2017创新设计化学(通用版)精品三轮 基础回扣与考前特训 题型二十四 物质结构与性质综合应用(选修)

[题型专练] 一、核外电子排布 1.（2016·全国Ⅰ，37改编）写出基态As原子的核外电子排布式__________________________________________________________________。 解析 As的原子序数为33，则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。 答案 1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3） 2.（2016·全国Ⅱ，37节选）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 。 解析 镍是28号元素，位于第四周期，第Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2；3d能级有5个轨道，根据洪特原则，先占满5个自旋方向相同的电子，再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2。 答案 1s22s22p63s23p63d84s2（或[Ar]3d84s2） 2 3.（1）铬，铜，铁，锰等原子的基态电子排布式 。 （2）氯元素的基态原子的价电子层排布式是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 （3）与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有 （填元素符号）。 解析 24号Cr元素核外24个电子，最后6个电子的排布有两种可能：3d44s2或3d54s1。根据半满、全满规则可知后者更稳定。同理，可知最外层只有1个电子的除了K，还有3d104s1的Cu。 答案 （1）铬：1s22s22p63s23p63d54s1； 铜：1s22s22p63s23p63d104s1；铁： 1s22s22p63s23p63d64s2； 锰：1s22s22p63s23p63d54s2 （2）3s23p5 （3）K、Cu 二、电离能和电负性 1.（2016·全国Ⅲ，37）根据元素周期律，原子半径Ga As，第一电离能Ga As。（填“大于”或“小于”） 解析 同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径Ga大于As，As原子的4p轨道处于半满的稳定结构，所以第一电离能Ga小于As。 答案 大于 小于 2.Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。 答案 O＞Ge＞Zn 3.（1）电离能：①C、N、O；②N、S、P；③C 、N、Si；④N、 O、F的第一电离能由大到小的顺序为 。 （2）电负性：H、O、S电负性由大到小的顺序是 。B和N相比，电负性较大的是 ；BN中B元素的化合价为 ；从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为 。 （3）N第一电离能也反常，导致它的一些性质也出现反常。已知N—N、N＝N、N≡N键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C＝C、C≡C键能之比为1.00∶1.77∶2.34，由此你得出的结论是：__________________________________________________________________。 解析 （1）同周期第一电离能从左往右一般逐渐增大，但IA<ⅡA>ⅢA；ⅣA<ⅤA>ⅥA，同主族从上往下第一电离能逐渐减小。（2）同周期电负性从左往右逐渐增大，同主族从上往下电负性逐渐减小。 答案 （1）①N>O>C、②N>P>S、③N>C>Si、 ④F>N>O （2）O>S>H N ＋3 O＞C＞Si （3）乙烯，乙炔中的键不牢固，N＝N、N≡N的键非常牢固 三、完成下列有关杂化轨道分子空间构型，化学键类型等题目 1.（2016·全国Ⅲ，37节选）AsCl3分子的立体构型为 ，其中As的杂化轨道类型为 。

解析 AsCl3分子中心As原子的价层电子对数＝3＋5－1×32＝4，含有1对孤对电子，则其立体构型为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3。 答案 三角锥形 sp3 2.（2016·全国Ⅰ，37节选）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为 ，微粒之间存在的作用力是 。 答案 sp3 共价键 3.（2016·全国Ⅱ，37节选）硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH3）6]SO4蓝色溶液。 （1）[Ni（NH3）6]SO4中阴离子的立体构型是 。 （2）在[Ni（NH3）6]2＋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 。 解析 （1）根据价层电子对互斥理论，SO2－4的σ键电子对数等于4，孤电子对数

为6＋2－2×42＝0，则阴离子的立体构型是正四面体形；（2）根据配位键的特点，在[Ni（NH3）6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N。 答案 （1）正四面体形 （2）配位键 N 4.（1）NH－2的空间构型为 ，中心原子的杂化类型是 。 （2）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 。

（3）富勒烯（C60）的结构如图，其分子中碳原子轨道的杂化类型为 ；1 mol C60分子中σ键的数目为 。 （4）尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是 。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为 。 （5）SeO3分子的立体构型为 。 （6）N4分子是一种不稳定的多氮分子，这种物质分解后能产生无毒的氮气并释放出大量能量，能被应用于制造推进剂或炸药。N4是由四个氮原子组成的氮单质，其中氮原子采用的轨道杂化方式为sp3，该分子的空间构型为 ，N—N键的键角为 。 解析 （1）NH－2属于AB2，中心N原子有孤对电子，空间构型为“V”形，N原子采取sp3杂化；（2）苯是平面形结构，碳原子采取sp2杂化；CH3OH是四面体结构，碳原子采取sp3杂化；HCHO是平面形结构，碳原子采取sp2杂化；CS2是直线形，碳原子采取sp杂化；CCl4是正四面体结构，碳原子采取sp3杂化；（3）根据富勒烯的结构图可知C原子形成了2个碳碳单键和1个碳碳双键，即3个σ键，所以C原子杂化方式为sp2；1个C原子形成3个σ键，每个σ键被两个C原子共用，所以1 mol C60分子中σ键的数目为：3×1/2×60NA＝90NA；（4）尿素（H2NCONH2）分子中C原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以其杂化方式为sp2，N原子含有3个σ键且含有一个孤电子对，所以N原子采用sp3杂化，由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型为V形；（5）气态SeO3分子中心

原子Se的价层电子对数为3＋6－2×32＝3，无孤电子对，所以分子构型为平面三角形；（6）N4中氮原子的轨道杂化方式为sp3，其空间构型与P4（白磷）相似，空间构型应为正四面体结构，N—N键的键角为60°。 答案 （1）“V”型 sp3 （2）①③ 直线型 （3）sp2 90NA（或90×6.02×1023） （4）sp2、sp3 V形 （5）平面三角形 （6）正四面体 60° 四、完成下列有关物质的性质和作用力的题目 1.（2016·全国Ⅱ）氨的沸点 （填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是__________________________________________________________________。 答案 高于 氨气分子间存在氢键 2.（2016·全国Ⅰ）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 GeCl4 GeBr4 GeI4 熔点/℃ －49.5 26 146 沸点/℃ 83.1 186 约400 答案 GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 3.（1）合成氮化碳是一种硬度比金刚石还大的晶体，氮化碳的晶体类型为 ，该晶体中微粒间的作用力是 。 （2）硅烷（SinH2n＋2）的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是_________________________________________________________。

（3）氢化物NH3比氢化物PH3的沸点高，原因__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 （4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图。三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是 ；1 mol三聚氰胺分子中σ键的数目为 三聚氰胺的相对分子质量与硝基苯的相近，但三聚氰胺的熔点比硝基苯的高，其原因是__________________________________________________________________。

（5）乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析 （1）原子晶体中存在的作用力是共价键，一般熔点高硬度大，金刚石是原子晶体，氮化碳硬度比金刚石还大，氮化碳是原子晶体；（2）硅烷（SinH2n＋2）都是分子晶体，分子晶体的沸点高低取决于分子间作用力，而分子间作用力与相对分子质量的大小有关；（3）因为氨气分子间能形成氢键，使氨气的沸点升高；（4）氨基上N原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，则N原子采用sp3杂化；氮碳双键两端的N原子含有两个σ键和一个孤电子对，N原子采用sp2杂化；1个三聚氰胺分子中σ键个数是15NA，所以1 mol三聚氰胺分子中σ键的数目为15NA，