- 物质性质的研究
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【化学—选:3：物质结构与性质】（15分）
（4）由以上五种元素的任意两种形成的常见化合物中，所含离子键成分最多的可能为
(只要求列出算式)。
正确答案
（1）氢 (1分)
（2）9 (2分) 
HF分子间存在氢键，HCl分子间没有氢键(2分)
（3）第四周期第ⅦB族(2分) 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (2分)
(4)CaF2 (2分) （5）V =
根据元素的结构及有关性质可知，A、B、C、D和E分别是H、F、Cl、Ca、Mn。
（1）A是氢元素。
（2）F的核外电子数是9，所以就要9种不同的运动状态。氯元素的价电子是7，所以电子排布图为
沸点高于后者。
（3）锰的原子序数是25，位于第四周期第ⅦB族。根据构造原理可知，其+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
（4）金属性和非金属性越强，形成的化学键的离子成分就越多，五种元素中钙的顺序最强，F的非金属性最强，所以离子键成分最多的是CaF2。
（5）根据晶胞的结构可知，含有的钙离子是8×1/8＋6×1/2＝4，8个氟离子全部在晶胞内部，即该晶胞中含有4个CaF2，因此有
V＝
(12分)现有A、B、C、D、E五种短周期元素，其原子序数依次增大。A、C的基态原子电子排布中未成对电子数与其周期数相等，且A的最外层电子数是次外层电子数的2倍。D的阳离子、C的阴离子均与氖原子的电子层结构相同，且D的单质与C的单质反应能生成D2C和D2C2两种化合物。E所在周期序数比所在主族序数大l。
(1)2011年是国际化学年，其中一项重要活动是纪念居里夫人获诺贝尔化学奖100周年。居里夫妇发现了放射I生镭(Ra)和钋(Po)元素，其中E与镭同主族，镭位于 族。
(2)E的基态原子的核外电子排布式是 ，A、B、C三种元素中第一电离能最大的是 ，B、c、D的原子半径由小到大的顺序为 (均用元素符号 表示)。
(3)D2C2与AC2反应的化学方程式为 ，请写出该反应的一种用 。
(4)B与氢元素形成最简单的气态氢化物的空间构型为 ，其中共价键类型为 (填极性键或非极性键)。已知B≡B键能为946 kJ·mol-1，H-H键能为
436 kJ·mol-1，B—H键能为391 kJ·mol-1，则B2和H2反应的热化学方程式为 。
正确答案
（1）IIA（2分）（2）1s22s22p63s2(2分) N（1分）O＜N＜Na（1分）
（3）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 （2分）供氧（1分）
（4）三角锥（2分）极性键（2分）N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)；∆H="-92" kJ·mol-1
A的最外层电子数是次外层电子数的2倍表明A为碳，D的阳离子、C的阴离子均与氖原子的电子层结构相同，表明C、D分别属于第二、三周期，且C的基态原子电子排布中未成对电子数与其周期数相等，说明C为氧，则B为N，根据D的单质与C的单质反应能生成D2C和D2C2两种化合物知D为钠，E原子序数D大且为短周期，则E在第三周期，IIA为镁（E所在周期序数比所在主族序数大l），碳、N、氧的第一电离能最大的是N（N原子的2p轨道处于半充满，为稳定结构），根据同周期原子半径由左向右越来越小，同主族原子半径由上到下越来越大，B、c、D的原子半径由小到大的顺序为O＜N＜Na，B与氢元素形成最简单的气态氢化物为NH3，由不同种原子形成的共价键为极性键，B2和H2反应时，断键吸热：946+3х436=2254 kJ，成键放热：6х391=2346kJ，则反应放热92 kJ热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)；∆H="-92" kJ·mol-1。
【物质结构与性质】（8分）
组成蛋白质的元素主要有C、H、O、N及S、P和少量的Cu、Fe、Zn等，其中铜及其合金是人类最早使用的金属材料，用途广泛。
（1）铜原子的核外电子排布式是 ；O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）铜的熔点比钙高，其原因是 ；
右图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图，则该合金中Ca和Cu的原子个数比为 。
（3）Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。
①[Cu（NH3）4]2+中存在的化学键类型有 （填序号）。
A．配位键B．金属键C．极性共价键D．非极性共价键E．离子键
②[Cu（NH3）4]2+具有对称的空间构型，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的空间构型为 （填序号）。
A．平面正方形 B．正四面体 C．三角锥型 D．V型
③某种含Cu2+的化合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应：
HOCH2CH=CH2→CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为 。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1 （1分）N＞O＞S （1分）
(2)晶体中铜的金属键强于钙 （2分） 1：5（1分）
（3）①AC （1分） ②A （1分） ③sp2杂化（1分）
（1）铜原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S，N原子的2P3为半充满结构，较稳定，第一电离能大于同周期的氧原子。
（2）铜的熔点比钙高，铜钙是金属晶体，说明铜的金属键强于钙；钙原子：8×1/8=1,铜：
8×1/2+1=5。
（3）①[Cu（NH3）4]2+中存在的化学键类型：Cu2＋ 与NH3分子之间配位键，NH3中N―H键极性共价键，故选AC。
②如果是正四面体，两个NH3被两个Cl-取代后结构相同，A正确。
③HOCH2CH=CH2中两个SP2一个SP3, CH3CH2CHO中2个SP3，1个SP2, 在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为sp2杂化.
LED照明是我国制造业为人类做出的一大贡献。目前市售LED晶片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如下图。试回答：
(1)镓的基态原子的电子排布式是__________。
(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为__________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为__________。
(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是__________。(用氢化物分子式表示)
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为__________。
(5)比较二者的第一电离能：As__________Ga(填“<”、“>”或“＝”)。
(6)下列说法正确的是__________(填字母)。
正确答案
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
(2)4 正四面体 (3)NH3>AsH3>PH3 (4)sp2 (5)> (6)BCD
(1)镓是31号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。(2)砷化镓晶胞中砷原子8个在立方体顶角，6个在面上，该晶胞所包含砷原子数为8×
向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂(如乙醇)，将析出深蓝色的晶体。
（1）写出H2O的空间构型________。
（2）水分子在特定条件下容易得到一个H+，形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是 。
（3）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞示意图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是 (请用相应的编号填写)。
（二）胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料，波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上。
（4）写出铜原子价电子层的电子排布式 ，与铜同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素是 (填元素符号)。
（5）实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有 ____ 。
（6）实验过程中加入C2H5OH后可观察到析出深蓝色[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。实验中所加C2H5OH的作用是 ____________ 。
正确答案
（1） V型(2分) （2）A(2分) （3）BC(3分)
（4）3d104s1(2分) ; Cr(2分)
（5）共价键、配位键(2分) （6）降低[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解度(2分)
试题分析：（一）（1）H2O的空间构型为V型；（2）A、水中氧的杂化为sp3，H3O+中氧的杂化为sp3，则氧原子的杂化类型没有改变，不合理；B、水分子为V型，H3O+为三角锥型，则微粒的形状发生了改变，合理；C、因结构不同，则性质不同，微粒的化学性质发生了改变，合理；D、水分子为V型，H3O+为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，合理；选A；（3）冰属于分子晶体，由晶胞示意图可知，A为氯化钠晶胞，属于离子晶体，B为干冰的晶胞，属于分子晶体，C为碘的晶胞，属于分子晶体，D为金刚石的晶胞，属于原子晶体，C为钠的晶胞，属于金属晶体，则与冰的晶体类型相同的是BC；
(二)（4）Cu的原子序数为29，为第四周期第ⅠB族元素，则价电子排布式为3d104s1，最外层电子为4s电子，同一周期的副族元素Cr的价电子排布为3d54s1，答案为：3d104s1；Cr；（5）胆矾溶液与足量氨水形成的深蓝色溶液中的阳离子为四氨合铜络离子，N、H原子之间以共价键结合，Cu2+提供空轨道，N原子提供孤对电子，则以配位键结合，答案为：共价键、配位键；（6）向（5）的深蓝色溶液中加入C2H5OH，降低了Cu（NH3）4SO4•H2O的溶解度，析出深蓝色Cu（NH3）4SO4•H2O晶体。
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