- 物质性质的研究
- 共799题
水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。
（1）水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为 ；
（2）写出与H2O分子互为等电子体的微粒 （填2种）。
（3）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 ；
（4）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是
(请用相应的编号字母填写)；
A B C D E
（5）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，已知冰的升华热是51 kJ/mol，除氢键外，水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol)，则冰晶体中氢键的“键能”是 kJ/mol；
（6）将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式： 。
正确答案
（1）1S22S22P4 (1分) （2）H2S、NH2－(2分) （3）A (1分) （4）BC (2分)
（5）20 (1分) （6）Cu2++4H2O＝[Cu(H2O)4]2+(1分)
试题分析：（1）氧原子的核电荷数是8，根据构造原理可知外围电子有6个电子，2s能级上有2个电子，2p能级上有4个电子，所以水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为1S22S22P4。
（2）原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体。水分子含有3个原子、8个价电子，因此与水互为等电子体的微粒有：H2S、NH2-。
（3）A、水分子中氧原子含有2个共价单键和2个孤电子对，其空间构型是V型，所以水中氧的杂化为sp3，H3O+中氧的杂化为sp3，则氧原子的杂化类型没有改变，故A不正确B、水分子为V型，H3O+为三角锥型，则微粒的形状发生了改变，故B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，故C合理；D、水分子为V型，键角是104.5°。H3O+为三角锥型，微粒中的键角发生了改变，故D合理，因此答案为：A；
（4）冰属于分子晶体，根据微粒的晶胞结构特点可知，A是离子晶体氯化钠的晶胞，构成微粒是离子。B为干冰的晶胞图，构成微粒为分子，属于分子晶体。C为碘的晶胞图，构成微粒为碘分子，所以分子晶体；D是原子晶体金刚石的晶胞，构成微粒是原子。E是金属晶体钠的晶胞，构成微粒是金属阳离子和自由电子，则与冰的晶体类型相同的是干冰和碘单质，故答案为：BC。
（5）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则根据结构图
（6）无水硫酸铜溶于水后生成水合铜离子，铜离子提供空轨道，水分子中的氧原子提供孤电子对，形成配位键，该配合离子的结构：
用Cr3＋掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝(其晶胞如图所示)可由氯化铝与氨经气相反应制得。
（1）Cr3＋基态的核外电子排布式可表示为 。
（2）氮化铝的化学式为 。
（3）氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图所示。在Al2Cl6中存在的化学键有 (填字母)。
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．金属键
（4）一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为：Al2O3＋3CCl4=2AlCl3＋3COCl2。其中，COCl2分子的空间构型为 。一种与CCl4互为等电子体的离子的化学式为 。
（5）AlCl3在下述反应中作催化剂。分子③中碳原子的杂化类型为 。
正确答案
（1）1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3(2分)
（2）AlN(2分)
（3）bc(2分)
（4）平面三角形(2分) SO42-或PO43-或ClO4-或SiO44-或PCl4+(2分)
（5）sp2和sp3(2分)
试题分析：（2）氮原子在晶胞的顶点和内部，共有8×1/8+1=2；铝原子在晶胞的棱上和内部，共有4×1/4+1=2；化学式为AlN；（3）氯最外层有7个电子已形成1个共用电子对达到8电子的稳定结构，中间的氯与铝原子形成了2个共价键，故其中之一为配位键，由氯原子提供孤电子对，铝原子提供空轨道形成配位键；（4）COCl2分子中碳原子的价电子对数为（4+2）÷2=3，为sp2杂化，又有3个配位原子故为平面三角形；等电子体（原子数同，价电子数同）有SO42-或PO43-或ClO4-或SiO44-或PCl4+；（5）分子③中碳原子中形成双键的为sp2杂化，全形成单键的为sp3杂化。
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池，第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池，第三代就是铜铟镓硒CIGS（CIS中掺入Ga）等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
（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）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）在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]－而体现一元弱酸的性质。
①[B(OH)4]－中B的原子杂化类型为 ；
②不考虑空间构型，[B(OH)4]－的结构可用示意图表示为 。
（4）单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键，则得右图所示的金刚砂（SiC）结构；若在晶体硅所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。
①在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 ；
②判断a. SiO2，b.干冰，c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是 （填序号）。
正确答案
(12分)
（1）3d10 (2分) （2）Br>As>Se (2分) (3)①SP3(2分)
(4)①12(2分)②b
试题分析：
(1)亚铜离子是由铜原子失去了一个电子得到的，所以有28个电子，所以为3d10；
（2）由于AS的外围电子排布式为4S24P3每个轨道电子处于半充满状态，能量比较低，比较稳定，失去电子较困难。
（3）①根据价层电子互斥理论，[B(OH)4]－中B中价电子数为（3+4+1）/2=4，所以应该是SP3杂化；
②
（4）①在SiC中，每个SI和周围的四个原子以共价键结合，其结构和金刚石相同。观察其结构图可知应该为12；②b.干冰c.冰是分子晶体，但冰中存在氢键，所以晶体的熔点从小到大的顺序是b
铜、铁、钒都是日常生活中常见的金属，具有广泛用途。请回答：
（1）在元素周期表中，铜元素位于____区，其基态原子的电子排布式为 。
（2）Cu2O的熔点比Cu2S高，原因为 。
（3）Fe(CO)5是一种常见的配合物，可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式____；两者相比较沸点高的为 （填分子式）。
②Fe(CO)5在一定条件下发生反应：Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g)，已知：反应过程中，断裂的化学键只有配位键，由此判断该反应所形成的化学键类型为 。
（4）已知AlCl3·NH3和AlCl4—中均有配位键。AlCl3·NH3中，提供空轨道的原于是____；在AlCl4中Al原子的杂化轨道类型为 。
（5）金属铝的晶胞结构如图甲所示，原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为____。已知：铝原子半径为d cm，摩尔质量为M g·mol-1，阿伏加德罗常数的值为NA，则晶体铝的密度ρ= 。
正确答案
（1）ds 1s22 s22p63 s23 p63d104s1或[Ar]3d104s1
（2）Cu2O与Cu2S相比较，其阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同，但由于氧离子的半径小于硫离子的离子半径，Cu2O的晶格能更大(或亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键），所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。
（3）N≡N CO 金属键
（4）Al sp3
（5）面心立方最密堆积 
试题分析：（1）29号元素Cu在元素周期表中位于第四周期第IB族。因此属于ds区。其基态原子的电子排布式为1s22 s22p63 s23 p63d104s1或[Ar]3d104s1。（2）Cu2O的熔点比Cu2S高，是因为Cu2O与Cu2S都属于离子晶体。其阳离子相同、阴离子所带的电荷也相同，但由于氧离子的半径小于硫离子的离子半径，Cu2O的晶格能更大，断裂其离子键需要消耗的能量更高，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。(3) ①CO的一种常见等电子体是N2。分子的结构式N≡N。CO与N2两者相对分子质量相同。但由于CO分子为极性分子，增加了分子之间的相互作用，使得克服分子间作用力使物质熔化或汽化消耗的能量高。因此二者相比较沸点高的为CO。②该反应所形成的化学键类型为金属键。（4）在AlCl3·NH3中，提供空轨道的原于是Al,提供孤对电子的是N原子。在AlCl4中Al原子的杂化轨道类型为sp3。（5）由晶体结构示意图可看出晶体铝中原子的堆积方式为面心立方最密堆积。每个晶胞中含有的Al原子的个数为：8×1/8＋6×1/2=4．设晶胞的边长为a,则
ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)白磷单质中的P原子采用的轨道杂化方式是 。
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)As原子序数为 ,其核外M层和N层电子的排布式为 。
(4)NH3的沸点比PH3 (填“高”或“低”),原因是 。
P
(5)H3PO4的K1、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13。硝酸完全电离,而亚硝酸K=5.1×10-4,请根据结构与性质的关系解释:
①H3PO4的K1远大于K2的原因 ;
②硝酸比亚硝酸酸性强的原因 。
(6)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为a cm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为 cm(用含有a的代数式表示)。在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如下页图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为 g(氧离子的半径为1.40×10-10 m)。
正确答案
(1)sp3 (2)N>P>As
(3)33 3s23p63d104s24p3
(4)高 NH3分子间存在较强的氢键,而PH3分子间仅有较弱的范德华力 正四面体
(5)第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离 硝酸中N呈+5价,N—O—H中O的电子更向N偏移,越易电离出氢离子
(6)
(1)一个P原子与其他3个P原子形成3个σ键,还有一对孤对电子;(4)P的孤对电子对数=
分散的氧离子个数为x·y=
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