2018版高考化学江苏版二轮专题复习配套文档：专题九 物质结构与性质题型研究 Word版含答案

[题型特点]
物质的结构与性质综合题，常见题型有两种：一是围绕某一主题展开，二是在应用元素周期表、原子的结构与元素化合物的性质对元素进行推断的基础上，考查有关物质结构与性质中的重要知识点，重视考查面广，试题整体难度不大。

考查内容主要涉及核外电子排布式、电子排布图、电离能和电负性、σ键和π键、分子间作用力、氢键、化学键数目的计算、通过各种理论(杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、等电子体理论等)推测分子的空间构型、轨道杂化方式(sp、sp2、sp3)的判断、常见晶体的构型、金属晶体的堆积模型、晶胞中粒子数目的计算，试题中所设计的几个问题常常是相互独立的，但所考查的内容却是上述知识点的综合应用。

1.(2017·江苏化学，21)铁氮化合物(Fe x N y)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。

某Fe x N y的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。

(1)Fe3＋基态核外电子排布式为_______________________________。

(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为________。

(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________。

(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_____________________________
___________________________________________________________。

(5)某Fe x N y的晶胞如图1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x－n)Cu n N y。

Fe x N y转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为________。

图1 Fe x N y 晶胞结构示意图 图2 转化过程的能量变化
解析 (1)先写出26号元素铁的核外电子排布式[Ar]3d 64s 2，再由外向内失3e －，得Fe 3＋的核外电子排布式为[Ar]3d 5。

(2)丙酮中－CH 3中碳原子形成4根单键，为sp 3杂化，羰基中碳原子形成1个π键，为sp 2杂化。

丙酮的结构式为
，有9个σ键(6个C －H ，2个C －C ，1个C －O)。

(3)非金属性
H ＜C ＜O 。

(4)乙醇与丙酮的晶体类型都为分子晶体，乙醇分子间存在氢键和范德华力，而丙酮分子间只存在范德华力，氢键的作用力强于范德华力，使沸点升
高。

(5)能量低更稳定，Cu 代替a 位置的Fe(顶点上的Fe)，晶胞中Cu 个数为8×18
＝1，Fe 个数为6×12＝3，N 个数为1，化学式为Fe 3CuN 。

答案 (1)[Ar]3d 5或1s 22s 22p 63s 23p 63d 5
(2)sp 2和sp 3 9N A
(3)H<C<O (4)乙醇分子间存在氢键 (5)Fe 3CuN
2.(2016·江苏化学，21)[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO 发生如下反应： 4HCHO ＋[Zn(CN)4]2－＋4H ＋＋4H 2O===[Zn(H 2O)4]2＋＋4HOCH 2CN
(1)Zn 2＋基态核外电子排布式为__________________________________。

(2)1 mol HCHO 分子中含有σ键的数目为________mol 。

(3)HOCH 2CN 分子中碳原子轨道的杂化类型是________。

(4)与H 2O 分子互为等电子体的阴离子为________。

(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为________。

解析(1)先写锌原子核外电子排布式[Ar]3d104s2，再由外向内失2个电子，得
Zn2＋核外电子排布式为[Ar]3d10。

(2)甲醛结构式为，σ键数为3。

(3)HOCH2CN可表示为HOCH2C≡N，碳原子分别为sp3、sp杂化。

(4)等电子体可以“左右移位、平衡电荷”判断，H2O等电子体阴离子为NH－2。

(5)Zn2＋提供空轨道，CN－中碳原子提供孤对电子形成配位键。

答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(2)3(3)sp3和sp(4)NH－2
(5)
3.(2015·江苏化学，21)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O2－7＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→
4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH
(1)Cr3＋基态核外电子排布式为________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是______(填元素符号)。

(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________________________；
1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为______。

(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为__________________(填化学式)；H2O 与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为___________________________________________________________。

解析(1)Cr为24号元素，注意写Cr3＋基态核外电子排布式时，应先写出铬原子的基态核外电子排布式[Ar]3d54s1，再由外向内依次失去3个电子，则Cr3＋基态核外电子排布式为[Ar]3d3；Cr3＋有空轨道，H2O中O有孤对电子，形成配合物时O为配位原子。

(2)CH3COOH中—CH3中的碳原子为sp3杂化，—COOH中的
碳原子为sp2杂化。

由CH3COOH的结构式，可知1 mol分子中含有σ键7 mol。

(3)采用“左右移位，平衡电荷”法，可得出与H2O互为等电子体的阳离子H2F＋。

H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为它们分子间还可以形成氢键。

答案(1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)O
(2)sp3和sp27 mol(或7×6.02×1023)
(3)H2F＋H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
4.(2014·江苏化学，21)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。

(1)Cu＋基态核外电子排布式为________。

(2)与OH－互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。

(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是____________；1 mol乙醛分子中含有的σ键的数目为________。

(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为___________________________________________________________。

(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________。

解析(1)Cu＋是由Cu原子失1个4s电子形成的，Cu原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋的核外基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。

(2)可以采用“平衡电荷，左右移位”的方法：将负电荷加给氧原子，变为氟原子，即与OH－互为等电子体的分子为HF。

(3)醛基中碳原子形成了1个
π键和3个σ键，故碳原子为sp 2杂化。

乙醛的结构式为：，一个分子含有6个σ键，则1 mol 乙醛中含有6 mol σ键。

(5)由铜的晶胞结构示意图可知，晶胞为面心立方，每个铜原子周围等距且最近的铜原子个数为12个。

答案 (1)[Ar]3d 10或1s 22s 22p 63s 23p 63d 10
(2)HF
(3)sp 2 6N A 或6×6.02×1023个
(4)2Cu(OH)2＋CH 3CHO ＋NaOH ――→△CH 3COONa ＋Cu 2O ↓＋3H 2O
(5)12
5.(2013·江苏化学，21)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 的原子最外层电子数是其内层的3倍。

(1)X 与Y 所形成化合物晶体的晶胞如图所示。

①在1个晶胞中，X 离子的数目为________。

②该化合物的化学式为________。

(2)在Y 的氢化物(H 2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是________。

(3)Z 的氢化物(H 2Z)在乙醇中的溶解度大于H 2Y ，其原因是________________。

(4)Y 与Z 可形成YZ 2－4。

①YZ 2－4的空间构型为________(用文字描述)。

②写出一种与YZ 2－4互为等电子体的分子的化学式：________。

(5)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH 3)4]Cl 2，1 mol 该配合物中含有σ键的数目为________。

解析 X 的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2，为30号元素锌。

Y 核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 4，为16号元素硫，Z 为氧。

(1)①由晶胞结构可知，
一个晶胞中X 离子的数目为：8×18＋6×12＝4个。

②Y 在晶胞内部，共4个，化
学式为ZnS。

(2)H2S中硫原子有2对孤电子对，2个成键原子，所以S原子杂化类型为sp3。

(3)在乙醇中的溶解度H2O大于H2S，是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键。

(4)①SO2－4中由于硫原子是sp3杂化类型，所以为空间正四面体构型。

②与SO2－4互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SO2－4→SiF4→SiCl4→CCl4等。

(5)[Zn(NH3)4]2＋中Zn与NH3之间以配位键相连，共4个σ键，加上4个NH3的12个σ键，共16个σ键。

答案(1)①4②ZnS(2)sp3
(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键
(4)①正四面体②CCl4或SiCl4等
(5)16 mol或16×6.02×1023个
备考策略
进行“物质结构与性质”模块复习时，要重视基础知识的掌握和应用，如常见原子或离子的电子排布式、简单原子轨道的杂化类型、化学键(特别是共价键)的类型、简单分子或离子的空间构型、分子间作用力、等电子体的判断方法、晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定等。

[考点精要]
一、原子结构与性质
1.基态原子的核外电子排布
(1)排布规律
说明：能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系能量较低，原子较稳定。

(2)表示形式
①核外电子排布式，如Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，可简化为[Ar]3d54s1。

②价层电子排布式：如Fe：3d64s2。

③电子排布图又称轨道表示式：如O：
(3)基态原子核外电子排布表示方法中的常见误区
①在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
a.(违反能量最低原理)
b.↑↑(违反泡利原理)
c.(违反洪特规则)
d.(违反洪特规则)
②当出现d轨道时，虽然电子按n s、(n－1)d、n p的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在n s前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。

③注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。

如Fe的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：[Ar]3d64s2；价电子排布式：3d64s2。

2.第一电离能、电负性
(1)规律：在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，从上往下逐渐减小、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小。

(2)特性：同周期主族元素，第ⅡA族(n s2)全充满、ⅤA族(n p3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素。

(3)方法：我们常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如O与Cl的电负性比较：a.HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl；b.Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl。

二、分子结构与性质
1.共价键
(1)分类
①
②配位键：形成配位键的条件是成键原子一方(A)能够提供孤电子对，另一方(B)具有能够接受孤电子对的空轨道，可表示为A―→B。

(2)σ键和π键的判断方法：
共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，叁键中有一个σ键和两个π键。

2.杂化轨道
(1)方法：判断分子或离子中中心原子的杂化轨道类型
①看中心原子有没有形成双键或叁键。

如果有1个叁键，则其中有2个π键，用去了2个p轨道，则为sp杂化；如果有1个双键则其中有1个π键，则为sp2杂化；如果全部是单键，则为sp3杂化。

②由分子的空间构型结合价层电子对互斥理论判断。

没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。

如NH3为三角锥形，且有一对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。

(2)识记：常见杂化轨道类型与分子构型
3.三种作用力及对物质性质的影响
三、晶体结构与性质
1.明确晶体类型的2种判断方法
(1)据各类晶体的概念判断，即根据构成晶体的粒子和粒子间的作用力类别进行判断。

如由分子通过分子间作用力(范德华力、氢键)形成的晶体属于分子晶体；由原子通过共价键形成的晶体属于原子晶体；由阴、阳离子通过离子键形成的晶体属于离子晶体，由金属阳离子和自由电子通过金属键形成的晶体属于金属晶体，或由金属原子形成的晶体属于金属晶体。

(2)据各类晶体的特征性质判断。

如低熔、沸点的晶体属于分子晶体；熔、沸点较高，且在水溶液中或熔化状态下能导电的晶体属于离子晶体；熔、沸点很高，不导电，不溶于一般溶剂的晶体属于原子晶体；能导电、传热、具有延展性的晶体属于金属晶体。

2.突破晶体熔、沸点高低的比较
(1)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，如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低。

(2)原子晶体
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点高。

如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。

(3)离子晶体
一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力就越强，其晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO＞NaCl＞CsCl。

(4)分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常地高。

如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高。

SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。

③组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。

如CO＞N2，CH3OH＞CH3CH3。

(5)金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。

如熔、沸点：Al＞Mg＞Na。

3.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
熟记几种常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目
A.NaCl(含4个Na＋，4个Cl－)
B.干冰(含4个CO2)
C.CaF2(含4个Ca2＋，8个F－)
D.金刚石(含8个C)
E.体心立方(含2个原子)
F.面心立方(含4个原子)
[考法指导]
以指定元素或物质为背景的多角度立体考查
【考法训练1】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)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________。

③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：
I Cu＝1 958 kJ·mol－1、I Ni＝1 753 kJ·mol－1，I Cu>I Ni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________。

解析(1)Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。

根据洪特规则可知，Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2。

(2)①SO2－4中，S原子的价层电子对数为6＋2
2＝4，成键电子对数为4，故SO
2－
4
的
立体构型为正四面体。

②[Ni(NH3)6]2＋中，由于Ni2＋具有空轨道，而NH3中N原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。

③由于NH3分子间可形成氢键，故NH3的沸点高于PH3。

NH3分子中，N原子形成3个σ键，且有1个孤电子对，N原子的轨道杂化类型为sp3，立体构型为三角锥形。

由于空间结构不对称，NH3属于极性分子。

(3)Cu、Ni均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。

因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，3d能级全充满，较稳定，失去第2个电子较难，因此第二电离能I Cu＞I Ni。

(4)由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的面
心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为：6×1
2＝3，含有Ni：原子
的个数为：8×1
8＝1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。

答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面体②配位键N
③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)3∶1
【考法训练2】研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。

回答下列问题：
(1)Co基态原子核外电子排布式为______________________________。

元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。

(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。

(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为___________________________________________________________，
原因是_____________________________________________________
___________________________________________________________。

(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在___________________________________________________
_______________________________________________________。

解析(1)Co为27号元素，Co的基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；金属性越强，第一电离能越小，而金属性：Mn＞O，故第一电离能较大的为O。

Mn原子的价电子排布式为3d54s2，根据洪特规则，有5个未成对电子，而O原子的价电子排布式为2s22p4，仅有2个未成对电子，故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn；
(2)根据价层电子对互斥理论，CO2中C原子价层电子对数为2，为sp杂化，而CH3OH中C原子的价层电子对数为4，为sp3杂化；
(3)影响分子晶体沸点的因素有范德华力和氢键，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，故H2O的沸点高，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大，沸点更高。

(4)Mn(NO3)2为离子化合物，Mn2＋与NO－3之间是离子键，根据NO－3的结构式，N与O之间存在双键，故除了σ键还存在离子键、π键；
答案(1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2O Mn
(2)sp sp3
(3)H2O>CH3OH>CO2>H2水含氢键比甲醇中多；CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大
(4)离子键、π键
以推断元素为背景的“拼盘式”考查
【考法训练3】M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。

M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。

请回答下列问题：
(1)R基态原子的电子排布式是________，X和Y中电负性较大的是________(填元素符号)。

(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物，其原因是_________________________________________________________。

(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是________________。

(4)M和R所形成的一种离子化合物R2M晶体的晶胞如图所示，则图中黑球代表
的离子是________(填离子符号)。

(5)在稀硫酸中，Z的最高价含氧酸的钾盐(橙色)氧化M的一种氢化物，Z被还原为＋3价，该反应的化学方程式是
____________________________________________________________
____________________________________________________________。

解析M基态原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为氧元素，R为钠元素，X的原子序数大于R，为硫元素，则Y为氯元素，Z基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，为24号元素铬。

(1)11号元素钠的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1。

同一周期元素，随原子序数递增，电负性增大，Cl的电负性强于S。

(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键，所以H2O的沸点高于H2S。

(3)SO3的价层电子对数为3，无孤对电子，为平面正三角形。

(4)Na2O晶胞中小
黑球个数为8，小白球个数为：8×1
8＋6×
1
2＝4，所以黑球表示Na
＋。

(5)＋6价铬
中K2Cr2O7呈橙色(K2CrO4呈黄色)，将H2O2氧化为O2，自身被还原为Cr2(SO4)3，注意溶液呈酸性，配平。

答案(1) 1s22s22p63s1或[Ne]3s1Cl
(2)H2S分子间不存在氢键，H2O分子间存在氢键
(3)平面三角形
(4)Na＋
(5)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===Cr2(SO4)3＋3O2↑＋K2SO4＋7H2O
【考法指导】
这是一种较为典型的命题形式。

基于原子结构和元素周期表(或元素周期律)等背景进行元素推断，从而呈现出几种元素，这些元素往往含有主族元素和过渡元素。

命题时，并不完全围绕各元素独立进行，同时也依托这些元素之间组成的物质展开，从而实现对原子结构、分子结构和晶体结构与性质的综合考查。

【考法训练4】现有A、X、Y、Z、W五种元素，它们的原子序数依次增大。

A元素原子的核外电子总数与其周期数相同；X基态原子的L层中有3个未成对
电子；Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋方向与2p轨道上其他电子的自旋方向相反；Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子；W 基态原子的最外层电子数为1，其余各电子层均充满电子。

请回答下列问题：(1)这五种元素中，电负性最大的元素基态原子的电子排布式是________，W位于周期表的________(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区。

(2)已知X2Y分子中Y原子只与一个X原子相连，请根据等电子原理，写出X2Y 的电子式：___________________________________________________，
其中心原子的杂化轨道类型是________，1 mol X2Y含有的π键数目为________。

(3)W可以形成配合物。

A、X、Y、Z、W五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈正四面体结构，该阴离子的化学式为________；其阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)，该阳离子的化学式为________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是_________________________
_____________________________________________________________。

(4)W、X形成的某种化合物的晶胞结构如图所示的立方晶胞(其中X显－3价)，则其化学式为________________________________________________。

解析A、X、Y、Z、W五种元素的原子序数依次增大。

A元素原子的核外电子总数与其周期数相同，故A为H；X基态原子的L层中有3个未成对电子，故X为N；Y基态原子的2p轨道上有一个电子的自旋方向与2p轨道上其他电子的自旋方向相反，故Y为O；Z基态原子的3p轨道上得到两个电子后不能再容纳外来电子，故Z为S；W基态原子的最外层电子数为1，其余各电子层均充满电子，故W为Cu。

(1)电负性最大的元素为O，其基态原子的电子排布式为1s22s22p4。

Cu为29号元素，在元素周期表中属于ds区。

(2)N2O分子中O原子只与一个N 原子相连，N2O与CO2互为等电子体，故N2O的电子式为；中心原子N的杂化类型为sp，1分子N2O中的π键数目为2，故1 mol N2O中含
有的π键数目为2N A 。

(3)五种元素形成的1∶1型离子化合物中，阴离子呈正四
面体结构，则阴离子为SO 2－4，结合题图可知该阳离子结构中含有1个Cu 2＋、4
个NH 3、2个H 2O ，故阳离子的化学式为[Cu(NH 3)4(H 2O)2]2＋。

加热化合物时根据
配位键强弱来确定首先失去的成分。

(4)由题图的晶胞结构可知N 的数目为8×18
＝1，Cu 的数目为12×14＝3，所以其化学式为Cu 3N 。

答案 (1)1s 22s 22p 4 ds
(2) sp 2N A
(3)SO 2－4 [Cu(NH 3)4(H 2O)2]2＋ H 2O
H 2O 与Cu 2＋配位键比NH 3与Cu 2＋配位键弱
(4)Cu 3N
1.铝及其化合物在工农业生产及日常生活中有重要用途，请回答下列问题：
(1)Al 原子的价电子轨道示意图为____________，Na 、Mg 、Al 的第一电离能由小到大的顺序为____________。

(2)某含有铝元素的翡翠的化学式为Be 3Al 2(Si 6O 18)，其中Si 原子的杂化轨道类型为____________。

(3)工业上用氧化铝、氮气、碳单质在高温条件下可制备一种四面体结构单元的高温结构陶瓷，其晶胞如图所示：
①该制备反应的化学方程式为_________________________________
___________________________________________________________。

②该化合物的晶体类型为_____________________________________， 该晶胞中有________个铝原子。

(4)AlCl 3的相对分子质量为133.5，183 ℃开始升华，易溶于水、乙醚等，其二聚物(Al 2Cl 6)的结构如图所示，图中1键键长为206 pm ，2键键长为221 pm ，从键
的形成角度分析1键和2键的区别：____________________________
___________________________________________________________。

(5)LiAlH 4是一种特殊的还原剂，可将羧酸直接还原成醇：
CH 3COOH ――→LiAlH 4乙醚CH 3CH 2OH
CH 3COOH 分子中π键与σ键的数目之比为________，分子中键角α____(填“大于”、“等于”或“小于”)键角β。

解析 (1)第一电离能由小到大的顺序为Na ＜Al ＜Mg 。

(2)Be 3Al 2(Si 6O 18)中，Be
的化合价为＋2、Al 的化合价为＋3，故Be 3Al 2(Si 6O 18)的阴离子可写成(SiO 3)12－6，
所以Si 采取sp 3杂化。

(3)①由原子守恒可得Al 2O 3＋N 2＋3C=====高温3CO ＋2AlN 。

②该化合物为高温结构陶瓷(AlN)，故其属于原子晶体。

该晶体的晶胞中含4个Al 原子，4个N 原子。

(4)由题意可知1键和2键为两种键长不同的共价键，1键为铝原子、氯原子各提供一个电子形成的共价键，2键为氯原子提供孤电子对、铝原子提供空轨道形成的配位键。

(5)碳氧双键中含1个π键，其余7个为σ键。

羰基碳采取sp 2杂化，羰基中碳氧双键对单键的作用力大于单键之间的作用力，故键角α小于键角β。

答案 (1) Na ＜Al ＜Mg (2)sp 3
(3)①Al 2O 3＋N 2＋3C=====高温3CO ＋2AlN ②原子晶体 4
(4)1键为铝原子、氯原子各提供一个电子形成的共价键，2键为氯原子提供孤电子对、铝电子提供空轨道形成的配位键 (5)1∶7 小于
2.(2017·苏锡常镇一调)光解水的催化材料可用硝酸镍、硫脲和锐钛矿为原料，采用醇热法制得。

(1)Ni 2＋基态核外电子排布式为________________。

(2)与NO －3互为等电子体的一种分子的化学式为________________。

(3)硫脲()中C原子轨道的杂化类型为________。

1 mol 硫脲中含有σ键的数目为________mol。

(4)钛的一种氟化物晶胞结构如图所示，其化学式为________。

(5)甘油(丙三醇)具有保持水分的功能，其主要原因是
____________________________________________________________
____________________________________________________________。

解析(1)Ni为第28号元素，不要写成Ni的电子排布式。

(3)碳原子的杂化类型见“规律总结”，σ键有：4个N—H键，2个C—N键，1个C—S键。

(4)晶胞
中含有的Ti原子个数＝1
8×8＋
1
2×6＝4，F原子个数为8，故化学式为TiF2。

(5)
甘油分子中含有3个—OH，能与水分子之间形成氢键。

答案(1)1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)(2)SO3(或BF3等)(3)sp27
(4)TiF2(5)与水分子间可形成氢键
3.(2017·南京三模)Ni2＋与丁二酮肟生成鲜红色丁二酮肟镍沉淀，该反应可用于检验Ni2＋。

(1)1 mol丁二酮肟分子中含有σ键的数目为________mol。

(2)丁二酮肟镍分子中碳原子的杂化轨道类型为________。

(3)Ni(CO)4是一种无色液体，沸点为43 ℃，熔点为－19.3 ℃，Ni(CO)4的晶体类型是________。

(4)与CO互为等电子体的二价阴离子为________，Ni(CO)4中Ni与CO的C原
子形成配位键，不考虑空间构型，Ni(CO)4的结构可用示意图表示为________。

解析(1)C===N中只有1个σ健，需注意。

(2)C原子杂化情况如下图所示。

(3)分子晶体的典型特征是熔、沸点低，硬度小，熔融状态下一般不导电。

(4)4个C 必须全部与Ni相连，配位键箭头必须全部指向Ni。

答案(1)15(2)sp2、sp3(3)分子晶体
(4)C2－2
4.(2017·南京盐城二模)元素X、Y、Z为前四周期元素，X的基态原子核外电子有21种运动状态，元素Y的原子最外层电子数是其内层的3倍，Z与X、Y不在同一周期，且Z原子核外p电子比s电子多5个。

(1)X基态原子的核外电子排布式为___________________________。

(2)X是石油化工中重要的催化剂之一，如催化异丙苯()裂化生成苯和丙烯。

①1 mol苯分子中含有σ键的数目为________mol；
②异丙苯分子中碳原子轨道的杂化类型为________。

(3)与Y3分子互为等电子体的阳离子为________。

(4)XZ3易溶于水，熔点为960 ℃，熔融状态下能够导电，据此可判断XZ3晶体属于__________________________________________________________
(填晶体类型)。

(5)元素Ce与X同族，其与Y形成的化合物晶体的晶胞结构如下图，该化合物的化学式为____________________________________________________。

解析(1)每个电子的运动状态与其他电子的运动状态都不同，故有21种不同运动状态电子的原子是21号元素Sc，其核外电子排布式为[Ar]3d14s2。

(2)①苯中的碳碳键、碳氢键均为σ键；②异丙苯苯环上6个C为sp2杂化，其余C为sp3杂化。

(3)找O3的阳离子等电子体，把O3中一个O换成最外层多一个电子的，如Cl，则写出ClO＋2。

(4)离子晶体一般熔点高、熔融状态下能导电。

(5)晶胞中
Ce原子个数＝1
8×8＋
1
2×6＝4，O原子个数为8，故化学式为CeO2。

答案[Ar]3d14s2(2)①12②sp2、sp3(3)ClO＋2
(4)离子晶体(5)CeO2
5.(2017·徐宿连三调)TiO2是一种性能优良的半导体光催化剂，能有效地将有机污染物(如甲醛、甲苯等)和含氮化合物(如NH3、CN－等)转化为CO2和N2等小分子物质。

(1)Ti基态核外电子排布式为__________________________________。

(2)甲苯中C原子轨道杂化类型为____________________________。

(3)氨气极易溶于水，除因为它们都是极性分子外，还因为
_______________________________________________________
________________________________________________________。

(4)含CN－的污水毒性极大，用NaClO先将CN－氧化为CNO－，然后在酸性条件下再将CNO－氧化为无污染的气体，则与CNO－互为等电子体的分子为________。

(5)某含钛配合物，化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2，1 mol该配合物中σ键的数目为________。

(6)某氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶胞中氮原子配位数为________。

解析(1)Ti基态核外电子排布式为[Ar]3d24s2。

(2)甲苯中甲基上碳原子采用sp3杂化，苯环上的碳原子采用sp2杂化。

(3)氨气分子与水分子之间还可以形成氢键，导致氨气极易溶于水。

(4)等电子体的原子总数和价电子总数相等，故与CNO－互为等电子体的分子为CO2、N2O或CS2等。

(5)Ti与配体之间是σ键，共6 mol，H2O内部也是σ键，共有5×2 mol＝10 mol，所以共有16 mol。

(6)N原子处于。