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PAGEPAGE43專(zhuān)題11物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)易錯(cuò)點(diǎn)1不清晰基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系1.下列各項(xiàng)敘述中正確的是A.電子層序數(shù)越大,s原子軌道的形態(tài)相同,半徑越大B.在同一電子層上運(yùn)動(dòng)的電子,其自旋方向確定不同C.鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時(shí),釋放能量,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)D.雜化軌道可用于形成σ鍵、π鍵或用于容納未參加成鍵的孤電子對(duì)【錯(cuò)因分析】本題的易錯(cuò)點(diǎn)為B,要留意在一個(gè)軌道中電子的自旋方向確定不同,但在同一能級(jí)不同軌道中電子的自旋方向是可以相同?!緟⒖即鸢浮緼【試題解析】A.s能級(jí)原子軌道都是球形的,且能層序數(shù)越大,半徑也越大,故A正確;B.在一個(gè)軌道中電子的自旋方向確定不同,但在同一能層中電子的自旋方向是可以相同,如N原子的2p軌道中的3個(gè)電子的自旋方向相同,故B錯(cuò)誤;C.Mg原子3s2能級(jí)上的2個(gè)電子汲取能量躍遷為3p2能級(jí)上,由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài),故C錯(cuò)誤;D.雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參加成鍵的孤對(duì)電子,沒(méi)有雜化的p軌道形成π鍵,故D錯(cuò)誤;答案選A。原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),簡(jiǎn)稱(chēng)能量最低原理。處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。當(dāng)基態(tài)原子的電子汲取能量后,電子會(huì)躍遷到較高能級(jí),變成激發(fā)態(tài)原子。但處于激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定,當(dāng)電子從激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí),將釋放能量,通常以光(輻射)的形式釋放出來(lái)。1.下列電子排布圖所表示的元素原子中,能量處于最低狀態(tài)的是A. B.C. D.【答案】C【解析】A.2s能級(jí)的能量比2p能量低,電子盡可能占據(jù)能量最低的軌道,不符合能量最低原理,原子處于能量較高的激發(fā)態(tài),故A錯(cuò)誤;B.違反了洪特規(guī)則,2p能級(jí)的3個(gè)簡(jiǎn)并軌道(能級(jí)相同的軌道)只有優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)原子軌道,且自旋狀態(tài)相同,才能容納其次個(gè)電子,不符合能量最低原理,原子處于能量較高的激發(fā)態(tài),故B錯(cuò)誤;C.能級(jí)能量由低到高的依次為:1s、2s、2p;每個(gè)軌道最多只能容納兩個(gè)電子,且自旋相反,簡(jiǎn)并軌道(能級(jí)相同的軌道)中電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道,且自旋方向相同,能量最低,故C正確;D.2p能級(jí)的能量比3s能量低,電子盡可能占據(jù)能量最低的軌道,不符合能量最低原理,原子處于能量較高的激發(fā)態(tài),故D錯(cuò)誤。故選C。易錯(cuò)點(diǎn)2核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)推斷出錯(cuò)2.下列是關(guān)于多電子原子核外電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的敘述,其中敘述正確的是A.核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的 B.全部電子在同一區(qū)域里運(yùn)動(dòng)C.能量高的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng) D.同一能層的電子能量相同【錯(cuò)因分析】對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律不明確,則無(wú)法解題。【試題解析】依據(jù)多電子的原子,核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的,不在在同一區(qū)域里運(yùn)動(dòng),能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域里運(yùn)動(dòng),能量低的電子在離核近的區(qū)域里運(yùn)動(dòng),在同一能層在,又依據(jù)電子能量的凹凸分成不同的能級(jí),因此同一能層的電子能量不相同。故合理選項(xiàng)是A。【參考答案】A誤區(qū)一忽視不同電子層的同種能級(jí)的電子云或原子軌道形態(tài)相同,但半徑不一樣。誤區(qū)二不清晰不同電子云或原子軌道的形態(tài)取決于其類(lèi)型,而與電子的數(shù)目無(wú)關(guān)。2.下列敘述不正確的是A.在多電子原子里,核外電子的能量不同B.原子核外的電子按其能量不同分層排布C.電子的能量越低,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核越遠(yuǎn)D.M層電子的能量大于L層電子的能量【答案】C【解析】A、在多電子原子中,核外電子的能量不同,選項(xiàng)A正確;B、電子的能量不同,依據(jù)能量的凹凸在核外排布,分層運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;C、原子核外能量區(qū)域能量不同,離核越近能量越低,離核越遠(yuǎn)能量越高,選項(xiàng)C不正確;D、M層電子的能量大于L層電子的能量,選項(xiàng)D正確;答案選C。易錯(cuò)點(diǎn)3電子排布式書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤3.主族元素原子失去最外層電子形成陽(yáng)離子,主族元素的原子得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是A.Ca2+:1s22s22p63s23p6 B.O2?:1s22s22p4C.Cl?:[Ne]3s23p6 D.Ar:1s22s22p63s23p6【錯(cuò)因分析】本題易錯(cuò)點(diǎn)是誤以為氧離子核外有8個(gè)電子而錯(cuò)選B?!驹囶}解析】A、鈣原子失去2個(gè)電子變成鈣離子,使次外層變成最外層,所以鈣離子核外有18個(gè)電子,排布式正確,故A正確;B、氧原子核外有8個(gè)電子,氧原子得2個(gè)電子變成氧離子,最外層電子數(shù)由6個(gè)變成8個(gè),所以氧離子核外有10個(gè)電子,排布式應(yīng)當(dāng)是1s22s22p6,故B錯(cuò)誤;C、氯原子核外有17個(gè)電子,氯原子得一個(gè)電子變成氯離子,最外層由7個(gè)電子變成8個(gè)電子,所以氯離子核外有18個(gè)電子,排布式正確,故C正確;D、氬是18號(hào)元素,原子核外有18個(gè)電子,排布式正確,故D正確?!緟⒖即鸢浮緽書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí),要留意兩點(diǎn):(1)能層低的能級(jí)要寫(xiě)在左邊,不能按填充依次寫(xiě),如Fe的電子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2正確,而1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。(2)留意對(duì)比電子排布式,簡(jiǎn)化電子排布式,價(jià)電子排布式的區(qū)分與聯(lián)系。如Fe的電子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2;簡(jiǎn)化電子排布式:[Ar]3d64s2;價(jià)電子排布式:3d64s2。3.(1)Ni原子的電子排布式為_(kāi)___________________。(2)原子序數(shù)均小于36的元素Q和T,在周期表中既處于同一周期又位于同一族,且原子序數(shù)T比Q大2。T的價(jià)電子排布式為_(kāi)______________,Q2+的未成對(duì)電子數(shù)是_______________。(3)D元素的正三價(jià)離子的3d亞層為半充溢,D的元素符號(hào)為_(kāi)___________________,其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)___________________。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充溢,N層沒(méi)有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子,E的元素符號(hào)為_(kāi)___________________,其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)___________________?!敬鸢浮浚?)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2(2)3d84s2 4(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1【思路分析】解答本題應(yīng)留意以下兩點(diǎn):(1)要明確能層、能級(jí)與軌道之間的關(guān)系,確定電子數(shù)。(2)留意洪特規(guī)則特例?!窘馕觥浚?)Ni的原子序數(shù)為28,比Ar多10,所以其電子排布式為[Ar]3d84s2。(2)元素Q和T既位于同一周期又位于同一族,且原子序數(shù)T比Q多2,T、Q只能位于第Ⅷ族,所以T為Ni、Q為Fe,留意28號(hào)元素Ni的核外電子排布式為[Ar]3d84s2,26號(hào)元素Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2,所以Fe2+的核外電子排布式為[Ar]3d6,有4個(gè)未成對(duì)電子(3)D元素失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成3d5,所以其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即第Ⅷ族元素Fe。(4)依據(jù)題意要求,首先寫(xiě)出電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,即第ⅠB族元素Cu。易錯(cuò)點(diǎn)4忽視第一電離能“反?!?.已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大,其中A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的兩倍;D原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子;E+原子核外有3層電子且M層3d軌道電子全充溢。請(qǐng)回答:(1)E元素基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)________。(2)B、C、D三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的依次為_(kāi)___(填元素符號(hào))(3)D元素與氟元素相比,電負(fù)性:D______F(填“>”、“=”或“<”),下列表述中能證明這一事實(shí)的是_______(填選項(xiàng)序號(hào))A.常溫下氟氣的顏色比D單質(zhì)的顏色深B.氟氣與D的氫化物猛烈反應(yīng),產(chǎn)生D的單質(zhì)C.氟與D形成的化合物中D元素呈正價(jià)態(tài)D.比較兩元素的單質(zhì)與氫氣化合時(shí)得電子的數(shù)目(4)只含C、A兩元素的離子化合物,其電子式為_(kāi)_____,它的晶體中含有多種化學(xué)鍵,但確定不含有的化學(xué)鍵是______(填選項(xiàng)序號(hào))。A.極性鍵B.非極性鍵C.離子鍵D.金屬鍵(5)B2A4是重要的基本石油化工原料。1molB2A4分子中含σ鍵______mol?!惧e(cuò)因分析】解本題最簡(jiǎn)潔犯的錯(cuò)誤是第(3)依據(jù)第一電離能的改變規(guī)律(同周期從左到右I1呈增大趨勢(shì)),而發(fā)生錯(cuò)誤。【試題解析】A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等,A是H元素;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的兩倍,B是C元素;D原子L層上有2對(duì)成對(duì)電子,可知D是O元素;A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大,可知C是N元素;E+原子核外有3層電子且M層3d軌道電子全充溢,可知E是Cu元素。(1)E為Cu,Cu的原子序數(shù)為29,基態(tài)Cu的電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1,故答案為:1s22s22p63s23p63d104s1;(2)B、C、D三種元素分別是C、N、O元素,三種元素都處于其次周期,同周期元素的第一電離能呈增大趨勢(shì),N的2p能級(jí)為半充溢結(jié)構(gòu),較穩(wěn)定,第一電離能比O大,則第一電離能數(shù)值由小到大的依次為C<O<N,故答案為:C<O<N;(3)同周期從左到右元素的電負(fù)性漸漸增大,D為O元素,O電負(fù)性小于F;A項(xiàng),常溫下氟氣的顏色比D單質(zhì)的顏色深,顏色屬于物理性質(zhì),與電負(fù)性無(wú)關(guān);B項(xiàng),氟氣與D的氫化物猛烈反應(yīng),產(chǎn)生D的單質(zhì),說(shuō)明F的非金屬性強(qiáng)于O,非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,能說(shuō)明F的電負(fù)性大于O的電負(fù)性;C項(xiàng),氟與D形成的化合物中D元素呈正價(jià)態(tài),說(shuō)明F得電子實(shí)力強(qiáng)于O,F(xiàn)的非金屬性強(qiáng)于O,非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,能說(shuō)明F的電負(fù)性大于O的電負(fù)性;D項(xiàng),比較兩元素的單質(zhì)與氫氣化合時(shí)得電子的數(shù)目,得電子數(shù)目多少不能說(shuō)明得電子實(shí)力的強(qiáng)弱,不能說(shuō)明電負(fù)性的大小;故答案為:BC;(4)只含A、C兩元素的離子化合物為NH4H,其電子式為,其中含有極性鍵和離子鍵,不含非極性鍵和金屬鍵,故答案為:;BD;(5)B2A4為C2H4,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CH2,1個(gè)C2H4分子中含有4個(gè)C?H鍵和1個(gè)C=C鍵,單鍵全為σ鍵,雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,則1molC2H4分子中σ鍵5mol?!緟⒖即鸢浮浚?)1s22s22p63s23p63d104s1(2)C<O<N(3)<BC(4)BD(5)5第一電離能I1大小的比較:同周期元素從左到右第一電離能呈增大的趨勢(shì),但要留意第ⅡA族和第ⅢA族的反常,如I1(Be)>I1(B),I1(Mg)>I1(Al);第ⅤA族和第ⅥA族的反常,如I1(N)>I1(O),I1(P)>I1(S)。同主族元素從上到下第一電離能漸漸減小。4.下列關(guān)于元素第一電離能的說(shuō)法不正確的是A.鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能,故鉀的活潑性強(qiáng)于鈉B.因同周期元素的原子半徑從左到右漸漸減小,故第一電離能必依次增大C.最外層電子排布為ns2np6(當(dāng)只有K層時(shí)為1s2)的原子,第一電離能較大D.對(duì)于同一元素而言,原子的電離能I1<I2<I3<…【答案】B【解析】A.鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能,說(shuō)明鉀失電子實(shí)力比鈉強(qiáng),所以鉀的活潑性強(qiáng)于鈉,故A正確;B.同一周期元素原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小,第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì),但第IIA族元素大于第IIIA族元素,第VA族元素大于第VIA族元素,故B錯(cuò)誤;C.最外層電子排布為ns2np6(若只有K層時(shí)為1s2)的原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),再失去電子較難,所以其第一電離能較大,故C正確;D.對(duì)于同一元素來(lái)說(shuō),原子失去電子個(gè)數(shù)越多,其失電子實(shí)力越弱,所以原子的電離能隨著原子失去電子個(gè)數(shù)的增多而增大,故D正確;故選B。易錯(cuò)點(diǎn)5混淆分子的VSEPR模型和立體構(gòu)型5.關(guān)于如圖結(jié)構(gòu)的說(shuō)法不正確的是A.分子中既有鍵又有π鍵B.碳原子有sp、sp2、sp3三種雜化方式C.O?H鍵的極性強(qiáng)于C?H鍵的極性D.羥基中氧原子實(shí)行sp3雜化,VSEPR模型為四面體形【錯(cuò)因分析】本題最簡(jiǎn)潔犯的錯(cuò)誤是混淆分子VSEPR模型和立體構(gòu)型,誤將分子的立體構(gòu)型當(dāng)作VSEPR模型而錯(cuò)選?!驹囶}解析】A.鍵構(gòu)成共價(jià)單鍵,鍵和π鍵構(gòu)成共價(jià)雙鍵或三鍵,該有機(jī)物中含共價(jià)單鍵和碳碳雙鍵,A項(xiàng)正確;B.以4個(gè)單鍵相連的C原子采納sp3雜化方式,苯環(huán)和碳碳雙鍵的中心C原子采納sp2雜化,無(wú)sp雜化的中心C原子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.電負(fù)性:O>C,則O?H鍵的極性強(qiáng)于C?H鍵的極性,C項(xiàng)正確;D.羥基中氧原子成鍵電子對(duì)為2,孤電子對(duì)為2,則實(shí)行sp3雜化,其VSEPR模型為四面體形,D項(xiàng)正確;答案選B。【參考答案】B【名師點(diǎn)睛】依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論進(jìn)行確定;價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù),σ鍵個(gè)數(shù)=配原子個(gè)數(shù),孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=(a?xb),a指中心原子價(jià)電子個(gè)數(shù),x指配原子個(gè)數(shù),b指配原子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)須要的電子個(gè)數(shù);凡是中心原子實(shí)行sp3雜化的的分子,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,不含有孤電子對(duì),為正面體構(gòu)型;含有1個(gè)孤電子對(duì)的,空間構(gòu)型為三角錐形,含有2個(gè)孤電子對(duì)的,空間構(gòu)型為是V形。分子或離子立體構(gòu)型的推斷方法(1)σ鍵電子對(duì)數(shù)的確定由分子式確定σ鍵電子對(duì)數(shù)。例如,H2O的中心原子為O,O有2對(duì)σ鍵電子對(duì);NH3的中心原子為N,N有3對(duì)σ鍵電子對(duì)。(2)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)的確定中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)=(a-xb)。式中a為中心原子的價(jià)電子數(shù),對(duì)于主族元素來(lái)說(shuō),價(jià)電子數(shù)等于原子的最外層電子數(shù);x為與中心原子結(jié)合的原子數(shù);b為與中心原子結(jié)合的原子最多能接受的電子數(shù)(氫為1,其他原子為“8-該原子的價(jià)電子數(shù)”)。例如,SO2的中心原子為S,S的價(jià)電子數(shù)為6(即S的最外層電子數(shù)為6),則a=6;與中心原子S結(jié)合的O的個(gè)數(shù)為2,則x=2;與中心原子結(jié)合的O最多能接受的電子數(shù)為2,則b=2。所以,SO2的中心原子S上的孤電子對(duì)數(shù)=×(6-2×2)=1。5.對(duì)于短周期元素形成的各分子,下表所述的對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是選項(xiàng)ABCD分子式CH4NH3CO2SCl2VSEPR模型正四面體形四面體形直線形四面體形分子的立體構(gòu)型正四面體形平面三角形直線形V形【答案】B【解析】A項(xiàng),C原子形成了4個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為0,VSEPR模型及分子的立體構(gòu)型均是正四面體形,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),N原子有1對(duì)孤電子對(duì)且形成了3個(gè)σ鍵,VSEPR模型為四面體形,分子的立體構(gòu)型為三角錐形,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2+(4-2×2)=2,VSEPR模型為直線形,分子的立體構(gòu)型也為直線形,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),S原子有2對(duì)孤電子對(duì)且形成了2個(gè)σ鍵,VSEPR模型為四面體形,分子的立體構(gòu)型為V形,D項(xiàng)正確。易錯(cuò)點(diǎn)6推斷物質(zhì)類(lèi)別、鍵的極性及分子的極性之間的關(guān)系6.探討表明:H2O2具有立體結(jié)構(gòu),兩個(gè)氫原子像在半綻開(kāi)一本書(shū)的兩頁(yè)上,兩頁(yè)紙面的夾角為94°,氧原子在書(shū)的夾縫上,O?H鍵與O?O鍵之間的夾角為97°,如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.H2O2分子中既有極性鍵又有非極性鍵B.H2O2分子為含有非極性鍵的極性分子C.H2O2分子為非極性分子D.H2O2分子為既含極性鍵又含非極性鍵的極性分子【錯(cuò)因分析】本題易錯(cuò)之處是誤認(rèn)為雙氧水結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)?!驹囶}解析】A.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵,選項(xiàng)A正確;B.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵,但是雙氧水結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),屬于極性分子,選項(xiàng)B正確;C.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵,但是雙氧水結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),屬于極性分子,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.H2O2分子中含有氧氫極性共價(jià)鍵和氧氧非極性共價(jià)鍵,但是雙氧水結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng),屬于極性分子,選項(xiàng)D正確;答案選C。【參考答案】C1.全部由非極性鍵構(gòu)成的分子不確定是非極性分子,如O3是由非極性鍵構(gòu)成的極性分子;由極性鍵構(gòu)成的雙原子分子確定是極性分子,如HF是由極性鍵構(gòu)成的極性分子;非金屬單質(zhì)中不確定含有非極性鍵,如稀有氣體分子中,不含有化學(xué)鍵;含有共價(jià)鍵的化合物不確定是共價(jià)化合物,如Na2O2、NH4Cl、NaOH等含有共價(jià)鍵,但屬于離子化合物;共價(jià)化合物中確定不存在離子鍵,若存在離子鍵,則化合物確定是離子化合物。2.駕馭典型物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu),有利于削減解答這類(lèi)題目時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤。例如,稀有氣體(單原子分子)、H2O2、CH≡CH、Na2O2、NaOH、(NH4)2SO4(含離子鍵、配位鍵、極性鍵)、CO(C≡O(shè)含配位鍵、極性鍵)、CCl4(含極性鍵,屬于非極性分子)、O3(含非極性鍵,屬于極性分子)等。6.下列敘述中正確的是A.鹵化氫分子中,鹵素的非金屬性越強(qiáng),共價(jià)鍵的極性越大,穩(wěn)定性也越強(qiáng)B.以極性鍵結(jié)合的分子,確定是極性分子C.推斷A2B或AB2型分子是否是極性分子的依據(jù)是看分子中是否含有極性鍵D.非極性分子中,各原子間都應(yīng)以非極性鍵結(jié)合【答案】A【解析】鹵素中非金屬性越強(qiáng),鍵的極性越大,A項(xiàng)正確。以極性鍵結(jié)合的雙原子分子確定是極性分子,但以極性鍵結(jié)合形成的多原子分子,也可能是非極性分子,如CO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤。A2B型如H2O、H2S等,AB2型如CO2、CS2等,推斷其是否是極性分子的依據(jù)是看分子中是否含有極性鍵及分子的立體構(gòu)型是否對(duì)稱(chēng)。如CO2、CS2為直線形,分子的立體構(gòu)型對(duì)稱(chēng),為非極性分子;如H2O,有極性鍵,分子的立體構(gòu)型不對(duì)稱(chēng),為極性分子,C項(xiàng)錯(cuò)誤。多原子分子,其分子的立體構(gòu)型對(duì)稱(chēng),這樣的非極性分子中可能含有極性鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。易錯(cuò)點(diǎn)7對(duì)含氧酸的元數(shù)、酸性、氧化性的相識(shí)錯(cuò)誤7.下列敘述正確的是A.能電離出H+的化合物除水外都是酸,分子中含有幾個(gè)氫原子它就是幾元酸B.無(wú)機(jī)含氧酸分子中含有幾個(gè)羥基,它就屬于幾元酸C.同一元素的含氧酸,該元素的化合價(jià)越高,其酸性越強(qiáng),氧化性也越強(qiáng)D.H3PO4和H2CO3分子中非羥基氧的個(gè)數(shù)均為1,但它們的酸性不相近,H3PO4是中強(qiáng)酸而H2CO3是弱酸【錯(cuò)因分析】錯(cuò)選A、B項(xiàng)是由于只考慮到了HNO3、H2SO4、H3PO4等個(gè)例,而忽視了酸式鹽、CH3COOH、H3BO3等例外;錯(cuò)選C項(xiàng)是由于只考慮到了HNO3與HNO2、H2SO4與H2SO3的酸性與氧化性符合酸性強(qiáng)的氧化性也強(qiáng),而忽視了HClO與HClO4等例外?!驹囶}解析】由NaHSO4、CH3COOH、H3BO3等示例可推斷A、B均錯(cuò)誤;由HClO的酸性很弱而氧化性很強(qiáng)可推斷C錯(cuò)誤;D項(xiàng)中H3PO4和H2CO3的非羥基氧原子數(shù)均為1,但H2CO3的酸性比H3PO4弱很多。【參考答案】D1.由HNO3、H2SO4、H3PO4的相關(guān)學(xué)問(wèn)而誤認(rèn)為有幾個(gè)H或幾個(gè)羥基的酸就屬于幾元酸;由氧化性:HNO3>HNO2、H2SO4>H2SO3而混淆酸的酸性與氧化性,誤認(rèn)為酸性越強(qiáng)的酸其氧化性也越強(qiáng)。2.誤認(rèn)為羥基數(shù)就是含氧酸的元數(shù)。如磷元素的幾種含氧酸的名稱(chēng)、分子式、結(jié)構(gòu)式、磷的化合價(jià)、酸的元數(shù)如下表:名稱(chēng)正磷酸偏磷酸亞磷酸次磷酸分子式H3PO4HPO3H3PO3H3PO2結(jié)構(gòu)式磷的化合價(jià)+5+5+3+1酸的元數(shù)三元一元二元一元3.同種元素的含氧酸,中心原子的價(jià)態(tài)越高,含氧酸的氧化性不確定越強(qiáng)。如酸性:HClO4>HClO3>HClO,氧化性:HClO4<HClO3<HClO。7.推斷無(wú)機(jī)含氧酸酸性強(qiáng)弱的一條規(guī)律:在無(wú)機(jī)含氧酸分子中非羥基氧原子數(shù)越多,酸性越強(qiáng)。例如:含氧酸的化學(xué)式非羥基氧原子數(shù)酸性HClO0弱酸H3PO41中強(qiáng)酸HNO32強(qiáng)酸HClO43超強(qiáng)酸若已知H3PO3(亞磷酸)為中強(qiáng)酸,H3AsO3(亞砷酸)為弱酸,試寫(xiě)出H3PO3和H3AsO3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式?!敬鸢浮俊窘馕觥縃3PO3為中強(qiáng)酸,H3AsO3為弱酸,結(jié)合信息可知,H3PO3分子中有1個(gè)非羥基氧原子,H3AsO3中有0個(gè)非羥基氧原子。據(jù)此來(lái)寫(xiě)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。【備注】本題是無(wú)機(jī)含氧酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的推斷題,考查學(xué)生運(yùn)用題給信息推導(dǎo)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的實(shí)力。只要將題給信息與要回答的問(wèn)題聯(lián)系起來(lái),依據(jù)問(wèn)題,分析信息,即可順當(dāng)解答。易錯(cuò)點(diǎn)8常見(jiàn)原子晶體結(jié)構(gòu)推斷錯(cuò)誤8.(1)納米氧化銅、納米氧化鋅均可作合成氨的催化劑,Cu2+
價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為_(kāi)_______。(2)2?巰基煙酸()水溶性?xún)?yōu)于2
–巰基煙酸氧釩協(xié)作物()的緣由是__________________________________。(3)各原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p軌道,則p電子可在多個(gè)原子間運(yùn)動(dòng),形成“離域π鍵”,下列物質(zhì)中存在“離域π鍵”的是________。A.SO2B.SO42?C.H2SD.CS2(4)尿素(H2NCONH2)尿素分子中,原子雜化軌道類(lèi)型有________,σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_(kāi)_______。(5)氮化硼(BN
)是一種性能優(yōu)異、潛力巨大的新型材料,主要結(jié)構(gòu)有立方氮化硼(如左下圖
)和六方氮化硼(如右下圖),前者類(lèi)似于金剛石,后者與石墨相像。①晶胞中的原子坐標(biāo)參數(shù)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置。左上圖中原子坐標(biāo)參數(shù)A為(0,0,0),D為(,,0),則E原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_______
。X?射線衍射試驗(yàn)測(cè)得立方氮化硼晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm,則立方氮化硼晶體中N與B的原子半徑之和為_(kāi)_______pm(=1.732)。②已知六方氮化硼同層中B?N距離為acm,密度為dg/cm3,則層與層之間距離的計(jì)算表這式為_(kāi)_______pm。(已知正六邊形面積為a2,a為邊長(zhǎng))【錯(cuò)因分析】本題易錯(cuò)點(diǎn)是問(wèn)題(3),學(xué)生讀不懂信息,首先應(yīng)是各原子在同一平面,即依據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)推斷空間構(gòu)型,然后是相互平行的p軌道,即原子中含有p軌道參加成鍵,這樣就可以推斷出正確的選項(xiàng),留意硫化氫中H為s能級(jí)。另外不理解原子坐標(biāo)參數(shù)的定義則無(wú)法解決第(5)問(wèn)?!驹囶}解析】(1)考查軌道式的書(shū)寫(xiě),Cu屬于副族元素,價(jià)電子應(yīng)是最外層電子和次外層d能級(jí)上的電子,因此Cu2+的價(jià)層電子的軌道式是;(2)考查溶解性,2?巰基煙酸的羧基可與水分子之間形成氫鍵,使其在水中溶解度增大;(3)考查化學(xué)鍵類(lèi)型,A、SO2中心原子S有2個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為(6?2×2)/2=1,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,則SO2空間構(gòu)型為V型,符合題中所給條件,即存在離域π鍵,故A正確;B、SO42?中心原子S含有4個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為(6+2?4×2)/2=0,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,空間構(gòu)型為正四面體,不符合題中信息,不含離域π鍵,故B錯(cuò)誤;C、H2S的空間構(gòu)型為V型,但H不含p能級(jí),即不存在離域π鍵,故C錯(cuò)誤;D、CS2空間構(gòu)型為直線型,符合信息,存在離域π鍵,故D正確;(4)考查雜化類(lèi)型的推斷、化學(xué)鍵數(shù)目的推斷,尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,推斷出N、C、O雜化類(lèi)型分別是sp3、sp2、sp3;成鍵原子之間只能形成1個(gè)σ鍵,因此1mol尿素中含有σ鍵的物質(zhì)的量為7mol,含有π鍵的物質(zhì)的量為1mol,比值為7:1;(5)考查晶胞的計(jì)算,①BN結(jié)構(gòu)類(lèi)似于金剛石的結(jié)構(gòu),因此BN為原子晶體,依據(jù)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)貼點(diǎn),E的坐標(biāo)為(1/4,3/4,3/4);立方氮化硼中B和N最近的距離是體對(duì)角線的1/4,求出B與N之間的距離應(yīng)是pm(x為晶胞的邊長(zhǎng)),即為156.5pm;②依據(jù)六方氮化硼的結(jié)構(gòu),B的個(gè)數(shù)為6×1/6+3×1/3=2,晶胞的質(zhì)量為g,依據(jù)晶胞的體積為(a2×h)cm3(h為六方氮化硼的高),依據(jù)晶胞的密度的定義,求出h=2×cm,層與層之間的距離應(yīng)是高的一半,因此×1010pm?!緟⒖即鸢浮浚?)(2)2?巰基煙酸的羧基可與水分子之間形成氫鍵,使其在水中溶解度增大(3)AD(4)sp2、sp37∶1(5)①(,,)156.5②×10101.金剛石、晶體硅、碳化硅、二氧化硅等原子晶體中的成鍵數(shù)目。(1)金剛石(或晶體硅)中,1molC(或Si)形成2molC—C(或Si—Si)鍵。(2)SiC晶體中,1molC或1molSi均形成4molC—Si鍵。(3)1molSiO2晶體中,共有4molSi—O鍵。2.金剛石、晶體硅、碳化硅、二氧化碳中最小環(huán)上的原子數(shù)。(1)金剛石、晶體硅、SiC晶體中最小環(huán)上的原子數(shù)分別為6個(gè)C、6個(gè)Si、3個(gè)Si和3個(gè)C。(2)SiO2晶體中最小環(huán)上有12個(gè)原子(6個(gè)Si和6個(gè)O)。3.金剛石、晶體硅的一個(gè)晶胞中,分別含有碳原子數(shù)為8、硅原子數(shù)為8。8.下列有關(guān)原子晶體的敘述不正確的是A.金剛石和二氧化硅晶體的最小結(jié)構(gòu)單元都是正四面體B.1mol金剛石中的C—C鍵數(shù)目是2NA,1molSiO2晶體中的Si—O鍵數(shù)目是4NAC.水晶和干冰在熔化時(shí),晶體中的共價(jià)鍵都會(huì)斷裂D.SiO2晶體是原子晶體,所以晶體中不存在分子,SiO2不是它的分子式【答案】C【解析】金剛石和二氧化硅晶體的基本結(jié)構(gòu)單元都是正四面體,A正確;金剛石中,1個(gè)C原子與另外4個(gè)C原子形成C—C鍵,這個(gè)C原子對(duì)每個(gè)單鍵的貢獻(xiàn)只有,所以1molC原子形成的C—C鍵為4×QUOTE=2mol,而二氧化硅晶體中1個(gè)Si原子分別與4個(gè)O原子形成4個(gè)Si—O鍵,則1molSiO2晶體中Si—O鍵為4mol,B正確;水晶是原子晶體,在熔化時(shí),共價(jià)鍵斷裂形成自由移動(dòng)的Si、O原子,而分子晶體干冰熔化時(shí),分子間力被大大減弱,形成自由移動(dòng)的CO2分子,而CO鍵不會(huì)斷裂,所以C錯(cuò)誤;依據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知D正確。易錯(cuò)點(diǎn)9錯(cuò)用離子晶體中的晶格能9.依據(jù)下列幾種物質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)數(shù)據(jù),推斷下列有關(guān)說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是物質(zhì)NaClMgCl2AlCl3SiCl4單質(zhì)B熔點(diǎn)/℃810710190?682300沸點(diǎn)/7572500注:AlCl3熔點(diǎn)在2.02×105Pa條件下測(cè)定。A.SiCl4是分子晶體 B.單質(zhì)B是原子晶體C.AlCl3加熱能升華 D.MgCl2所含離子鍵的強(qiáng)度比NaCl大【錯(cuò)因分析】解本題的關(guān)鍵是先區(qū)分晶體種類(lèi),然后再進(jìn)一步比較熔沸點(diǎn),這是易出錯(cuò)的地方。【試題解析】A、由表中數(shù)據(jù)可知,SiCl4的熔沸點(diǎn)較低,屬于分子晶體,選項(xiàng)A正確;B、單質(zhì)B的熔沸點(diǎn)很高,所以單質(zhì)B是原子晶體,選項(xiàng)B正確;C、由表中數(shù)據(jù)可知AlCl3的沸點(diǎn)比熔點(diǎn)高,所以AlCl3加熱能升華,選項(xiàng)C正確;D、離子晶體的離子鍵越強(qiáng),熔沸點(diǎn)越高,由表中數(shù)據(jù)可知,NaCl的熔、沸點(diǎn)均比MgCl2高,所以NaCl晶體中的離子鍵應(yīng)比MgCl2的強(qiáng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選D?!緟⒖即鸢浮緿1.不同類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較(1)不同類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)凹凸的一般規(guī)律:原子晶體>離子晶體>分子晶體。但應(yīng)留意原子晶體的熔點(diǎn)不確定比離子晶體高,如MgO具有較高的熔點(diǎn),金屬晶體的熔點(diǎn)不確定比分子晶體的熔點(diǎn)高,如汞常溫時(shí)為液態(tài)。(2)金屬晶體的熔、沸點(diǎn)差別很大,如鎢、鉑等金屬的熔、沸點(diǎn)很高,汞、銫等金屬的熔、沸點(diǎn)很低。2.同種類(lèi)型晶體的熔、沸點(diǎn)的比較(1)原子晶體原子半徑越小→鍵長(zhǎng)越短→鍵能越大→熔、沸點(diǎn)越高如熔點(diǎn):金剛石>碳化硅>硅。(2)離子晶體①一般地,離子所帶的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強(qiáng),其離子晶體的熔、沸點(diǎn)就越高,如熔點(diǎn):MgO>MgCl2>NaCl>CsCl。②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔點(diǎn)越高,硬度也越大。(3)分子晶體①分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高;能形成氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常的高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相像的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相像的物質(zhì)(相對(duì)分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體,支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低。(4)金屬晶體金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強(qiáng),金屬的熔、沸點(diǎn)越高,如熔、沸點(diǎn):Na<Mg<Al。9.純銅在工業(yè)上主要用來(lái)制造導(dǎo)線、電器元件等,銅能形成+1和+2價(jià)的化合物。回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出基態(tài)Cu+的核外電子排布式:______;C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的依次是______(2)如圖是銅的某種氧化物的晶胞示意圖,該氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_________。(3)向硫酸銅溶液中滴加氨水會(huì)生成藍(lán)色沉淀,在滴加氨水至沉淀剛好全部溶解時(shí)可得到藍(lán)色溶液,接著向其中加入極性較小的乙醇可以生成深藍(lán)色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。該深藍(lán)色沉淀中的NH3通過(guò)___鍵與中心離子Cu2+結(jié)合;NH3分子中N原子的雜化方式是____,與NH3分子互為等電子體的一種微粒是________(任寫(xiě)一種)。(4)CuO的熔點(diǎn)比CuCl的熔點(diǎn)________(填“高”或“低”)。(5)CuO在高溫下易轉(zhuǎn)化為Cu2O,其緣由是______________?!敬鸢浮浚?)1s22s22p63s23p63d10N、O、C(2)CuO(3)配位sp3H3O+(4)高(5)Cu2O中Cu的d軌道為全充溢狀態(tài),較穩(wěn)定【解析】(1)Cu原子核外電子數(shù)為29,依據(jù)能量最低原理,其核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1,則基態(tài)Cu+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;(2)由晶胞示意圖可知,1個(gè)晶胞中有4個(gè)銅,氧為8×+6×=4個(gè),原子個(gè)數(shù)之比為1:1,該氧化物的化學(xué)式為CuO;(3)NH3中N原子供應(yīng)孤對(duì)電子,Cu2+供應(yīng)空軌道,形成配位鍵,NH3分子中N原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)n=,N原子為sp3雜化;與NH3分子互為等電子體的一種微粒具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù),如PH3或H3O+等;(4)離子化合物中,離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔點(diǎn)越高,離子半徑O2?<Cl?,CuO陰陽(yáng)離子所帶電荷大于CuCl陰陽(yáng)離子所帶電荷,CuO中晶格能大,則CuO的熔點(diǎn)比CuCl的熔點(diǎn)高;(5)CuO在高溫下易轉(zhuǎn)化為Cu2O,其緣由是Cu2O中Cu的d軌道為全充溢狀態(tài),較穩(wěn)定?!久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了價(jià)電子排布、晶體結(jié)構(gòu)、原子雜化方式、離子晶體的熔點(diǎn)大小比較等學(xué)問(wèn),有確定的綜合性,留意基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)的運(yùn)用。易錯(cuò)點(diǎn)為(4)離子化合物中,離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),晶格能大,熔點(diǎn)越高。1.基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布規(guī)律①能量最低原理原子核外電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的軌道,然后依次進(jìn)入能量較高的軌道,這樣使整個(gè)原子處于能量最低的狀態(tài)。全部電子排布規(guī)則都需滿(mǎn)意能量最低原理。②泡利原理每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子,且自旋狀態(tài)相反。③洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí),基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋狀態(tài)相同。(2)電子在原子軌道上的填充依次——構(gòu)造原理①圖中每個(gè)小圓圈表示一個(gè)能級(jí),每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)能層。各圓圈間連接線的方向表示隨核電荷數(shù)遞增而增加的電子填入能級(jí)的依次。②構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級(jí)分布,從圖中可以看出,不同能層的能級(jí)有交織現(xiàn)象,如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。③原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),構(gòu)造原理是書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子電子排布式的依據(jù),也是繪制基態(tài)原子電子排布圖的主要依據(jù)之一。但需留意洪特規(guī)則特例。(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法(以S為例)表示方法舉例原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式電子排布式1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4電子排布圖(4)基態(tài)原子電子排布式的書(shū)寫(xiě)方法①由原子序數(shù)書(shū)寫(xiě)核外電子排布式a.常依據(jù)構(gòu)造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)、各能級(jí)最多容納的電子數(shù),依次由低能級(jí)向高能級(jí)排列,如31號(hào)元素鎵,首先排滿(mǎn)1s2,依次填充2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10,最終填充4p1;b.也可以用31-18=13,然后再填充13個(gè)電子,如[Ar]3d104s24p1。②由元素在周期表中的位置書(shū)寫(xiě)核外電子排布式如第四周期中各元素基態(tài)原子的電子排布式有如下規(guī)律:a.位于s區(qū)的第ⅠA、第ⅡA分別為[Ar]4s1、[Ar]4s2;b.位于p區(qū)的主族元素為[Ar]3d104s24p族序數(shù)-2(0族元素除外);c.位于d區(qū)的副族元素為[Ar]3dm4sn(m+n=族序數(shù),第Ⅷ族元素除外);d.位于ds區(qū)的副族元素為[Ar]3d104sm(m=族序數(shù))。③由元素名稱(chēng)書(shū)寫(xiě)核外電子排布式a.前三周期主族元素可以依據(jù)最外層電子數(shù)書(shū)寫(xiě),如S的最外層電子數(shù)為6,其核外電子排布式為[Ne]3s23p4;b.第四周期從K起先數(shù),數(shù)到n,就可以寫(xiě)成“[Ar]+n個(gè)電子”。如Fe,從K起先數(shù)到Fe為8,其核外電子排布式為[Ar]3d64s2;Se,從K起先數(shù)到Se為16,其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4。2.電離能和電負(fù)性的應(yīng)用(1)電離能①推斷元素金屬性的強(qiáng)弱:電離能越小,元素越簡(jiǎn)潔失去電子,則元素的金屬性越強(qiáng);反之越弱。②推斷元素的化合價(jià)(I1、I2……表示各級(jí)電離能):假如某元素的In+1>>In,則該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為+n。如鈉元素的I2>>I1,所以鈉元素的常見(jiàn)化合價(jià)為+1。③元素原子的核外電子排布特點(diǎn)同周期元素從左向右,元素的第一電離能并不是漸漸增大的,當(dāng)元素的核外電子排布處于全空、半充溢或全充溢狀態(tài)時(shí),第一電離能就會(huì)反常,大于同周期相鄰元素的第一電離能。(2)電負(fù)性3.形形色色的分子單原子分子(稀有氣體)、雙原子分子不存在立體構(gòu)型,多原子分子中,由于空間的位置關(guān)系,會(huì)有不同類(lèi)型的立體異構(gòu)。(1)三原子分子——直線形和V形化學(xué)式立體構(gòu)型結(jié)構(gòu)式鍵角比例模型球棍模型CO2直線形180°H2OV形105°(2)四原子分子——平面三角形和三角錐形化學(xué)式立體構(gòu)型結(jié)構(gòu)式鍵角比例模型球棍模型CH2O平面三角形120°NH3三角錐形107°(3)五原子分子化學(xué)式立體構(gòu)型結(jié)構(gòu)式鍵角比例模型球棍模型CH4正四面體形109°28'(4)常見(jiàn)多原子分子的立體構(gòu)型多原子分子的立體構(gòu)型形形色色,異彩紛呈。如白磷(P4,正四面體)、PCl5(三角雙錐)、SF6(正八面體)、P4O6、P4O10、C60(“足球”狀分子,由平面正五邊形和正六邊形組成)、C6H12(環(huán)己烷)、C10H16(金剛烷)、S8、B12(硼單質(zhì))等的立體構(gòu)型如圖所示。P4(正四面體)PCl5(三角雙錐)SF6(正八面體)P4O6 P4O10 C60椅式C6H12 船式C6H12 C10H16S8 B124.分子立體構(gòu)型的確定利用VSEPR理論預(yù)料分子立體構(gòu)型的思路:σ鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)VSEPR模型分子的立體構(gòu)型。其中正確地確定σ鍵數(shù)和a、x、b的值是計(jì)算價(jià)電子對(duì)數(shù)的關(guān)鍵,也是推斷、預(yù)料VSEPR模型和立體構(gòu)型的關(guān)鍵。一些常見(jiàn)的分子、離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)和立體構(gòu)型如下表。分子或離子σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)立體構(gòu)型axbQUOTE(a?xb)分子CO2242202直線形BeCl2222102直線形SO2262213V形SO3363203平面三角形NH3353114三角錐形H2O262124V形CH4(CCl4)444104正四面體形離子H3O+36?1=53114三角錐形34+2=63203平面三角形46+2=84204正四面體形37+1=83214三角錐形留意:當(dāng)中心原子無(wú)孤電子對(duì)時(shí),VSEPR模型與分子的立體構(gòu)型一樣;當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí),VSEPR模型與分子的立體構(gòu)型不一樣。運(yùn)用價(jià)電子對(duì)互斥理論的留意事項(xiàng)(1)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推斷分子的立體構(gòu)型時(shí)應(yīng)留意:價(jià)層電子對(duì)互斥理論模型是電子對(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)的立體構(gòu)型,不包括孤電子對(duì)。
(2)二者是否一樣取決于中心原子上有無(wú)孤電子對(duì),當(dāng)中心原子上無(wú)孤電子對(duì)時(shí),二者的構(gòu)型一樣;當(dāng)中心原子上有孤電子對(duì)時(shí),二者的構(gòu)型不一樣。5.常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型晶體類(lèi)型晶體晶體中粒子分布詳解金屬晶體體心立方積累(如Na、K、Fe等)體心立方積累,每個(gè)原子的配位數(shù)為8,每個(gè)晶胞中含有2個(gè)原子六方最密積累(如Mg、Zn、Ti等)ABABAB……方式最密積累,每個(gè)原子的配位數(shù)為12,每個(gè)晶胞(1個(gè)小立方體)中含有2個(gè)原子面心立方最密積累(如Cu、Ag、Au等)ABCABCABC……方式最密積累,每個(gè)原子的配位數(shù)為12,每個(gè)晶胞中含有4個(gè)原子離子晶體氯化銫晶體每8個(gè)Cs+、8個(gè)Cl?各自構(gòu)成立方體,在每個(gè)立方體的中心有1個(gè)異電性離子(Cl?或Cs+)。在每個(gè)Cs+四周最近且等距離的Cl?有8個(gè),在每個(gè)Cl?四周最近且等距離的Cs+也有8個(gè)氯化鈉晶體Na+和Cl?交替占據(jù)立方體的頂角而向空間延長(zhǎng)。在每個(gè)Na+四周最近且等距離的Cl?有6個(gè)(上、下、左、右、前、后各1個(gè)),在每個(gè)Cl-四周最近且等距離的Na+也有6個(gè)原子晶體金剛石晶體每個(gè)C與另外4個(gè)C以共價(jià)鍵結(jié)合,前者位于正四面體中心,后者位于正四面體頂點(diǎn)。晶體中全部C—C鍵的鍵長(zhǎng)相等、鍵角相等(均為109°28');晶體中最小碳環(huán)由6個(gè)C組成且不在同一平面內(nèi)石英(SiO2)晶體每個(gè)Si與4個(gè)O結(jié)合,前者在正四面體的中心,后者在正四面體的頂點(diǎn),同時(shí)每個(gè)O被兩個(gè)四面體所共用。正四面體內(nèi)的O—Si—O鍵角為109°28',晶體中硅、氧原子個(gè)數(shù)比為1∶2分子晶體干冰晶體每8個(gè)CO2構(gòu)成立方體且在6個(gè)面的中心又各有1個(gè)CO2,CO2分子的配位數(shù)為12混合晶體石墨晶體層內(nèi)存在共價(jià)鍵、金屬鍵,層間以范德華力結(jié)合,兼有原子晶體、金屬晶體、分子晶體的特征。在層內(nèi),每個(gè)C與3個(gè)C形成C—C鍵,構(gòu)成正六邊形,每個(gè)六邊形平均只占2個(gè)C,碳原子個(gè)數(shù)與C—C鍵個(gè)數(shù)之比為2∶36.與晶體有關(guān)的計(jì)算晶胞只是晶體微觀空間里的一個(gè)基本單元。在它的上下左右前后“無(wú)隙并置”地排列著多數(shù)晶胞,而且晶胞的形態(tài)及其內(nèi)部的原子種類(lèi)、個(gè)數(shù)及幾何排列均完全相同。如某個(gè)粒子為n個(gè)晶胞所共有,則該粒子有QUOTE屬于這個(gè)晶胞。中學(xué)常見(jiàn)的晶胞為立方晶胞(如銅晶胞)。(1)“均攤法”原理晶胞中隨意位置上的一個(gè)原子假如被n個(gè)晶胞所共有,則每個(gè)晶胞對(duì)這個(gè)原子分得的份額就是。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)鍵仍舊是確定一個(gè)粒子為幾個(gè)晶胞所共有。例如,石墨晶胞每一層內(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))共有,面上的原子為2個(gè)晶胞共有,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1mol該晶胞中含有xmol微粒,其質(zhì)量為xMg(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)3g(a3為晶胞的體積),則1mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NAg,因此有xM=ρa(bǔ)3NA。1.下列軌道表示式能表示氮原子的最低能量狀態(tài)的是A.B.C.D.【答案】B【解析】N原子最外層有7個(gè)電子,依據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3,依據(jù)洪特規(guī)則可知基態(tài)原子中的電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道,且自旋方向相同,因此氮原子的最低能量狀態(tài)軌道表示式是:,答案選B。【名師點(diǎn)睛】本題考查核外電子排布規(guī)律,留意核外電子排布規(guī)律的理解與敏捷運(yùn)用。關(guān)于核外電子排布須要留意以下幾個(gè)要點(diǎn),即三、二、一:三個(gè)原理:核外電子排布三個(gè)原理??能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則;兩個(gè)圖式:核外電子排布兩個(gè)表示方法??電子排布式、電子排布圖;一個(gè)依次:核外電子排布依次??構(gòu)造原理。2.已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是KJ·mol?1。依據(jù)下表所列數(shù)據(jù)所作的推斷中錯(cuò)誤的是I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常見(jiàn)化合價(jià)是+1B.元素Y是ⅢA族元素C.元素X與氯元素形成的化合物的化學(xué)式XClD.若元素Y處于第3周期,它可能與冷水猛烈反應(yīng)【答案】D【解析】X、Y是主族元素,I為電離能,X第一電離能和其次電離能差距較大,說(shuō)明X為第IA族元素;Y第三電離能和第四電離能差距較大,說(shuō)明Y為第IIIA族元素,X的第一電離能小于Y,說(shuō)明X的金屬活潑性大于Y;A.X為第IA族元素,元素最高化合價(jià)與其族序數(shù)相等,所以X常見(jiàn)化合價(jià)為+1價(jià),故A正確;B.通過(guò)以上分析知,Y為第IIIA族元素,故B正確;C.元素X與氯形成化合物時(shí),X的電負(fù)性小于Cl元素,所以在二者形成的化合物中X顯+1價(jià)、Cl元素顯?1價(jià),則化學(xué)式可能是XCl,故C正確;D.若元素Y處于第3周期,為Al元素,它不能與冷水猛烈反應(yīng),但能溶于酸和強(qiáng)堿溶液,故D錯(cuò)誤;故答案為D。3.下列有關(guān)晶體的敘述中錯(cuò)誤的是A.石墨的層狀結(jié)構(gòu)中由共價(jià)鍵形成的最小的碳環(huán)上有六個(gè)碳原子B.氯化鈉晶體中每個(gè)Na+四周緊鄰的有6個(gè)Cl?C.CsCl晶體中每個(gè)Cs+四周緊鄰的有8個(gè)Cl?,每個(gè)Cs+四周等距離緊鄰的有6個(gè)Cs+D.在面心立方最密積累的金屬晶體中,每個(gè)金屬原子四周緊鄰的有4個(gè)金屬原子【答案】D【解析】石墨的層狀結(jié)構(gòu)中由共價(jià)鍵形成的最小的碳環(huán)上有六個(gè)碳原子,氯化鈉晶體中每個(gè)Na+四周緊鄰的有6個(gè)Cl?,每個(gè)Cl?四周緊鄰的有6個(gè)Na+。CsCl晶體中每個(gè)Cs+四周緊鄰的有8個(gè)Cl?,每個(gè)Cs+四周等距離緊鄰的有6個(gè)Cs+。在面心立方最密積累的金屬晶體中,每個(gè)金屬原子四周緊鄰的有12個(gè)金屬原子。4.高溫下,超氧化鉀晶體(KO2)呈立方體結(jié)構(gòu)。如圖為超氧化鉀晶體的一個(gè)晶胞。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.晶體中與每個(gè)K+距離最近的O2?有6個(gè)B.超氧化鉀的化學(xué)式為KO2,每個(gè)晶胞含有1個(gè)K+和1個(gè)O2?C.KO2中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1:2D.晶體中全部原子之間都以離子鍵結(jié)合【答案】A【解析】A.晶體中與每個(gè)K+距離最近的O2?有6個(gè),同層四個(gè),上層體心1個(gè),下層體心1個(gè),故A正確;B.晶胞結(jié)構(gòu)和NaCl晶體一樣,用均攤法分析,晶胞中K+的個(gè)數(shù):8×+6×=4,O2?的個(gè)數(shù)為:12×+1=4,K+與O2?的個(gè)數(shù)比為1:1,超氧化鉀的化學(xué)式為KO2,故B錯(cuò)誤;C.由B可知,KO2中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1:1,故C錯(cuò)誤;D.O2?中O?O間為共價(jià)鍵,故D錯(cuò)誤。5.碳酸亞乙酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑,其結(jié)構(gòu)如下圖。下列有關(guān)該物質(zhì)的說(shuō)法不正確的是A.分子式為C3H4O3B.分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為3:1C.分子中既有極性鍵也有非極性鍵D.分子中碳原子的雜化方式全部為sp2雜化【答案】BD【解析】A.依據(jù)該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,碳酸亞乙酯的不飽和度為2,所以分子式為C3H4O3,選項(xiàng)A正確;B.分子中的單鍵為σ鍵有9個(gè),雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,則分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為10:1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.該分子中碳碳單鍵屬于非極性鍵,C?H鍵、C?O鍵、C=O鍵是極性鍵,選項(xiàng)C正確;D.該分子中的兩個(gè)飽和碳原子為sp3雜化,C=O鍵中碳的雜化方式為sp2雜化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選BD。6.[2024新課標(biāo)Ⅰ]在一般鋁中加入少量Cu和Mg后,形成一種稱(chēng)為拉維斯相的MgCu2微小晶粒,其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小,形成所謂“堅(jiān)鋁”,是制造飛機(jī)的主要村料。回答下列問(wèn)題:(1)下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是(填標(biāo)號(hào))。A. B. C. D.(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機(jī)化合物,分子中氮、碳的雜化類(lèi)型分別是、。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子,其緣由是,其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。(3)一些氧化物的熔點(diǎn)如下表所示:氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點(diǎn)/°C1570280023.8?75.5說(shuō)明表中氧化物之間熔點(diǎn)差異的緣由。(4)圖(a)是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu),Mg以金剛石方式積累,八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中,填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對(duì)角面取得的截圖。可見(jiàn),Cu原子之間最短距離x=pm,Mg原子之間最短距離y=pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則MgCu2的密度是g·cm?3(列出計(jì)算表達(dá)式)?!敬鸢浮浚?)A(2)sp3sp3乙二胺的兩個(gè)N供應(yīng)孤對(duì)電子給金屬離子形成配位鍵Cu2+(3)Li2O、MgO為離子晶體,P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O。分子間力(分子量)P4O6>SO2(4)【解析】(1)A.[Ne]3s1屬于基態(tài)的Mg+,由于Mg的其次電離能高于其第一電離能,故其再失去一個(gè)電子所需能量較高;
B.
[Ne]
3s2屬于基態(tài)Mg原子,其失去一個(gè)電子變?yōu)榛鶓B(tài)Mg+;C.
[Ne]3s13p1屬于激發(fā)態(tài)Mg原子,其失去一個(gè)電子所需能量低于基態(tài)Mg原子;D.[Ne]3p1屬于激發(fā)態(tài)Mg+,其失去一個(gè)電子所需能量低于基態(tài)Mg+,綜上所述,電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是[Ne]3s1,答案選A;(2)乙二胺中N形成3個(gè)單鍵,含有1對(duì)孤對(duì)電子,屬于sp3雜化;C形成4個(gè)單鍵,不存在孤對(duì)電子,也是sp3雜化;由于乙二胺的兩個(gè)N可供應(yīng)孤對(duì)電子給金屬離子形成配位鍵,因此乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子;由于銅離子的半徑較大且含有的空軌道多于鎂離子,因此與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對(duì)較高的是Cu2+;(3)由于Li2O、MgO為離子晶體,P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O,分子間力(分子量)P4O6>SO2,所以熔點(diǎn)大小依次是MgO>Li2O>P4O6>SO2;(4)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知Cu原子之間最短距離為面對(duì)角線的1/4,由于邊長(zhǎng)是apm,則面對(duì)角線是,則x=pm;Mg原子之間最短距離為體對(duì)角線的1/4,由于邊長(zhǎng)是apm,則體對(duì)角線是,則y=;依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中含有鎂原子的個(gè)數(shù)是8×1/8+6×1/2+4=8,則Cu原子個(gè)數(shù)16,晶胞的質(zhì)量是。由于邊長(zhǎng)是apm,則MgCu2的密度是g·cm?3。7.[2024新課標(biāo)Ⅱ]近年來(lái)我國(guó)科學(xué)家發(fā)覺(jué)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料,其中一類(lèi)為Fe?Sm?As?F?O組成的化合物。回答下列問(wèn)題:(1)元素As與N同族。預(yù)料As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)______,其沸點(diǎn)比NH3的_______(填“高”或“低”),其推斷理由是________________________。(2)Fe成為陽(yáng)離子時(shí)首先失去______軌道電子,Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,Sm3+的價(jià)層電子排布式為_(kāi)_____________________。(3)比較離子半徑:F?__________O2?(填“大于”等于”或“小于”)。(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖1圖2圖中F?和O2?共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1?x代表,則該化合物的化學(xué)式表示為_(kāi)___________,通過(guò)測(cè)定密度ρ和晶胞參數(shù),可以計(jì)算該物質(zhì)的x值,完成它們關(guān)系表達(dá)式:ρ=________g·cm?3。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱(chēng)作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖1中原子1的坐標(biāo)為(),則原子2和3的坐標(biāo)分別為_(kāi)_________、__________?!敬鸢浮浚?)三角錐形低NH3分子間存在氫鍵(2)4s4f5(3)小于(4)SmFeAsO1?xFx()、()【解析】(1)As與N同族,則AsH3分子的立體結(jié)構(gòu)類(lèi)似于NH3,為三角錐形;由于NH3分子間存在氫鍵使沸點(diǎn)上升,故AsH3的沸點(diǎn)較NH3低,故答案為:三角錐形;低;NH3分子間存在氫鍵;(2)Fe為26號(hào)元素,F(xiàn)e原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,F(xiàn)e原子失去1個(gè)電子使4s軌道為半充溢狀態(tài),能量較低,故首先失去4s軌道電子;Sm的價(jià)電子排布式為4f66s2,失去3個(gè)電子變成Sm3+成為穩(wěn)定狀態(tài),則應(yīng)先失去能量較高的4s電子,所以Sm3+的價(jià)電子排布式為為4f5,故答案為:4s;4f5;(3)F-和O2-的核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,則半徑越小,故半徑:F-<O2-,故答案為:小于;(4)由圖1可知,每個(gè)晶胞中含Sm原子:4=2,含F(xiàn)e原子:4+1=2,含As原子:4=2,含O原子:(8+2)(1-x)=2(1-x),含F(xiàn)原子:(8+2)x=2x,所以該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1-xFx;依據(jù)該化合物的化學(xué)式為SmFeAsO1-xFx,一個(gè)晶胞的質(zhì)量為,一個(gè)晶胞的體積為a2c10-30cm3,則密度=g/cm3,故答案為:SmFeAsO1-xFx;;依據(jù)原子1的坐標(biāo)(,,),可知原子2和3的坐標(biāo)分別為(,,0),(0,0,),故答案為:(,,0);(0,0,);8.[2024新課標(biāo)Ⅲ]磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、平安性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采納FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相像的鄰族元素是________,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_________(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為_(kāi)_______,其中Fe的配位數(shù)為_(kāi)____________。(3)苯胺()的晶體類(lèi)型是__________。苯胺與甲苯()的相對(duì)分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9℃)、沸點(diǎn)(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0℃)、沸點(diǎn)(110.6℃),緣由是___________。(4)NH4H2PO4中,電負(fù)性最高的元素是______;P的_______雜化軌道與O的2p軌道形成_______鍵。(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡(jiǎn)潔磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種困難磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示:這類(lèi)磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為_(kāi)___________(用n代表P原子數(shù))?!敬鸢浮浚?)Mg相反(2)4(3)分子晶體苯胺分子之間存在氫鍵(4)Osp3σ(5)(PnO3n+1)(n+2)-【解析】這道選修題涉及到了元素周期表和對(duì)角線原則、核外電子排布式的寫(xiě)法、配位物的形成,以及熔沸點(diǎn)的推斷方式和分子晶體的推斷方法。電負(fù)性的推斷和雜化軌道的計(jì)算。(1)依據(jù)元素周期表和對(duì)角線原則可知與鋰化學(xué)性質(zhì)相像的是鎂,鎂的最外層電子數(shù)是2,占據(jù)s軌道,s軌道最多容納2個(gè)電子,所以自旋方向相反。(2)氯化鐵的雙聚體,就是兩個(gè)氯化鐵相連接在一起,已知氯化鐵的化學(xué)鍵有明顯的共價(jià)性所以仿照共價(jià)鍵的形式將兩個(gè)氯化鐵連接在一起,即結(jié)構(gòu)式為,因此Fe的配位數(shù)為4。(3)大多數(shù)有機(jī)物都是分子晶體,除了一部分有機(jī)酸鹽和有機(jī)堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點(diǎn)都高,同一種晶體類(lèi)型熔沸點(diǎn)不同首先要考慮的就是是否有氫鍵,苯胺中存在電負(fù)性較強(qiáng)的N所以可以形成氫鍵,因此比甲苯的熔沸點(diǎn)高。(4)電負(fù)性與非金屬性的大小規(guī)律相像,從左到右依次增大,O就是最大的。計(jì)算出P的雜化類(lèi)型是sp3,與氧原子形成的是磷氧雙鍵,其中p軌道是σ,與氫氧形成的是單鍵。(5)可以依據(jù)磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化學(xué)式推導(dǎo):PO42-、P2O74-、P3O105-:磷原子的改變規(guī)律為:1,2,3,4,n氧原子的改變規(guī)律為:4,7,10,3n+1酸根的改變規(guī)律為:3,4,5,n+2因此這類(lèi)磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為(PnO3n+1)(n+2)-。【名師點(diǎn)睛】其次小問(wèn),雙聚分子的氯化鐵結(jié)構(gòu)式,從共價(jià)鍵的角度分析,存在著配位鍵,那配位原子就是氯原子,共用兩個(gè)氯原子就可實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)氯化鐵連接在一起的結(jié)構(gòu);第五小問(wèn),應(yīng)用數(shù)學(xué)的找規(guī)律遞推到通式,首先寫(xiě)出磷酸的化學(xué)式,然后找尋規(guī)律。9.[2024新課標(biāo)Ⅰ]Li是最輕的固體金屬,采納Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應(yīng)用。回答下列問(wèn)題:(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為_(kāi)____、_____(填標(biāo)號(hào))。A.B.C.D.(2)Li+與H?具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H?),緣由是______。(3)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑,LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是______、中心原子的雜化形式為_(kāi)_____。LiAlH4中,存在_____(填標(biāo)號(hào))。A.離子鍵B.σ鍵C.π鍵D.氫鍵(4)Li2O是離子晶體,其晶格能可通過(guò)圖(a)的Born?Haber循環(huán)計(jì)算得到??芍?,Li原子的第一電離能為kJ·mol?1,O=O鍵鍵能為kJ·mol?1,Li2O晶格能為kJ·mol?1。(5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu),晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則Li2O的密度為_(kāi)_____g·cm?3(列出計(jì)算式)。【答案】(1)D C(2)Li+核電荷數(shù)較大(3)正四面體 sp3 AB(4)520 498 2908(5)【解析】分析:(1)依據(jù)處于基態(tài)時(shí)能量低,處于激發(fā)態(tài)時(shí)能量高推斷;(2)依據(jù)原子核對(duì)最外層電子的吸引力推斷;(3)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析;依據(jù)物質(zhì)的組成微粒推斷化學(xué)鍵;(4)第一電離能是氣態(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)正離子所須要的最低能量,據(jù)此計(jì)算;依據(jù)氧氣轉(zhuǎn)化為氧原子時(shí)的能量改變計(jì)算鍵能;晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量,據(jù)此解答;(5)依據(jù)晶胞中含有的離子個(gè)數(shù),結(jié)合密度的定義計(jì)算。詳解:(1)依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1,則D中能量最低;選項(xiàng)C中有2個(gè)電子處于2p能級(jí)上,能量最高;(2)由于鋰的核電荷數(shù)較大,原子核對(duì)最外層電子的吸引力較大,因此Li+半徑小于H-;(3)LiAlH4中的陰離子是AlH4-,中心原子鋁原子含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,且不存在孤對(duì)電子,所以空間構(gòu)型是正四面體,中心原子的雜化軌道類(lèi)型是sp3雜化;陰陽(yáng)離子間存在離子鍵,Al與H之間還有共價(jià)單鍵,不存在雙鍵和氫鍵,答案選AB;(4)依據(jù)示意圖可知Li原子的第一電離能是1040kJ/mol÷2=520kJ/mol;0.5mol氧氣轉(zhuǎn)化為氧原子時(shí)吸熱是249kJ,所以O(shè)=O鍵能是249kJ/mol×2=498kJ/mol;依據(jù)晶格能的定義結(jié)合示意圖可知Li2O的晶格能是2908kJ/mol;(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知鋰全部在晶胞中,共計(jì)是8個(gè),依據(jù)化學(xué)式可知氧原子個(gè)數(shù)是4個(gè),則Li2O的密度是QUOTE?!久麕燑c(diǎn)睛】本題考查核外電子排布,軌道雜化類(lèi)型的推斷,分子構(gòu)型,電離能、晶格能,化學(xué)鍵類(lèi)型,晶胞的計(jì)算等學(xué)問(wèn),保持了往年學(xué)問(wèn)點(diǎn)比較分散的特點(diǎn),立足課本進(jìn)行適當(dāng)拓展,但整體難度不大。難點(diǎn)仍舊是晶胞的有關(guān)推斷與計(jì)算,晶胞中原子的數(shù)目往往采納均攤法:①位于晶胞頂點(diǎn)的原子為8個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1/8;②位于晶胞面心的原子為2個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1/2;③位于晶胞棱心的原子為4個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1/4;④位于晶胞體心的原子為1個(gè)晶胞共用,對(duì)一個(gè)晶胞的貢獻(xiàn)為1。10.[2024新課標(biāo)Ⅱ]硫及其化合物有很多用途,相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示:H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點(diǎn)/℃?85.5115.2>600(分解)?75.516.810.3沸點(diǎn)/℃?60.3444.6?10.045.0337.0回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為_(kāi)_________,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_(kāi)________形。(2)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)不同其他分子的是_________。(3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu),其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多,主要緣由為_(kāi)_________。(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,其分子的立體構(gòu)型為_(kāi)____形,其中共價(jià)鍵的類(lèi)型有______種;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子的雜化軌道類(lèi)型為_(kāi)_______。(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長(zhǎng)為anm、FeS2相對(duì)式量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)__________g·cm?3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長(zhǎng)為_(kāi)_____nm?!敬鸢浮浚?)啞鈴(紡錘)(2)H2S(3)S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng)(4)平面三角2sp3(5)【解析】分析:(1)依據(jù)鐵、硫的核外電子排布式解答;(2)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析;(3)依據(jù)影響分子晶體熔沸點(diǎn)凹凸的是分子間范德華力推斷;(4)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論分析;(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)、結(jié)合密度表達(dá)式計(jì)算。詳解:(1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,則其價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為;基態(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,則電子占據(jù)最高能級(jí)是3p,其電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。(2)依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中,中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別是QUOTE,因此不同其他分子的是H2S。(3)S8、二氧化硫形成的晶體均是分子晶體,由于S8相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間范德華力強(qiáng),所以其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比二氧化硫的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高很多;(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在,依據(jù)(2)中分析可知中心原子含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3,且不存在孤對(duì)電子,所以其分子的立體構(gòu)型為平面三角形。分子中存在氧硫雙鍵,因此其中共價(jià)鍵的類(lèi)型有2種,即σ鍵、π鍵;固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子,該分子中S原子形成4個(gè)共價(jià)鍵,因此其雜化軌道類(lèi)型為sp3。(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知含有鐵原子的個(gè)數(shù)是12×1/4+1=4,硫原子個(gè)數(shù)是8×1/8+6×1/2=4,晶胞邊長(zhǎng)為anm、FeS2相對(duì)式量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為QUOTE;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長(zhǎng)是面對(duì)角線的一半,則為QUOTEnm。【名師點(diǎn)睛】本題主要是考查核外電子排布、雜化軌道、空間構(gòu)型、晶體熔沸點(diǎn)比較以及晶胞結(jié)構(gòu)推斷與計(jì)算等,難度中等。其中雜化形式的推斷是難點(diǎn),由價(jià)層電子特征推斷分子立體構(gòu)型時(shí)需留意: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)的立體構(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)型一樣;②當(dāng)中心原子有孤電子對(duì)時(shí),兩者的構(gòu)型不一樣;價(jià)層電子對(duì)互斥模型能預(yù)料分子的幾何構(gòu)型,但不能說(shuō)明分子的成鍵狀況,雜化軌道理論能說(shuō)明分子的成鍵狀況,但不能預(yù)料分子的幾何構(gòu)型。兩者相結(jié)合,具有確定的互補(bǔ)性,可達(dá)到處理問(wèn)題簡(jiǎn)便、快速、全面的效果。11.[2024新課標(biāo)Ⅲ]鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?;卮鹣铝袉?wèn)題:鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)Zn原子核外電子排布式為_(kāi)_______________。(2)黃銅是人類(lèi)最早運(yùn)用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能Ⅰ1(Zn)_______Ⅰ1(Cu)(填“大于”或“小于”)。緣由是________________。(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)(872℃),其化學(xué)鍵類(lèi)型是_________;ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑,緣由是________________。(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中,記載了爐甘石(ZnCO3)入藥,可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中,陰離子空間構(gòu)型為_(kāi)_______________,C原子的雜化形式為_(kāi)_______________。(5)金屬Zn晶體中的原子積累方式如圖所示,這種積累方式稱(chēng)為_(kāi)______________。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為acm,高為ccm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,Zn的密度為_(kāi)_______________g·cm-3(列出計(jì)算式)。【答案】(1)[Ar]3d104s2(2)大于 Zn核外電子排布為全滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子(3)離子鍵 ZnF2為離子化合物,ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較?。?)平面三角形 sp2(5)六方最密積累(A3型) 【解析】本題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題,須要嫻熟駕馭這一部分涉及的主要學(xué)問(wèn)點(diǎn),一般來(lái)說(shuō),題目都是一個(gè)一個(gè)小題獨(dú)立出現(xiàn)的,只要依據(jù)依次進(jìn)行推斷計(jì)算就可以了。(1)Zn是第30號(hào)元素,所以核外電子排布式為[Ar]3d104s2。(2)Zn的第一電離能應(yīng)當(dāng)高于Cu的第一電離能,緣由是,Zn的核外電子排布已經(jīng)達(dá)到了每個(gè)能級(jí)都是全滿(mǎn)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以失電子比較困難。同時(shí)也可以考慮到Zn最外層上是一對(duì)電子,而Cu的最外層是一個(gè)電子,Zn電離最外層一個(gè)電子還要拆開(kāi)電子對(duì),額外汲取能量。(3)依據(jù)氟化鋅的熔點(diǎn)可以推斷其為離子化合物,所以確定存在離子鍵。作為離子化合物,氟化鋅在有機(jī)溶劑中應(yīng)當(dāng)不溶,而氯化鋅、溴化鋅和碘化鋅都是共價(jià)化合物,分子的極性較小,能夠溶于乙醇等弱極性有機(jī)溶劑。(4)碳酸鋅中的陰離子為CO32-,依據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,其中心原子C的價(jià)電子對(duì)為3+(4-3×2+2)/2=3對(duì),所以空間構(gòu)型為正三角形,中心C為sp2雜化。(5)由圖示,積累方式為六方最緊密積累。為了計(jì)算的便利,選取該六棱柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。六棱柱頂點(diǎn)的原子是6個(gè)六棱柱共用的,面心是兩個(gè)六棱柱共用,所以該六棱柱中的鋅原子為12×+2×+3=6個(gè),所以該結(jié)構(gòu)的質(zhì)量為6×65/NAg。該六棱柱的底面為正六邊形,邊長(zhǎng)為acm,底面的面積為6個(gè)邊長(zhǎng)為acm的正三角形面積之和,依據(jù)正三角形面積的計(jì)算公式,該底面的面積為6×cm2,高為ccm,所以體積為6×cm3。所以密度為:g·cm-3。12.碳族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)的單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用廣泛。回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Sn原子中,核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的符號(hào)為,該能級(jí)具有的原子軌道數(shù)為。(2)Ge單晶具有晶體硅型結(jié)構(gòu),Ge單晶的晶體類(lèi)型為。Ge與同周期的As、Se相比較,第一電離能由大到小的依次是。(3)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,緣由是。(4)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn),分析其改變規(guī)律及緣由。GeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/℃-49.526146沸點(diǎn)/℃83.1186約400(5)甲硅烷(SiH4)是硅氫化合物中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)潔、應(yīng)用最廣泛的一種,與甲硅烷互為等電子體的離子是(任寫(xiě)一種)。(6)Ge的晶胞結(jié)構(gòu)與金剛石相像,若Ge的原子半徑為r,則Ge晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為(列式即可)。【答案】(1)5p3(2)原子晶體As>Se>Ge(3)鍺元素原子半徑大,難以通過(guò)“肩并肩”方式形成π鍵(4)GeCl4、GeBr4、GeI4均為分子晶體。組成和結(jié)構(gòu)相像的分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越強(qiáng),熔沸點(diǎn)越高。相對(duì)分子質(zhì)量GeCl4<GeBr4<GeI4,所以,熔沸點(diǎn)GeCl4<GeBr4<GeI4(5)(答案合理即可)(6)×100%或QUOTE×100%或34%【解析】(1)Sn是第五周期第ⅣA族元素,則基態(tài)Sn原子中,核外電子占據(jù)的最高能級(jí)的符號(hào)為5p,該能級(jí)具有的原子軌道數(shù)為3。(2)Ge單晶具有晶體硅型結(jié)構(gòu),因此Ge單晶的晶體類(lèi)型為原子晶體。同周期主族元素,自左向右第一電離能呈增大趨勢(shì),但由于As的4p軌道電子處于半充溢狀態(tài),較穩(wěn)定,則Ge與同周期的As、Se相比較,第一電離能由大到小的依次是As>Se>Ge。(3)Ge與C是同族元
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