2019-2020年高考化學(xué)分類匯編 考點(diǎn)23 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3).doc

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2019-2020年高考化學(xué)分類匯編 考點(diǎn)23 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選修3) 非選擇題 1.(xx新課標(biāo)全國卷Ⅰ37)[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}: (1)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過 　　　　　　方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。 (2)基態(tài)鐵原子有　　　　個(gè)未成對(duì)電子,Fe3+的電子排布式為　　　　　　,可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+,形成配合物的顏色為　　　　　　。 (3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身還原成Cu2O,乙醛中碳原子的雜化軌道類型為　　　　;1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為　　　　　　　　　。乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛,其主要原因是　 。 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。 (4)鋁單質(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　　　　　　　　。列式表示鋁單質(zhì)的密度　 gcm-3(不必計(jì)算出結(jié)果)。 【解題指南】解答本題要注意以下3點(diǎn): (1)核外電子在排布時(shí)應(yīng)遵循洪特規(guī)則特例; (2)分子間氫鍵能夠使物質(zhì)的沸點(diǎn)升高; (3)取1 mol晶體計(jì)算出該晶體一個(gè)晶胞的質(zhì)量,再計(jì)算出一個(gè)晶胞的體積,然后根據(jù)公式計(jì)算晶體的密度。 【解析】(1)區(qū)別晶體、準(zhǔn)晶體與非晶體最可靠的方法是X-射線衍射。 (2)26號(hào)元素鐵的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,由此可知基態(tài)鐵原子的3d軌道上有4個(gè)未成對(duì)電子,當(dāng)鐵原子失去4s軌道上的兩個(gè)電子和3d軌道上的一個(gè)電子時(shí)形成三價(jià)鐵離子,因此三價(jià)鐵離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,三價(jià)鐵離子遇硫氰酸根離子變成紅色。 (3)乙醛中甲基上的碳為sp3雜化,醛基上的碳原子為sp2雜化;乙醛分子中有5個(gè)單鍵、一個(gè)雙鍵,其中五個(gè)單鍵全是σ鍵,雙鍵中一個(gè)是σ鍵,一個(gè)是π鍵;乙酸分子間存在分子間氫鍵,因此沸點(diǎn)較高;氧化亞銅晶胞中含有氧原子個(gè)數(shù)為4+81/8+61/2=8,根據(jù)氧化亞銅的化學(xué)式可知,晶胞中銅原子和氧原子的個(gè)數(shù)之比為2∶1,所以晶胞中銅原子個(gè)數(shù)為16個(gè)。 (4)在晶體中,與鋁原子距離相等且最近的鋁原子共有34=12個(gè),所以在晶胞中鋁原子的配位數(shù)為12,一個(gè)晶胞中含有鋁原子的個(gè)數(shù)是81/8+61/2=4,晶體的密度為ρ===gcm-3。 答案:(1)X-射線衍射　(2)4　1s22s22p63s23p63d5　紅色 (3)sp3、sp2　6NA CH3COOH存在分子間氫鍵　16　(4)12 2.(xx浙江高考自選模塊15)請(qǐng)回答下列問題: (1)31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是　　　　。某種半導(dǎo)體材料由Ga和As兩種元素組成,該半導(dǎo)體材料的化學(xué)式是　　　　,其晶體結(jié)構(gòu)類型可能為　　　　。 (2)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝,并有保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的作用。該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為: 以下關(guān)于維生素B1的說法正確的是　　　　。 A.只含σ鍵和π鍵　　　　　　B.既有共價(jià)鍵又有離子鍵 C.該物質(zhì)的熔點(diǎn)可能高于NaCl D.該物質(zhì)易溶于鹽酸 (3)維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間作用力有　　 　。 A.離子鍵、共價(jià)鍵 B.離子鍵、氫鍵、共價(jià)鍵 C.氫鍵、范德華力 D.離子鍵、氫鍵、范德華力 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn): (1)熟悉每個(gè)主族所含的元素。 (2)單鍵含1個(gè)σ鍵,雙鍵含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵。 (3)熟練掌握晶體類型與形成晶體作用力的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 【解析】(1)Ga與Al同主族,位于第4周期ⅢA族,從而可得其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1。由于Ga和As組成的物質(zhì)是半導(dǎo)體材料,不是離子化合物,Ga最外層有3個(gè)電子,As最外層有5個(gè)電子,兩者以共價(jià)鍵形成GaAs,屬于原子晶體。 (2)雙鍵含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,其中還有Cl-與N+的離子鍵,A錯(cuò)誤、B正確;與氯化鈉晶體相比,維生素B1中的陽離子比Na+半徑大,晶格能小,熔點(diǎn)低,C錯(cuò)誤;維生素B1中的—NH2是堿性基團(tuán),能與鹽酸反應(yīng),D正確。 (3)維生素B1中含有離子鍵,水中含有氫鍵和分子間作用力,維生素B1溶于水時(shí)需要克服維生素B1中的離子鍵、水中的氫鍵和范德華力。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1　GaAs　原子晶體 (2)B、D　(3)D 3.(xx海南高考19)【選修3——物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】Ⅰ.對(duì)于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)下列敘述正確的是　(　　) A.SiX4難水解　　　　　 B.SiX4是共價(jià)化合物 C.NaX易水解 D.NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4 Ⅱ.碳元素的單質(zhì)有多種形式,下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖: 回答下列問題: (1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式,它們互為　　　　。 (2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為　　　　、　　　　。 (3)C60屬于　　　　晶體,石墨屬于　　　　晶體。 (4)石墨晶體中,層內(nèi)C—C鍵的鍵長為142 pm,而金剛石中C—C鍵的鍵長為154 pm,其原因是金剛石中只存在C—C間的　　　　共價(jià)鍵,而石墨層內(nèi)的C—C間不僅存在　　　　共價(jià)鍵,還有　　　　鍵。 (5)金剛石晶胞含有　　　　個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=　　　　a,列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率 　　　　(不要求計(jì)算結(jié)果)。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn): (1)原子結(jié)構(gòu)決定化合物中化學(xué)鍵的類型以及晶體類型; (2)同素異形體的概念和判斷; (3)晶胞的計(jì)算和晶體結(jié)構(gòu)的計(jì)算。 【解析】Ⅰ.鈉位于第ⅠA族,是活潑金屬元素,易失電子,鈉的鹵化物為離子化合物,而硅位于第ⅣA族,既不易失電子也不易得電子,因此硅的氯化物為共價(jià)化合物;硅的鹵化物易發(fā)生水解而NaX一般不水解,氫鹵酸中只有氫氟酸為弱酸,其余為強(qiáng)酸,所以正確的敘述為B、D。 Ⅱ.C60為分子晶體,金剛石為原子晶體,石墨為混合晶體,它們均屬于碳元素的不同單質(zhì),因此互稱同素異形體;金剛石為空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),每一個(gè)碳原子與四個(gè)相鄰碳原子形成共價(jià)鍵,因此碳原子雜化方式為sp3雜化,化學(xué)鍵只有σ鍵;而石墨層內(nèi)為平面正六邊形,層間為分子間作用力,所以石墨中碳原子的雜化方式為sp2雜化,即石墨層內(nèi)不僅存在σ鍵還存在π鍵;金剛石晶胞中各個(gè)頂點(diǎn)、面上和體內(nèi)的原子數(shù)目依次為8、6、4,然后依據(jù)晶胞計(jì)算確定在晶體中碳原子數(shù)目,碳原子數(shù)目為n=81/8+61/2+4=8;根據(jù)硬球接觸模型可以確定,體對(duì)角線四分之一處的原子與頂點(diǎn)上的原子緊貼,因此有(a)=2r,則r=a;然后可以確定原子的占有率為(8πr3)/a3=。 答案:Ⅰ.B、D Ⅱ.(1)同素異形體　(2)sp3　sp2 (3)分子　混合 (4)σ　σ　π(或大π或p-pπ) (5)8　　= 4.(xx上海高考四大題)合成氨工藝的一個(gè)重要工序是銅洗,其目的是用銅液[醋酸二氨合銅(Ⅰ)、氨水]吸收在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO和CO2等氣體,銅液吸收CO的反應(yīng)是放熱反應(yīng),其反應(yīng)方程式為Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac 完成下列填空: (1)如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率,可以采取的措施是　 。 (選填編號(hào)) a.減壓　 b.增加NH3的濃度　 c.升溫　 d.及時(shí)移走產(chǎn)物 (2)銅液中的氨可吸收二氧化碳,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。 (3)簡述銅液吸收CO及銅液再生的操作步驟(注明吸收和再生的條件)。 　。 (4)銅液的組成元素中,短周期元素原子半徑從大到小的排列順序?yàn)椤? 。 其中氮元素原子最外層電子排布的軌道表示式是　 。 通過比較　　　　　　　可判斷氮、磷兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱。 (5)已知CS2與CO2分子結(jié)構(gòu)相似,CS2的電子式是　　　　　　　　。CS2熔點(diǎn)高于CO2,其原因是 　。 【解析】(1)減壓使氣體的濃度減小,速率減小,a錯(cuò)誤;增加NH3的濃度反應(yīng)速率加快,b正確;升溫反應(yīng)速率加快,c正確;及時(shí)移走產(chǎn)物使產(chǎn)物濃度減小,反應(yīng)速率減小,d錯(cuò)誤。 (2)過量的氨和二氧化碳反應(yīng)生成(NH4)2CO3。 (3)銅液吸收CO的反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),加壓平衡右移;反應(yīng)是放熱反應(yīng),降溫平衡右移。再生是采取減壓、升溫使平衡左移,并將得到的氣體儲(chǔ)存起來。 (4)銅液的組成元素中,短周期元素有氫、碳、氮、氧,同周期從左到右元素的原子半徑逐漸減小。氮原子核外有7個(gè)電子,最外層上有5個(gè)電子,2s和2p軌道上分別有2、3個(gè)電子。 元素的非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。 (5)CS2與CO2分子結(jié)構(gòu)相似,CO2分子中含有兩個(gè)碳氧雙鍵,則CS2的電子式為。分子組成相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔沸點(diǎn)越高。 答案: (1)b、c　(2)2NH3+CO2+H2O(NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O2NH4HCO3 (3)①低溫、加壓下吸收CO;②然后將銅洗液轉(zhuǎn)移至另一容器中;③高溫、低壓下釋放CO,然后將銅洗液循環(huán)使用 (4)C>N>O>H　　NH3和PH3的穩(wěn)定性 (5)　CS2和CO2都是分子晶體,CS2的相對(duì)分子質(zhì)量大,分子間作用力大 5.(xx四川高考8)X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大。XY2是紅棕色氣體;X與氫元素可形成XH3;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等;R2+的3d軌道中有9個(gè)電子。請(qǐng)回答下列問題: (1)Y基態(tài)原子的電子排布式是　 ； Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是　　　　 。 (2)X的立體構(gòu)型是　　　　;R2+的水合離子中,提供孤電子對(duì)的原子是　　　 　。 (3)Z與某元素形成的化合物的晶胞如圖所示,晶胞中陰離子與陽離子的個(gè)數(shù)比是　　　　。 (4)將R單質(zhì)的粉末加入XH3的濃溶液中,通入Y2,充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式是　 。 【解題指南】解答本題需注意以下兩點(diǎn): (1)常見的紅棕色氣體是二氧化氮; (2)利用價(jià)層電子對(duì)互斥理論可以判斷分子的空間構(gòu)型。 【解析】X、Y、Z、R為前四周期元素,且原子序數(shù)依次增大,XY2是紅棕色的氣體,該氣體是NO2,則X是氮元素,Y是氧元素;X與氫元素可形成XH3,該氣體是氨氣;Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等,則該元素的原子序數(shù)是2+8+2=12,即為鎂元素,R2+的3d軌道上有9個(gè)電子,因此R的原子序數(shù)是18+9+2=29,即為銅元素。 (1)氧元素的原子序數(shù)是8,根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,氧元素的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p4。同周期自左向右元素的第一電離能有逐漸增大的趨勢(shì),鎂是第3周期的元素,其所在的周期中第一電離能最大的主族元素是氯元素。 (2)根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知,N的立體構(gòu)型是V型;銅離子含有空軌道,而水分子中的氧原子含有孤電子對(duì),因此在Cu2+的水合離子中,提供孤電子對(duì)的原子是氧原子。 (3)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,陽離子在8個(gè)頂點(diǎn)和體心位置,因此晶胞中陽離子個(gè)數(shù)為1+81/8=2,陰離子在上下面各2個(gè),晶胞內(nèi)部2個(gè),則陰離子個(gè)數(shù)=41/2+2=4,因此晶胞中陰離子與陽離子的個(gè)數(shù)比為2∶1。 (4)將銅單質(zhì)的粉末加入氨氣的濃溶液中,通入氧氣,充分反應(yīng)后溶液呈深藍(lán)色,這說明在反應(yīng)中銅被氧化成銅離子,與氨氣結(jié)合形成配位鍵,則該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式是2Cu+8NH3H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。 答案:(1)1s22s22p4　Cl (2)V型　O (3)2∶1 (4)2Cu+8NH3H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O 6. (xx江蘇高考21 A)[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)醛基,也可用于和葡萄糖反應(yīng)制備納米Cu2O。 (1)Cu+基態(tài)核外電子排布式為　 。 (2)與OH-互為等電子體的一種分子為　　　　(填化學(xué)式)。 (3)醛基中碳原子的軌道雜化類型是　　　　;1 mol乙醛分子中含有的σ鍵的數(shù)目為　　　　。 (4)含有NaOH的Cu(OH)2懸濁液與乙醛反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。 (5)Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。銅晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示,銅晶體中每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為　　　　。 【解析】(1)Cu為29號(hào)元素,核外電子排布式為[Ar]3d104s1,Cu+為Cu失去4s軌道上的一個(gè)電子,則為[Ar]3d10。 (2)等電子體必須具備原子數(shù)相等,價(jià)電子數(shù)相等,O得一個(gè)電子,即為F,所以O(shè)H-與HF互為等電子體。 (3)醛基中的C為碳氧雙鍵,屬于sp2雜化,CH3CHO中單鍵均為σ鍵,CO中有一個(gè)為σ鍵,共有6 mol。 (4)醛基在堿性條件下,可被Cu(OH)2氧化生成Cu2O沉淀。 (5)Cu為面心立方晶胞,配位數(shù)為12。 答案:(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 (2)HF (3)sp2　6NA或66.021023個(gè) (4)2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O (5)12 7.(xx福建高考31) 【化學(xué)—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】 氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。 (1)基態(tài)硼原子的電子排布式為　 。 (2)關(guān)于這兩種晶體的說法,正確的是　　　　(填序號(hào))。 a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大 b.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟 c.兩種晶體中的B—N鍵均為共價(jià)鍵 d.兩種晶體均為分子晶體 (3)六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為　　　　,其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是　 。 (4)立方相氮化硼晶體中,硼原子的雜化軌道類型為　　　。該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)這一礦物形成事實(shí),推斷實(shí)驗(yàn)室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是　 。 (5)NH4BF4(氟硼酸銨)是合成氮化硼納米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有　　　　 mol配位鍵。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn): (1)原子結(jié)構(gòu)中的電子排布式書寫規(guī)則; (2)分子結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的確定和雜化軌道類型判斷以及分子空間構(gòu)型的判斷; (3)原子晶體的結(jié)構(gòu)以及石墨和金剛石晶體的差異。 【解析】(1)硼元素位于元素周期表第2周期第ⅢA族,所以基態(tài)硼原子的電子排布式為1s22s22p1。 (2)根據(jù)六方相氮化硼和立方相氮化硼晶體的結(jié)構(gòu)示意圖和信息,結(jié)合金剛石和石墨的結(jié)構(gòu),確定六方相氮化硼晶體類似于石墨晶體;立方相氮化硼晶體類似于金剛石晶體;因此二者晶體原子之間均通過共價(jià)鍵相連,而六方相氮化硼晶體層與層之間依靠范德華力即分子間作用力相連,作用力小,質(zhì)軟。 (3)六方相氮化硼晶體類似于石墨晶體,其晶體層內(nèi)一個(gè)硼原子與相鄰三個(gè)氮原子成鍵,空間構(gòu)型為平面三角形結(jié)構(gòu);而石墨晶體中層內(nèi)一個(gè)碳原子與相鄰三個(gè)碳原子成鍵,還有一個(gè)電子在層內(nèi)自由移動(dòng),層內(nèi)可以導(dǎo)電;而氮化硼形成三個(gè)共價(jià)鍵后,硼元素的原子最外層電子全部參與成鍵,沒有自由移動(dòng)的電子,不導(dǎo)電。 (4)立方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)中每一個(gè)硼原子與四個(gè)氮原子形成空間立體結(jié)構(gòu),其雜化方式為sp3雜化;該晶體的天然礦物在青藏高原地下約300 km的古地殼中被發(fā)現(xiàn),根據(jù)這一位置的溫度和壓強(qiáng),進(jìn)而確定由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的條件應(yīng)是高溫、高壓。 (5)NH4BF4(氟硼酸銨)中含銨根離子和氟硼酸根離子,其中銨根離子含有三個(gè)σ鍵和一個(gè)配位鍵,而氟硼酸根離子中含有三個(gè)σ鍵和一個(gè)配位鍵,因此1 mol NH4BF4含有2 mol配位鍵。 答案:(1)1s22s22p1 (2)b、c (3)平面三角形　層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動(dòng)的電子 (4)sp3　高溫、高壓 (5)2 8.(xx山東高考33)【化學(xué)—物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】 石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。 (1)圖甲中,1號(hào)C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為　　　　。 (2)圖乙中,1號(hào)C的雜化方式是　　　　,該C與相鄰C形成的鍵角　　　　(填“>”“<”或“=”)圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角。 (3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有　　　　(填元素符號(hào))。 (4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯(C60),某金屬M(fèi)與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料,晶胞如圖丙所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個(gè)數(shù)為　　　　,該材料的化學(xué)式為　　　 　。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下3點(diǎn): (1)熟練掌握雜化方式的判斷方法; (2)記住碳四面體的鍵角為109.5,碳平面結(jié)構(gòu)的鍵角為120; (3)熟練應(yīng)用均攤法進(jìn)行晶胞計(jì)算。 【解析】(1)根據(jù)圖甲可知,1號(hào)C與相鄰C形成σ鍵的個(gè)數(shù)為3; (2)圖乙1號(hào)C形成了4個(gè)σ鍵,是sp3雜化方式;圖乙中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角為109.5,圖甲中1號(hào)C與相鄰C形成的鍵角為120; (3)氧化石墨烯中氧原子與H2O中的氫原子,及氧化石墨烯中的氫原子與H2O中的氧原子都可以形成氫鍵; (4)根據(jù)均攤法,晶胞含M原子的個(gè)數(shù)為12+9=12,C60位于頂點(diǎn)和面心,故晶胞含C60的個(gè)數(shù)為8+6=4,故化學(xué)式為M3C60。 答案:(1)3 (2)sp3　< (3)O、H (4)12　M3C60 9.(xx新課標(biāo)全國卷Ⅱ37)[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]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?；卮鹣铝袉栴}: (1)b、c、d中第一電離能最大的是　　　　　　　　　　(填元素符號(hào)),e的價(jià)層電子軌道示意圖為　　　　　　　　。 (2)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　　　　　　;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,寫出兩種)。 (3)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的酸是　　　　　　　;酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是　　　　　　　　　。(填化學(xué)式) (4)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　　　　　　　　。 (5)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);陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。 該化合物中,陰離子為　　　　　　　　,陽離子中存在的化學(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　　　　　　　　　　　　　　　。 【解題指南】解答本題要注意以下兩點(diǎn): (1)注意洪特規(guī)則特例對(duì)元素第一電離能的影響; (2)利用均攤法計(jì)算晶體中擁有微粒個(gè)數(shù),然后求晶體的化學(xué)式,進(jìn)而可以求出元素的化合價(jià)。 【解析】a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,則a為氫;b的價(jià)電子層中的未成對(duì)電子有3個(gè),則b為氮;c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,則c為氧;d與c同主族,d為硫;e的最外層只有1個(gè)電子,但次外層有18個(gè)電子,其電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s1,為銅元素。 (1)同一周期的元素第一電離能從左往右逐漸增大,但是氮元素的2p軌道因?yàn)槭前霛M的,因此其第一電離能反常得高,同一主族的元素從上到下第一電離能逐漸減小,因此三者電離能大小為N>O>S;銅的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,因此其價(jià)層電子軌道示意圖為; (2)根據(jù)題意應(yīng)該是形成氨氣,氨氣中氮原子為sp3雜化,分子中既有非極性鍵又有極性鍵的二元化合物有H2O2、N2H4、C2H6等; (3)符合題意的酸是HNO2、HNO3;酸根為三角錐形的酸是H2SO3; (4)晶胞中氧原子有1+8=2;銅原子的個(gè)數(shù)為4,因此該晶體為氧化亞銅,其中銅原子為+1價(jià); (5)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),則陰離子為硫酸根,根據(jù)陽離子的結(jié)構(gòu)圖可以知道該陽離子中含有一個(gè)銅離子,四個(gè)氨分子,兩個(gè)水分子,因此該物質(zhì)的化學(xué)式為[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4,陽離子中存在配位鍵和共價(jià)鍵,該化合物加熱時(shí)首先失去水,原因是銅離子與水所形成的配位鍵要比與氨氣所形成的配位鍵弱。 答案:(1)N　 (2)sp3　H2O2、N2H4(合理即可) (3)HNO2、HNO3　H2SO3 (4)+1 (5)S　共價(jià)鍵和配位鍵　H2O　H2O與Cu2+的配位鍵比NH3與Cu2+的弱