- 原子轨道杂化方式及杂化类型判断
- 共55题
物质的结构决定性质，性质反映其结构特点。
（1）金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质，下列叙述中正确的有：________。
a. 金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化；
b. 晶体中共价键的键长：金刚石中C—C<石墨中C—C;
c. 晶体的熔点：金刚石< 石墨
d. 晶体中共价键的键角：金刚石>石墨
（2）某石蕊的分子结构如图所示。
①石蕊分子所含元素中，基态原子2p轨道有两个成单电子的是________（填元素符号）； 由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是________（填化学式）；
②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是 ________；
（3）铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
①NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2NF3＋3NH4F
上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_______(填序号)。
a. 离子晶体
b. 分子晶体
c. 原子晶体
d. 金属晶体
②金属铜采取如图所示堆积方式，可称为_____堆积，则Cu晶体中Cu原子的配位数为________。
正确答案
（1）ac
（2）①C、O；H3O+；②该石蕊分子中含有—OH和—NH2，均能与H2O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水。
（3）① abd；②面心立方堆积；12
解析
略。
知识点
氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如右图所示。
（1）此配合物中，铁离子的价电子排布式为_________。
（2）此配离子中含有的作用力有_________（填序号）。
A. 离子键
B. 金属键
C. 极性键
D. 非极性键
E. 配位键
F. 氢键
G. 
H. 
（3）此配合物中碳原子的杂化轨道类型有_________。
元素A的基态原子占据纺锤形原子轨道的电子总数为2，元素B与A同周期，其基态原子占据s轨道的电子数与p轨道相同；C是A的同族相邻元素，电负性小于A；D是B的同族相邻元素，第一电离能小于B。
（4）化合物CA和DB2的晶体熔点较高的是_________（填化学式）。
（5）AD2分子的空间构型为_________。
（6）A、B和C的成键情况如下：
A和B之间易形成含有双键的AB2分子晶体，而C和B之间则易形成含有单键的CB2原子晶体，请结合数据分析其原因为_________。
正确答案
（1）3d5
（2）CDEGH
（3）sp2、sp3
（4）SiC
（5）直线形
（6）碳和氧之间形成含有双键的分子放出的能量（803×2=1606kJ·mol-1）大于形成含单键的原子晶体放出的能量(360×4=1440 kJ·mol-1)，所以二氧化碳易形成含有双键的分子；氧和硅之间形成含有双键的分子放出的能量(640×2=1280 kJ·mol-1)小于形成含单键的原子晶体放出的能量(464×4=1856 kJ·mol-1)，所以二氧化硅易形成含有单键的原子晶体
解析
略。
知识点
Ⅰ．第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类 1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳1个CH4分子或1个游离H2O分子。根据上述信息，完成下面两题：
（1）下列关于天然气水合物中两种分子描述正确的是
A．两种都是极性分子 B．两种都是非极性分子
C．H2O是极性分子，CH4是非极性分子 D．其中氧原子和碳原子的杂化方式分别为sp2和sp3
E．其中氧原子和碳原子的杂化方式均为sp3
（2）晶体中每8个笼只有6个容纳了CH4分子，另外2个笼被游离H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为
II、A、B、C、D是短周期元素，它们的离子具有相同的电子层结构，且半径依次减小。A与D的化合物X既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应；B、C组成典型的离子化合物Y，其晶体结构类似于NaCl晶体；A与C以原子个数之比1︰1组成化合物Z。
（3）写出Z的电子式
（4）C元素焰色反应的颜色为 试从原子结构的角度解释其原因
（5）B、C、D可组成离子化合物CmDBn，其晶体结构单元如右图所示。阳离子Cx＋（○表示）位于正方体的棱的中点和正方体内部（内部有9个○，1个位于体心，另8个位于大正方体被等分为8个小正方体后的体心）；阴离子DBnmx－（●表示）位于该正方体的顶点和面心。则：x＝ 、m＝ 、n＝ 。已知该晶体的密度为a g/cm3 ，则该晶体
正确答案
中阳离子间的最近距离为
（1）CE
（2）CH4·8H2O或6CH4·48H2O
（3）
（4）黄色；在加热的条件下钠原子的核外电子吸收能量，电子从基态跃迁到激发态，电子处于激发态不稳定又重新跃迁到基态，在此过程中以光波的形式释放能量。
（5）1；3；6；
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
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