的孤电子对数分子或离子的价层电子对数分子或离子的立体构型名称co202直线形so213V 形H2O24V 形BF303平面三角形CH404正四面体形NH404正四面体形NH314三角锥形sof14三角锥形(2)杂化轨道理论常见杂化轨道类型与分子构型规律(3)健的极性和分子极性的关系:杂化轨道类型参加杂化的原子轨道分子构型示例s p一个S 轨道，一个P轨道直线形8 2、B e C b、H g C hs p2一个S 轨道，二个p轨道平面三角形B F 3、B C b、C H2Os p3一个S 轨道，三个p轨道正四面体C H 4、C C I 4、N H具体情况不同N H 3(三角锥形)、H2S,H 2 O C V 形)【特别提醒】通常对于A B”型分子，若中心原子最外层电子全部参与成键，则为非极性分子；若中心类型实例两个键之间的夹角键的极性分子的极性空间构型x2H2 N2非极性键非极性分子直线形X YH C 1、N O极性键极性分子直线形X Y2(X2Y)C O 2、C S 21 80 极性键非极性分子直线形S O 21 2 0 极性键极性分子V 形H 2 O、H2S1 0 5 极性键极性分子V 形X Y3B F 31 2 0 极性键非极性分子平面三角形N H31 0 7 极性键极性分子三角锥形X Y4C H 4、C C 1 41 0 9。2 8极性键非极性分子正四面体形原子最外层电子部分成键则为极性分子。4.配合物理论(1)配合物的组成：配体：含有孤电子对的分子或离子，如 N H 3、H20,C F B r，、S C N 一 等。中心离子：一般是金属离子，特别是过渡金属离子，如 C d+、F e 3+等。配位数：直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目。(2)常见配合物:如CU(N H 3)4(O H)2、CU(N H3)4 1 S O4 A g(N H3)2O H,F e(S C N)3 等。5.影响物质溶解度的因素(1)相似相溶：极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。溶质与溶剂结构相似，溶解度较大。(2)溶质能与溶剂形成氢键，溶解度较大。(3)溶质能与溶剂反应，溶解度较大。知识点三、晶体结构与性质1.晶体的基本类型与性质离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体结 构组成晶体微粒阴、阳离子分子原子金属阳离子和自由电子微粒间作用力离子键范德华力或氢键共价键金属键2.立方晶胞中粒子数目的计算离子晶体分子晶体原子晶体金属晶体物理性质熔、沸点较高低很高一般较高，少部分低硬度硬而脆小大一般较大，少部分小导电性不良(熔融可导电)不良不良良导体典型实例离子化合物多数非金属单 质 及 其 氧 化物、氢化物等金刚石、SiO2晶体硅、SiC等金属单质/-力一顶点:为8个晶胞共有#属于该晶胞Z j _/一棱:为4个晶胞共有，押于该晶胞/面心:为2个晶胞共有，/属于该晶胞t-体心:处于晶胞内部，全部属于该晶胞3.晶体熔、沸点高低的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别很大，如鸨、钳等沸点很高，汞、艳等沸点很低。(2)原子晶体：原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石 碳化硅硅。(3)离子晶体：一般地说，阴阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgOMgCL,NaClCsCU(4)分子晶体：分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如 H2OH2TeH2SeH2S组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如 SnH4GeH4SiH4CH4。组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如 C0N2。(5)金属晶体：金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaM gC H,所以元素的电负性从小到大的顺序为：H V C V O；(2)a项，固态C02是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的分子晶体，正确；b项，CH4分子中含有极性共价键，但由于该分子中的共价键排列对称，因此该分子是非极性分子.，错误；c项，固态时CH4和C02都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越强，物质的熔沸点就越高，而不是取决于分子内共价键的强弱，错误：d项，C E分子中碳原子形成的都是。键，C原子采取sp3杂化，而CO2分子中的C原子与两个O原子形成的是碳氧双键，含有2个。键和2个兀键，C原子采取sp杂化，正确。故答案选a、d。(3)28号元素N i的基态原子的电子排布式 为Is22s22P63s23P63d84s2或Ar 3d84s2；该元素位于元素周期表的第四周期第VIII族。N i能与CO形成正四面体型的配合物Ni(CO)4，在每个配位体中含有1个6键，在每个配位体与中心原子之间也形成1个6键，所 以1 mol Ni(CO)4中含有8 mol o键。(4)“可燃冰.”中分子间存在的2种作用力分别是分子间作用力(也叫范德华力)和氢键。根据表中的数据可知，笼状结构的空腔直径为0.586 nm,大于CO?分子的直径(0.512nm),而且CO?与H2O分子之间的结合力大于CH4,因此可以实现用CO2置换出“可燃冰”中C M的设想。【答案】(1)H、C、0 (2)ad(3)Is22s22P63s23P63d84s2 或Ar 3d84s2 V III 8(4)氢键、范德华力 CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与HzO的结合力大于CH&【变式探究】早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由A l、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：(1)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)基态Fe原子有 个未成对电子，Fe3+的 电 子 排 布 式 为。可用硫氟化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为 o(3)新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3cHO)氧化成乙酸，而自身还原成C sO。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为,1 m ol乙醛分子中含有的。键的数目为。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是。CU2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子.(4)A1单质为面心立方晶体，其晶胞参数=0.405 n m,晶 胞 中 铝 原 子 的 配 位 数 为。列式表示A1单质的密度 g-cm r(不必计算出结果)。【解析】(1)用一定波长的X一射线照射到晶体上，根据记录仪上有无分离的斑点或明锐的谱线，可以鉴别晶体、准晶体和非晶体。(2)基 态F e原子的电子排布式为Ar 3d64s2,价电子的轨道表示式为t ；t f f JJL L I3 d 4 s ,故 基 态 Fe原子的未成对电子数为4；F e 3+的电子排布式为 A r 3 d 5 或I s 2 2 s 2 2 P 6 3 s 2 3 P 6 3 d 5；F e 3+与 SCV形成的配合物呈血红色。(3)C H3CHO分子中一CE中碳原子为s p，杂化，.C H O 中碳原子为s p?杂化。因乙酸分子间能形成氢键，故乙酸的沸点明显比乙醛高。CsO晶胞中氧原子数=4+6*：+8*!=8,故铜原子数为2*8=1 6。(4)面心立方晶胞中，铝原子的配位数为1 2；晶胞中A 1 原子4x 2 7 g数为 8$+6*=4,故 铝 单 质 的 密 度/尸$(0.4 晨 1 0，m)3=6.O 2 x l()2 3 x?S o5 x l(r 7)3 gemj【答案】(l)X 射线衍射(2)4 I s 2 215 2 2 P 6 3 s 2 3 P 6 3 d 5 血红色(3)s p 3、s p2 6NA C H 3 c oO H 存在分子间氢键 1 6_ _ _ _ _ _ _ _ _4 x 2 7 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(4)2 6.02X1 023X(0.4 0 5 X 1 0-7)3高频考点二分子结构与性质例 2.氟在自然界中常以C aF 2 的形式存在。(1)下列关于C aF2的 表 述 正 确 的 是.a.C a2+与 H 间仅存在静电吸引作用b.F 的离子半径小于C，则 C aF 2 的熔点高于C aC hc.阴阳离子比为2 ：1 的物质，均与C aF 2 晶体构型相同d.C aF 2 中的化学键为离子键，因此C aF 2 在熔融状态下能导电(2)C aF 2 难溶于水，但可溶于含A F+的溶液中，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(用离子方程式表示)。已知A 1 F”在溶液中可稳定存在。F 2 通 入 稀 Na OH溶 液 中 可 生 成 O F 2，O F 2 分子构型为，其中氧原子的杂化方式为(4)F 2 与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如Cl F 3、B r F 3等。已知反应C12(g)+3F2(g)=2Cl F3(g)AH=-313k J-m o r,F F 键的键能为 15 9 C1C1 键的键能为 24 2 k J-m o ，则 CI F 3 中 Cl F 键的平均键能为 k J.m o P o CI F 3的熔、沸点比B r F 3的(填“高”或低”)。【解析】(D at a?+与 F 间既存在静电吸引作用又存在静电斥力，错误；b.CaF?与C aCL中离子所带电荷数相同，而 F 的离子半径小于C1,故晶格能：CaF2 CaCl2,所以CaF?的熔点高于CaCb，正确；c.晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为2：1 的物质，不一定与CaF 2晶体构型相同，错误；d.离子晶体在熔融时发生电离从而导电，正确。(2)CaF 2难溶于水，但可溶于含A W的溶液中，是因为生成了 A1虎，离子方程式为3CaF2+Al3+=3 C a2 +Al (3)O F 2中O原子与2个F原子形成了 2个键，O原子还有2对孤对电子，所以O原子的杂化方式为sp 3杂化，其空间构型为V形。(4)根据A H与键能的关系可得：24 2k J-m o l-1+15 9 k J-m o F1 x 3-CI-FX6=-313 k J-m o P1,解得 C L F 键的平均键能为&I-F=17 2 k J-m o r 组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体的熔沸点越高，故CI F 3的熔、沸点比B r F 3的低。【答案】b d(2)3CaF2+A l3+=3 C a2+Al F r(3)V形sp3杂化(4)17 2 低【变式探究】下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O 7 +3c H 3c H 20 H +1 6 H+1 3 H2O 4 Cr(H2O)63+3c H 3c o O H(l)Cr3+基 态 核 外 电 子 排 布 式 为；配合物 Cr(H 2O)6 3+中，与C,+形成配位键的原子是(填元素符号)。(2)CH 3c o 0 H中C原子轨道杂化类型为；1 m o l C H 3 C O O H分子含有o键的数目为.(3)与H2O互 为 等 电 子 体 的 一 种 阳 离 子 为(填 化 学 式)；H20与C H 3 c H 2 0 H可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为。【解析】(l)Cr为2 4号元素，注意写C产基态核外电子排布式时，应先写出铭原子的基态核外电子排布式 Ar 3d 5 4 sl再由外向内依次失去3个电子，则C N+基态核外电子排布式为 Ar 3d ；Cr3+有空轨道，H2O中0有孤对电子，形成配合物时O为配位原子。(2)CH 3c o O H中一C H 3中的碳原子为sp 杂化，C O O HH ()I III(H中的碳原子为sp 2杂化。由C H 3 c o O H的结构式 H ，可 知1 m o l分子中含有。键7 m0 1。(3)采用“左右移位，平衡电荷法，可得出与H20互为等电子体的阳离子H2F+O H2O与C H 3 c H 2 0 H可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为它们分子间还可以形成氢键。【答案】I s 2 2 s 2 2 P 6 3 s 2 3 P 6 3 d 3(或 A r 3 d 3)O(2)s p 3 杂化和 s p 2 杂化 7NA(或 7 x 6.0 2 x 1 o2 3)(3)H2F+H20与C H 3 c H 2 0 H之间可以形成氢键高频考点三晶体结构与性质例3.碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 形象化描述。在基态14c原子中，核外存在_ _ _ _ _ _ _对自旋相反的电子。(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_ O(3)CS2分子中，共价键的类型有,C 原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 是,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_ O(4)C0能与金属F e形成Fe(CO)5，该化合物熔点为253 K,沸点为376 K,其固体属于 晶体。(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：石墨烯晶体金刚石晶体在石墨烯晶体中，每个C 原子连接 个六元环，每个六元环占有 个 C 原子。在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每 个 C 原子连接 个六元环，六元环中最多有 个 C 原子在同一平面。【解析】基 态,4C 原子核外电子排布式为Is22s22P2,2 个 s 轨道分别存在1 对自旋相反的电子，2p轨道上的2 个电子自旋方向相同。(2)碳原子有4 个价电子，不易得电子也不易失电子，故键型以共价键为主。(3)CS2与 CO2互为等电子体，结构式为S=C=S,分子中含2 个键、2 个 兀键，因此碳原子采用s p 杂化。与 CS2互为等电子体的分子或离子，与其具有相同空间构型和键合形式，可用如下两种方法寻找其等电子体，一是同主族替换，如 CCh、C O S,二是“左右移位、平衡电荷“，如 SCN-、O C V 等。(4)Fe(CO)5的熔沸点低，为分子晶体。(5)由图可知，石墨烯中每个碳被3 个六元环所共有，每个六元环占有的碳原子数为6x=2。金刚石晶体中每个碳原子被12个环所共有。六元环呈船式或椅式结构，最多有4 个原子共平面。【答案】(1)电 子 云 2(2)C有 4 个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构(3)。键和兀键 sp 杂化 CO2、COS、SCN、O C N 等(4)分子(5)3 212 4【变式探究】A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素，A?-和 B+具有相同的电子构型：C、D 为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3 倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:(1)四 种 元 素 中 电 负 性 最 大 的 是(填 元 素 符 号)，其中C原子的核外电子排布式为 0(2)单 质 A 有 两 种 同 素 异 形 体，其中沸点高的是(填分子式)，原 因 是A和 B的氢化物所属的晶体类型分别为 和。(3)C 和 D反应可生成组成比为1 ：3的化合物E,E的 立 体 构 型 为,中心原子的杂化轨道类型为。(4)化合物D 2 A 的 立 体 构 型 为,中 心 原 子 的 价 层 电 子 对 数 为,单质D与湿润的N a 2 c C h反应可制备D2A,其化学方程式为。(5)A 和 B能够形成化合物E 其晶胞结构如图所示，晶胞参数a=0.5 6 6 n m,F的化学式为 一;晶胞中A原 子 的 配 位 数 为；列式计算晶体F的密度(g y m、)。【解析】由 A?和 具有相同的电子构型可知，A是氧元素，B是钠元素；由 C 元素原子核外电子总数是最外层电子数的3倍可知，C 是磷元素：A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，C、D为同周期元素，且 D元素最外层有一个未成对电子，因此D是氯元素。元素的非金属性O C1 P,则电负性O C1 P,Na是金属，其电负性最小；P的电子数是1 5,根据构造原理可写出其核外电子排布式。(2)氧元素有0 2 和。3 两种同素异形体，相对分子质量。3 。2，范 德 华 力 则 沸 点。3 。2。A和 B的氢化物分别是H?。和 N a H,所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。(3)P Cb 分子中P含有一对孤电子对，其价层电子对数为 4,因此其立体构型为三角锥形，中心原子P的杂化轨道类型为sp 3。(4)Cb O 分子中心原子O原子含有2对孤电子对，其价层电子对数为4,因此其立体构型为V形；根据电子守恒和质量守恒可写出C L与湿润的N a 2 c Ch 反应的化学方程式。(5)根据化合物F的晶胞结构，利用均摊法可计算出氧原子个数:M O)=8 x J+6 x Jo Z=4,钠原子全部在晶胞内，N(N a)=8,因 此 F的化学式为N a z O:以顶角氧原子为中心，与氧原子距离最近且等距离的钠原子有8个，即晶胞中A 原子的配位数为8；晶胞参数即晶胞的棱长a=0.5 6 6 nm,晶体F4 x 6 2 g/m o l的密度=6.0 2 x 1 02 3 m o l(0.5 6 6*1 0-7 c m)j=2.27 g/cm。【答案】O I s2 2 s2 2 P 6 3 s2 3 P 3(或 N e 3 s2 3 P 3)(2)03 03相对分子质量较大，范德华力较大分子晶体离子晶体(3)三角 锥 形 sp3(4)V 形 4 2cl?+2Na2cO3+H2O=CbO+2NaHCO3+2NaCl(或 2CL+Na2cO3=CbO+CO2+2NaCl)_ 4x62 g/mol_ 彳(5)N a 20 8(0.566x10 7 5)3x6.02x1()23 mol 尸 2.27 g/cnr高频考点四以某种元素及化合物为载体例 4.碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途广泛。(l)C60分子能与F2发生加成反应，其加成产物为,C60分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个C)分子，则一个C60晶胞的质量为 o(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下 列关于两种晶体的比较中正确的是(填字母)。a.晶体的密度：干冰冰b.晶体的熔点：干冰 冰c.晶体中的空间利用率：干冰冰d.晶体中分子间相互作用力类型相同(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下 列 关 于 这 两 种 单 质 的 叙 述 中 正 确 的 是(填字母)。a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp?杂化b.晶体中共价键的键长：金刚石中C-C 键 石墨中C-C 键c.晶体的熔点：金刚石 石墨d.晶体中共价键的键角：金刚石 石墨e.金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力f.金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体(4)金刚石晶胞结构如图，立方BN结构与金刚石相似，在 BN晶体中，B 原子周围最近的N 原子所构成 的 立 体 图 形 为,B 原子与N 原 子 之 间 共 价 键 与 配 位 键 的 数 目 比 为,一个晶胞中N 原子数目为 o(5)C 与孔雀石共热可以得到金属铜，铜 原 子 的 原 子 结 构 示 意 图 为,金属铜采用面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个C u 原子)，则 C u 的晶体中C u 原 子 的 配 位 数 为。已知C u 单质的晶体密度为0 g 0 1-3,C u 的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为M，则 C u 的 原 子 半 径 为。【答案】(1)C 6OF 6 O 2 ,)g/Y A(2)a c(3)a e(4)正 四 面 体 3 ：1 4(5)12拳飞瓦c m/【解析】(1)C&)中每个碳原子的连接方式为c C,所以一个C a)中共有双键0.5 X 6 0=3 0 个，则与2 880F 2 加成的产物应为C w iF w C 6 0 为面心立方最密堆积，贝 I 7-NA=4X1 2X6 0 g-mo i,m g o(2)在冰中存在氢键，空间利用率较低，密度较小，a、c 正确。(3)石墨中C-C键键长小于金刚石中C C键键长，所以熔点：石墨 金刚石，金刚石的碳原子呈s p 3杂化，而石墨中的碳原子呈s p 2 杂化，所以共价键的键角：石墨大于金刚石，石墨属于混合晶体，则 a、e正确。(4)在 BN中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为正四面体形，在四个共价键中，其中有一个配位键，其个数之比为3：1,在晶胞中，含 N：8x +6 x J=4 个，含 B4个。o Z八 3 14M(5)根据铜的堆积方式，C u 原子的配位数应为1 2,设晶胞边长为“c m,则，p W A=4 M,“=弋 万 1,面 对 角 线 为 啦 c m,其+为C u 原子半径，即c m。【变式探究】铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列问题：(1)C U 2 O 中 阳 离 子 的 基 态 核 外 电 子 排 布 式 为；C u 和 N i在元素周期表中的位置相邻，N i在元素周 期 表 中 的 位 置 是。(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醵，析出深蓝色的晶体ICU(N H3)4J S04H20O乙醇分子中C原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 为；N H,能与I T 以配位键形成N H；的立体构型是 C U(N H 3)4 SO#H 2。中存在的化学键除了极性共价键外，还有。N H 3 极易溶于水的原因主要有两个，一是,二是。(3)CUSO4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子 C u(C N)T，1 mol C N 一中含有的兀键数目为与 C N 一互为等电子体的离子有(写出一种即可)。(4)C u 与 F 形成的化合物的晶胞结构如图所示，若晶体密度为a g-c m 3,则 C u 与 F 最近距离为pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简)。答案 Is 22s 22P 63s 23P 63d m(或 A r 3d i)第四周期V ID 族(2)s p 3 正四面体形配位键、离子键氨分子和水分子间能形成氢键氨分子和水分子都是极性分子，相似相溶(3)2刈 C f高频考点五以某类元素及化合物为载体例 5.N、P、A s、G a、C r、C u 等元素形成的化合物种类繁多，具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题：(1)基态C r 原 子 的 价 电 子 排 布 式 为。(2)N?F2分子中，氮 原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 为,N 2F2可能的两种结构为(3)P C b 和 P C L 是磷元素形成的两种重要化合物，请根据价层电子对互斥理论推测P C 13的立体构型:(4)神化钱的熔点为1 238 C,具有空间网状结构，作为半导体，性能比硅更优良。神化钱属于晶体。已知氮化硼与神化像属于同类型晶体，则 两 种 晶 体 熔 点 较 高 的 是(填 化 学 式)，其理由是上 述 两 种 晶 体 的 四 种 元 素 电 负 性 最 小 的 是(填 元 素 符 号)。(5)铜的化合物种类很多，如图所示的是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a c m,则氯化亚铜密度的计算式为=g-cm 3用NA表示阿伏加德罗常数的值)。F/N=N (3)三角 锥 形(4)原 子B N二者均为键 能 更 大Ga(5)与”FFN=N 、【答案】3 d 5 4 s l sp2 F原子晶体，B N键的键长比Ga A s键的键长短，【解析】(l)C r的原子序数为2 4,基态原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d54s*价电子排布式为3d54s(2)在N2F2分子中，F原子与N原子共用1对电子达到8电子稳定结构，两个N原子间需共用两对 F N N F 电子达到8电子稳定结构，即 因 此1个N原子形成2个。键，1个兀键，还 有1对孤电子对，因此价层电子对数为3,杂化轨道类型为sp?。因为存在N=N键，类比C=C键的顺反异构可知，F=N F F /可形成的两种分子结构为 F和 N=N 。(3)磷原子最外层有5个电子，其中3个电子分别和氯原子形成三对共用电子对，另有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论推测PC13的立体构型为三角锥形。(4)碎化钱是具有空间网状结构的晶体，熔点为1238 C,熔点较高，为原子晶体，氮化硼与硅化钱均属于原子晶体，B N键的键长比Ga A s键的键长短，键能更大，故氮化硼晶体熔点较高。一般情况下，非金属性越强，电负性越大，四种元素中G a的非金属性最弱，元素电负性最小。(5)氯化亚铜密度计算公式为pxVkNA=NxM,氯化亚铜的摩尔质量(M)为99.5g.m oL,根据晶胞图可知1个CuCI晶胞中Cu.有8 x(+6 x/=4x99 54个,C厂有4个，所以该晶胞中含有4个CuCL己知晶胞的棱长为“cm,体积为苏8?,代 入 上 述 公 式 得 筑g-cm，【变式探究】同周期元素中卤族元素的非金属性最强，能形成许多具有强氧化性的物质，回答下列问题。(1)写出基态澳原子核外电子排布式，氟、氯、漠、氧四种元素中，电负性由大到小的顺序为。(2)卤素单质的熔点、沸点随着元素原子序数的递增而升高，其原因是;卤素可形成众多的二元化合物：如 0 F 2、S 2c 12、N F 3、P C 13、S nC 12、C C I 4 等。则 S nC b 的 分 子 构 型 为，O F2的 中 心 原 子 杂 化 类 型 为。(3)氯化铭酰(C r C h C L)是有机合成中常用的氧化剂或氯化剂，它是易溶于C S?、C C L 的液体，则其晶体类型最可能是 晶体，分子结构最可能是下列图I 中的 o(4)氯元素能形成多种含氧酸，已知常温下电离常数K(H c lO)=3x l()r、K(HC1O2)=L 1XK)-2,试从结构上加以解释。(5)氟化钙主要用作冶炼金属的助熔剂，其晶胞结构如图H所示，则 编 号 为 的 微 粒 是(写 具 体的微粒符号)，若该晶体的密度为0 gO Cl Br(2)卤素单质是分子晶体，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，而相对分子质量随着原子序数的增大而增大V形s p 3(3)分 子 a(4)H cl O、H c K h 中氯元素化合价分别为+1价、+3价，正电性越高，导致Cl O H中 O的电子更向C1 偏移，越易电离出H，K值更大一些【解析】(I)由周期表中电负性递变规律并结合元素的性质可确定O、F、CU Br 电负性大小顺序为F O Cl Bro(2)卤素单质是分子晶体，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，而相对分子质量随着原子序数的增大而增大。S n Cb 中每个锡原子形成2个。健，另外还有1 对孤电子对，故中心原子锡为s p 2 杂化，分子为V形，同理分析知O F 2 的中心原子杂化类型为s p(3)由Cr O 2 ch的溶解性及C C L 是非极性分子知，Cr O 2 cL 最可能是非极性分子，故其分子结构中的两个氮原子、两个氧原子处于对称位置，故其最可能的结构为a。(4)HclO、HclCh可表示为H0C1和 HOCIO,相应地氯元素化合价分别为+1价、+3 价，正电性越高,导致C1 一 OH 中。的电子更向C1偏移，越易电离出H”，K 值更大一些。(5)晶胞中，代表的微粒个数为8xg+6x1=4,另一种微粒个数为8,其个数之比为1 ：2,所以代表 Ca?，化学式为CaFz。设晶胞边长为a cm,则/.夕NA=4X78,得则 面 对 角 线 为 由 入 土 出”小 1 4x78c m-4 l pNA 5。高频考点六元素推断型综合题例 6.X、Y、Z、W、R 五种短周期非金属元素，原子序数依次增大。X、Y、Z、W 为同周期元素，X原子的最高能级有两个空轨道，Y为同周期形成化合物种类最多的元素，Z 原子的第一电离能大于W 原子的第一电离能，R 和 Z 同主族。请回答下列问题：(1)Y、Z、W 三种 元 素 的 电 负 性 由 大 到 小 的 顺 序 为(用 元 素 符 号 表 示)。(2)R的基态原子的价层电子排布图为。(3)W的常见氢化物的氢键的键能小于HF氢键的键能，但 W 的常见氢化物沸点高于HF沸点的原因是(4)某种分子式为Y 4Z4W8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药，则 可 推 知 其 结 构 简 式 为。Y原 子 的 杂 化 方 式 为。(5)X R是一种耐磨材料，可由X的三澳化物和R 的三淡化物于高温下在氢气的氛围中合成。R 的三澳化物分子的立体构型为。合成XR 的化学方程式为。(6)Y与 W 形成的某种常见化合物的晶胞结构如图所示，该 晶 体 中 分 子 的 配 位 数 为,若晶胞的棱长为a n m,阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g-cmH【答案】0NC3s 3PI山 每 个 H2O平均形成的氢键数目比每个H F平均形成的氢键数目多s p3杂化(5)三角锥形 B B r34-P B r3+3 H2=B P+6 H B r(6)1 21.76x1()237XNA【解析】X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素原子序数依次增大，X、Y、Z、W 为同周期元素,结合元素周期表可知，X、Y、Z、W 位于第二周期，R位于第三周期，X原子的最高能级有两个空轨道；即第二能层有两个空轨道，则 2 P 轨道只有一个电子，故 X为 B元素；Y为同周期形成化合物种类最多的元素，即 Y为 C元素；Z与 W 处于同一周期，且 Z的第一电离能大于W 的第一电离能，则 Z为 N元素，W为 O元素，R与 Z同主族，所以R为 P元素。(1)Z 为 N元素、W 为 0元素、Y为 C元素，同周期元素，从左到右，电负性逐渐增大，故三种元素的电负性由大到小的顺序为0 N C(2)R 为 P兀素，其基态原子的价层电子排布图为3sO3p(3)W 的常见氢化物为H 2 O,每个H?0 分子能形成4个分子间氢键，而每个H F 分子只能形成2个分子间氢键，所以虽然H.0 氢键的键能小于H F 氢键的键能，但 H20的沸点高于H F 的沸点。(4)丫忆4 亚8 的分子式为C 4 N 4 O 8，该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键，说明分子具有对称性，该物质是一种威力极强的炸药，说明含有硝基，由此可推知其结构简式为个 C原子连接4个键，无孤对电子，故为s p，杂化。(5)R的三漠化物分子式为P B n，P B n 中 P的价层电子对数为4,且含有一对孤电子对，因此P B n 分子的立体构型为三角锥形。B P 可由B的三浪化物和P的三澳化物于高温下在氧气的氛围中合成，所以合成XR的化学方程式为B B n+P B n +3 H 2&=B P+6 H B r。(6)由 Y与 W 形成的化合物的晶胞图可以看出该化合物为C 02,每个C 0 2 分子周围距离最近且相等的C 0 2 分子共有1 2 个，故该晶体中分子的配位数为1 2；若晶胞的棱长为anm,阿伏加德罗常数的值为N,、，i i“7 44x4 1 76x1()23每个结构单元中含有C O 2 分子的数目为8 xg+6 x=4,则0=歹=应、(办1 0 万8,c m 3=a3x?/.x g e m、。【变式探究】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大。a 和 b的价电子层中未成对电子均只有1 个，均能与水剧烈反应，并且“和 b*具有相同的电子构型，c 的最外层电子数为其电子层数的 2倍，补充维生素D可促进d的吸收，e的价电子层中的未成对电子数为4。回答下列问题：(D a.b.c 中 第 一 电 离 能 最 大 的 是(填 元 素 符 号)，e的价层电子排布图为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ O(2 内一与b.具有相同的电子构型，但 4 I/)小于N a),原因是(3)c的最高价氧化物在气态时以单分子形式存在，中 心 原 子 的 杂 化 方 式 为,其分子的立体构型为,它的三聚体环状结构如图甲所示，该结构中S O键键长有两类，一类键长约为1 4 0 p m,另一类键长约为1 60 p m,较 短 的 键 为(填 图 中 字 母)，含有化学键的类型有。(4)C O 能与e 形成e(C O)5，该化合物的熔点为2 5 3 K,沸点为3 7 6 K,该物质属于 晶体。比较c 的氢化物与同族相邻两种元素所形成的氢化物的稳定性、沸点高低并分别说明理由。稳定性：，理由：；沸点：,理由：o(5)a和 d 生成的化合物的晶胞如图乙所示，可用于冶金、化工和建材等很多行业，已知晶胞参数为0.5 4 62 nm,阿伏加德罗常数的值为NA，则其密度为(列出计算式)g-cm-。3 d 4 s 答案(1)F I/I 1 1 O(2)N a+的核电荷数比