- 化学键与物质的性质
- 共213题
一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
（1）向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。
①Mn2＋基态的电子排布式可表示为 。
②NO3－的空间构型 (用文字描述)。
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。
①根据等电子原理，CO分子的结构式为 。
②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为 。
③1molCO2中含有的σ键数目为 。
（3）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为 。
正确答案
见解析。
解析
（1）①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
②平面三角形
（2）①C≡O ②sp3 ③2×6.02×1023个(或2mol)
（3）
本题科学研究铜锰氧化物作背景，考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间构型、等电子体原理、[Cu(OH)4]2－结构等《选修三》基础知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。
知识点
石墨烯（如图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）。
（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为_______。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是_______，该C与相邻C形成的键角_______（填“＞”“＜”或“=”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有_______（填元素符号）。石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为_______，该材料的化学式为_______。
正确答案
（1）3；
（2）
（3）O、H；
（4）12；M3C60。
解析
略。
知识点
已知X，Y，Z，Q为短周期非金属元素，R是长周期元素，X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子；Z元素在地壳中含量最多；Q是电负性最大的元素；R+离子只有三个电子层且完全充满电子。回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示）
（1）X元素为＿＿＿＿，X、Y、Z中第一电离能最大的是＿＿＿＿
（2）已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构（球棍模型，短线不一定代表单键）：
该分子中Y原子的杂化方式是＿＿＿＿
（3）X与Y元素可以形成一种超硬新材料，其晶体部分结构如图所示，有关该晶体的说法正确的是＿＿＿＿＿（填正确答案编号）。
A．该晶体属于分子晶体
B．此晶体的硬度比金刚石还大
C．晶体的化学式是X3Y4
D．晶体熔化时破坏共价键
（4）有一种AB型分子与Y单质分子互为等电子体，它是一种常用的还原剂，其化学式
为＿＿＿＿＿＿
（5）R的基态原子的电子排布式为＿＿＿＿＿，R与Z形成的某离子晶体的晶胞结构如图，则该晶体的化学式为＿＿＿＿，该晶体的密度为
正确答案
解析
略
知识点
（1）下列分子中，属于非极性的是_______。
A. SO2
B. BeCl2
C. BBr3
D. COCl2
（2）铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：
1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_______；
2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_______；
3）SO42-的立体构型是_______，其中S原子的杂化轨道类型是_______；
4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为_______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是_______；
5）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为_______。
正确答案
（1）BC
（2）1）Cu+2H2SO4(浓)
解析
（1）根据价层电子对互斥理论（VSEPR）可得四种分子的结构如下：
（2）本题各小题内容考查点相互的联系不大，仍属于“拼盘”式题。3）硫酸根中心原子的价层电子对为：孤对电子数6-2×4+2=0，成键电子对数4，所以为正四面体结构，中心原子为sp3杂化；4）Au电子排布或类比Cu，只是电子层多两层，由于是面心立方，晶胞内N（Cu）=6×
知识点
周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。A的核外电子总数与其电子层数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同主族，e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
（1）b、c、d中第一电离能最大的是 （填元素符号），e的价层电子轨道示意图为 。
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为 ；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是 （填化学式，写两种）。
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是 ；酸根呈三角锥结构的酸是 。（填化学式）
（4）c和e形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为 。
（5）这5种元素形成的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构，阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。该化合物中阴离子为 ，阳离子中存在的化学键类型有 ；该化合物加热时首先失去的组分是 ，判断理由是 。
正确答案
（1）N
（2） 
（3）
（4） +1
（5）
解析
略
知识点
原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。
请回答下列问题：
（1）这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为 ，第一电离能最小的元素是 （填元素符号）。
（2）C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是 （填化学式），呈现如此递变规律的原因是 。
（3）B元素可形成多种单质，一种晶体结构如图一所示，其原子的杂化类型为 、另一种的晶胞如图二所示，该晶胞的空间利用率为 ，若此晶胞中的棱长为356.6 pm，则此晶胞的密度为 
（4）D元素形成的单质，其晶体的堆积模型为 ，D的醋酸盐晶体局部结构如图
三，该晶体中含有的化学键是 (填选项序号)。
①极性键 ②非极性键 ③配位键 ④金属键
（5）向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到的现象是 。请写出上述过程的离子方程式： 。
正确答案
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
解析
略
知识点
X、Y、Z、W四种元素原子序数依次增大且均小于36。 Z基态原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y基态原子是同周期元素中未成对电子数最多的原子，X分别与Y、Z元素组合均可形成10电子微粒, W基态原子有10个价电子。回答下列问题（以下问题均以推知元素符号作答）：
(1)若 YX3与X2Z﹑YX2－与ZX－﹑Y3－与Z2－性质相似，请写出Mg(YX2)2在一定条件下分解的化学反应方程式
⑵已知0℃时X2Z的密度为a g/cm3，其晶胞中X2Z分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，相似的原因是 。两个X2Z分子间的最近距离为 pm(用a和NA表示)。已知X2Y的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，X2Z分子间还存在范德华力（11 kJ/mol），则X2Z晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol。
⑶ WZ是一种功能材料，已被广泛用于电池电极、催化剂、半导体、玻璃染色剂等方面。工业上常以W(YZ3)2·6X2Z和尿素［CO(NH2)2］为原料制备。
①W2+的基态核外电子排布式为 ，其核外电子有 种运动状态。
②尿素分子中碳原子的杂化方式为 ，1 mol尿素分子中含有的σ键数为 。
③YZ3－的空间构型 。
④WZ晶体的结构与NaCl相同，但天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种WZ晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个W2+空缺，另有两个W2+被两个W3+所取代。其结果晶体仍呈电中性，但化合物中W和Z的比值却发生了变化。经测定某样品中W3+与W2+的离子数之比为6∶91。若该晶体的化学式为WxZ，则x= 。
正确答案
（1）3 Mg(NH2)2==Mg3N2+4NH3↑
（2） 水中的O和金刚石中的C都是sp3杂化，且水分子间的氢键具有方向性，每个水分子可与相邻的4个水分子形成氢键；
（3）①
②sp2杂化； 7NA ；
③平面三角
④0.97
解析
略
知识点
碳、氮、氧是构成生命物质的三种主要元素。
（1）碳、氮、氧三种元素中，原子核外电子未成对电子数最多的是_________（用元素符号表示）。
（2）已知CN－与N2结构相似，则HCN分子中
（3）H2O2分子中氧原子的杂化方式为_________。
（4）与NO2＋互为等电子体的微粒有_________、_________（举2例），NO3－的空间构型是_________。
（5）已知元素A的氧化物的晶胞结构如图所示，则该氧化物的化学式为_________。
正确答案
（1）N
（2）1：1
（3）sp3
（4）CO2、N2O、CNO－、SCN－等；平面三角形
（5）AO2
解析
略。
知识点
已知X，Y，Z，Q为短周期非金属元素，R是长周期元素，X原子的电子占据2个电子层且原子中成对电子数是未成对电子数的2倍；Y的基态原子有7种不同运动状态的电子；Z元素在地壳中含量最多；Q是电负性最大的元素；R+离子只有三个电子层且完全充满电子。
回答下列问题：（答题时，X、Y、Z、Q、R用所对应的元素符号表示）
（1）X元素为＿＿＿＿，X、Y、Z中第一电离能最大的是＿＿＿＿
（2）已知Y2Q2分子存在如图所示的两种结构（球棍模型，短线不一定代表单键）：
该分子中Y原子的杂化方式是＿＿＿＿
（3）X与Y元素可以形成一种超硬新材料，其晶体部分结构如图所示，有关该晶体的说法正确的是＿＿＿＿＿（填正确答案编号）。
A，该晶体属于分子晶体
B，此晶体的硬度比金刚石还大
C，晶体的化学式是X3Y4
D，晶体熔化时破坏共价键
（4）有一种AB型分子与Y单质分子互为等电子体，它是一种常用的还原剂，其化学式
为＿＿＿＿＿＿
（5）R的基态原子的电子排布式为＿＿＿＿＿，R与Z形成的某离子晶体的晶胞结构如图，则该晶体的化学式为＿＿＿＿，该晶体的密度为
正确答案
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
解析
略
知识点
A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种元素。B元素原子最外层电子数比内层多3个，C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，回答下列问题。
（1）E元素基态原子的外围电子排布图为_______。
（2）元素B、C、D的第一电离能由小到大排列顺序为_______（用元素符号表示）。
（3） DC3冷凝可形成一种D、C相间的六元环结构的三聚体，其中D原子的杂化方式为_______。
（4）C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1：1和1：2，两种化合物可任意比互溶，其主要原因是_______。
（5）A、B、C、D、E五种元素组成某配位化合物X，其原子个数比为18：6:4:1：1，该配位化合物X的化学式为_______。
（6） Sb的一种氧化物高于843K时会转化为长链的大分子，其结构片段如图，则该分子中Sb和O的原子个数比为_______。
正确答案
（1）
（2）S<O<N
（3）sp3
（4）H2O与H2O2之间形成氢键
（5）[Ni(NH3)6]SO4
（6）2∶3
解析
略。
知识点
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