物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 高三化學(xué)復(fù)習(xí)（4課時(shí)學(xué)案）-專題13

專題13物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

【教師版】

A、高考真題賞析

(其它試題在后面的課時(shí)學(xué)案里)

1.[2018新課標(biāo)I]Gnodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等止極材料研

究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?；卮鹣铝袉栴}：

(1)基態(tài)Fe"與Fe3?離子中未成對(duì)的電子數(shù)之比為:

(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(A)如表所示。Zi(Li)>Zi(Na),京因

是o/i(Be)>/i(B)>7i(Li),原因是。

(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為,其中P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為、雜化軌道

類型為o

(4)LiFePCU的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中0圍繞Fe和P分別形成正八面體和正

四面體，它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu),每個(gè)局胞中含有LiFcPOj的單兀數(shù)有一

個(gè)。

(a)LiFePO4(b)Li.?FePO,(c)FePO4

電池充電時(shí).LiFea脫出部分Li：彩成LiirFePO』,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則產(chǎn)

/2(Fe2+):/?(Fe3+)=。

4

【答案】(1)-

5

(2)Na與Li同族，Na電了層數(shù)多，原子半徑大，易失電廣

Li、Be、B同周期，核電荷數(shù)依次增加。Be為Is22s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第?電離能

最大。與Li相比，B核電荷數(shù)大，原子半徑小，較難失去電五第一電離能較大。

(3)正四面體4sp3

3

(4)4—13:3

16

【解析】

【分析】

題(D考查了對(duì)甚態(tài)原/電r排布規(guī)律的認(rèn)識(shí)；題(2)考蟄「第一電因能的周期性變

化規(guī)律；題⑶考查r分(或離r空間構(gòu)型判斷的兩大理論；題(4)重點(diǎn)考查通過陌生晶

胞的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖判斷晶胞組成。

【詳解】

(1)基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為3c164s2,失去外層電了轉(zhuǎn)化為Fe2+和Fe3+,這兩種

基態(tài)離子的價(jià)電廣排布式分別為3d6和3ds,根據(jù)Hund規(guī)則可知,基態(tài)Fe2+W4個(gè)未成對(duì)

電基態(tài)Fe3+有5個(gè)未成對(duì)電子，所以未成對(duì)電了?個(gè)數(shù)比為4：5；

(2)同主族元素，從上至下，原子半徑增大，第一電離能逐漸減小，所以

/i(Li)＞《(Na);同周期元素，從左至右，第一-電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但由于UA元素

基態(tài)原子S能級(jí)軌道處「全充滿的狀態(tài).能晟更低更穩(wěn)定，所以其第?電離能大J：同周期

的mA元素,因此4(Be)>4(B)>4(u);

(3)經(jīng)過計(jì)算，P0：中不含孤電子對(duì)，成鍵電子對(duì)數(shù)目為4,價(jià)層電(對(duì)數(shù)為4,因

此其構(gòu)型為正四面體形，P原:是采用si?雜化方式形成的4個(gè)s/雜化軌道；

(4)由題干可知，LiFePS的晶胞中,Fe存在于由0構(gòu)成的正八面體內(nèi)部,P存在由0

構(gòu)成的正四面體內(nèi)部；再分析題F中給出的(a),(b)和(c)三個(gè)不同物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，

對(duì)比(a)和(c)的差異可知(a)圖所示的LiFefQ的晶胞中，小球表示的即為L(zhǎng)i1其位于晶

胞的8個(gè)頂點(diǎn)，4個(gè)側(cè)面面心以及上下底面各自的相對(duì)的兩條棱心處，經(jīng)計(jì)算-?個(gè)晶胞中Li+

的個(gè)數(shù)為8xL4x'+4xL=4個(gè)；進(jìn)一步分析(a)圖所示的LiFePOq的晶胞中，八面體結(jié)

824

構(gòu)和四面體結(jié)構(gòu)的數(shù)目均為4,即晶胞中含F(xiàn)e和P的數(shù)3均為4；考慮到化學(xué)式為L(zhǎng)iFeP04,

并且一個(gè)晶胞中含有的Li+,Fe和P的數(shù)目均為4,所以一個(gè)晶胞中含有4個(gè)LiFePO」單元。

對(duì)比(a)和(b)兩個(gè)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，LizFePOj相比J：LiFePO.i缺失?個(gè)面心的Li,以及

一個(gè)棱心的Li+；結(jié)合上一個(gè)空的分析可知，LiFePO,晶胞的化學(xué)式為L(zhǎng)ijFe4P4016,那么

Q25

LirFeP()4晶胞的化學(xué)式為53.對(duì)池心016,所以有1-x=二一即x=0.1875結(jié)合上一個(gè)空計(jì)

4o

2+

算的結(jié)果可知，Lii-xFelQ即Lio.8i25FePO4；假設(shè)Fefil卜守?cái)?shù)目分別為x和y,則列方程組：

x+y=l,0.8l25+2x+3y+5=4x2,解得x=0.8125,y=0.1875,則Li-FePO」中

/2(Fe2+):〃(Fe*)=0.8125:().1875=13:3。

【點(diǎn)睛】

對(duì)第一-電離能的考查最常出現(xiàn)的是DA,VA基態(tài)原子與同一周期相鄰E族元素的基

態(tài)原子第一電離能的比較；判斷分子等構(gòu)型時(shí)，可以通過價(jià)層電子對(duì)互斥理論或雜化軌道理

論以及等電子體原理進(jìn)行判斷；由陌生晶胞結(jié)構(gòu)書寫晶體化學(xué)式時(shí)，一方向要認(rèn)真分析晶胞

中各類粒子的位置信息，另?方面也要注意均攤法的使用。

2.[2019新課標(biāo)口]鈣鈦礦(CaTiS)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、

固體電阻器等的功能材料：回答下列問題：

(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為0

(2)Ti的四鹵化物熔點(diǎn)如下表所示,TiF4熔點(diǎn)高于其他三種鹵化物，自TiCh至Tih

熔點(diǎn)依次升高，原因是。

化合物

TiF4TiChTiBr4Til4

熔點(diǎn)377-24.1238.3155

/℃

(3)CaTiO3的品胞如圖(a)所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是；金屬

離子與氧固子間的作用力為的配位數(shù)是。

(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、廠和有機(jī)堿離r

CH.NH；,其晶胞如圖⑹所示。其中Pb"與圖(a)中的空間位置相同,有

機(jī)堿CH^NH；中，N原子的雜化軌道類型是；若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度

為_________g?c『3(列出計(jì)算式)。

⑸川上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會(huì)產(chǎn)生.單質(zhì)鉛和碘，

降低了器件效率和使用壽命。我國(guó)科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土錯(cuò)(Eu)鹽，提升了太

陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用曲「方程式表示該原理、

【答案】(1)Is22s22P63s23P63d24s2

(2)TiF』為離子化合物，熔點(diǎn)高，其他三種均為共價(jià)化合物，隨相對(duì)分子質(zhì)晶的

增大分門'司作用力增大，熔點(diǎn)逐漸升高

(3)0>Ti>Ca離子鍵12

(4)Ti4+sp3.62°xio21

3+2+522+3+

(5)2Eu+Pb=2Eu+lb\2Eu+I2=2Eu+2r

【解析】

【分析】

(1)考查r對(duì)基態(tài)原子電r?排布規(guī)律的認(rèn)識(shí)；(2)考查r不同類型的晶體的熔沸點(diǎn)比

較，相同類型的晶體的熔沸點(diǎn)比較；⑶考查r電負(fù)性的周期性變化規(guī)律，微粒間的相互作

用以及晶胞中離子的配位數(shù)；⑷考杳了晶胞中微粒的位置利雜化理論晶體密度的計(jì)算問

題；(5)重點(diǎn)考查通過反應(yīng)歷程圖.來書寫離子方程式等。

【詳解】

(1)鈦元素是22號(hào)元素，故其基態(tài)原子的核外電f?排布式為Is22s22P63s23P63d24s2或

[Ar]3d24s2；故答案為：Is22s22P63s23P63d24s2或[Ar]3d24s2；

(2)一般不同的晶體類型的熔沸點(diǎn)是原子品體〉離子晶體〉分子晶體,TiFq是離子晶體，

其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點(diǎn)高于其余三種物質(zhì)；TiCL、TiB門、TiLj均為分子晶

體，對(duì)「結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，則其相對(duì)分子質(zhì)量越大，分子間作用力依次越大，熔點(diǎn)越高；

故答案為：TiF4是離了?晶體，其余三種則為分廣晶體，故TiL的熔點(diǎn)高于其余三種物質(zhì)；

TiCl4.TiBc、Tih均為分子晶體,相對(duì)分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增強(qiáng),故熔

點(diǎn)依次升高；

(3)CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、0三種元素,Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素,Ca

在Ti的左邊，根據(jù)同?周期元素的電負(fù)性從左往右依次始大，故Ti乂a,。為非金屬，故其

電負(fù)性最強(qiáng)，故三名電負(fù)性由大到小的順序是：0>Ti>Ca,金屬陽圜「和氧負(fù)囪廣之間以圜

了鍵結(jié)合,離子晶體晶胞在某微粒的配位數(shù)是指與之昭離最近且相等的帶相反電性的離子,

故Ca?+的配位數(shù)必須是與之距離最近IL相等的氧離子的數(shù)目，從圖(a)可知，該數(shù)目為三個(gè)

相互垂直的三個(gè)面上，每一個(gè)面上有4個(gè)，故Ca?’的配位數(shù)是12；故答案為：0>Ti>Ca；離

子鍵；12；

(4)比較晶胞(a)(b)可知,將圖(b)中周圍緊鄰的八個(gè)晶胞中體心上的離「連接起來,

就能變?yōu)閳D(a)所示晶胞結(jié)構(gòu),圖(b)中體心上的Pb2+就變?yōu)榱税藗€(gè)頂點(diǎn)，即相當(dāng)于圖(a)中

的T產(chǎn)；圖(b)中頂點(diǎn)上的「就變成了體心，即相當(dāng)于圖(a)中的Ca?.；圖(b)面心上中的

CH.NH；就變成了棱心,即相當(dāng)于圖就)中的吩；故圖(b)中的Pb2+與圖(a)中的T產(chǎn)的空

間位置相同；有機(jī)堿CHNH；中N原子上無孤對(duì)電子，周圍衫成了4個(gè)。鍵.故N原子采

用sp'雜化；從圖(b)可知，一個(gè)晶胞中含有Pb2+的數(shù)目為障1個(gè)，CH3NH；的數(shù)目為

個(gè)，I-的數(shù)目為的!個(gè)，故晶胞的密度為

82

m1mol?QZFM2M4+6?l)g/mol620，、g,

----------------------------.......=——?10'g/cn3i故答案為：Ti4+；

"p=—V=N便)「3N/?&

620

sp3xlO2'

3

NAa

(5)從作用原理圖(c)可以推出，這里發(fā)生兩個(gè)圈「反應(yīng)方程式，左邊發(fā)生Pb+2E/=

2+2+2+3+3+2+2+2+

Pb+2EU,右邊發(fā)生I2+2EU=2EU+21；故答案為：Pb+2Eu=Pb+2Eu；12+2Eu=

2EU3*+2「

【點(diǎn)睛】

對(duì)電負(fù)性的考杳.只要掌握周期表同一周期從左往右電負(fù)性依次增大，同一主族從卜.往

下電負(fù)性依次減小的規(guī)律，另金屬元素的電負(fù)性小于非金屬的；化學(xué)鍵的類型判斷E要也是

通過電負(fù)性，當(dāng)兩元素的電負(fù)性相差L7以上形成離子鍵，小r則形成共價(jià)鍵；判斷分子等

構(gòu)型時(shí)可以通過價(jià)層電r對(duì)反斥理論或雜化軌道理論以及等電廣體原理進(jìn)行判斷；由陽生

晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算晶體密度時(shí),先要確定晶胞中含有的微粒數(shù)目，這時(shí)一方面要認(rèn)真分析晶胞中

各類粒子的位置信息，另一方面也要注意均攤法的使用，然后根據(jù)質(zhì)感的兩種計(jì)算方法相等

即0V=〃例來進(jìn)行求算。

3.[2020新課標(biāo)山]氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體

儲(chǔ)氫材料?；卮鹣铝袉栴}：

(1)H、B、N中，原子半徑最大的走。根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元

素的相似。

(2)MhBIk分子中，N-B化學(xué)鍵稱為—鍵，其電子對(duì)由一提供。氨硼烷在催化劑1

作用下水解釋放氫氣：

3NH3BH3+6H2O3NH3+BQ：+9比

B.Q。的結(jié)構(gòu)為1°°°」。在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由_____變?yōu)?/p>

(3)NH3BH3分子中,與N原子相連的H呈正電性(H6+),與B原子相連的H呈負(fù)電性

(H5-),電負(fù)性大小順序是。與NH3BII3原子總數(shù)相等的等電子體是(寫

分子式)，其熔點(diǎn)比NIkBHs(填“高”或“低)原因是在NH3BH3分子之間，

存在也稱“雙氫鍵”。

(4)研究發(fā)現(xiàn)，氨硼烷在低溫高壓條件卜為正交晶系結(jié)構(gòu)，品胞參數(shù)分別為apm、bpm、

3

cpm.a=J3=y=90o氨硼烷的2義2><2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

氨硼烷晶體的密度p=g?cm_3(列出計(jì)算式，設(shè)做為阿伏加德羅常數(shù)的

值)。

【答案】(1)BSi(硅)

(2)配位Nsp3sp2

(3)N>H>BCH3cH3低M與歐-的靜電引力

(4)-....

刈欣乂10-3。

【解析】

【分析】

根據(jù)元素在周期表中的位置比較和判斷元素的相關(guān)性質(zhì)；根據(jù)中心原子的價(jià)層電工對(duì)數(shù)

確定其雜化軌道的類型；運(yùn)用等量代換的方法尋找等電子休；根據(jù)電負(fù)性對(duì)化合價(jià)的影響比

較外同元素的電負(fù)性；根據(jù)晶胞的質(zhì)量和休積求品體的密度。

【詳解】

(1)在所有元素中，H原子的半徑是最小的，同一周期從左到右，原子半徑依次減小，

所以，H、B、N中原子半徑最大是B,B與Si在元素周期表中處尸對(duì)角張的位置，根據(jù)對(duì)角

線規(guī)則，B的?些化學(xué)性質(zhì)與Si元素相似。

⑵B原子最外層有3個(gè)電子，其與3個(gè)H原子形成共價(jià)鍵后，其價(jià)層電子對(duì)只有3

對(duì)，還有一個(gè)空軌道；在陽3中,N原子有一對(duì)孤對(duì)電子，故在NH3BH3分子中,N-B鍵為配

位鍵，其電子對(duì)由N原子提供。NH3BII3分子中，B原子的價(jià)層電戶對(duì)數(shù)為4,故其雜化方式

為s/。NH3BH3在催化劑的作用下水解生成氫氣和B3O6：”,由圖中信息可知，B3(V-中每個(gè)B

原子只形成3個(gè)。鍵,其中的B原子的雜化方式為sp[因此，B原子的雜化軌道類型由

2

sp3變?yōu)閟p0

(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性，說明N的電負(fù)性大于H；與B原子

相連的H星負(fù)電性，說明H的電負(fù)性大于B,因此3種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹>H

>BONH3BH3分子中有8個(gè)原子,其價(jià)電F總數(shù)為14,N和B的價(jià)電子數(shù)的平均值為4,依

據(jù)等量代換的原則，可以找到其等電干體為CH3cH3。由于NH3BH3分子屬于極性分子，而CH3cH3

屬f非極性分子，兩者相對(duì)分子質(zhì)鼠接近，但是極性分子的分子間作用力較大，故CH3cH3

熔點(diǎn)比NH3BH3低。加出出分子間存在“雙氫鍵”，類比氫鍵的膨成原理，說明其分子間存在

][6+與1[6-的靜電引力。

(4)在氨硼烷的2x2x2的超晶胞結(jié)構(gòu)中，共有16個(gè)氨硼烷分子，晶胞的長(zhǎng)、寬、高

分別為2apm、2bpm、2cpm若將其平均分為8份可以得到8個(gè)小長(zhǎng)方體，則平均每個(gè)小長(zhǎng)

方體中占有2個(gè)氨硼烷分子，小長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高分別為apm、bpm、cpm,則小長(zhǎng)方體的

質(zhì)曷為丁”.小長(zhǎng)方體的體積為abcxlOf。。/,因此氨硼烷晶體的密度為

7V八

31x2g

?_62g-cm_3o

abcx10")a/NAabex1(尸°

【點(diǎn)睛】

本題最后有關(guān)晶體密度的計(jì)算是難點(diǎn)，要求考生能讀懂題意，通過觀察晶胞結(jié)構(gòu)，確定

超晶胞結(jié)構(gòu)中的分子數(shù)，并能合理分成8份，從而簡(jiǎn)化計(jì)算。

B、2021屆高三化學(xué)復(fù)習(xí)精品知識(shí)

【學(xué)案】（第一課時(shí)）

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

■知識(shí)儲(chǔ)備-核心要點(diǎn)梳理

1.原子核外電子排布的“三”規(guī)律

1）能量最低

原子核外電干總是先占有能量最低的原子軌道

2）泡利原理每個(gè)原子軌道上最多只容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子

當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自M

3）洪特規(guī)則

相同

注意：洪特規(guī)則特例：

能量相同的原子軌道在全滿（p6、/°、f】4）、半滿能3、d\f?）和全空d°、

f°）狀態(tài)時(shí),體系的能量最低。利用此規(guī)律可解得①原子核外電子排布式，如Cr：

[Ar]3d54sLCu：[Ar]3d4sl；

②第一電離能反常大，如/i（N）＞/KO）；

③穩(wěn)定性較強(qiáng)，如CM）比CuO穩(wěn)定；Fe203比FeO穩(wěn)定。

2.兩種化學(xué)用語的表示

核外電子:Fe:[Ar]3d64s2

I價(jià)電子（外圍電子）：Fe:3d64s2

（1）電子排布式<

[核外電f:Fe2+：[Ar]3d6

離子]價(jià)電子（外圍電子）：Fe2+：3d6

V

Is2s2p

原[協(xié)卜電子:N叵皿[TpHT

32p

[價(jià)電子:N：回|口中

（2）電子封麗圖

Is2s2p

（軌道表示式）

「核外電子：。2-：回皿]中中

離

<

子3d

價(jià)電子或外圍電子:Fe?+/1tTtt

3.元素第一電離能和電負(fù)性的遞變性

同主族（自上而

同周期（從左到右）

下）

第一電

增大趨勢(shì)（注意第DA、VA族的特殊性）依次減小

離能

電負(fù)性依次增大依次減小

4.逐級(jí)電離能的大小關(guān)系

（1）同能層的逐級(jí)電就能逐漸I曾大，但澤別不大。

（2）不同能層的逐級(jí)電離能差別很大，JIIA1：h《鼠

■模擬嘗鮮一高考類題集訓(xùn)

1.（1）基態(tài)Cr原子的電子排布式為其原子核外電子填充的能級(jí)

數(shù)目為核外電子填充的原子軌道數(shù)目為。

(2)CuS0.i和CU(N03)2中陽離子核外電干排布?式為,外圍電子排布圖

為；

C、N、0三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?；C、N、。的電

負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺

(3)Na+與Ne6為等電子體，電曲能/2(Na)(填“>”“V”或

“=")/i(Ne)o

(4)第四周期中，與N原子未成對(duì)電子數(shù)相同的金屬元素有__________種；

最外層電f排布式為4s1的元素有_________種。

(5)黃銅是由銅和鋅所組成的合金，元素銅與鋅的第一電離能分別為：公=

-1-1

746kJ-mol,為=906kJ-mol,7cu<Tzn的原因是

(6)在As的基態(tài)原子中，核外電子占據(jù)最高能級(jí)符號(hào)為該能級(jí)電

子的電子云形狀為O

(7)P、S元素的第一電離能PS(填"=”或"v”)，其理由

是______________________________________________________________0

【答案】⑴[AM3d54sl715

⑵[Ar]3d9tN>O>C0>N>C

~~~~3d~~L

(3)>(4)33

(5)鋅失去的是全充滿的4s2電子，銅失去的是4sl電子

(6)4p啞鈴形

(7)>P的3P為半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定，難失電F

2.已知原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E五種前四周期元素。A是手宙

中最豐富的元素；13的基態(tài)原子中有3個(gè)未成對(duì)電子；(：的基態(tài)原子的未成對(duì)電

子數(shù)等于周期序數(shù)；D的原子半徑在短周期中最大；E原子的K層電子數(shù)與最外

層電(數(shù)之比為21且d軌道處「全充滿狀態(tài)。請(qǐng)回答下列問題：

(1)寫出E基態(tài)原子的電子排布式：.

A、B、C三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)。

(2)B的價(jià)層電f軌道表示式為。

(3)E的氧化物中，較穩(wěn)定為理由是_____________________。

(4)第一電離能：DE(填“v”或“="，下同)。

(5)D、C的離子半徑：DCo

【解析】由題意知：A、B、C、D、E依次為H、N、0、Na、Cuo

【答案】⑴Is22s22P63s23P63d1°4sl或[Ar]3dl04sl

0>N>H⑵

2s2p

(3)CU20C112O中C"的3d為全充滿，能量低，穩(wěn)定

(4)<(5)<

3.[2020天津卷]Fc、Co、Ni是三種重要的金屬元素?；卮鹣铝袉栴}：

(1)Fe、Co.Ni在周期表中的位置為,基態(tài)Fe原子的電子排布式

(2)CoO的面心立方晶胞如圖1所示。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為帆則C。。晶體

的密度為g.cm-3:三種元素二價(jià)氧化物的晶胞類型相同，其熔點(diǎn)由高到低的順

序?yàn)?

(3)Fe、Co、Ni能與C12反應(yīng),其中Co和為Ni均生產(chǎn)二氯化物,由此推斷FeCL

C0C13和C12的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?8(011)3與鹽酸反應(yīng)

有黃綠色氣體生成，寫出反應(yīng)的離子方程式：0

(4)95℃時(shí)，將W片浸在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸中，經(jīng)4小時(shí)腐蝕后的質(zhì)呈損失

情況如圖2所示，當(dāng)研也SQJ大于6：設(shè)時(shí)，Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因

為:,由于Ni與H2soi反應(yīng)很啜，而與稀硝酸反應(yīng)很快，工業(yè)上

選用H2soi和HNO：,的混戰(zhàn)與Ni反應(yīng)制備NiSOi。為/提高產(chǎn)物的純度，在硫酸中添加

HN03的方式為(填“一次過量”或“少曷多次”)，此法制備NiSO”的化

學(xué)方程式為0

【答案】(1)第四周期第印族

Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2

3xlQ23

⑵

NiO>CoO>FeO

(3)CoCl.>CU>FeCl

+2+

2CO(OH)3+6H+2Cf=2CO+C12T+6H2O

(4)隨H2SO4質(zhì)后分?jǐn)?shù)增加，Ni表面逐漸形成致密氧化蟆

少量多次

3Ni+3H2SO4+2HN0,=3NiSO4+2N0TMH?O或

Ni+H2SO4+2HNO3=NiSO4+2NO21+2H2O

【解析】

【分析】

(1)根據(jù)Fe、Co.Ni的原子序數(shù)得出位置和基態(tài)Fe原子的電子排布式。

(2)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算出。2-和22+個(gè)數(shù)根據(jù)密度公式計(jì)算；根據(jù)離子品體鍵能利品

格能比較熔點(diǎn)。

(3)根據(jù)反應(yīng)方程式氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性，Co(0H)3與鹽酸反應(yīng)發(fā)生氧

化還原反應(yīng)生成CoCl2,也0。

(4)類比Fc在常溫F與濃硫酸發(fā)生鈍化，根據(jù)圖中信息得出原因；根據(jù)為了提高產(chǎn)物

的純度，根據(jù)Ni與H2s反應(yīng)很慢，而與稀硝酸反應(yīng)很吹這個(gè)信息得出添加硝酸的方法和

反應(yīng)方程式。

【詳解】

(1)FesCo、Ni分別為26、27、28號(hào)元素,它們?cè)谥芷诒碇械奈恢脼榈谒闹芷诘赩I11

族,基態(tài)Fe原子的電廣排布式為Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2；故答案為：第四周期

第VIII族；Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s21

(2)CoO的面心立方晶胞如圖1所示。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計(jì)算出02個(gè)數(shù)為8XG+6X1=4,

82

Ca個(gè)數(shù)為12x?+l=4,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為帆則CoO晶體的密度為

4

75g?mol".

--------x4

m3..；三種元素二價(jià)氧化物的品胞類型相同，離子

p=一二--~7T---7—xiog1Aem23

V(axl()-,ocm)3NN、

半徑Fe2+>ca>Ni2+,NiO、CoO.FeO,離子鍵鍵長(zhǎng)越來越長(zhǎng)，鍵能越來越小，晶格能按NiO、

CoO、FeO依次減小，因此其熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)镹iO>CoO>FeO做答案為：一；

a'

NiO>CoO>Fc00

(3)Fe、Co、Ni能與CI2反應(yīng).其中C。和為Ni均生產(chǎn)二氯化物，根據(jù)鐵和氯氣反應(yīng)

生成FeCb,氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性,因此氧化性：C12>FeC13,氯氣與Co和

為Ni均生產(chǎn)二氯化物，說明氯氣的氧化性比C0CI3弱，由此推斷FCC13、C0CI3和CI2的氧

化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃oCl3>C12>FeCl3,Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成，發(fā)生氧

化還原反應(yīng)生成CL、CoCl2.H/),其離子方程式：2Co(3H)3+6H'+2Q-=C12T+2a產(chǎn)十

+2+

6H2。；故答案為:CoCl3>Cl2>FeC13；2Co(0H)3+6H+2C「=C12T+2Co+6HA

(4)類比Ee在常溫下?與濃硫酸發(fā)生鈍化，根據(jù)圖中信息，當(dāng)口(H2sOJ大于6覬時(shí)，

Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因?yàn)殡SHzSOj質(zhì)量分?jǐn)?shù)用加，Ni表面逐漸形成致密氧化

膜。工業(yè)上選用H2s04和HN6的混酸與酸反應(yīng)制備由電。為了提高產(chǎn)物的純度,根據(jù)Ni

與H2SO4反應(yīng)很慢，而與稀硝酸反應(yīng)很快;因此在硫酸中少量多次添加HN03的方式來提高反

應(yīng)速率,反應(yīng)生成反協(xié)、出0,根據(jù)硝酸濃度不同得到N0或N6,此法制備WS04的化學(xué)方

程式為3Ni+3H2soi+2HNO3=NiSO4+2N0T+4H2O或Ni+H2SO4+2HN0s=NiSO4+2N0&t+

2H20；故答案為:隨H2sQi質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,Ni表面逐漸形成致密氧化膜；少量多次；3Ni+

3H2SO4+2HNO3=NiSO4+2N0T+4H2O或Ni+H2SO4+2HNOa=NiSO,+2N021+2HA

【點(diǎn)睛】

物質(zhì)結(jié)構(gòu)是常考題型：主要考查電F排布式、品胞計(jì)算、氧化還原反應(yīng)、學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)

的能力的考查。

【學(xué)案】(第二課時(shí))

分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

■知識(shí)儲(chǔ)備一核心要點(diǎn)梳理?

1.共價(jià)鍵

(1)分類

電子云.疊方式?。鍵和〃鍵

①共價(jià)鍵-----共用電子對(duì)數(shù).單鍵雙鍵和三鍵

共用電子是否偏移■非極性鍵和極性鍵

②配位鍵：形成配位鍵的條件是成鍵原子一方(A淮夠提供孤電子對(duì)，另一

方(B)具有能夠接受孤電子對(duì)的空軌道，可表示為A-Bo

(2)0鍵和71鍵的判斷方法

共價(jià)單鍵為0鍵，雙鍵中有一個(gè)。鍵和一個(gè)冗鍵.三鍵中有一個(gè)。犍和

兩個(gè)n鍵。但注意配位鍵也屬尸o鍵,如1mol[Cu(NH3)4]2+中含。鍵16帆

(3)大n鍵

①簡(jiǎn)介：大it鍵一般是三個(gè)或更多個(gè)原子間畛成的，是未雜化軌道中原子

軌道“肩并肩”重疊形成的it鍵。

②表達(dá)式ru：/〃代表參與形成大K鍵的原了數(shù)，代表參與形成大71犍的

電子數(shù),

③示例：◎：!!&CIl2=CH-CH=CH2:Flf,

N(K:ntso2:ng,o3:rHcog：nt

2.中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)、雜化類型與粒子的立體構(gòu)型

34

2

sp-sp3

三角形四面體形

AB2:AB3:AB2:

AB3:三爭(zhēng)

V形三角形V形

電子對(duì)時(shí),分子構(gòu)型與價(jià)層電子對(duì)模型-致；當(dāng)不相等時(shí),分子的構(gòu)型為去力卓孤電子對(duì)后剩余部分的立體構(gòu)型，H

3.分子構(gòu)型與分子極性的關(guān)系

非極性好

?

單質(zhì)一?正負(fù)電荷中心重合--結(jié)構(gòu)對(duì)稱

If

雙原子分子多原子分子

I1

化合物一正負(fù)電荷中心不重合一結(jié)構(gòu)不對(duì)稱

極性妨F

4.三種作用力及對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

范德華力氫鍵共

分子H與N、0、F原

共價(jià)鍵〉氫鍵〉范德華力

組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量越大，范德華力

形成氫鍵元素的電負(fù)性原

城大

分子間氫鍵使熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高，溶解度鍵

影響物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)

增大越強(qiáng)

5.無機(jī)含氧酸［(H0)艙］的酸性強(qiáng)弱

，越大，R的化合價(jià)越高，-0H在水中越易電離，酸性越強(qiáng)

6.等電子原理

原子總數(shù)和同價(jià)電子總數(shù)相同的不同粒子，具有相似的化學(xué)鍵特征和立體

構(gòu)型。如N#與C02,H：Q+與Nh

■模擬嘗鮮類題集訓(xùn)

1.2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在“分子機(jī)器設(shè)計(jì)和合成”領(lǐng)域有突出成就的

三位科學(xué)家，其研究對(duì)象之一“分子開關(guān)”即與大環(huán)工體分子苯芳羥、硫或氮雜

環(huán)杯芳煌等肩關(guān)?；卮鸩妨袉栴}：

⑴對(duì)叔「基杯芳煌(如圖所示)可用于第OB族元十

2+

素對(duì)應(yīng)的離子萃取，如La2+、ScO寫出基態(tài)二價(jià)銃/X

離子(Sc2+)核外電子排布式：。

其中電子占據(jù)的軌道數(shù)為個(gè)'

(2)對(duì)叔丁基杯芳山4個(gè)羥基構(gòu)成杯底，其中羥小

基氧原子的雜化方式為。羥基間的相互作用力為。

(3)不同大小的杯芳羥能識(shí)別某些離子，如：雨、SCN一等。根據(jù)等電f體原

理判斷西立體構(gòu)型為；一定條件下，SCN」與出。2反應(yīng)可得到(SCN)2。

試寫出(SCN)2的結(jié)構(gòu)式：0

【解析】⑴Sc是21號(hào)元素，Sc2+核外電廣排布式為Is22s22P63s23P63dl

或[Ar]3di；每個(gè)s能級(jí)有1個(gè)軌道，每個(gè)P能級(jí)有3個(gè)軌道，3d能級(jí)只有1個(gè)

電子，占據(jù)1個(gè)軌道，因此電子共占據(jù)10個(gè)軌道。(2)羥基中的氧原子有2個(gè)

o鍵，2個(gè)孤電子對(duì)，因此雜化類型是sp3,羥基建通過氫鍵聯(lián)系在一起。(3)府

與CS互為等電子體，因此M的立體構(gòu)型為直線形；(5CN”的結(jié)構(gòu)式為

N=C—S—S—C-No

【答案】(l)[Ar]3dl(或Is22s22P63s23P63d1)10

(2)sp3氫鍵

(3)直線形N=C—S—S—C三N

2.(1)用CrB作京料、鋁粉作還原劑的鋁熱法是生產(chǎn)金屬珞的主要方法之

一，該反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的放熱反應(yīng)，由此可判斷Cr-O鍵和A1-0鍵中

鍵更強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)氣態(tài)氯化鋁(Al2c16)是具有配位鍵的化合物，可溶于非極性溶

劑，分子中原子間的成鍵關(guān)系如圖1所示。由此可知該分子是_______(填“極

性”或“非極性”)分了工請(qǐng)?jiān)趫D中屬于配位鍵的斜線上加上箭頭。

ClClC1

\/、/

A)A1

/\Z\

ClClCI

圖1

(2電。5是一種常見的催化劑，在合成硫酸、鄰苯二甲酸酊、乙烯、丙烯的

反應(yīng)中，均使用五氧化二鋼作催化劑。

000

圖2

①五.氧化二鋼的結(jié)構(gòu)式如圖2所示，則1個(gè)V2O5分了葉含有個(gè)。

鍵、個(gè)n鍵。

②在丙烯（CH3cH=QL）分子中碳原子的雜化方式為o

【解析】⑴⑺必與鋁粉反應(yīng)生成常和氧化鋁，且該反應(yīng)是一個(gè)自發(fā)的放

熱反應(yīng)，由此可判斷CrT）鍵比A1H）鍵弱。根據(jù)氣態(tài)氯化鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（好溶

于非極性溶劑）知該分子是非極性分子，C1原子最外層有7個(gè)電子，只能與A1

原子各提供1個(gè)電子形成1個(gè)共價(jià)鍵，因此，1個(gè)C1原子與2個(gè)A1原子形成的

化學(xué)鍵中有1個(gè)是配位鍵，箭頭指向有空軌道的A1原子。（2）①根據(jù)V2O5分子的

結(jié)構(gòu)式，可以看出J個(gè)分子中含有4個(gè)雙鍵、2個(gè)單犍,每個(gè)雙鍵中含有1個(gè)。

鍵、1個(gè)式鍵，單鍵全部是。鍵，故1個(gè)V2O5分子中含有6個(gè)。鍵、4個(gè)兀

鍵。②在丙烯（CH3cH=C&）分子中，雙鍵碳原子為sp2雜化；甲基中的碳原子為

Sp'雜化。

【答案】（DA1-0非極性

ClClC1似aCla）

\/\/\/\/

AlAlAlA1

/\/\/\/\

aaaaaa

（2）①64②sp＞、sp2

3.（2020?試題調(diào)研）已知A、B、C、D、E為第二至第四周期的元素，其原

子序數(shù)依次增大.A原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電f總數(shù)的2倍，B原子s軌道

上的電子數(shù)與P軌道上的電f數(shù)相等，C在元素同期表的各元素中電負(fù)性最大，

D的基態(tài)原了核外有6個(gè)能級(jí)且全部充滿電子，E原子基態(tài)時(shí)未成對(duì)電了數(shù)是同

周期元素中最多的。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)基態(tài)E原子的價(jià)電廣排布式為。

(2)A和B中，第一電離能較大的是________(填元素符號(hào))；B的簡(jiǎn)單氫化物

的立體構(gòu)型是________,中心原子的雜化類型是_______。

(3)A廠與B＞互為等電子體，B尹的電子式可表示為lmolB/中

含有的K犍數(shù)目為,

(4)用氫鍵表示式寫出C的氫化物水溶液中存在的所有氫鍵

【解析】A、B、0、D、E都是前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大。

A原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，則A原子有2個(gè)電子層，最外層

電子數(shù)為4,故A為碳元素；C在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大，則C為氟

元素；B原子s軌道上的電子數(shù)與p軌道上的電子數(shù)相等，且原子序數(shù)小于氟元

素的原子序數(shù)，則B為氧元素；D的基態(tài)原子核外有6個(gè)能級(jí)且全部充滿電上

其核外電了?排布式為Is22s22P63s23P64s1則D為鈣元素；E為第四周期元素，且

E原子基態(tài)時(shí)未成對(duì)電子數(shù)是同周期元素中最多的，則E為銘元素。(1)E為Cr,

基態(tài)Cr原子的價(jià)電子排布式為3d'4s】。(3)綾一與援+互為等電子體，結(jié)構(gòu)相似,

援+的電子式可表示為：：2+,imol援+中含有的兀鍵數(shù)目為2叢。(4)HF

水溶液中存在的所有氫鍵為F-H…F、F-H…0、0-H…F、0-H…0。

【答案】⑴3d54sl

(2)0V形sp3

(4)F—H…F、F-H-O,O-H-F,0-H--0

4.金屬鋼(V)廣泛應(yīng)用于航空、化工、能源等行業(yè)。

(1)基態(tài)鋼原子核外有個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，價(jià)電子排布式為

(2WC12溶液與乙二胺(脅-CH2-CH2-NH2)可形成配離了WEGFYEn是乙

二胺的簡(jiǎn)寫)，該配離了中所含非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是

(用元素符號(hào)表示)。乙二胺分子中氮原子的雜化軌道類型為

乙二胺和三甲胺〔N(CHI)3］均屬于?胺.且相對(duì)分子質(zhì)量相近，但乙二胺比三甲胺

的沸點(diǎn)高得多，原因是。

(3)鋼能形成多種配合物，鋼的兩種配合物X、Y的化學(xué)式均為V(NH3)3C1SO4,

取X、Y的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(已知配體難電離出來)，所川試劑及所得現(xiàn)象如表所示：

X的溶液X的溶液Y的溶液Y的溶液

試BaCb溶AgNOs溶

AgN03溶液BaC12溶液

劑液液

現(xiàn)

白色沉淀無明顯變化無明顯變化白色沉淀

象

則①X的配離子為，Y的配體是

②燦、SOT的空間構(gòu)型分別為、o

【解析】(1)V位于元素周期表中第四周期VB族，則其基態(tài)原子的核外電

子排布式為Is22s22P63s23P63d34s2或［AM3d34sI其原子核外有23個(gè)運(yùn)動(dòng)狀杰不

同的電子，價(jià)電子排布式為3d34s2。(2)該配離子中所含非金屬元素有N、H、C,

電負(fù)性大小為N>C>H；乙二胺分子中N原子為sp：；雜化,乙二胺和三甲胺|N(CH3)3J

均屬于胺，且相對(duì)分子質(zhì)晟相近，乙二胺沸點(diǎn)比三甲胺高得多的原因是乙二胺分

子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵，(3)往配合物X的溶液中

加入BaCL溶液形成白色沉淀，加入AgN03溶液無明顯現(xiàn)象，則X的外界離子為

SOr,往配合物Y的溶液中加入BaCL溶液無明顯現(xiàn)象，加入AgNO?溶液形成白

色沉淀，則Y的外界離了為C「，所以配合物X為［V(NH3)3C1］SO4,配合物Y為

[V(NH3)3(SO4)]C1,X的配離子為[V(NH3)3C1]2+,Y的配體為NH3、sot。根據(jù)價(jià)

層電f對(duì)互斥理論可推知NH3和SO歹的空間構(gòu)型分別為三角錐形和正四面體形。

【答案】(1)233d34s2

⑵N>C>Hsp'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

(3)①[V(NH3)3C1]2+燦、sor

②三角錐形、正四面體形

5.[2020年山東新高考節(jié)選]CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：

(1)Sn為NA族元素,單質(zhì)Sn與干燥C12反應(yīng)生成SnC"常溫常壓下S為八為無色

液體，SnCL空間構(gòu)型為,其固體的晶體類型為。

(2)NH3、1)比、A5H3的沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?填化學(xué)式，下同)，還

原性由強(qiáng)到弱的順.序?yàn)?鍵角由大到小的順序?yàn)椤?/p>

(3)含有多個(gè)配位原『的配體與同一中心離「(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的

配合物為螯合物。一種Cd"配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，Imol該配合物中通過螯合作用形成的

配位鍵有mol,該螯合物中N的雜化方式有種。

【答案】(1)正四面體形；分子晶體

(2)NHa、ASI【3、PH3；AsHa、PH3、NH3；NH3、PH3、Aslis

(3)6；1

【解析】

【分析】

(1)利用價(jià)層電「對(duì)數(shù)確定SnC：的分f構(gòu)型；由于常溫F