物质结构与性质二轮复习材料
2016．4．1 考点一 基态原子的核外电子排布
1．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(2)]基态Fe原子有_______个未成对电子。Fe3的电子排布式 ＋ 为________。可用硫氰化钾检验Fe3，形成的配合物的颜色为________。 ＋
答案 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 血红色
解析 基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，其中3d轨道有4个轨道未充满，含有4个未成对电子。Fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3，其电子排布＋
式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。检验Fe3时，Fe3与SCN形成配合物而使溶液显血红色。 ＋＋－
2．[2014·江苏，21(A)－(1)]Cu基态核外电子排布式为_______________________。 答案 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
3．[2014·安徽理综，25(1)]Na位于元素周期表第____周期第____族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_______________________。 答案 三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
4．[2014·浙江自选模块，15(1)节选]31Ga基态原子的核外电子排布式是________。 答案 1s22s22p63s23p63d104s24p1
5．[2013·新课标全国卷Ⅱ，37(1)]Ni2的价电子排布图为______________________。 ＋＋
答案
考点二 元素的电离能和电负性
1．[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(1)改编]在N、O、S中第一电离能最大的是________。 答案 N
2．[2013·新课标全国卷Ⅱ，37(2)]前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。 四种元素中第一电离能最小的是__________，电负性最大的是__________(填元素符号)。 答案 K F
4．[2013·山东理综，32(3)]第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种。 答案 3
5．(2013·安徽理综，25改编)已知Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，W的一种核素的质量数为28，中子数为14。
则：(1)W位于元素周期表第______周期第______族。
(2)Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”)。
答案 (1)三 ⅣA (2)小
－＋
6．[2013·山东理综，32(1)]下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是________。
答案 a
7．[2013·福建理综，31(1)]依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
答案
考点三 杂化轨道和空间构型
1．(2013·新课标全国卷Ⅰ)图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为________。
答案 sp3
2．(2014·新课标全国卷Ⅰ)乙醛中碳原子的杂化轨道类型为
答案 sp2 sp3
3．(2015·新课标全国卷Ⅰ)CS2分子中， C原子的杂化轨道类型是 。写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。
答案 sp1 CO2 、 SCN 、COS等 -
4．(2013·山东卷)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。
答案 sp2 sp3
5．[2015·山东理综，33(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__________。
答案 V形 sp3
6．(2014·山东高考)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。
图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________(填―>‖―
答案 sp3 ＜
7． [2015·江苏，21(A)－(2)节选]CH3COOH中C原子轨道杂化类型为__________。 答案 sp2 sp3
考点四 微粒作用与分子性质
1．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)]1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为________，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是______________________________________________。 答案 6NA CH3COOH存在分子间氢键
2．[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(3)改编]已知a是H，b是N，c是O，d是S，a与其他元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_______________(填化学式，写出两种)。
答案 N2H4、H2O2
3．[2014·浙江自选模块，15(2)(3)](2)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构式为
以下关于维生素B1的说法正确的是________。
A．只含σ键和π键 B．既有共价键又有离子键
C．该物质的熔点可能高于NaCl D．该物质易溶于盐酸
(3)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有________。
A．离子键、共价键 B．离子键、氢键、共价键
C．氢键、范德华力 D．离子键、氢键、范德华力
答案 (2)BD (3)D
4．[2013·山东理综，32(4)]若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是________。
答案 X
5．[2014·
答案
6．[2013·江苏，21(A)—(3)(5)]已知元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，元素Z的最外层电子数是其内层的3倍。
(3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是__________________________。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为__________。
答案 (3)水分子与乙醇分子之间形成氢键 (5)16 mol或16×6.02×1023个
7．[2013·新课标全国卷Ⅰ，37(5)]碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是______________________。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是______________________。
答案 ①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于
C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
8．[2013·福建理综，(3)(4)](3)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填序号)。
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．金属键 e．氢键 f．范德华力
(4)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨
酸)________Ka(苯酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是________________。
答案 (3)ad (4)＜
中形成分子内氢键，使其更难电离出H ＋
考点五 微粒作用与晶体结构
1．[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(3)(4)]Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有______个铜原子。
答案 16
2．[2014·江苏，21(A)—(5)]Cu2O在稀硫酸中生成Cu和CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为__________。
答案 12
3．[2014·浙江自选模块，15(1)节选]某种半导体材料由Ga和As两种元素组成，该半导体材料的化学式___________________________，其晶体结构类型为________。
答案 GaAs 原子晶体
4．[2014·福建理综，31(2)(3)]氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
(2)关于这两种晶体的说法，正确的是________(填序号)。
a．立方相氮化硼含有σ键和π键，所以硬度大 b．六方相氮化硼层间作用力小，所以质地软 c．两种晶体中的B—N键均为共价键 d．两种晶体均为分子晶体
(3)六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为______________，其结构与石墨相似却不导电，原因是____________________________________________。 答案 (2)bc (3)平面三角形 层状结构中没有自由移动的电子
5．[2014·新课标全国卷Ⅱ，37(4)(5)]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的 3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为________。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。
该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是____________________________________。 答案 (4)＋1
22(5)SO24 共价键和配位键 H2O H2O与Cu的配位键比NH3与Cu的弱 －＋＋
6．[2013·四川理综，11(3)]Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如下图所示，该晶体中Al的配位数是________。
答案 4
8．[2013·福建理综，31(2)]NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到： 4NH3＋3F2=====NF3＋3NH4F
上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有______________________________(填序号)。 a．离子晶体 b．分子晶体 c．原子晶体 d．金属晶体
答案 abd 解析 NH3、F2、NF3都是分子晶体，Cu是金属晶体，NH4F是离子晶体。
9．[2013·山东理综，32(2)]利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，下图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________________________________________________________________________。
Cu
11答案 2 BN 解析 ○：1＋82，：1＋4×＝2所以每个晶胞中含有B原子的个84
数为2，其化学式为BN。
10．[2013·新课标全国卷Ⅰ，37(2)(3)(4)](2)硅主要以硅酸盐、________等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以____________相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献____________个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为__________________。
答案 (2)二氧化硅 (3)共价键 3
(4)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
11．[2013·江苏，21(A)—(1)改编]元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。
X与Y所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。
②该化合物的化学式为________。
答案 ①4 ②ZnS
专题训练
1．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)锰元素位于第四周期第ⅦB族。基态Mn2的核外电子排布式为_____________。NO3的 ＋－ 空间构型为________(用文字描述)。
(2)HCHO中含有的σ键和π键数目之比为________。
(3)火山喷出的岩浆中含有多种硫化物，冷却时ZnS比HgS先析出，
原因是____________。
－(4)Cu3N形成的晶体结构如图所示。则与同一个N3相连的
Cu有________个，Cu的半径为a pm，N3的半径为b pm， ＋＋－
则Cu3N的密度为________ g·cm3。(阿伏加德罗常数用NA －
表示，1 pm＝10－12 m)
答案 (1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) 平面三角形
(2)3∶1
(3)二者均为离子晶体，ZnS的晶格能大于HgS，故ZnS先析出
103×1030
(4)6 4NAa＋b
2． X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2离子的3d轨道中有9个电子。＋
请回答下列问题：
(1)Y基态原子的电子排布式是________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。
(2)XY2离子的立体构型是________；R2的水合离子中，提供孤电子对的原子是－＋
_________。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是_______________________________________。
(5)Y与R所形成的化合物晶体晶胞如右图所示,
该晶体的化学式:_____________；晶胞参数如右图
所示，则该晶胞密度是_______________g‧cm-3(列
式并计算结果，保留小数点儿后一位)。
(6)图1表示某种含氮有机化合物的结构， 其分子内4
个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分
子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢
键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合
物识别的是________(填标号)。
a．CF4 b．CH4 c．NH4+ d．H2O
答案 (1)①1s22s22p4 ②Cl (2)①V形 ②O (3)2∶1
(4)2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋4OH＋6H2O ＋－
(5)CuO ；2.1 (6)c
3．安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题，
(1)请写出基态Cu原子的外围电子排布式原子在灼烧时外围电子发生了 而变为激发态。
(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式
请分析1个松脂酸铜中π键的个数；加“*”碳原子的杂化方式为
(3)Cu2O的熔点比Cu2S的________(填“高”或“低”)，请解释原因：
________________________________________________________。
(4)下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式（以X表示某元素符
号；与X等距离且最近的X原子个数为
(5)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品S02，SO2分子的几何构型 ，比
较第一电离能：O（填“>”或“
(6)黄铜合金可以表示为Cu3Zn，为面心立方晶胞，晶体密度为8.5g/cm3，求
晶胞的边长（只写计算式，不求结果）：___________________。
答案（1）3d104s1 跃迁 （2）6 sp3
（3）高 Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同，但O2的半径比 －
S2的小，所以Cu2O的晶格能较大，熔点较高 －
（4）Cu2X 8 （5）折线形（V形或角形）
（6）cm或者
4．钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：
回答下列问题：
（1）基态钛原子的价电子排布图为 ，其原子核外共有 种运动状态不相
同的电子。金属钛晶胞如下图1所示，为 堆积（填堆积方式）。
（2）根据价层电子互斥理论，价层电子对之间的斥力大小有如下顺序：l－l >> l－b > b－b
（l为孤对电子对，b为键合电子对），则关于H2O中的H－O－H键角可得出的结论是________。
A．180° B．接近120°，但小于120°
C．接近120°，但大于120° D．接近109°28’，但小于109°28’
（3）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃，可知
TiCl4为______晶体。
（4）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图2。化合物乙的沸点明
显高于化合物甲，主要原因是 。化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
CH3CH2CCH3
2①纳米TiO2②N H33CH2CH3化合物乙化合物甲 图1 图2
（5）钙钛矿晶体的结构如右图所示。钛离子位于立方晶胞的角顶，被
个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，
被个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为。 若该晶
胞的边长为a pm，则钙钛矿晶体的密度为-3（只
要求列算式，不必计算出数值）。相对原子质量：Ca-40,Ti-48
答案（1 22 六方最密
（2）D （3）分子 （4）化合物乙分子间形成氢键 N＞O＞C
（5）6 12 CaTiO3 136 -103(a10)NA
5．钴是人体必需的微量元素，含钴化合物作为颜料，具有悠久的历史，在机械制造、磁性材料等领域也具有广泛的应用，请回答下列问题：
（1）Co基态原子的电子排布式为_____________；
（2）酞菁钴近年来在光电材料、非线性光学材料、光动力学中
的光敏剂、催化剂等方面得到了广泛的应用，其结构如图
所示，中心离子为钴离子。
①酞菁钴中碳原子的杂化轨道类型为_____________；
②与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_____________；
（3）CoCl2中结晶水数目不同呈现不同的颜色。
CoCl2可添加到硅胶(一种干燥剂，烘干后可再生反复使用)中制成变色硅胶。简述硅胶中添加CoCl2的作用：_____________；
（4）用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co(CN)2析出，将它溶于过量的KCN溶液后，
可生成紫色的[Co(CN)6]4-，该配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色
[Co(CN)6]3-，写出该反应的离子方程式：_______________________________________；
（5）筑波材料科学国家实验室一个科研小组发现了在 5K 下呈现超导性的晶
体，该晶体具有CoO2的层状结构(如下图所示，小球表示Co原子，大球表示O原子)。下列用粗线画出的重复结构单元示意图不能描述CoO2的化学组成的是_____________。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2； （2）①sp2；②2、4；
（3）随着硅胶的吸湿和再次烘干，二氯化钴在结晶水合物和无水盐间转化，通
过颜色的变化可以表征硅胶的吸湿程度；
（4）2[Co(CN) 6 ]4- +2H2O2[Co(CN) 6 ] 3- +H2 ↑+2OH –； （5）D
6．2015年10月中国药学家屠呦呦因发现青蒿素（一种用于治疗疟疾的药物）而获得诺贝尔生理医学奖。青蒿素（C15H22O5）的结构如右图所示。请回答下列问题:
（1）组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序
是 ，在基态O原子中，核外
存在 对自旋相反的电子。
（2）下列关于青蒿素的说法正确的是 (填序号)。
a.青蒿素中既存在极性键又存在非极性键
b.在青蒿素分子中，所有碳原子均处于同一平面
c.图中数字标识的五个碳原子均只以σ键与其它原子成键
（3）在确定青蒿素结构的过程中，可采用NaBH4作为还原剂，其制备方法
为：4NaH + B(OCH3)3 → NaBH4 + 3CH3ONa
NaH晶胞结构，则
NaH晶体的配位数是
为a则Na原子间最小核间距为 。
② B(OCH3)3 中
B(OCH3
)3
③NaBH4结构如右图所示。结构中存在的作用力
有 。
答案（1）H＜C＜O 3 （2）a
a
（3）①离子 6 2
②sp2 SO3、CO32-（其他合理答案均可）
③离子键、配位键、共价键
7．第四周期中的18种元素具有重要的用途，在现代工业中备受青睐．
（1）铬是一种硬而脆，抗腐蚀性强的金属，常用于电镀和制造特种钢．基态Cr原子中，电
子占据最高能层的符号为 ，该能层上具有的原子轨道数为 ，电子数为 ；
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，30Zn与31Ga的
第一电离能是否符合这一规律？ （填“是”或“否”），原因是 （如果前一问填“是”，此问可以不答）
（3）镓与第VA族元素可形成多种新型人工半导体材料，砷化镓（GaAs）
就是其中一种，其晶体结构如下图右所示（白色球代表As原
子）．在GaAs晶体中，每个Ga原子与 个As原子相连，
与同一个Ga原子相连的As原子构成的空间构型为 ； （4）与As同主族的短周期元素是N、P．AsH3中心原子杂化的类型为 ；一定压强下
将AsH3、NH3和PH3的混合气体降温时首先液化的是 ，理由是 。 答案（1）N；16；1；
（2）否；30Zn的4s能级有2个电子，处于全满状态，较稳定；
（3）4；正四面体；
（4）sp3；NH3；NH3分子之间有氢键，沸点较高。