13.讲义-物质结构综合（选修3）（教师版）.docx
第十三讲物质结构综合（选修3）E）典型例题某元素基态原子4s轨道上有2个电子,则该基态原子价电子排布可能是（）A. 4sB. 4s2C. 3p64s2D. 3d94s2【答案】B【考点】原子核外电子的表示【解答】解：A.4s不是价电子排布式，故A错误;B.某元素基态原子4s轨道上有2个电子，该基态原子价电子排布可能是4s2,故B正确；C.3p64s2的核电荷数为20, 3p64s2不是价电子排布式，价包子排布应是4s2,故C错误；D.依据洪特规则,3d94s?应为3°4si,全满状态稳定，故D错误；故选：Bo下列基态原子或离子的相关电子排布图正确的是（）A. Fe3+的价电子:TTtTTB. Cr原子的价电子:C. N原子的电子:0 -0皿回 I-D. S?-的L层电子：【答案】A,故A正确；B.格,故B错误；C.电子优先单独【考点】原子核外电子的表示【解答】解：A.Fe3+的价电子排布式为：3d5,轨道表示式为:3d原子的价电子排布式为3d54s,轨道表示式为：皿冏W占据1个轨道，且自旋方向相同，N原子核外有7个也子，分2层排布，原子的轨道表示式2d,故C错误；D.S2-的L层电子排布式为2s22p6,轨道表示式为：,故D错误；故选：Ao下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是（）A. Fe2+ls22s22p63s23p63d6B. Culss22p63s23p63d94s2FENlNTC. 2s2P53÷t11lt!t1111D. 2s2P【答案】B【考点】原子核外电子的表示【解答】解：A.Fe?+离子核外电子数为24,由能量最低原理，可知核外电子排布为ls22sp63sp63d6,故A不选；B.Cu原子核外电子数为29,满足半满全满的稳定结构，能量最低,核外包子排布应为H2s22p63s23p63d,04s1,故B选；C.F原子最外电子层为第2电子层，有7个电子，外围电子排布为2s22p5,11TNIME由泡利原理与洪特规则可知，外围电子轨道排布式为2s2p,故C不选；D.Na*离子最外包子层为第2电子层，有8个电子，外围包子排布为2s22p6,由泡利原理与洪特规则可知，外围也EHItJIH子轨道排布式为2s2p,故D不选；故选：Bo【例05】主族元素R的原子最外层电子排布为ns%p2.说法正确的是()A.一定位于第2周期B.氢化物一定是RFUC.一定位于第IV族D.含氧酸一定是H2RO3【答案】A【考点】原子核外电子的表示【解答】解：由上述分析可知R元素为碳元素。A、碳元素是第2周期的元素，故A正确；B、碳元素由多种氨化物，不一定只有CH明故B错误：C、碳元素位于第WA族，故C错误：D、碳元素的含氧酸也可能是疑酸，如乙酸等，故D错误。故选：Ao【例06现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：Is22s22p63s23p4;"2s22p63s23p3;"2s22p5.则下列有关比较中正确的是()A.第一电离能：>>B.价电子数：>>C.电负性：>>D.质子数：>>【答案】A【考点】原子的结构与元素周期表(律)【解答】解：由电子排布可知，为S,为P,为F,A、非金属性越强，第一电离能越大，但P的3p电子半满为稳定结构，则第一电离能：>>,故A正确；B、价电子为最外层电子，价电子数分别为6、5、7,故价电子数：>>，故B错误;C、非金属性越强，电负性越大，则电负性：>>，故C错误;D、质子数分别为：16、15、9,则质子数：>>，故D错误；故选：Ao【例07W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)和黑色的ZO两种氧化物。(I)W位于元素周期表第周期第族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)(填“强”或“弱”)。(2)Y的基态原子核外电子排布式是,Y的第一电离能比X的(填“大”或“小”)。(3) Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是。(4)已知下列数据：Fe(s)+O2(g)=FeO(s)H=-272.0kJmol2X(s)+O2(g)=X2O3(s)H=-1675.7kJmo1(2)则X的单质和FeO反应的热化学方程式是。【答案】(1)二；VA:弱：(2) lss22p63s23p4:大；(3) 2H2SO4(浓)+CuCuS4+S2+2H2;212(4) Al(三)+Feo(三)=AI2O3(三)+Fe(三)H=-429.5KJmoL【考点】原子的结构与元素周期表(律)综合【解答】解：导致酸雨的主要物质是二氧化氨和二氧化硫，且W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，Y的原子序数大于W的，所以W是感元素，Y是硫元素；X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，且原子序数大于W小于Y,所以X是铝元素：Z能形成红色(或转红色)的Z2和黑色的ZO两种氧化物，且Z是前36号元素，Z的原子序数大于Y的，所以Z是铜元素。(÷z);(I)W是N元素，N原子的原子结构示意图为/,曲子层数等于其周期数，最外层电子数等于其主族序数，所以戴元素属于第二周期第VA族；气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关系，非金属越强，气态氧化物的稳定性越强，氧元素的非金属性大于氮元素的非金属性，所以水的稳定性大于氯气的稳定性，故答案为：二；VA;弱；(2) Y为硫元素，硫原子核外电子数为16,基态核外电子排布式为Is22s22p63s23p4,硫为非金属，X为铝元素，非金属的第一电离能高于金属的第一电离能，故Y的第一电离能比X的大；故答案为：ls22s22p63sp4:大：(3)浓硫酸和铜在加热条件下能反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，方程式为：2H2SO4(浓)+CuCuS4+S2+2H2,故答案为：2H2SO4(浓)+CuCuS4+S2+2H2:(4) Fe(s)+O2(g)=FeO(三)ZkH=-272.0KJmoL2X(s)+O2(g)=X2O3(s)H=-1675.7KJmo1由盖斯定律，X*X?得方程式X的单质和FeO反应的热化学方程式是：Al(三)÷FeO(三)=AI2O3(三)+e(三)H=-429.5KJmol,故答案为：Al(三)+e(三)=AI2O3(三)+e(三)H=-429.5KJmolo【例08下列叙述中正确的是()A. NH3、CO、CO2都是极性分子B. CH4、CCI4都是含有极性键的非极性分子C. HF、HCkHBr、Hl的稳定性依次增强D. CS2、H20、C2H2都是直线型分子【答案】B【考点】分子的结构与性质【解答】解：A、CO2的正负电荷重心重叠，属于非极性分子，故A错误。B、CH4、CCI4的正负电荷重心重叠，属于非极性分子，但存在的化学键是极性键，故B正确。C、F、CkBr、I的非金属逐渐减弱，所以HF、HC1、HBnHl的稳定性逐渐减弱，故C错误。D、HzO是V型分子，CS2、C2H2都是直线型分子，故D错误。故选：Bo关于络合物K3Fe(CN)6的叙述正确的是()A.中心离子时Fe2+B.中心离子的配位数是6C.该络合物溶液中CN>K+D内界是正离子，外界是负离子【答案】B【考点】络合物【解答】解：A.整体呈电中性，K为+1价，CN为-1价，所以中心Fe为+3价，即中心离子为Fe3+,故A错误；B.CN-中配位原子是C,所以中心离子的配位数是6,故B正确；C.络合物内完全解离为内界和外界，内界不易解离，所以该络合物溶液中CNVK+,故C错误;D.外界为K+,内界为Fe(CN)63",所以内界是负离子，外界是正离子，故D错误，故选：B<,【例10】臭氧(O3)在Fe(H2O)6产催化下能将烟气中的SO2、NoX分别氧化为SC利No3,NOX也可在其他条件下被还原为N2o(1) SO42-中心原子轨道的杂化类型为；NO3-的空间构型为(用文字描述)。(2) Fe?+基态核外电子排布式为o(3)与03分子互为等电子体的一种阴离子为(填化学式)。(4) N2分子中。键与键的数目比n(o)：n()=。(5) Fe(H2O)6产+与No反应生成的Fe(NO)(HiO)s2+,No以N原子与Fe?+形成配位键。请在Fe(NO)(112)引2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。Fe(NOXH2O)5产结构小意图【答案】(I)sp2 3 4 5;平面(正)三角形；(2)(3)NO2 :(4)1： 2;Ar3d6ls22sp63s23p63d6;VONIc/O(5)H2O【考点】分子结构与性质综合【解答】解：(1)对于SCM?-,根据VSEPR理论，其价电子对数为VP=BP+LP=4+6-2×4+2=4,根据杂化轨道理论，中心S原子杂化方式为sp3,对于NO3根据VSEPR理论，其价电子对数为VP=BP+LP=3+5-2×3+l=3,则其空间构型为平面(正)三角形，故答案为：sp3;平面(正)三角形；OlhONFc,OHj1VQ.VOllJOHj的结构应为：fiI0/OH：,故答案为：H2。下列各组化合物按其沸点由高到低的顺序排列，正确的是()A. NaCk Sio2、CH4、HCh HFB. NaCk SiO2、CH4、HF、HClC.SiO2、NaCkHF、HCkCH4D.Sio2、NaCkHC1、HF、CH4【答案】C【考点】四大晶体的比较【解答】解：晶体熔沸点：原子晶体离子晶体分子晶体，Si2是原子晶体、NaCI是离子晶体、CH4、HCI、HF是分子晶体，而氟化氢分子间存在氢键，氯化氢的相对分子量大于甲烷，所以熔沸点由高到低顺序是Sio2、NaCkHF、HCkCH4,故选：Co碳化硅（SiC）的一种晶体具有类似金刚石的结构，其中碳原子和硅原子的位置是交替的.在下列三种晶体金刚石、晶体硅、碳化硅中，它们的熔点从高到低的顺序是（）A.B.C.D.【答案】A【考点】四大晶体的比较【解答】解：晶体类型相同的物质，键长越短，键能越大，物质的熔点越高。金刚石、晶体硅、碳化硅着三种物质中键长关系为：C-CC-SiSi-Si,所以键能大小为：C-C键能C-Si键能Si-Si键能，所以物质的熔点高低为金刚石碳化硅晶体硅。故选：A0【例13】在普通铝中加入少量CU和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCU2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（填标号）。ANeB.Ne（g）C.NeD.Ne3s3s3s3p3p（2）乙二胺（H2NCH2CH2NH2）是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、0乙二胺能与Mg2+、Cl2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是,其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是（填“Mg2+”或“CM+”）。（3）一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2MgOP4O6SO2熔点/1570280023.8-75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因(4)图(a)是MgCU2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu.图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，CU原子之间最短距离X=pm,Mg原子之间最短距离y=pm.设阿伏加德罗常数的值为Na,则MgCU2的密度是gcm3(列出计算表达式)。【答案】(1) A:(2) sp3;sp3;乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键；Cu2+;(3) 1.i2和Mgo是离子晶体、PK)6和S02是分子晶体，晶格能MgO>Li2,分子间作用力：PK)6>SO2;z.238×24+16×64(4) a;-a:-。443×10-30Vi4【考点】物质结构综合【解答】解：(1)AD微粒都是Mg原子失去一个电子后得到的，但是D微粒能量高于A,稳定性A>D,所以失电子能量A>D:BC都是原子，但是B是基态、C是激发态，能量：OB,稳定性B>C,所以失去一个电子能量：B>C:A为Mg+、B为Mg原子，A再失去电子所需能量就是Mg原子失去2个电子的能量，为Mg原子的第二电离能，B失去一个电子的能量是Mg原子的第一电离能，其第二电离能大于第一电离能，所以电离最外层一个电子所需能量A>B,通过以上分析知，电离最外层一个电子所需能量最大的是A,故答案为：A;(2)每个N原子形成的共价键有2个N-H键、1个N-C键，且还含有1个孤电子对；每个C原子形成的共价键有2个C-H键、2个C-N键，所以N、C原子价层电子对个数都是4,根据价层电子对互斥理论判断N、C原子杂化类型分别为SP3、sp3:含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间易形成配位键，乙二胺的两个N提供孤对包子给金属离子彩成配位键，所以乙二胺能与Mg2+、C/+等金属离子形成稳定环状离子：碱土金属与乙二胺形成的化合物稳定性较弱，所以与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是G?+,故答案为：sp3:sp3:乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键；Cu2+:(3)晶体熔沸点：离子晶体>分子晶体，离子晶体熔沸点与晶格能有关，晶格能越大熔沸点越高，晶格能与离子半径成反比，与电荷成正比，分子晶体熔沸点与分子间作用力有关，分子间作用力与相对分子质量有关，相对分子质量越大其分子间作用力越大，Li2和Mgo是离子晶体、P46和SO2是分子晶体，且晶格能MgO>Li2,分子间作用力：P46>S2,所以熔沸点：Mgo>Li2>P46>S2,故答案为：Li2和MgO是离子晶体、P46和SO2是分子晶体，晶格能MgO>Li2,分子间作用力：P46>S2:AB之间的距离为面对角线长度=2apm,AB之间距离相当于4个Cu原子直径，X距离1个Cu原子直径=在臀；体对角线长度=5棱长=3×apm,CD距离为y,该长度为体对角线BC长度的，=IXW×apm=乎叩m;该晶胞中Mg原子位于8个顶点上、6个面心上，在晶胞内部有4个Mg原子，所以Mg原子个数=8x18+6×i÷4=8,Cu原子都位于晶胞内部，有16个；晶胞体积=(a×10"10cm)3,晶胞密度=节=8×24+16×64(×10-10)33=8×24+16×64m3故答案为：1a;Ia3×10川NA448X24+16X64q3xio-30Na(2)Fe位于周期表中第4周期第VIn族，Fe2+为Fe失去4s?电子所得，所以Fe?+基态核外包子排布式为：Ar3d6或Is22s22p63s23p63tl6,故答案为：Ar3d6或Is22s22p63s23p63d6;(3)等电子体是指原子总数相同，价电子总数相同的粒子，与03分子互为等电子体的一种阴离子,可考虑将其中一个O替换为N-,则等电子体为N2故答案为：N2;(4)N2分子中N与N之间形成氨氮三键，其中有一根为键，两根为键，所以N2分子中键与兀键的数目比n():n()=1:2,故答案为：1:2;(5)Nc)以N原子与Fe?+形成配位键，HzO以O原子与F/+形成配位键，所以Fe(NO)(H2O)s2+
