（山东专用）2020届高考化学一轮复习专题七化学键分子结构与性质课件.pptx

专题七 化学键 分子结构与性质,高考化学 (山东专用),五年高考,A组 山东省卷、课标卷题组,考点一 化学键,1.(2019课标,13,6分)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短 周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是 ( ) A.WZ的水溶液呈碱性 B.元素非金属性的顺序为XYZ C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸 D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构,答案 C 本题涉及原子结构、元素周期律、元素周期表、化学键等知识,主要考查学生对 元素“位构性”关系的分析和解决化学问题的能力,利用原子结构模型、化学键模型分 析解题,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。 由W、X、Y、Z为同一短周期元素,结合新化合物的结构式可知,X为A族元素,Z为卤族元 素,W为碱金属元素,再由Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,Z为Cl、X为Si,进 而推知W为Na、Y为P。A项,NaCl的水溶液呈中性,错误;B项,元素的非金属性:SiPCl,即X YZ,错误;C项,Y(P)的最高价氧化物的水化物为H3PO4,属于中强酸,正确;D项,该新化合物中一 个P原子得到Na原子失去的一个电子,且形成两个PSi键,满足8电子稳定结构,错误。,方法技巧 原子结构与原子形成共价单键数目的关系:通常原子核外最外层获得几个电子能 达到稳定结构,该原子就最多能形成几个共价单键。如卤素原子最多形成1个共价单键,碳族 元素最多形成4个共价单键。,2.(2015山东理综,33,12分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。 (1)下列有关CaF2的表述正确的是 。 a.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用 b.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2 c.阴阳离子比为21的物质,均与CaF2晶体构型相同 d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电 (2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是 (用离子方程式 表示)。 已知Al 在溶液中可稳定存在。 (3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为 ,其中氧原子的杂化方式为 。 (4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g) H=-313 kJmol-1,FF键的键能为159 kJmol-1,ClCl键的键能为242 kJmol-1, 则ClF3中ClF键的平均键能为 kJmol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的 (填,“高”或“低”)。,答案 (1)b、d (2)3CaF2+Al3+ 3Ca2+Al (3)V形 sp3 (4)172 低,解析 (1)a项,CaF2晶体中存在离子键,离子键是由阴阳离子的静电作用形成的,离子之间的静 电作用包含静电吸引作用和静电排斥作用;b项,离子晶体的熔点高低与阴阳离子半径大小和 阴阳离子所带电荷数有关,离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子晶体熔点就越高;c项,阴阳 离子比为21的物质中,CuCl2晶体与CaF2晶体构型不同;d项,CaF2为离子化合物,在熔融状态下 发生电离产生自由移动的离子,能导电。(3)OF2中氧原子与氟原子间形成两个键,氧原子自身 存在两对孤电子对,由价层电子对互斥理论可得OF2分子构型为V形,氧原子杂化方式为sp3。 (4)由反应Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g) H=-313 kJmol-1可得:242 kJmol-1+3159 kJmol-1= ClF键的平均键能6-313 kJmol-1,所以ClF键的平均键能为172 kJmol-1。ClF3的相对分子 质量小于BrF3的相对分子质量,ClF3的分子间作用力小于BrF3的分子间作用力,故ClF3的熔、沸 点低于BrF3的熔、沸点。,考点二 分子结构与性质,3.(2012山东理综,32,8分)金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。 (1)下列关于金属及金属键的说法正确的是 。 a.金属键具有方向性与饱和性 b.金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用 c.金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子 d.金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光 (2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的 元素是 。 (3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n= 。 CO与N2结构相似,CO分子内键与键个数之比为 。 (4)甲醛(H2C O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为 ,甲醇分子内的OCH键角 (填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分 子内的OCH键角。,答案 (1)b (2)C(碳) (3)4 12 (4)sp3 小于,解析 (1)a项,金属键是金属阳离子与自由电子之间的强烈相互作用,自由电子属于整个晶体, 所以金属键无方向性和饱和性;d项,金属能反射照射到其表面的光,所以金属具有光泽。 (2)Ni的价电子排布式为3d84s2,3d轨道上有两个未成对电子。第二周期有两个未成对电子的元 素有C、O,同周期主族元素从左到右电负性增强,故C的电负性小于O。 (3)Ni有10个价电子,即配体CO提供8个电子(或4对孤对电子),故n=4。CO与N2互为等电子体, 故CO中存在三键,包括一个键、两个键。 (4)甲醇中碳原子形成四个键,为sp3杂化。甲醇分子内OCH键角接近10928,甲醛分子的 空间构型为平面形,键角接近120。,4.(2011山东理综,32,8分)氧是地壳中含量最多的元素。 (1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 个。 (2)H2O分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。 的沸点比 高,原因是 。 (3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用 杂化。H3O+中HOH键角比H2O中 HOH键角大,原因为 。 (4)CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构,已知CaO晶体密度为a gcm-3,NA表示阿伏加德罗常 数,则CaO晶胞体积为 cm3。,答案 (1)2 (2)OH键、氢键、范德华力 形成分子内氢键,而 形成分子间氢键,分子间氢键使分子间作用力增大 (3)sp3 H2O中O原子有2对孤对电子,H3O+中O原子只有1对孤对电子,排斥力较小 (4),解析 (1)依据基态原子核外电子排布原则可画出氧元素基态原子的轨道表示式: ,所以未成对电子数为2个。 (2)沸点高说明分子间作用力大,根据氢键的形成方式得出 形成分子间 氢键, 形成分子内氢键的结论。 (4)依据NaCl晶胞的结构可知,每个CaO晶胞中“实际”拥有4个CaO微粒,则1 mol CaO微粒可 形成 个晶胞,设每个晶胞的体积为V cm3,则 Va=56 ,解得V= 。,B组 课标卷、其他自主命题省(区、市)卷题组,考点一 化学键,1.(2019浙江4月选考,7,2分)下列表示不正确的是 ( ) A.次氯酸的电子式H B.丁烷的球棍模型 C.乙烯的结构简式CH2 CH2 D.原子核内有8个中子的碳原子 C,答案 A 次氯酸分子中氢原子不直接与氯原子结合,正确的电子式应为H 。,2.(2019上海选考,3,2分)下列反应只需破坏共价键的是 ( ) A.晶体硅熔化 B.碘升华 C.熔融Al2O3 D.NaCl溶于水,答案 A A项,晶体硅熔化破坏SiSi共价键;B项,碘升华破坏分子间作用力;C项,熔融Al2O3 破坏离子键;D项,NaCl溶于水,破坏离子键。,3.(2019上海选考,11,2分)关于离子化合物NH5(H有正价和负价),下列说法正确的是 ( ) A.N为+5价 B.阴阳离子个数比是11 C.阴离子为8电子稳定结构 D.阳离子的电子数为11,答案 B A项,离子化合物NH5可以看作NH4H,N为-3价,错误;B项,NH4H中阴阳离子个数比为 11,正确;C项,NH4H的阴离子为H-,是2电子稳定结构,错误;D项,NH4H的阳离子是N ,N 的 电子数为10,错误。,4.(2018江苏单科,2,2分)用化学用语表示NH3+HCl NH4Cl 中的相关微粒,其中正确的是 ( ) A.中子数为8 的氮原子 N B.HCl 的电子式:H+ - C.NH3的结构式: D.Cl-的结构示意图:,答案 C A项,中子数为8的氮原子为 N;B项,HCl的电子式为H ;D项,Cl-的结构示意图 为 。,易错易混 HCl是共价化合物,分子内不存在离子键;离子的结构示意图中不要忽略核内正电 荷的符号。,5.(2017江苏单科,2,2分)下列有关化学用语表示正确的是 ( ) A.质量数为31的磷原子 P B.氟原子的结构示意图: C.CaCl2的电子式:Ca2+ D.明矾的化学式:Al2(SO4)3,答案 A B项,氟原子的结构示意图为 ;C项,CaCl2的电子式为 ; D项,明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O。,6.(2016海南单科,19-,6分)下列叙述正确的有 ( ) A.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多 B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小 C.卤素氢化物中,HCl的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小 D.价层电子对互斥理论中,键电子对数不计入中心原子的价层电子对数,答案 BD Mn的价电子排布式为3d54s2,含有5个未成对电子,而同周期Cr的价电子排布式为 3d54s1,含有6个未成对电子,A项错误;同周期主族元素原子半径随着核电荷数递增而逐渐减小, B项正确;卤化氢都是分子晶体,熔沸点的高低一般取决于范德华力的大小,而范德华力的大小 取决于分子的相对分子质量的大小,虽然HF分子之间的范德华力最小,但由于氢键的存在, HF的沸点是卤化氢中最高的,而HCl分子间无氢键,故其沸点在卤化氢中最低,C项错误;D项正确。,7.(2018江苏单科,21A,12分)臭氧(O3)在Fe(H2O)62+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为 S 和N ,NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)S 中心原子轨道的杂化类型为 ;N 的空间构型为 (用文字描 述)。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为 。 (3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。 (4)N2分子中键与键的数目比n()n()= 。 (5)Fe(H2O)62+与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在 结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 Fe(NO)(H2O)52+结构示意图,答案 (1)sp3 平面(正)三角形 (2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)N (4)12 (5),解析 (1)S 中中心原子的价层电子对数为4,则中心原子的杂化类型为sp3;N 的中心原子 杂化类型为sp2,且与中心原子相结合的原子数与杂化轨道数相等,故N 的空间构型为平面 (正)三角形。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6。 (3)等电子体具有相同的原子数和价电子数,与O3分子互为等电子体的一种阴离子为N 。 (4)N2的结构式为 ,故n()n()=12。 (5)H2O中的O原子、NO中的N原子与Fe2+形成配位键,故结构示意图为,知识归纳 对于ABm型分子或A 空间构型的判断,8.(2019浙江4月选考,18,2分)下列说法不正确的是 ( ) A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同 B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏 C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,答案 C 纯碱和烧碱熔化时克服的都是离子键,A正确;加热蒸发过程中水转化为水蒸气时 有分子间作用力的破坏,B正确;干冰升华时只有分子间作用力改变,但CO2溶于水时发生化学 变化,有共价键的断裂和形成,C错误;石墨为平面正六边形层状结构,层与层之间通过分子间作 用力结合,金刚石为共价键结合而成的正四面体立体网状结构,故石墨转化为金刚石时既有共 价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D正确。,考点二 分子结构与性质,9.(2019上海选考,9,2分)下列说法错误的是 ( ) A.含有共价键的化合物是共价化合物 B.含有极性键的分子可能是非极性分子 C.有电子转移的反应是氧化还原反应 D.水溶液中能完全电离的电解质是强电解质,答案 A A项,含有共价键的化合物不一定是共价化合物,离子化合物也可能含有共价键,如 NaOH,错误;B项,非极性分子可能含有极性键,如CH4,正确;C项,氧化还原反应的本质是有电子 转移,即有电子转移的反应是氧化还原反应,正确;D项,在水溶液中能完全电离的电解质是强电 解质,正确。,10.(2019课标,35,15分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料,具有热稳定性好、 循环性能优良、安全性高等特点,文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料 制备。回答下列问题: (1)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ,该元素基态原子核外M层电子 的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。 (2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸气状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为 ,其中Fe的配位数为 。 (3)苯胺( )的晶体类型是 。苯胺与甲苯( )的相对 分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(-95.0 )、沸点 (110.6 ),原因是 。 (4)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是 ;P的 杂化轨道与O的2p轨道形成 键。 (5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸 钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示:,这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为 (用n代表P原子数)。,答案 (1)Mg 相反 (2) 4 (3)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键 (4)O sp3 (5)(PnO3n+1)(n+2)-,解析 本题涉及知识点有对角线规则、核外电子排布、配位键、分子结构与性质等,通过能 正确复述、再现、辨认相关基础知识,考查了接收、整合化学信息的能力,体现了宏观辨识与 微观探析的学科核心素养。 (1)根据对角线规则,Li与Mg的化学性质最相似。基态时Mg原子的两个M层电子处于3s轨道 上,且自旋方向相反。 (2)双聚FeCl3分子中两分子FeCl3以配位键形式结合在一起,结构式为 ,Fe的 配位数为4。 (3) 中只含有共价键,根据其熔、沸点数据可知,苯胺的晶体类型为分子晶体。苯 胺分子间存在氢键,导致其熔、沸点高于甲苯。 (4)根据NH4H2PO4中所含元素在周期表中的位置关系和电负性规律可知,氧元素电负性最高。 NH4H2PO4中磷原子的价层电子对数为4,故为sp3杂化,P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成键。 (5)磷酸根离子为P ,焦磷酸根离子为P2 ,三磷酸根离子为P3 。结合图示可知,每增加1,个P原子,O原子数增加3,离子所带负电荷数增加1,故可推出离子通式为(PnO3n+1)(n+2)-。,11.(2019江苏单科,21A,12分)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸 为原料,可制备Cu2O。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为 。 (2)S 的空间构型为 (用文字描述);Cu2+与OH-反应能生成Cu(OH)42-,Cu(OH)42- 中的配位原子为 (填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为 ;推测抗坏血酸 在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)一个Cu2O晶胞(如图2)中,Cu原子的数目为 。,答案 (1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)正四面体 O (3)sp3、sp2 易溶于水 (4)4,解析 本题涉及的考点有粒子的核外电子排布,离子立体构型与原子杂化轨道类型的判断、 晶胞结构的分析及计算,以Cu2O和抗坏血酸为载体,考查了学生正确运用化学术语及文字、模 型、图形分析和解决化学问题的能力,体现了以宏观辨识与微观探析为主的学科核心素养和 结构决定性质的学科思想。 (1)铜为29号元素,Cu2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9; (2)S 的中心原子为S,键数为4,孤电子对数= (6+2-24)=0,价层电子对数为4+0=4,依据 VSEPR理论知,S 的空间构型为正四面体形;在Cu(OH)42-中,OH-为配体,配位原子为O; (3)观察抗坏血酸分子结构简式知,抗坏血酸分子中碳原子的杂化类型为sp3和sp2杂化;1个抗坏 血酸分子中含有多个羟基,羟基是亲水基团,故抗坏血酸易溶于水; (4)观察Cu2O晶胞结构图,依据均摊法知,1个晶胞中“ ”的数目为8 +1=2,“ ”的数目为 4,结合Cu2O的化学式知,“ ”为Cu原子,则1个Cu2O晶胞中,Cu原子数目为4。,12.(2016课标,37,15分)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜 (铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题: (1)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对电子数为 。 (2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。 Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是 。 在Ni(NH3)62+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 。 氨的沸点 (填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是 ;氨是 分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为 。 (3)单质铜及镍都是由 键形成的晶体;元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1 958 kJ mol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICuINi的原因是 。 (4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为 。 若合金的密度为d gcm-3,晶胞参数a= nm。,答案 (15分)(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 2 (2)正四面体 配位键 N 高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3 (3)金属 铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子 (4)31 107,解析 (2)S 中S原子的价层电子对数为 为4,采取sp3杂化,立体构型为正四面体;Ni2+ 与NH3之间形成共价键时Ni提供空轨道,N提供孤电子对,形成配位键;氨分子之间形成氢键, 分子间作用力增大,故沸点高于膦(PH3);氨分子中N原子的价层电子对数= =4,采取sp3杂 化,四个杂化轨道中有三个轨道被共用电子对占据,一个轨道被孤电子对占据,是极性分子。 (3)金属单质形成的晶体均为金属晶体,金属晶体中只含有金属键。 (4)1个晶胞中含Cu原子数为 6=3,含Ni原子数为 8=1,两者数量比为31;由题意可得: d= ,解得a= nm。,疑难突破 回答设问(3)中ICuINi的原因时要注意两点:一是所给ICu与INi的数据是第二电离能的 数据,不是第一电离能的数据;二是电离能其实就是原子(或离子)失去电子能力的一种定量表 现形式,电离能越小,电子越易失去。电离能的大小不仅与电子离核远近有关,还与电子在能级 上的排布状态有关,当某一能级上的电子处于全充满或半充满状态时,该能级较稳定,其电子不 容易失去,电离能比较大。,规律方法 在配合物中,中心离子与配位体之间均是以配位键相结合,其中配位体提供孤对电 子,中心离子提供空轨道,且配位数一般是中心离子价态的2倍。,13.(2015课标,37,15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-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 。 (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13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=0.566 nm,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(gcm-3) 。,答案 (15分)(1)O 1s22s22p63s23p3(或Ne3s23p3)(每空1分,共2分) (2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体 离子晶体(每空1分,共4分) (3)三角锥形 sp3(每空1分,共2分) (4)V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3 Cl2O+CO2+2NaCl)(每空1 分,共3分) (5)Na2O 8 =2.27 gcm-3(1分,1分,2分,共4分),解析 由题意可知A为O、B为Na、C为P、D为Cl。(1)四种元素中O的非金属性最强,电负性 最大;P的原子序数为15,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3。(2)氧元素的两种同素 异形体为O2和O3,沸点较高的是O3,因为O3的相对分子质量较大,范德华力大。O的氢化物可以 是H2O、H2O2,二者所属晶体类型均为分子晶体;Na的氢化物为NaH,属于离子晶体。(3)PCl3中 中心原子的价层电子对数是4,其中键数是3,孤电子对数为1,故PCl3中中心原子采用sp3杂化方 式,分子构型为三角锥形。(4)Cl2O中中心原子为O,分子中键数为2,中心原子孤电子对数为2, 故中心原子的价层电子对数为4,分子空间构型为V形。Cl2与湿润的Na2CO3反应生成Cl2O的同 时还应该生成NaCl和 NaHCO3。(5)由晶胞结构可知,一个晶胞中小球个数为8,大球个数为4,小 球代表离子半径较小的Na+,大球代表离子半径较大的O2-,故F的化学式为Na2O;晶胞中与每个 氧原子距离最近且相等的钠原子有8个;1个晶胞的质量为 4,1个晶胞的体积为 (0.56610-7)3 cm3,由= 可求出Na2O晶体密度为 =2.27 gcm-3。,审题技巧 当晶胞中的微粒未标明名称或化学式时,可通过球的大小(即原子或离子半径大 小)判断。,思路分析 各元素的推导过程如下:从C元素入手,若C的最外层电子数是1,则C是Li,从原子序 数看不合理,若C的最外层电子数是2,则C的核外电子总数6,原子结构示意图为 ,显然不 合理,依此类推,当C的最外层电子数是5时,电子总数是15,原子结构示意图为 ,合理,所 以C为P元素。D与C同周期,原子序数比C大,最外层有一个未成对电子,则D的价层电子排布图 为 ,所以D是Cl元素。从A2-和B+具有相同的电子构型看,A位于A族,B位于 A族,结合二者的原子序数小于C可知,A是O,B是Na。,14.(2016江苏单科,21A,12分)Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应: 4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2O Zn(H2O)42+4HOCH2CN HOCH2CN的结构简式 (1)Zn2+基态核外电子排布式为 。 (2)1 mol HCHO分子中含有键的数目为 mol。 (3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是 。 (4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 (5)Zn(CN)42-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN)42-的结构可用示意 图表示为 。,答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10) (2)3 (3)sp3和sp (4)N (5) 或,解析 (1)基态Zn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2,Zn原子失去4s轨 道上的2个电子形成Zn2+,由此可写出Zn2+基态核外电子排布式。 (2)HCHO的结构式为 ,则1 mol HCHO分子中含有3 mol 键。 (3)HOCH2CN的结构式为 , 中的C原子采取sp3杂化,CN中的C 原子采取sp杂化。 (4)等电子体具有相同的原子数和相同的价电子数,与H2O分子互为等电子体的阴离子为N 。,15.(2015福建理综,31,13分)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中的第 族。 Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有 mol 键。 (4)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见 下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。,“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是 。 为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构 的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 。,答案 (13分)(1)H、C、O (2)a、d (3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2 8 (4)氢键、范德华力 CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4,解析 (2)CH4是正四面体分子,属于只含极性共价键的非极性分子;分子中化学键的强弱决定 分子的稳定性,不影响其熔、沸点。(3)1 mol Ni(CO)4中共有8 mol 键,4 mol存在于Ni和配 体CO之间,4 mol存在于配体CO中的C和O之间。,C组 教师专用题组,考点一 化学键,1.(2013大纲全国,27,15分)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同 族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合 物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。 回答下列问题: (1)五种元素中,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 (填元素符号)。 (2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是 (用化学式表示)。 (3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为 ,其中存在的化学 键类型为 。 (4)D最高价氧化物的水化物的化学式为 。 (5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为 ;D在不充足的 E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 。 (6)单质E与水反应的离子方程式为 。,答案 (15分)(1)Na Cl(每空1分,共2分) (2)PH3(2分) (3)NH4Cl 离子键和共价键(每空2分,共4分) (4)H3PO4(2分) (5)2P+5Cl2 2PCl5 PCl3(2分,1分,共3分) (6)Cl2+H2O H+Cl-+HClO(2分),解析 由A和B形成的化合物在水中呈碱性可知该化合物为NH3,结合题目中的信息可推出A 为H,B为N,C为Na,D为P;由C和E形成的化合物在水中呈中性可知该化合物为NaCl,则E为Cl。 根据同主族元素原子电子层数越多原子半径越大,在电子层数相同的情况下核电荷数越大原 子半径越小(稀有气体元素除外)的规律,可推出原子半径最大的是Na。根据元素周期律,同一 周期(稀有气体元素除外)从左到右元素非金属性逐渐增强,对应氢化物的稳定性逐渐增强,可 知非金属性最强的是Cl,热稳定性最差的是PH3。HCl+NH3 NH4Cl,NH4Cl的电子式为 ,其中存在的化学键类型为离子键和共价键。P在充足的Cl2中燃烧的 产物为PCl5,在不充足的Cl2中燃烧的产物为PCl3。Cl2与H2O反应生成的HClO为弱酸,HClO不能 拆开写。,2.(2011课标,37,15分)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一 系列反应可以得到BF3和BN,如下图所示: 请回答下列问题: (1)由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是 、 ; (2)基态B原子的电子排布式为 ;B和N相比,电负性较大的是 ,BN中B元素的 化合价为 ; (3)在BF3分子中,FBF的键角是 ,B原子的杂化轨道类型为 ,BF3和过 量NaF作用可生成NaBF4,B 的立体构型为 ; (4)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为 ,层 间作用力为 ;,(5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相 当,晶胞边长为361.5 pm。立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子, 立方氮化硼的密度是 gcm-3(只要求列算式,不必计算出数值。阿伏 加德罗常数为NA)。,答案 (15分)(1)B2O3+3CaF2+3H2SO4 2BF3+3CaSO4+3H2O B2O3+2NH3 2BN+3H2O (2)1s22s22p1 N +3 (3)120 sp2 正四面体 (4)共价键(极性共价键) 分子间力 (5)4 4,解析 (1)涉及的反应是非氧化还原反应,配平相对简单。 (2)B的原子序数为5,不难写出其电子排布式。B和N同处第二周期,N的非金属性比B强,在BN 中B元素显+3价。 (4)“与石墨结构相似”很好地解释了B原子与N原子之间的成键类型及层间作用力。 (5)1个金刚石晶胞中有8个C原子,则1个BN晶胞中也有8个原子,B原子、N原子各4个。BN的 摩尔质量为25 gmol-1,一个晶胞的质量为 25 g,除以一个晶胞的体积(361.510-10)3 cm3,即为 所求密度。,考点二 分子结构与性质,3.(2014大纲全国,27,15分)A、B、D、E、F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周 期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物 BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题: (1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 。 (2)B、D、E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应 的化学方程式为 ;在产物中加入少量KI,反应后加入 CCl4并振荡,有机层显 色。 (3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表:,a的化学式为 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 。 (4)由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间 结构为 。,答案 (1)第一周期A族 2Cl-+2H2O 2OH-+H2+Cl2或 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 (每空2分) (2)纯碱(或苏打)(1分) 2Na2CO3+Cl2+H2O NaClO+NaCl+2NaHCO3(2分) 紫(1分) (3)NaH(1分) Na2O2和Na2C2(2分) (1分) 金属晶体(1分) (4)氢(1分) 正四面体(1分),解析 根据题干信息可以推出A、B、D、E、F分别为H、C、O、Na、Cl。 (1)工业上制备Cl2用电解饱和食盐水或电解熔融NaCl的方法。 (2)C、O、Na可以组成化合物Na2CO3、Na2C2O4等,其中Na元素的质量分数为43%的是Na2CO3, 俗名为纯碱(或苏打);Na2CO3的水溶液可与Cl2反应生成NaClO、NaCl和NaHCO3,其中NaClO有 强氧化性,可将I-氧化为I2,加入CCl4萃取后有机层呈紫色。 (3)根据表中的信息可以得出a、b、c、d分别为NaH、Na2O2(Na2C2)、COCl2、Na。 (4)在“可燃冰”结构中,水分子通过氢键构成具有空腔的固体;甲烷分子的空间结构为正四面体。,4.(2013四川理综,8,11分)X、Y、Z、R为前四周期元素且原子序数依次增大。X的单质与氢 气可化合生成气体G,其水溶液pH7;Y的单质是一种黄色晶体;R基态原子3d轨道的电子数是 4s轨道电子数的3倍。Y、Z分别与钠元素可形成化合物Q和J,J的水溶液与AgNO3溶液反应可 生成不溶于稀硝酸的白色沉淀L;Z与氢元素形成的化合物与G反应生成M。 请回答下列问题: (1)M固体的晶体类型是 。 (2)Y基态原子的核外电子排布式是 ;G分子中X原子的杂化轨道类型是 。 (3)L的悬浊液中加入Q的溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,其原因是 。 (4)R的一种含氧酸根R 具有强氧化性,在其钠盐溶液中加入稀硫酸,溶液变为黄色,并有无色 气体产生,该反应的离子方程式是 。,答案 (1)离子晶体(2分) (2)1s22s22p63s23p4(2分) sp3杂化(2分) (3)Ag2S的溶解度小于AgCl的溶解度(2分) (4)4Fe +20H+ 4Fe3+3O2+10H2O(3分),解析 由题干信息可推知:X为N,Y为S,Z为Cl,R为Fe。(1)G为NH3,Z与氢元素形成的化合物与 G发生的反应为:HCl+NH3 NH4Cl。生成的固体产物NH4Cl为离子化合物,其晶体类型为离 子晶体。(2)S原子序数为16,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;NH3分子空间构 型为三角锥形,N原子杂化轨道类型为sp3杂化。(3)L为AgCl,Q为Na2S,根据沉淀溶解平衡原理 知2AgCl(s)+S2-(aq) Ag2S(s)+2Cl-(aq),白色AgCl转化为黑色Ag2S的原因是相同条件下Ag2S 的溶解度小于AgCl的溶解度。(4)Fe 在酸性条件下发生氧化还原反应生成Fe3+、H2O和O2, 含Fe3+的溶液呈黄色。,三年模拟,A组 20172019年高考模拟考点基础题组,考点一 化学键,1.(2019山东烟台期中,2)氢化钙固体是登山运动员常用的能源供给剂,在实验室中可以用金属 钙与氢气加热反应制取。下列说法正确的是 ( ) A.氢化钙中的氢元素为+1价 B.氢化钙可用作还原剂和制氢材料 C.氢化钙(CaH2)是离子化合物,固体中含有HH键 D.可以取少量试样滴加几滴水,检验反应是否产生氢气来区别金属钙与氢化钙,答案 B 氢化钙中钙元素为+2价,氢元素为-1价,A项错误;根据反应CaH2+2H2O Ca(OH)2 +2H2可知,CaH2中氢元素化合价升高,氢化钙在反应中作还原剂,反应能够生成氢气,可以作 制氢材料,B项正确;氢化钙(CaH2)含离子键,是离子化合物,固体中含有H-,不含HH键,C项错 误;金属钙与氢化钙分别与水反应均生成氢气,滴加水不能鉴别,D项错误。,易错警示 CaH2的电子式,容易受氢气的分子式影响,导致理解错误,如认为CaH2中含HH键; H-是存在的,通常是与金属形成化合物时产生。金属氢化物具有很强的还原性。,2.(2019山东枣庄一模)A、B、C、D、E是五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。 已知:A的一种原子不含中子;B原子最外层电子数是次外层的3倍;C与A处于同一主族;D的原 子序数是B的2倍。下列叙述正确的是 ( ) A.在B、D、E形成的简单离子中,E离子的还原性最强 B.B与C形成的化合物中一定含有离子键,也可能含有共价键 C.D的简单气态氢化物的热稳定性比E的气态氢化物强 D.1 mol E的单质与C的最高价氧化物对应水化物的溶液完全反应时,转移2 mol电子,答案 B A的一种原子不含中子,A为H;B原子最外层电子数是次外层的3倍,B为O;C与A处 于同一主族,且C的原子序数大于A,C为Na;D的原子序数为B的2倍,D为S,E为Cl。B、D、E形 成的简单离子分别为O2-、S2-、Cl-,因三种元素中非金属性S最弱,则还原性最强的应该是S2-,A 项错误;B与C形成的化合物一定含有离子键,可能含有共价键,如Na2O、Na2O2,B项正确;Cl元素 的非金属性比S强,所以HCl比H2S的稳定性强,C项错误;1 mol Cl2与NaOH溶液反应时,氯气既作 氧化剂又作还原剂,转移1 mol电子,D项错误。,3.(2019山东烟台一模,35)含氟化合物在生产生活中有重要的应用,回答下列问题: (1)基态氟原子核外电子的运动状态有 种,有 种不同能量的原子轨道,其价层轨道 表示式为 。 (2)N与F可形成化合物N2F2,下列有关N2F2的说法正确的是 (填字母)。 a.分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2 b.其结构式为 c.其分子有两种不同的空间构型 d.1 mol N2F2含有的键的数目为4NA (3)NaHF2可用于制无水氟化氢和供雕刻玻璃、木材防腐等。常温常压下为白色固体,易溶于 水,160 分解。NaHF2中所含作用力的类型有 (填字母)。 a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键 (4)二氟甲烷(CH2F2)难溶于水,而三氟甲烷(CHF3)可溶于水,其可能的原因是 。 (5)氟化钙的晶胞结构如图所示。晶胞中Ca2+的配位数为 。与F-等距且最近的,Ca2+形成的空间构型为 。已知氟化钙的晶胞边长为a pm,其密度为 gcm-3,则阿伏 加德罗常数的数值为 (列出计算式即可)。,答案 (1)9 3 (2)ac (3)abd (4)三氟甲烷中由于3个F原子的吸引使得C原子的正电性增强,从而使三氟甲烷中的H原子可 与H2O中的O原子之间形成氢键 (5)8 正四面体,易错警示 NaHF2中所含微粒间的作用力,容易判断错误。因为H 从成键的角度是不可能形 成的,尽管氢键不属于化学键范畴,但是H 只能是通过氢键构成的一种复杂离子。,考点二 分子结构与性质,4.(2019山东日照期末,8)四种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其中W原子的 最外层电子数与内层电子数相等,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,Y是地壳中含量 最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是 ( ) A.X与Z均可形成含18个电子的气态氢化物 B.W、X的氯化物中,各原子均满足最外层8电子的稳定结构 C.Y的简单离子的半径小于Z的简单离子的半径,且二者在水溶液中不能大量共存 D.Z的最高价氧化物的水化物,在一定条件下可与X的单质发生反应,答案 B 地壳中含量最丰富的金属元素是铝;根据原子序数和原子核外电子排布规律可知 W、X、Z分别是Be、C、S。C2H6、H2S都是含18个电子的气态氢化物,A项正确;BeCl2中Be原 子未达到8电子稳定结构,CCl4中所有原子都是8电子稳定结构,B项错误;Al3+、S2-的离子半径: Al3+S2-,二者在溶液中水解相互促进:2Al3+3S2-+6H2O 2Al(OH)3+3H2S,C项正确;浓硫 酸在加热条件下能够氧化碳单质,D项正确。,5.(2019山东泰安一模,9)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X 处于同周期,W、Y处于同主族,W、X、Z原子的最外层电子数之和为13;Y的一种同素异形体 容易自燃。下列说法错误的是 ( ) A.Y的最高价氧化物可用作干燥剂 B.X、Z形成的化合物中只含离子键 C.原子半径:ZYWX D.Z的最高价氧化物对应的水化物属于强碱,答案 B 由题干知Y的一种同素异形体容易自燃,则Y为P;W、Y处于同主族,则W 为N;W、X、Z原子的最外层电子数之和为13,则X为O,Z为Ca,或X为F,Z为K。Y的最高价氧化 物为五氧化二磷,可用作干燥剂,A项正确;如果X、Z形成的化合物为CaO2,则CaO2中既含有离 子键又含有共价键,B项错误;同周期元素原子序数越大,原子半径越小,同主族元素从上往下原 子半径增大,所以原子半径:ZYWX,C项正确;Z为钾或者钙元素,其最高价氧化物对应的水 化物为氢氧化钾或氢氧化钙,都是强碱,D项正确。,解题关键 从容易自燃的性质可推测该元素为P,这是解题的突破口;过氧化物中的过氧根离 子中氧和氧原子之间以共价键结合。,6.(2019山东潍坊一模,10)X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素,Y、Z、W是原子序数递增的同周期相邻元素,且最外层电子数之和为15;X比Y核外少一个电子层;R的质子数是X、Y、Z、W四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是 ( ) A.简单离子半径:RWZ B.X与Y形成的二元化合物常温下一定为气态 C.W和R形成的化合物是离子化合物 D.Y与W、Z与W形成的二元化合物都是大气污染物,答案 C X、Y、Z、W、R为五种短周