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扬中市第二高级中学 高三化学备课组 备课时间：2013.2.22物质结构和性质【高考试题】（2010江苏高考21）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。(1)CaC2中C22-与O22+互为等电子体，O22+的电子式可表示为 ；1mol O22+中含有的键数目为 。(2)将乙炔通入Cu(NH3)2Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 。(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。(4) CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如右图所示），但CaC2晶体中含有的中哑铃形C22-的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2晶体中1个Ca2+周围距离最近的C22-数目为 。（2011江苏高考21）原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。回答下列问题：（1）Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为 ，1mol Y2X2含有键的数目为 。（2）化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是 。（3）元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是 。（4）元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图13所示，该氯化物的化学式是 ，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物HnWCl3，反应的化学方程式为 。（2012江苏高考21）一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。Mn2基态的电子排布式可表示为 。NO3的空间构型 (用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。根据等电子原理，CO分子的结构式为 。H2O分子中O原子轨道的杂化类型为 。1molCO2中含有的键数目为 。(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示为 。【高考试题分析】本题主要考察元素推理、核外电子排布式、等电子体原理、原子杂化轨道类型、分子空间结构、晶体结构、化学键的数目计算和新情景化学方程式书写等知识的掌握和应用能力等本题把元素推理和物质结构与性质容融合成一体。本题基础性较强，重点特出。【基础复习】一、写出下列元素的基态核外电子排布式和外围电子排布式。Ti Cr Cr3+ Mn Mn2+ Fe Fe2+ Fe3+ Co Co2+ Co3+ Cu Cu+ Cu2+ 二、写出下列物质的中心原子的原子杂化轨道类型、分子空间结构。无机分子根据价层电子对互斥理论： 计算。HF H2O NH3 CH4 H3O+ NH4+ ClO4- NO3- SO42- BF3 CO2 ( ) 有机分子根据分子空间构型或成键类型判断中心原子碳的原子杂化轨道类型CH3-CH3 CH2=CH2 HCCH CH3CHO CH3COOH H-CN CH2=CH-CH2-CN 三、写出下列分子中键、键的个数。CH3-CH3CH2=CH2HCCHHCHOCH3COOHH-CNCO2四、等电子体：指电子数（或价电子数）和原子数相同的分子、离子或基团。有些等电子体化学键和构型类似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。如：N2、CO、CN- 结构式： 、 、 CO2、SCN-、NO2+、N3-结构式： 、 、 、 CO32-、NO3-、SO3空间结构： SO32- 、PO33- 、ClO3- 空间结构： SO2、O3、NO2- 空间结构： SO42-、PO43- 空间结构： 五、极性分子和非极性分子判断分子的极性PCl3 、CCl4 、CS2 、SO2 六、熔沸点高低、硬度大小的比较不同类型晶体的熔、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，一般不参与比较。金刚石、食盐、干冰： 原子晶体： ，晶体的熔、沸点高。如熔点：金刚石 石英 碳化硅 硅。离子晶体：一般地说， 其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO MgCl2 NaCl CsCl。分子晶体(1) 如H2O H2Te H2Se H2S。(2) 如SnH4 GeH4 SiH4 CH4，F2 Cl2 Br2 I2。 (3)同分异构体， ，熔、沸点越低。如：正戊烷 异戊烷 新戊烷 (4)同分异构体的芳香烃，其熔、沸点高低顺序：邻 间 对位化合物。金属晶体： 如熔、沸点：Na Mg Al，Li Na K Rb Cs。七、晶体的结构常见晶体的结构下图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaCl、CsCl、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分（1）其中代表金刚石的是（填编号字母，下同）_ _，属于_晶体，基本单元是正四面体（键角_）其中每个碳原子紧邻_个其它碳原子，晶体中最小碳环上的碳原子数为_个（该碳环不是平面结构）。（2）其中代表石墨的是_，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为_，占有的共价键数为_。（3）其中代表NaCl的是_，每个Na+周围最近的等距离的Cl- 有_个，每个Na+周围最近的等距离的Na+有_个。（4）其中代表CsCl的是_，每个Cs+周围最近的等距离的Cl- 有_个，每个Cl-周围最近的等距离的Cl-有_个。（5）其中代表干冰的是_，它属于_晶体，每个CO2分子周围最近的等距离的CO2有_个。（6）上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为 。金属晶体：堆积模型采用这种堆积的典型代表配位数晶胞示意图简单立方堆积Po体心立方堆积（钾型）Na K Fe Cr六方堆积（镁型）Mg Zn Ti面心立方堆积（铜型）Cu Ag Au Pb【巩固练习】1、如图是甲、乙、丙三种晶体的晶胞，则甲晶体中x与y的个数比是_，乙中a与b的个数比是_，丙中一个晶胞中有_个c离子和_个d离子。2、下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_(请用相应的编号填写)。3、金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如下图所示。该合金的化学式为_；九、配位化合物1下列过程与配合物的形成无关的是()A除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液B向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C向FeCl3溶液中加入KSCN溶液D向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失2下列不属于配合物的是()ACu(H2O)4SO4H2O BAg(NH3)2OH CKAl(SO4)212H2O DNa3AlF63下列化合物中哪些是配合物()CuSO45H2O K2PtCl6 KClCuCl2Cu(NH2CH2COO)2KClMgCl26H2O Cu(CH3COO)2A B C D4向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是()A反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2的浓度不变B沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)42C向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化D在Cu(NH3)42离子中，Cu2提供孤电子对，NH3提供空轨道5.气态Al2Cl6是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将图中你认为是配位键的斜线上加上箭头。6化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3BF3。(1)配位键的形成条件是_。(2)在NH3BF3中，_原子提供孤对电子，_原子接受电子。(3)写出NH3BF3的电子式并用“”标出配位键。_7Cu2能与NH3、H2O、Cl等形成配位数为4的配合物。(1)Cu(NH3)42中存在的化学键类型有_(填序号)。A配位键 B极性共价键C非极性共价键 D离子键(2)Cu(NH3)42具有对称的空间构型，Cu(NH3)42中的两个NH3被两个Cl取代，能得到两种不同结构的产物，则Cu(NH3)42的空间构型为_。十、电负性和电离能1第一电离能I1: 态电 性基态原子失去 个电子，转化为气态基态正离子所需要的 叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越 。同一元素的第二电离能 第一电离能。同周期元素从左往右，电负性逐渐 ，表明金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。同主族元素从上往下，电负性逐渐 ，表明元素的金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。2 将下列原子按电负性降低的次序排列，并解释理由： As、F、S、Cl3分别比较碳、氮、氧和钠、镁、铝第一电离能大小，并说明理由。 4.一般地说，第4周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，而31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，原因是 。【巩固练习】1研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是_。(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：_。电离能/kJmol1I1I2I3I4A9321 82115 39021 771B7381 4517 73310 540(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般地，d0或d10排布时，无颜色，d1d9排布时，有颜色，如Co(H2O)62显粉红色。据此判断，Mn(H2O)62_颜色(填“无”或“有”)。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。COCl2分子的结构式为CClClO，则COCl2分子内含有_。A4个键 B2个键、2个键C2个键、1个键 D3个键、1个键2、（1）A、B、C三种短周期元素，A是原子半径最小的元素，B原子最外层电子数是次外层的两倍，C元素的基态原子L层有两个未成对电子。 某直线形分子由A、B两种元素组成且原子个数比为1：1，该分子中含有_个键，_个键。 由A、B、C三种元素组成的无机阴离子，可形成二聚离子或多聚链状离子，从该阴离子的结构特点分析能够相互缔合的原因： _ _。 （2）CO的结构可表示为CO，N2的结构可表示为NN。下表是两者的键能数据：（单位：kJ/mol）ABA=BABCO357.7798.91071.9NN154.8418.4941.7结合数据说明CO比N2活泼的原因：_ 。（3）Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。 基态Ni原子的核外电子排布式为 _ _ 。 Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为20.5，沸点为103，易溶于非极性溶剂，据此可判断Fe(CO)5晶体属于 _ （填晶体类型）。 CuSO45H2O（胆矾）中含有水合铜离子因而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来） _ 。3.已知：A、B、C、D、E为周期表136号中的元素，它们的原子序数逐渐增大。A的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子相同；C2离子D2离子具有相同的、稳定的电子层结构；E的基态原子的外围电子排布式为3d84s2。请回答下列问题：A、B、C、D四种元素中，电负性最大的是 （填元素符号）。B的氢化物的沸点远高于A的氢化物的主要原因是 。AED由A、B、C形成的离子CAB与AC2互为等电子体，则CAB中A原子的杂化方式为 。E2离子能与AC分子形成E(AC)42，其原因是AC分子中含有 。最近发现，只含A、D、E三种元素的一种晶体（晶胞如右图所示）具有超导性。A原子的配位数为 ；该晶体的化学式为 。4.A、B、C是短周期非金属元素，核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns2np2，C是地壳中含量最多的元素。D、E是第四周期元素，其中E元素的核电荷数为29。D原子核外未成对电子数在同周期中最多。请用对应的元素符号或化学式填空：（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。 （2）分子(AB)2中键与键之间的夹角为180，并有对称性，每个原子最外层电子数均满足八电子，其结构式为 ， 1mol该分子中含有键的数目为 。 （3）基态D原子的外围电子排布式为 。DO2Cl2熔点：96 .5，沸点：117，则固态DO2Cl2属于 晶体。（4）E的氢化物的晶胞结构如图所示，其化学式是 。 5.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。Ti2+基态的电子排布式可表示为 。BH4的空间构型是 （用文字描述）。（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2 2NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是 （多项选择）。a.NH3分子中N原子采用sp3杂化b.相同压强时，NH3沸点比PH3高c.Cu(NH3)42+离子中，N原子是配位原子d.CN的电子式为： （3）2008年，Yoon等人发现Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。C60晶体易溶于苯、CS2，说明C60是 分子（选填：“极性”、“非极性”）；1mol C60分子中，含有键数目为 。 6硫元素可以形成多种物质如、SO2、SO、SO等。（1）中S原子的轨道杂化类型是 ，的空间构型是 。（2）向Cu(NH3)4SO4溶液中通入SO2至微酸性，有白色沉淀生成。分析表明该沉淀中Cu、S、N的物质的量之比为1:1:1，经测定该沉淀的晶体里有一种三角锥型的阴离子和一种正四面体型的阳离子。Cu(NH3)4SO4中Cu2+的电子排布式为 。Cu(NH3)4SO4中存在的化学键类型有 （填序号）。A共价键 B氢键 C离子键 D配位键 E分子间作用力 写出与SO互为等电子体的一种分子 。上述白色沉淀的化学式为 。7.镓(Ga)、锗( Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。已知砷化镓的晶胞结构如右图。试回答下列问题：（1）下列说法不正确的是（选填序号） 。 A砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B第一电离能：Se As Ge Ga C镓、锗、砷、硒都属于p区元素 D半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体（2）砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3反应制备得到，该反应在700进行，反应的方程式为 ，AsH3空间形状为 。 （3）Ge的核外电子排布式为 ， H2 Se中硒原子的杂化方式为 。（4）AsH3沸点比NH3低，其原因是： 。8（太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。亚铜离子（Cu+）基态时的价电子排布式表示为 。硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 （用元素符号表示）。与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H3BO3）在水溶液中能与水反应生成B(OH)4而体现一元弱酸的性质。B(OH)4中B的原子杂化类型为 ；不考虑空间构型，B(OH)4的结构可用示意图表示为 。单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得右图所示的金刚砂（SiC）结构；若在晶体硅所有SiSi键中插入O原子即得SiO2晶体。在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 ；判断a. SiO2，b.干冰，c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是 （填序号）。9. 已知：G、Q、R、T、X、Y、Z都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。G的简单阴离子最外层有2个电子，Q原子最外层电子数是内层电子数的两倍，X元素最外层电子数与最内层电子数相同；T2R的晶体类型是离子晶体，Y原子基态3p原子轨道上有2个未成对电子，其单质晶体类型属于原子晶体；在元素周期表中Z元素位于第10列。回答下列问题：（1）Z的核外电子排布式是 。（2）X以及与X左右相邻的两种元素，其第一电离能由小到大的顺序为 （用元素符号表示）。（3）QR2分子中，Q原子采取 杂化，写出与QR2互为等电子体的一种分子的化学式： 。（4）分子式为Q2G6R的物质有两种，其中一种易溶于水，原因是 ；T的氯化物的熔点比Y 的氯化物的熔点高，原因是 表示Q表示X表示Z 。（5）据报道，由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如右图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q原子有 个。参考答案：（1） C F （2分） （漏选1个扣1分，多选一个也扣1分，扣完为止。）