- 原子结构
- 共1652题
下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A、光气（COCl2）中C元素化合价为+4，C原子最外层电子数为4，所以4+4=8，C原子，满足8电子结构；O元素化合价为-2价，O原子最外层电子数为6，所以2+6=8，O原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以1+7=8，Cl原子满足8电子结构，故A正确；
B、六氟化硫中S元素化合价为+6，S原子最外层电子数为6，所以6+6=12，S原子不满足8电子结构；F元素化合价为-1，F原子最外层电子数为7，所以1+7=8，F原子满足8电子结构，故B错误；
C、PCl3中P元素化合价为+3，P原子最外层电子数为5，所以3+5=8，P原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以1+7=8，Cl原子满足8电子结构，故C正确；
D、BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层电子数为3，所以3+3=6，B原子不满足8电子结构；F元素化合价为-1，F原子最外层电子数为7，所以1+7=8，F原子满足8电子结构，故D错误．
故选AC．
在核电荷数为26的元素Fe的原子核外的3d、4s轨道内，下列电子排布图正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：根据能量最低原理、保里不相容原理、洪特规则知，Fe原子3d能级上有6个电子，4s能级上有2个电子，该原子最稳定、能量最低，因此价电子排布图为
A、违反了能量最低原理，故A错误；
B、违反了能量最低原理，故B错误；
C、违反了洪特规则，故C错误；
D、3d能级上有6个电子，4s能级上有2个电子，该原子最稳定、能量最低，故D正确；
故选D．
核外电子层结构相同的一组微粒是（ ）
正确答案
解析
解：A、镁离子、铝离子和氖的电子层结构相同，比氯离子少一个电子层，故A错误．
B、钾离子、钙离子、硫离子和氩核外都是18个电子，所以电子层结构相同，故B正确．
C、钠离子和氟离子电子层结构相同，硫离子和氩原子电子层结构相同，但钠离子和氟离子比硫离子和氩原子少一个电子层，故C错误．
D、钠离子和镁离子电子层结构相同，硫离子和氯离子电子层结构相同，但钠离子和镁离子比氯离子和硫离子少一个电子层，故D错误．
故选B．
（1）亚铜离子（Cu+）基态时的价电子排布式表示为______．
（2）硒为第4周期元素，相邻的元素有砷和溴，则3种元素的第一电离能从大到小顺序为______（用元素符号表示）．
（3）Cu晶体的堆积方式是______（填堆积名称），其配位数为______；往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH3）4]SO4，下列说法正确的是______
A．[Cu （NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B．在[Cu（NH3）4]2+中Cu2+给出孤对电子，NH3提供空轨道
C．[Cu （NH3）4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D．SO42-与PO43-互为等电子体，空间构型均为正四面体
（4）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性，其化合物往往具有加合性，因而硼酸（H3BO3）溶于水显弱酸性，但它却只是一元酸，可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因．
①H3BO3中B的原子杂化类型为______；
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式______．
（5）硅与碳是同一主族元素，其中石墨为混合型晶体，已知石墨的层间距为335pm，C-C键长为142pm，计算石墨晶体密度（要求写出计算过程，得出结果保留三位有效数字，NA为6.02×1023mol-1）
正确答案
解：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，基态铜离子（Cu+）的价电子排布式为：3d10；
故答案为：3d10；
（2）As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族，第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能，所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se；
故答案为：Br＞As＞Se；
（3）Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积，配位数为12；
A、N与H原子形成极性共价键，[Cu（NH3）4]2+与SO42-形成离子键，Cu2+与NH3形成配位键，故A正确；
B、氨气分子的键角小于水分子的键角，故B错误；
C、金属的第一电离能比非金属元素的第一电离能大，故C错误；
D、SO42-与PO43-原子个数相等，价电子数相等，互为等电子体，空间构型均为正四面体，故D正确；
故答案为：面心立方最密堆积；12；AD；
（4）①H3BO3中B的价层电子对=3+
②硼酸为一元弱酸，H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+，故答案为：H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+；
（5）石墨的层间距为335pm，可以认为一层石墨的厚度是335pm．对某一层石墨中的一个六元环，正六边形环的边长是142pm，面积S=6×
解析
解：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，基态铜离子（Cu+）的价电子排布式为：3d10；
故答案为：3d10；
（2）As、Se、Br属于同一周期且原子序数逐渐增大，这三种元素依次属于第IVA族、第VA族、第VIA族，第VA族元素大于其相邻元素的第一电离能，所以3种元素的第一电离能从大到小顺序为Br＞As＞Se；
故答案为：Br＞As＞Se；
（3）Cu晶体的堆积方式是面心立方最密堆积，配位数为12；
A、N与H原子形成极性共价键，[Cu（NH3）4]2+与SO42-形成离子键，Cu2+与NH3形成配位键，故A正确；
B、氨气分子的键角小于水分子的键角，故B错误；
C、金属的第一电离能比非金属元素的第一电离能大，故C错误；
D、SO42-与PO43-原子个数相等，价电子数相等，互为等电子体，空间构型均为正四面体，故D正确；
故答案为：面心立方最密堆积；12；AD；
（4）①H3BO3中B的价层电子对=3+
②硼酸为一元弱酸，H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+，故答案为：H3BO3+H2O⇌[B（OH）4]-+H+；
（5）石墨的层间距为335pm，可以认为一层石墨的厚度是335pm．对某一层石墨中的一个六元环，正六边形环的边长是142pm，面积S=6×
（1）配合物Fe（CO）5会使合成氨等生产过程中的催化剂中毒．
①Fe（CO）5中铁的化合价为0，写出铁原子基态的电子排布式：______．该物质中含有的化学键类型有______（填字母）．
A．离子键 B．极性共价键C．非极性共价键D．配位键
②常温下Fe（CO）5呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃．据此可以判断Fe（CO）5晶体的类型为______．
（2）Fe、Fe2+都能被硝酸氧化．硝酸中氮原子轨道的杂化类型为______．
（3）若向氯化铁溶液中加入少量的K4[Fe（CN）6]溶液，可生成蓝色沉淀KFe[Fe（CN）6]，如图所示的是该晶体晶胞的八分之一（K+未画出）．
①写出与CN-互为等电子体的一种分子的化学式：______．
②该晶体的一个晶胞中含有的K+的个数为______．
正确答案
解：（1）①铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，铁原子和羰基之间存在配位键，碳原子和氧原子之间存在非极性共价键，故选BD，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；BD；
②分子晶体的熔沸点都较低，常温下Fe（CO）5呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，据此可以判断Fe（CO）5晶体的类型为分子晶体，故答案为：分子晶体；
（2）硝酸分子中氮原子含有3个共价单键，且不含孤电子对，所以氮原子的价层电子对是3，则氮原子采用sp2杂化，故答案为：sp2；
（3）①CN-中含有两个原子且价电子数是10，所以与CN-互为等电子体的一种分子的化学式：N2，故答案为：N2；
②该晶体晶胞的
解析
解：（1）①铁是26号元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，铁原子和羰基之间存在配位键，碳原子和氧原子之间存在非极性共价键，故选BD，故答案为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；BD；
②分子晶体的熔沸点都较低，常温下Fe（CO）5呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，据此可以判断Fe（CO）5晶体的类型为分子晶体，故答案为：分子晶体；
（2）硝酸分子中氮原子含有3个共价单键，且不含孤电子对，所以氮原子的价层电子对是3，则氮原子采用sp2杂化，故答案为：sp2；
（3）①CN-中含有两个原子且价电子数是10，所以与CN-互为等电子体的一种分子的化学式：N2，故答案为：N2；
②该晶体晶胞的
下列基态原子的电子排布式中，其未成对电子数最多的是（ ）
正确答案
解析
解：A.1s22s22p63s23p63d64s2中未成对电子数是4；
B.1s22s22p63s23p64s1中未成对电子数是5；
C.1s22s22p63s23p63d54s1中未成对电子数是6；
D.1s22s22p63s23p63d104s1中未成对电子数是1；
通过以上分析知，原子中未成对电子数最多的是C，
故选C．
氮、磷、锌、铁等是与生命活动密不可分的元素．请回答下列问题：
（1）NH3和PH3都是极性分子，其中极性较大的是______，理由是______．
（2）20mL0.1mol•L-1次磷酸（H3PO2）溶液与20mL 0.1mol•L-1 NaOH溶液恰好中和生成正盐，则H3PO2的结构式是______．
（3）如图1所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分--血红素的结构式
血红素中N原子的杂化方式为______，在图2的方框内用“→”标出Fe2+的配位键．
（4）N2与CO互为等电子体．表是两者的键能数据（单位：kJ•mol-1）：
结合数据说明CO比N2活泼的原因：______．
（5）Zn2+基态时的电子排布式是______，ZnO和ZnS的晶体结构相似，其中熔点较高的是______，理由是______．
正确答案
NH3
N的电负性大于P
sp2 、sp3
断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多
[Ar]3d10
ZnO
同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO晶格能大（或离子键强），熔点高
解析
解：（1）原子的电负性越大，其吸引电子的能力越强，则形成的极性键极性越强，N电负性大于P，所以极性较大的是NH3，故答案为：NH3；N的电负性大于P；
（2）中和20mL 0.1mol/L次磷酸（H3PO2）溶液需要O.1mo/L NaOH溶液的体积恰好为20mL，则二者的物质的量之比为1：1，说明次磷酸是一元酸，即该分子中含有一个羟基，结构为
（3）血红素中N原子有的含有3个σ 键和一个孤电子对，属于sp3杂化；有的含有3个σ 键，属于sp2 杂化方式；配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，Fe2+的配位键为
（4）根据表中键能知，CO中第一个π键的键能是1071.9kJ/mol-357.7kJ/mol-798.9kJ/mol=273.1kJ/mol，
N2中第一个π键的键能是941.7kJ/mol-154.8kJ/mol-418.4kJ/mol=524kJ/mol，
CO中第一个π键的键能是273.1kJ/mol，N2中第一个π键的键能是524kJ/mol，CO中第一个π键的键能较小，所以CO的第一个键比N2更容易断，所以一氧化碳比氮气活泼，
故答案为：断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多；
（5）Zn离子核外有28个电子，根据构造原理知其离子核外电子排布式为[Ar]3d10；离子晶体中离子半径越小、离子所带电荷越多其晶格能越大，晶格能越大，晶体的熔点越高，同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO晶格能大（或离子键强），熔点高，
故答案为：[Ar]3d10；ZnO；同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO晶格能大（或离子键强），熔点高．
能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力．
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式______．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯（C60）的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为______；1 mol C60分子中σ键的数目为______．
（3）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，富勒烯C60可用作储氢材料．科学家把C60 和K掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图2所示，该物质的K原子和C60分子的个数比为______．
（4）继C60后，科学家又合成了Si60、N60、．C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是______；这三种元素对应的最高价含氧酸的酸性顺序为______；Si60、N60、C60 三种晶体属于______晶体，晶体的熔沸点由高到低的顺序为______，你的理由是______；三种晶体的稳定性顺序为______，你的理由是：______．
（5）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如下图，请在图3中用箭头表示出配位键．
（6）除太阳能电池外，化学燃料电池在电子工业也得到了广泛应用．以多孔的铂为电极，采用图4装置在两极分别通入CH3OH和O2，使其在KOH溶液中发生反应产生电该燃料电池的A端为电池的______极，该电极表面的电极反应式为______，B端为电池的______极，该表面的电极反应式为______．
正确答案
解：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为[Ar]3d84s2，故答案为：[Ar]3d84s2；
（2）每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为
（3）在晶胞中，每个面上有两个钾原子，每个顶点上和体心有一个C60，根据均摊法可知K原子个数为6×
（4）同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si；最高价含氧酸的酸性与非金属性一致，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以最高价含氧酸的酸性顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；
根据结构判断，他们属于分子晶体，又由于分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，所以晶体的熔沸点由高到低的顺序为Si60＞N60＞C60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定，所以稳定性顺序为：N60＞C60＞Si60；
故答案为：N＞C＞Si；HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；分子；Si60＞N60＞C60；分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，相对分子质量越大，熔沸点越高；N60＞C60＞Si60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定；
（5）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为：
（6）燃料电池中，通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为2O2+4e-+2H2O=4OH-，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，根据电子流向，A为负极，B为正极，故答案为：负；CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O；正；2O2+4e-+2H2O=4OH-．
解析
解：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为[Ar]3d84s2，故答案为：[Ar]3d84s2；
（2）每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为
（3）在晶胞中，每个面上有两个钾原子，每个顶点上和体心有一个C60，根据均摊法可知K原子个数为6×
（4）同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si；最高价含氧酸的酸性与非金属性一致，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以最高价含氧酸的酸性顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；
根据结构判断，他们属于分子晶体，又由于分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，所以晶体的熔沸点由高到低的顺序为Si60＞N60＞C60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定，所以稳定性顺序为：N60＞C60＞Si60；
故答案为：N＞C＞Si；HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；分子；Si60＞N60＞C60；分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，相对分子质量越大，熔沸点越高；N60＞C60＞Si60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定；
（5）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为：
（6）燃料电池中，通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为2O2+4e-+2H2O=4OH-，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，根据电子流向，A为负极，B为正极，故答案为：负；CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O；正；2O2+4e-+2H2O=4OH-．
下列是几种原子的基态电子排布，第一电离能最小的原子是（ ）
正确答案
解析
解：1s22s22p63s23p3是P元素，1s22s22p5是F元素，1s22s22p63s23p2是Si元素，1s22s22p63s23p64s1是K元素，这几种元素中金属性最强的是K元素，最容易失去电子的是K元素，所以第一电离能最小的是K元素，
故选：D．
下列各组粒子中核外电子总数相等的是（ ）
正确答案
解析
解：A．钾离子核外电子数=19-1=18，钠离子核外电子数=11-1=10，所以其核外电子总数不等，故A错误；
B．CO2中核外电子总数=6+8×2=22、NO2中核外电子总数=7+8×2=23，所以二者核外电子总数不等，故B错误；
C．CO中核外电子总数=6+8=14、CO2中核外电子总数=6+8×2=22，所以二者核外电子总数不等，故C错误；
D．NH2-中核外电子总数=7+1×2+1=10、CH5+中核外电子总数=6+1×5-1=10，所以二者核外电子总数相等，故D正确；
故选D．
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