每天一练  物质与结构（1）

1．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】[化学—选修3：物质结构与性质] A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A^2-和B⁺具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，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__________。

（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D₂A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Na₂CO₃反应可制备D₂A，其化学方程式为          。

（5）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a＝0.566nm， F 的化学式为   ：晶胞中A 原子的配位数为      ；列式计算晶体F的密度(g.cm^-3)      。

2．【2015江苏化学】[物质结构与性质]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr₂O₇^2－＋3CH₃CH₂OH＋16H^＋＋13H₂O→4[Cr(H₂O)₆]^3＋＋3CH₃COOH

（1）Cr^3＋基态核外电子排布式为_________；配合物[Cr(H₂O)₆]^3＋中，与Cr^3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。

（2）CH₃COOH中C原子轨道杂化类型为______ 、_______；1molCH₃COOH分子中含有δ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)；H₂O与CH₃CH₃OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________。

3．【2015福建理综化学】 [化学-物质结构与性质]科学家正在研究温室气体CH₄和CO₂的转化和利用。

（1）CH₄和CO₂所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。

（2）下列关于CH₄和CO₂的说法正确的是_______(填序号)。

a．固态CO₂属于分子晶体

b．CH₄分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH₄熔点低于CO₂

d．CH₄和CO₂分子中碳原子的杂化类型分别是sp³和sp

（3）在Ni基催化剂作用下，CH₄和CO₂反应可获得化工原料CO和H₂.

基态Ni原子的电子排布式为_______，该元素位于元素周期表的第_____族。

 

4．元素H、C、N、O、F都是重要的非金属元素，Fe、Cu是应用非常广泛的金属。

(1)Fe元素基态原子的核外电子排布式为______________________________________。

(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为

________________________________________________________________________

(3)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)________。

(4)在测定HF的相对分子质量时，实验测得值一般高于理论值，其主要原因是________

(5)C、N两元素形成的化合物C₃N₄形成的原子晶体，结构类似金刚石，甚至硬度超过金刚石，其原因是______________________________。

(6)右图为石墨晶胞结构示意图，该晶胞中含有C原子的个数为________。

5．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：

(1)请写出元素N的基态原子电子排布式_______________________________________。

(2)元素B、G形成的单质熔点更高的是________(填化学式)，原因是_______________。

(3)ME₂L₂常温下为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，据此可判断ME₂L₂是________(填“极性”或“非极性”)分子。根据等电子原理：NO中氮原子的杂化类型是________________________________________________________________________，

(4)在①苯、②CH₃OH、③HCHO、④CS₂、⑤CCl₄五种有机溶剂中，碳原子采取sp²杂化的分子有________(填序号)，CS₂分子的空间构型是________。

(5)元素N可以形成分子式为Co(NH₃)₅BrSO₄，配位数均为6的两种配合物，若往其中一种配合物的溶液中加入BaCl₂溶液时，无明显现象，若加入AgNO₃溶液时，产生淡黄色沉淀，则该配合物的化学式为________。

6．已知：A、B、C、D、E、F五种元素核电荷数依次增大，属周期表中前四周期的元素。其中A原子核外有三个未成对电子；化合物B₂E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有两对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的；F原子核外最外层电子数与B相同，其余各层均充满。请根据以上信息，回答下列问题：

(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。

(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点________(填高或低)，理由是____________。

(3)E与D的同族短周期元素可形成一种化合物X，X是常见的有机溶剂，X分子的空间构型是________。

(4)F的核外电子排布式是________，F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为________。

(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示，则其化学式为________；(黑色球表示F原子)。

(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种新型无机非金属材料，其晶体中所含的化学键类型为________。

7．有A、B、C、D、E、F六种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于36)。A的基态原子2p能级有3个单电子；C的基态原子2p能级有1个单电子；E的d能级有一对成对电子；D元素与E同周期，价电子数为2；F元素与B同主族。则：

(1)写出与F元素同族，比F元素多两个周期的元素的基态原子的价电子排布式________，A的单质分子中π键的个数为________。

(2)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为______(用元素符号表示)。

(3)A元素的一种氢化物为A₂H₄，其中A原子的杂化类型是________，A₂H₄的水溶液呈碱性，用离子方程式表示A₂H₄溶液呈碱性的原因____________________________________。

(4)AB离子的空间构型为___________________________________________________，

写出由短周期元素形成的两种与AB互为等电子体的分子的化学式________、________。

(5)E元素有δ、γ、α三种同素异形体，晶胞结构如下左图所示。三种晶体的晶胞中所含有的E原子数之比为________。

(6)C和D形成的离子化合物DC₂的晶胞结构如上右图所示，已知晶体的摩尔质量为M，密度为ρ g/cm³，阿伏加德罗常数为N_A，晶胞中阴阳离子的核间距＝________cm(用含M、ρ、N_A的计算式表示)。

 

答案与解析

1、【答案】（1）O；1s²2s²2p⁶3s²3p³（或[Ne] 3s²3p³）

（2）O₃；O₃相对分子质量较大，范德华力大；分子晶体；离子晶体

（3）三角锥形；sp³ （4）V形；4；2Cl₂＋2Na₂CO₃＋H₂O＝Cl₂O＋2NaHCO₃＋2NaCl

（或2Cl₂＋2Na₂CO₃＝Cl₂O＋CO₂＋2NaCl）

（5）Na₂O；8；

【解析】A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A^2-和B⁺具有相同的电子构型，则A是O，B是Na；C、D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C是P；D元素最外层有一个未成对电子，所以D是氯元素。

（1)非金属性越强，电负性越大，则四种元素中电负性最大的是O。P的原子序数是15，则根据核外电子排布可知C原子的核外电子排布布式为1s²2s²2p⁶3s²3p³（或[Ne] 3s²3p³）。

（2）氧元素有氧气和臭氧两种单质，由于O₃相对分子质量较大，范德华力大，所以中沸点高的是O₃；A和B的氢化物分别是水和NaH，所属的晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。

（3）C和D反应可生成组成比为1：3的化合物E，即E是PCl₃， 其中P含有一对孤对电子，其价层电子对数是4，所以E的立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp³。

（4）化合物Cl₂O分子中氧元素含有2对孤对电子，价层电子对数是4，所以立体构型为V形。单质D与湿润的Na₂CO₃反应可制备D₂A，则化学方程式为2Cl₂＋2Na₂CO₃＋H₂O＝Cl₂O＋2NaHCO₃＋2NaCl。

（5）根据晶胞结构可知氧原子的个数＝，Na全部在晶胞中，共计是8个，则F 的化学式为Na₂O。以顶点氧原子为中心，与氧原子距离最近的钠原子的个数8个，即晶胞中A 原子的配位数为8。晶体F的密度＝。

2、【答案】（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³或[Ar]2d³，O；（2）sp³、sp²，7mol或7N_A；（3）H₂F^＋，H₂O与CH₃CH₂OH之间可以形成氢键。

【解析】（1）Cr属于第四周期ⅥB族，根据洪特特例，Cr^3＋基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³或[Ar]2d³，Cr^3＋提供空轨道，另一方提供孤电子对，只有氧元素有孤电子对，与Cr^3＋形成配位键的原子是O；（2）甲基中碳原子有4个δ键，无孤电子对，价层电子对数为4，则杂化类型是sp³，羧基中碳有3个δ键，无孤电子对，价层电子对数3，则杂化类型是sp²，两个成键原子间只能形成1个δ键，根据醋酸的结构简式，得出含有7mol或7N_A；（3）等电子体：原子总数相等，价电子总数相等，故与H₂O等电子体的是H₂F^＋，溶解度除相似相溶外，还跟能形成分子间氢键、反应等有关，因此形成分子间氢键的缘故。

3．【答案】(13分)（1）H、C、O；（2）a、d；（3）①1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²或[Ar] 3d⁸4s²；VIII；

4．解析：(1)铁元素为26号元素，原子核外有26个电子，其基态原子的核外电子排布式为(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

(2)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，每个碳原子含有6个电子，每个氢原子含有1个电子，所以该化合物是CH₂===CH₂，乙烯分子中含有5个σ键与1个π键，个数比是5∶1。

(3)同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族，所以C、N、O三种元素的第一电离能的大小顺序是N>O>C。

(4)HF分子间存在氢键，易形成缔合分子(HF)_n。

(5)氮原子半径小于碳原子半径，N—C键键长比C—C键长短，键能更大。

(6) ×8＋2×＋4×＋1＝4

答案：(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²　(2)5∶1　(3)N>O>C

(4)HF分子间存在氢键，易形成缔合分子(HF)_n

(5)氮原子半径小于碳原子半径，氮碳形成的共价键键长比碳碳键长短，键能更大。

(6)4

5．解析：根据元素周期表，可判断出A是H，B是Li，C是C，D是N，E是O，F是F，G是Na，H是Mg，I是Al，J是Si，K是S, L是Cl, M是Cr，N是Co，然后根据具体要求解答即可。N为Co元素，Co是27号元素，原子核外有27个电子，核外电子排布式为(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²。

(2)Li、Na都是金属晶体，在价电子相同的情况下，原子半径越小，金属键越强，熔点越高。(3)CrO₂Cl₂能溶于非极性溶剂CCl₄、CS₂，根据相似相溶原理，则CrO₂Cl₂为非极性分子；NO与CO₂为等电子体，结构类似，N原子采用sp杂化；O类似于N_2,1 mol O 中含有π键的数目2N_A。

(4)采取sp²杂化的分子为平面型，苯、HCHO的分子构型为平面型；CS₂的构型类似于CO₂，为直线型。

(5)往其中一种配合物的溶液中加入BaCl₂溶液时，无明显现象，说明SO属于内界，加入AgNO₃溶液时，产生淡黄色沉淀，说明Cl^－属于外界，又因Co(NH₃)₅BrSO₄的配位数为6，故NH₃分子也属于内界，故其化学式为Br。

答案：(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²或3d⁷4s²

(2)Li　Li和Na的价电子数相同，但Li的原子半径小于Na的原子半径，所以Li的金属键更强，熔点更高

(3)非极性　sp　2N_A　(4)①③　直线型

(5)Br

 

6．解析：由信息知，A、B、C、D、E、F分别为N、Na、Al、Si、S、Cu，可回答(1)、(4)。

(2)B的氯化物NaCl为离子晶体，D的氯化物SiCl₄为分子晶体，故NaCl熔点高于SiCl₄。

(3)X为CS₂，其分子的空间构型为直线型。

(5)晶胞中，N原子位于晶胞的8个顶点上，N原子有：8×1/8＝1，Cu原子位于晶胞的12个棱上，Cu原子有：12×1/4＝3，则其化学式为Cu₃N 。

(6)N、Al形成的化合物具有高沸点和高硬度，是一种原子晶体，所含的化学键类型为共价键。

答案：(1)Na＜Al＜Si＜N　(2)高　NaCl为离子晶体而SiCl₄为分子晶体

(3)直线型　(4)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹(或 3d¹⁰4s¹)

^2＋

(5)Cu₃N　(6)共价键

7．解析：基态原子2p能级有3个单电子的A为N元素，基态原子2p能级有1个单电子且原子序数比N元素大的C为F元素，由A、C可知B为氧元素。d能级有一对成对电子的E为Fe，D元素与Fe同周期，价电子数为2，则其为Ca。F元素与氧元素同主族，且原子序数比Fe元素大，则其为Se。

(1)与氧元素同族，比Se元素多两个周期的元素为第6周期第ⅥA族元素，基态原子的价电子排布式为6s²6p⁴，N₂分子中π键的个数为2。

(2)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为F>N>O

(3)N₂H₄中N原子的杂化类型为sp³杂化，N₂H₄溶液呈碱性的原因为N₂H₄＋2H₂ON₂H＋2OH^－。

(4)NO离子的空间构型为“V”形，与AB互为等电子体且由短周期元素形成的分子有O₃ 、SO₂等。

(5)δ、γ、α晶体的晶胞中所含有的E原子数分别为：2、4、1。

(6)晶胞中阴阳离子的核间距为·。

答案：(1)6s²6p⁴　2　(2)F>N>O

(3)sp³　N₂H₄＋2H₂ON₂H＋2OH^－

(4)V　O₃　SO₂　(5)2∶4∶1

(6) ·