分子结构与性质

课时作业（三十四）分子结构与性质（2020湖北部分重点中学联考）A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期的元素，其原子序数依次增大，A为元素周期表中原子半径最小的元素，B的基态原子中占有电子的3个能级上的电子数均相等，D与B同族，C与B同周期，且C的所有p轨道上的电子数与所有s轨道上的电子数相等，E的次外层电子数是其最外层电子数的7倍。回答下列问题：（1）B、C、D三种元素的电负性由小到大的顺序为（用元素符号表示）；D元素基态原子的价电子排布式为。（2）B、C、E能形成如图甲所示的三角双锥构型的配合物分子，三种元素的原子分别用大白球、小白球和黑球代表。甲甲该配合物形成配位键时提供空轨道的原子是（填元素符号），该配合物中大白球代表的元素的化合价为。（3）①在水溶液中，水以多种微粒的形式与其他化合物形成水合物。试画出H5O才的结构图式：。②图乙为冰的一种骨架形式，以此为单位向空间延伸。该冰中的每个水分子有如果不考虑晶体和键的类型,哪一物每个水分子有如果不考虑晶体和键的类型,哪一物质的空间连接方式与这种冰的连接类似：乙乙答案：(1)Si<C<O3s23P2⑵Fe0

(3)①②(3)①②2SiO,2解析：本题考查原子核外电子排布■电负性、配位键等。根据题中信息，A为元素周期表中原子半径最小的元素，则A是H元素；B的基态原子中占有电子数的3个能级上的电子数均相等，则B是C元素；D与B同族，即D是Si元素；C与B同周期即C元素位于第二周期，且C的所有p轨道上的电子数与所有s轨道上的电子蜘等，则C的基态原子核外电子排布为1s22s22P4，即C是O元素；E的次外层电子数是其最外层电子数的7倍，则E的基态原子核外电子排布为1s22s22P63s23P63d64s2，所以E是Fe元素。(1)同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元索电负性递减，即电负性：Si<C<O；D是Si元素，它的基态原子核外电子排布式为1s22s22P63s23P2，价电子排布式是3s23P2。⑵对比三种球的原子半径大小可知小白球为O原子，黑球为C原子，大白球为Fe原子，Fe原子具有多余的原子轨道，可提供空轨道，形成配合物Fe(CO)5;CO分子不带电，因此Fe的化合价为0。(3)①H5O才可以写成两个水分子以氢镯相连，其中一个水分子的O再以配位键连接一个氢离子，书写时将所有原子看为一个整体，用rH、rH、方括号括起来，“十”放在方括号右上角，即［//HO—H…。H.②晶体冰中，每两个水分子间有一个氢键，平均属于每个水分子的乳罐有0.5个，f水分子与周围的四个水分子以氢键结合，故每个水分子有2个氢键；以立方体中的水分子为研究对象，每个水分子

形成4个氢键，该结构与二氧化硅晶体类似，Si-O通过共价键形成1面体结构，四面体之间通过共价键形成空间网状结构。(2020广西梧桐联考)据科技日报网报道，南开大学科研团队借助镍和苯基硼酸共催化剂，首次实现丙烯醇高效、绿色合成。丙烯摹及其化合物可合成甘油、医药、农药、香料等，合成维生素£及天然抗癌药物紫杉醇中都含有丙烯醇。丙烯醇的结构简式为ch2===ch—CH2OHo请回答下列问题：(1)基态镍原子的核外电子排布式为O(2)1molCH2===CH—CH20H中°键和n键的个数比为，丙烯醇分子中碳原子的杂化类型为(3)丙醛(3)丙醛(CH3cH2cHO)的沸点为49℃,丙烯(CH2===CHCH2OH)的沸点为91℃，二者相对分子质量相等，沸点相差较大的主要原因是 (4)羰基银［Ni(CO)4］用于制备高纯度镍粉，它的熔点为一25℃,沸点为43℃。羰基银晶体的类型是o(5)Ni2+能形成多种配离子，如［NKNH^R+、［Ni(SCN)3］-和［Ni(CN)4］2-等。［Ni(NH3)6］2+中心原子的配位数是。(6)NiO晶胞如图所示。Ji#',晶胞DO•NiJi#',晶胞DO•Ni晶胞截面图①氧化镍晶胞中原子坐标参数：A(0,0,0)、B(1,1,0),则C原子坐标参数为。②已知：氧化镍晶胞密度为d&cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的^A值，则Ni值，则Ni2+半径为nm(用代数式表示)。答案：(1)1s22s22P63s23P63d84s2或[Ar]3d84s2(2)9:1sp2、sp3

(3)丙烯醇分子间存在氢键(4)分子晶体⑸6(6)①(1(6)①(1,1,1)『3/散107解析：本题考查原子核外电子排布、粒间的相互作用■杂化轨道理论■分子晶体的性质■晶胞的计算等。⑴Ni是第28号元素，原子核外共有28个电子，根据构造原理，核外电子排布式为1s22s22P63s23P63d84s2。(2)单键为。键双键含有1个。键、1个n键£H2===CH-CH20H分子含有9个。键和1个n键，故1molCH2===CH—CH2OH中。键和n键的个数比为9：1；分子中饱和碳原子采取sp3杂化，形成碳碳双键的不饱和碳原子采取sp2杂化。(3)丙烯醇中含有羟基，分子之间可以形成氢罐，使得它的沸点比丙醛的高很多。(4)羰基镍的熔、沸点都很低，说明微粒间的作用力很小，该晶体属于分子晶体。⑸[用3珥)6]2+中心Ni原子结合配位体NH3的配位数是6。(6)①氧化镍晶胞中原子坐标参数：A(0,0,0).B(1,1,0),C点对应的x轴坐标为1,y轴与工轴坐标都是1,所以C点的坐标参数为2,1,,1,11。②设晶胞参数为anm，观察氧化镇晶胞图，1个晶胞中含有4个NiO'则"=(a^k，a=确E'设N"+螭x

TOC\o"1-5"\h\z2「2 2-2nm0-半径为rnm则有4r二队2r+2x=a则x= a="4 4XX10XX107O（2020河南郑州质量检测）砷化镇可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。（1）基态Ni原子的价电子排布式为,基态As原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。（2）第一电离能：AsSe（填“>”或“<”），原因是（3）①AlH］的中心原子的杂化方式为，其空间构型为;写出一种与Al均互为等电子体的分子的化学式:②AsH3分子中H—As—H键角109°28,（填“>”“=”或“<”）。AsH3的沸点低于NH3,其原因是（）H, OH（4）有机碑（ 「'）是治疗昏睡病不可缺少的药物，该有机碑中存在的化学键的种类为（物，该有机碑中存在的化学键的种类为（填序号）。.离子键d・碳碳双键（5）神化银激光在医学上用于治疗皮肤及黏膜创面的感染、溃疡等，神化镇晶胞如图所示，该晶胞密度=g-cm-3（列式即可,不必化简）。答案：⑴3d84s2哑铃（或纺锤）(2)>As元素原子的4p轨道上的电子呈半充满状态，比较稳定(4)abc(3)①sp3正四面体形SiH/或CH4)②<液态NH3分子间能形成氢键，AsH3分子间只有范德华力(4)abcC2X59+2X751

或活一 或⑸邈-守水AX10一30⑸邈-守水AX10一30I268 )%2sin60°NAX10-307解析：本题考查原子核外电/陆,电离能,杂化轨道理论■分子的空间构型、粒间的相互作用■晶胞的计算等。子的空间构型、粒间的相互作用■晶胞的计算等。(1)Ni的原子序数为28，基态Ni原子的价电/上布式为3d84s2；基态As原子核外电子排布式为3]3d104sMp3，该基态原子中占据最高能级的电子为4p电子，电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形。(2)原子轨道中电子处于全满、全空或半空时较稳定，As元素原子的4p轨道上的电子呈半满状态，比较稳定，第一电离能大于同周3+3+1-4X1，2=4'(3)①Al%的中心原子Al的价层电子对数=4+不含那电子对，根据价层电子对互斥理论，Al原子的杂化方式为sp3,空间构型为正四面体结构；与AlH4.互为等电子体的分子中含有5个原子，价电子总数是8，其等电子体有SiH4、CH4。②AsH3分子中5-3X1As原子价层电子对数=3+—5—=4，含有1对孤电子对，该分子2构型为三角锥形，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，导致其键角减小，小于109°28'。分子间能形成氢

键的氧化物熔、沸点较高，液态NH3分子间能形成氢健，AsH3分子间只有范德华力，故氨气的焙、沸点较高。()HeNT^^As、()H(4)在有机种( (')中，共价单键中存在。键，苯环中存在大n键，钠离子和阴离子之间存在离子键，所以含有离子版。舞.n键，故选abc。⑸该晶胞中Ni原子个数为4义克+4*尹2*1+2*1=2,As原iocm=乎ab2X10-30cm3，晶胞密度二MX2NAX2^V~~32268 g・iocm=乎ab2X10-30cm3，晶胞密度二MX2NAX2^V~~32268 g・cm-3。NX10-30AC2H50H不能用无水CaCl2干燥是因为Ca2+和C2H50H可形成[Ca(C2H50H)4]2+,该离子的结构式可表示为。(3)氧元素可分别与Fe和Cu形成低价态氧化物FeO和Cu2O。①FeO立方晶胞结构如图甲所示，则Fe2+的配位数为；与02-紧邻的所有Fez+构成的几何构型为。4.(2020河北石家庄质量检测)氧元素为地壳中含量最高的元素，可形成多种重要的单质和化合物。(1)氧元素位于元素周期表中区；第二周期元素中，第一电离能比氧大的有 种。(2)含氧有机物中，氧原子的成键方式不同会导致有机物性质不同。C2H50H的沸点高于CH30cH3的原因为②Cu2O立方晶胞结构如图乙所示，若02-与Cu+之间最近距离为apm,则该晶体的密度为 gym-3。(用含a、NA的代数式^^表示，NA代表阿伏加德罗常数的值)乙答案：(1)p3(2)乙醇分子间可形成氢键(3)①6正八面体②2片义1030A解析：本题考查原子核外电邦陆.分子的空间构型■微粒间的相互作用■晶胞结构的计"。(1)0元素的价电/*布式为2s22P4，因此氧元素位于元素周期表的P区；同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，但由于N原子的2p轨道处于半充满的状态，比较稳定，其第一电离能比O大，故第二周期中，第一电离能比O大的元素共有3种，分别是N.F、Ne。⑵由于乙醇分子间可以形成氢罐，而甲醚不可以，因此乙醇的沸

点要高于甲醚；乙醇与钙离子形成的化合物中含有配位罐，乙醇分子中的O提供孤电子对，钙离子提供空轨道。(3)①在立方体中，距离Fez+最近的。2-有6个，因此Fez+的配位数为6；与O2.最近的Fez+共有6个，形成的空间构型为正八面体。②在氧化亚铜晶胞中，Cu+位于晶胞体内，因此一个晶胞中含有4个。口+，02.位于晶胞的体内和顶点上，一个晶胞中含有1+8X1=2个802-，因此一个晶胞的质比用产02-，因此一个晶胞的质比用产g=Ng.02-与Cu+的NA挚aX10挚aX10-10cm，因此晶胞的密度为V二黯AX1030g・cm-3。最短距离等于晶胞体对角线长度的1,因此晶胞的边长叶5.(2020山东聊城一模)二氟草酸硼酸锂［LiBF2(C204H是新型锂离子电池电解质，乙酸镒［(CH3cOO)3Mn］可用于制造离子电池的负极材料。合成方程式如下：2H2C2O4+SiCl4+2LiBF4===2LiBF2(C2O4)+SiF4+4HCl4Mn(NO3)2・6H2O+26(CH3cO)2O===8HNq+4(CH3cOO)3Mn+3O2t+40CH3COOH(1)基态Mn原子的核外电子排布式为。(2)草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子轨道的杂化类型是,1mol草酸分子中含有。键的数目为。(3)与SiF4互为等电子体的两种阴离子的化学式为(4)CH3COOH易溶于水，除了它是极性分子外，还因为(5)向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成［Cu(NH3)4］2+配离子。

已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与CU2+形成配离子的原因是 (6)硼氢化钠的晶胞结构如图所示，该晶胞中 Na+的配位数为—，若硼氢化钠晶体的密度为dg/cm3,NA表示阿伏加德罗常A数的值，则a=(用含数的值，则a=(用含d、NA的代数式表示)；若硼氢化钠晶胞上、下底心处的Na+被Li+取代,则得到晶体的化学式为答案：(1)[Ar]3d54s2(或1s22s22P63s23P63d54s2)⑵sp27NA(3)SO4-、PO4-(4)乙酸与水分子之间可形成氢键(5)F的电负性大于N,N—F成键电子对偏向F,导致NF3中的N原子核对孤对电子吸引力增强，难以形成配位键d7NAd7NAX107Na3Li(BH)3(6)8解析：(1)Mn为25号元素，核外电子数为25,基态Mn原子的核外电子排*布式为小「]3d54s2或1s22s22P63s23P63d54s2。(2)由草酸(HOOCCOOH)分子的结构可知，一个中心碳原子有3个。键和一个n键，没有孤对电子，属于sp2杂化；每个草酸(HOOCCOOH)»?^^^W7个。键，1mol草酸分子中含有。罐的

(3)与SiF4互为等电子体的两种阴离子的化学式分别为SO?、(4)CH3COOH易溶于水，除了它是极性分子外，还因为CH3COOH与水分子之间可形成氢健。(6)以上底面处的Na+为研究对象，与之距离最近的B%共有8个。该晶胞中Na+个数为4加%个数是4,晶体的化学式为NaBH4,该晶胞的质量为38X4该晶胞的质量为38X4g，该晶胞的体积为2a3nm3=2a3X10-21cm3，3「则2a3X10-21cm3Xdg/cm3=—^一g,a=\不旷X107•若NaBH4小三目为4，钠离晶胞上■下底心处的Na+被Li+取代，则晶胞中小三目为4，钠离4子个数为3子个数为3,锂离子个数为1,fi4就的化学式为Na3Li(BH4)4。6.(2020山东潍坊二模)《日华子本草》中已有关于雄黄的记载:“雄黄，通赤亮者为上，验之可以虫死者为真。”雄黄364s4)和雌黄(As2s3)是提取砷的主要矿物原料，二者在自然界中共生。回答下列问题：(1)基态砷原子的价电子轨道排布图为(1)基态砷原子的价电子轨道排布图为,核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图形状为。(2)S、P和N三种元素第一电离能由大到小的顺序是_(3)雄黄3§4s4)的结构如图1所示,S原子的杂化形式为(4)SO2(4)SO2分子中的。键数为个，分子的空间构型为。分子中的大n键可用符号nm表示，其中m代表参与形成大n键的原子数，打代表参与形成大n键的电子数(如苯分子中的大n键可表示为吗)，则SO2中的大键可表示为吗)，则SO2中的大n键应表示为。SO2分子中

2O—S—O的键角“=”)。NO不中O—N—O的键角(填“>”“<”或3(5)神化钱是优良的半导体材料，密度为pg-cm-3,其晶胞结构如图2所示。Ga和As原子半径分别为r1pm和r2pm,阿伏加德罗常数值为NA,则神化镓晶体的空间利用率为。答案:哑铃形(或纺锤形)4s4p⑵N>P>S(3)sp3(4)2V形n4V(5)4npN[(q+答案:哑铃形(或纺锤形)4s4p⑵N>P>S(3)sp3(4)2V形n4V(5)4npN[(q+q)X10-30435X100%解析：(1)As是33号元素，位于第四周期丫人族，价电子排布式为4s24P3，