題型十九　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選考) (建議用時：40分鐘)1．B、C、N、Si是常見的幾種重要非金屬元素，其形成的各種化合物在自然界中廣泛存在。(1)基態(tài)硅原子的核外電子排布式為____________。B、C、N元素原子的第一電離能由大到小的順序為________________。(2)BF3與一定量的水可形成如圖甲所示晶體R。①晶體R中各種微粒間的作用力涉及________(填字母)。a．離子鍵　 b．共價鍵　 c．配位鍵　d．金屬鍵e．范德華力②晶體R中陰離子的立體構(gòu)型為____________。(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)與CuCl2溶液可形成配離子(結(jié)構(gòu)如圖乙所示)，乙二胺分子中氮原子的雜化類型為________。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點高得多，其原因是___________________________________________________________。(4)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu)。六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相，與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可做高溫潤滑劑。它的晶體結(jié)構(gòu)如圖丙所示。六方相氮化硼________(填“含”或“不含”)π鍵，其質(zhì)地軟的原因是________________。2．Cu3P2可用于制造磷青銅。磷青銅是含少量錫、磷的銅合金，主要用于制作耐磨零件和彈性元件。Cu3P2遇水可水解：Cu3P2＋6H2O===2PH3↑＋3Cu(OH)2。回答下列問題：(1)Cu＋的核外電子排布式為___________________________________________，錫為50號元素，根據(jù)其價電子排布式可推測其最常見正價是________。(2)PH3有毒，結(jié)構(gòu)與NH3相似，則PH3的中心原子的雜化方式是________，PH3的鍵角比NH3的________(填“大”“小”或“相等”)，原因是___________________________________________________________________________________________________。(3)白磷(P4)易溶于CS2，難溶于水的原因是___________________________________。(4)某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：該晶體中P原子的配位數(shù)為________。3．三聚氰胺俗稱“蛋白精”，工業(yè)上通過下列流程合成三聚氰胺。請回答下列問題：(1)基態(tài)Ca原子的核外電子排布式為____________；CaC2的電子式為______________。(2)尿素分子中所含除氫元素以外的元素原子的第一電離能由小到大的順序為____________。(3)CaCN2中陰離子為CN，與CN互為等電子體的分子有N2O和______(填化學式)，由此可以推知CN的立體構(gòu)型為__________。(4)三聚氰胺分子中碳原子的雜化方式為____________。(5)動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過____________結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石。(6)CaO晶胞如圖所示，CaO晶體中Ca2＋的配位數(shù)為________。4．(1)太陽能熱水器吸熱涂層常使用一種以鎳或鎳合金制成的空心球做吸收劑，基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式為________。(2)Mn和Fe的部分電離能數(shù)據(jù)如下表：元素MnFe電離能/(kJ·mol－1)I1717759I21 5091 561I33 2482 957根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，氣態(tài)Mn2＋再失去一個電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子難，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由氧、鎳和碳三種元素組成的化合物四羰基鎳[Ni(CO)4]為無色揮發(fā)性劇毒液體，熔點為－25 ℃，沸點為43 ℃，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有機溶劑。四羰基鎳的晶體類型是________，寫出一種與其配體互為等電子體的分子的化學式：________。(4)血紅素鐵是血液的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)如下圖。其中C原子的雜化方式為____________，N與Fe之間存在的相互作用是____________。在人體內(nèi)合成血紅素鐵的基本原料之一為甘氨酸()，甘氨酸分子中的σ鍵和π鍵的個數(shù)比為______。(5)Ni2＋和Fe2＋的半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO______FeO(填“<”或“>”)。(6)嫦娥三號衛(wèi)星上的PTC元件(熱敏電阻)的主要成分鋇鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。頂點位置被Ti4＋所占據(jù)，體心位置被Ba2＋所占據(jù)，所以棱心位置被O2－所占據(jù)。①O元素與H元素形成的簡單化合物的立體構(gòu)型為__________。②寫出該晶體的化學式：______________。5．超分子化學已逐漸擴展到化學的各個分支，還擴展到生命科學和物理學等領(lǐng)域。由Mo將2個C60分子、2個p-甲酸丁酯吡啶及2個CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)Mo處于第五周期ⅥB族，核外電子排布與Cr相似，它的基態(tài)價電子排布式是__________________；核外未成對電子數(shù)是________。(2)該超分子中存在的化學鍵類型有__________。A．σ鍵　　 B．π鍵　　　C．離子鍵　　　D．氫鍵(3)該超分子中配體CO提供孤電子對的原子是________(填元素符號)，p-甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有__________。(4)從電負性角度解釋CF3COOH的酸性強于CH3COOH的原因：_________________________________________________________________________________________。(5)C60與金剛石互為同素異形體，從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系解釋C60的熔點遠低于金剛石的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)已知：某晶胞中各原子的相對位置可用如圖所示的原子坐標表示，其中所有頂點原子坐標均為(0，0，0)。鉬(Mo)的一種立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)中，每個晶胞有2個Mo原子， 其中Mo原子坐標是(0，0，0)及(，，)。根據(jù)以上信息，推斷該晶體的原子堆積方式是________。參考答案與解析1．解析：(1)同周期元素的第一電離能從左向右呈增大趨勢，且第ⅡA、ⅤA族元素因原子軌道處于全空、半滿狀態(tài)，導(dǎo)致其第一電離能大于其同周期相鄰元素，故第一電離能：N>C>B。(2)①根據(jù)結(jié)構(gòu)可知，該晶體為離子晶體，含有離子鍵、共價鍵、配位鍵(HO→B)。②晶體R中陰離子的中心原子B形成3個σ鍵(B—F鍵)和1個配位鍵(HO→B)，配位鍵也屬于σ鍵，其立體構(gòu)型為四面體形。(3)根據(jù)配離子的結(jié)構(gòu)圖可知，N原子形成3個σ鍵和1個配位鍵，采取sp3雜化；乙二胺含有氨基，分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺比三甲胺的沸點高得多。(4)B原子最外層有3個電子，由圖丙所示晶體結(jié)構(gòu)中每個B原子形成3個單鍵可知，六方相氮化硼不含π鍵；六方相氮化硼與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，層間作用力弱，故質(zhì)地軟。答案：(1)1s22s22p63s23p2　N>C>B　(2)①abc?、谒拿骟w形　(3)sp3　乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵　(4)不含　層間作用力弱2．解析：(1)銅為29號元素，Cu＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，Sn的核電荷數(shù)為50，為第ⅣA族元素，價電子排布式為5s25p2，易失去2個p軌道電子，化合價為＋2，失去價電子層的4個電子，化合價為＋4。(2)PH3分子中P的價層電子對數(shù)為3＋＝4，故P原子采用sp3雜化；N的電負性比P強，成鍵電子對更靠近N，導(dǎo)致成鍵電子對距離近，排斥力大，故鍵角大。(3)白磷(P4)為正四面體結(jié)構(gòu)，為非極性分子，CS2為直線形結(jié)構(gòu)，為非極性分子，H2O為V形結(jié)構(gòu)，為極性分子，根據(jù)相似相溶原理，白磷易溶于CS2，難溶于水。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，該晶體中八面體頂點的6個Cu跟P等距離且最近，故P的配位數(shù)為6。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)?。?、＋4　(2)sp3　小N的電負性比P強，成鍵電子對更靠近N，導(dǎo)致成鍵電子對距離近，排斥力大，故鍵角大　(3)P4和CS2均為非極性分子，H2O為極性分子，根據(jù)相似相溶原理，白磷易溶于CS2，難溶于水　(4)63．解析：(1)Ca的原子序數(shù)為20，核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2；CaC2中陽離子與陰離子個數(shù)比為1∶1。(3)原子數(shù)相等、價電子總數(shù)相等的微?；榈入娮芋w?；榈入娮芋w的微粒結(jié)構(gòu)相似，CO2為直線形分子，故CN的立體構(gòu)型為直線形。(4)三聚氰胺分子中碳原子的雜化方式為sp2。(6)CaO晶胞中，與一個Ca2＋距離最近且相等的O2－有6個，故Ca2＋的配位數(shù)為6。答案：(1)1s22s22p63s23p64s2或([Ar]4s2)　Ca2＋[C??C]2－(2)C<O<N　(3)CO2　直線形　(4)sp2　(5)分子間氫鍵(6)64．解析：(1)Ni是28號元素，基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式為3d84s2。(3)四羰基鎳[Ni(CO)4]的熔、沸點較低，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚、苯、四氯化碳等有機溶劑，所以四羰基鎳的晶體類型是分子晶體；該物質(zhì)的配體是CO，與CO互為等電子體的分子是N2。(4)血紅素鐵中C原子的雜化方式為sp2、sp3雜化。N與Fe之間存在的相互作用力是極性共價鍵、配位鍵。甘氨酸分子中的共價單鍵是σ鍵，一個雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，故σ鍵與π鍵的個數(shù)比為9∶1。(5)NiO與FeO形成的晶體都是離子晶體，構(gòu)成離子晶體的離子半徑越小，電荷數(shù)越多，晶格能越大，熔點就越高，Ni2＋的半徑小于Fe2＋的半徑，所以NiO的熔點大于FeO的熔點。(6)①O元素與H元素形成的簡單化合物H2O的立體構(gòu)型為V形。②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，一個晶胞中，Ba2＋個數(shù)為1，Ti4＋個數(shù)為8×＝1，O2－個數(shù)為12×＝3，所以該晶體的化學式為BaTiO3。答案：(1)3d84s2　(2)Mn2＋轉(zhuǎn)化為Mn3＋時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的3d4狀態(tài)，難失去電子，而Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，較易失去電子　(3)分子晶體　N2　(4)sp2、sp3雜化　極性共價鍵、配位鍵　9∶1　(5)>　(6)①V形?、贐aTiO35．解析：(1)Cr是第四周期元素，其原子的價電子排布式為3d54s1，故第五周期的Mo原子的價電子排布式為4d55s1，根據(jù)洪特規(guī)則知未成對電子有6個。(2)由結(jié)構(gòu)知，分子中存在C—C鍵、C===O鍵、C—O鍵，故化學鍵種類為σ鍵、π鍵。(3)由于碳原子核對電子的吸引能力弱于氧原子核對電子的吸引能力，故碳原子提供孤電子對。該配體中存在C===O鍵，該碳原子為sp2雜化，—C4H9中碳原子均形成了4個σ鍵，均為sp3雜化。(4)氟原子的電負性強于氫原子，對成鍵電子吸引能力強于氫原子，故CF3COOH中，—CF3中碳原子正電荷高，進一步導(dǎo)致—COOH中共用電子對向該碳原子偏移，O—H鍵較易斷裂，因此酸性強于CH3COOH。(5)C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，熔化時破壞共價鍵所需要的能量遠高于破壞分子間作用力所需要的能量。(6)由坐標知，相應(yīng)晶胞中原子為體心立方堆積。答案：(1)4d55s1　6(2)AB(3)C　sp2和sp3(4)F的電負性強于H，對電子的吸引能力強，使共用電子對偏向F，使氧氫鍵較易斷裂，因此酸性強于CH3COOH(合理答案均可)(5)C60是分子晶體，金剛石是原子晶體，原子晶體熔化時破壞共價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時破壞分子間作用力所需的能量(6)體心立方堆積    

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