专题检测（十五） 物质结构与性质
1．(2019·苏州一模)锂盐二氟草酸硼酸锂[LiBF2(C2O4)]是新型锂离子电池电解质，乙酸锰可用于制造离子电池的负极材料。合成方法如下：
2H2C2O4＋SiCl4＋2LiBF4===2LiBF2(C2O4)＋SiF4＋4HCl
4Mn(NO3)2·6H2O＋26(CH3CO)2O===4(CH3COO)3Mn＋8HNO2＋3O2↑＋40CH3COOH (1)Mn基态核外电子排布式为________________。
(2)草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1 mol草酸分子中含有σ键的数目为________。
(3)与SiF4互为等电子体的阴离子的化学式为________。
(4)CH3COOH易溶于水，除了它是极性分子外，还因为___________。 (5)锰的一种晶胞结构如右图所示，锰晶体中每个锰原子距离最近的锰原子数目为________。
解析：(1)Mn原子序数为25，其基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，则Mn
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的基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d 或[Ar]3d；(2)草酸(HOOCCOOH)分子中2个碳
原子都形成，故其杂化轨道类型是sp杂化；1 mol草酸分子中含有2 mol O—H、2 mol
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2
C—O、1 mol C—C、2 mol C===O中有2 mol σ键，共含有σ键为7 mol，数目为7×6.02×10；(3)与SiF4互为等电子体的阴离子的化学式为ClO4、SO4、PO4等。(4)CH3COOH易溶于水，除了它是极性分子外，还因为乙酸与水分子间可形成氢键；(5)由锰的晶胞结构可知，锰晶体中每个锰原子距离最近的锰原子数目为12。
答案：(1)[Ar]3d (2)sp杂化 7×6.02×10
(3)SO4、PO4等 (4)乙酸与水分子间可形成氢键 (5)12
2．(2019·无锡一模)合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应方程式为CH3COO[Cu(NH3)2]＋CO＋NH3
＋2－
3－
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2－
3－
CH3COO[Cu(NH3)3CO]。
(1)Cu基态核外电子排布式为________________。
(2)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为____________。 (3)1 mol[Cu(NH3)2]中含有σ键的数目为____________，CH3COO[Cu(NH3)2]中C原子轨道的杂化类型是________。
＋
(4)与NH3分子互为等电子体的阴离子为________。
(5)Cu2O的晶胞结构如图所示，其中O的配位数是________。
解析：(1)Cu原子序数为29，其基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，则Cu
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＋
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的基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d 或[Ar]3d；(2)同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，但ⅤA族元素的p轨道处于半满的稳定状态，故其第一电离能大于同周期相邻元素，则C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；
(3)1 mol[Cu(NH3)2]中含有6 mol N—H键、2 mol Cu—N键，共含有σ键为8 mol，数目为8×6.02×10，CH3COO[Cu(NH3)2]中甲基中碳为sp杂化，另一个碳为sp杂化；(4)与NH3分1－
子互为等电子体的阴离子为CH3；(5)由Cu2O的晶胞结构看白球共有1＋×8＝2个，黑球全
8部在体内，共有4个，故白球代表O原子而黑球代表Cu原子，由图可知每个O原子的周围有4个Cu原子，配位数为4。
答案：(1)[Ar]3d (2)N>O>C
(3)8×6.02×10 sp和sp (4)CH3 (5)4
3．(2018·苏州一模)(CN)2、(OCN)2等被称为拟卤素，(CN)2在一定条件下氢化可以得到乙二胺(H2NCH2CH2NH2)。回答下列问题：
(1)Fe4[Fe(CN)6]3是较早发现的CN配合物，其中铁元素呈现两种不同的价态。写出外界离子基态核外电子排布式：________________。
(2)与OCN互为等电子体的分子为________(填分子式)。 (3)1 mol(CN)2中含有π键的数目为________。 (4)乙二胺中C原子的轨道杂化方式为________。
(5)乙二胺易溶于水，除因为是极性分子外，还可能的原因为________。 (6)含CN的配合物常用于冶炼黄金。金的晶胞结构如图所示，晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有____个。
解析：(1)分析配合物Fe4[Fe(CN)6]3：外界离子为Fe，铁是26号元素，铁原子基态核外电子排布式为[Ar]3d4s，则Fe的基态电子排布式为[Ar]3d(或1s2s2p3s3p3d)；
(2)与OCN互为等电子体的分子为CO2、N2O、CS2、COS等；
(3)(CN)2的结构式为NCCN，1 mol(CN)2中含有π键的数目为4NA或2.408×10； (4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中C原子的轨道杂化方式为sp；
(5)乙二胺易溶于水，除因为是极性分子外，还可能的原因为乙二胺分子与水分子间可
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－－
－
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＋
以形成氢键；
(6)晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有12个。 答案：(1)[Ar]3d(或1s2s2p3s3p3d) (2)CO2(或N2O、CS2等) (3)4NA或2.408×10 (4)sp
(5)乙二胺分子与水分子间可以形成氢键 (6)12
4．(2018·苏北四市一模)铁触媒常作为合成氨的催化剂，CO会使催化剂中毒。可用CH3COO[Cu(NH3)2]溶液吸收CO。
(1)Cu基态核外电子排布式为________________。 (2)C、N、O的电负性由大到小的顺序为____________。
(3)1 mol CH3COO[Cu(NH3)2]中含有σ键的数目为____________________，其中C原子轨道的杂化类型是________________。
(4)与CO分子互为等电子体的阴离子为____________。
(5)Cu和Fe都可以形成多种氧化物。其中FexO晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x值小于1。若FexO中的x＝0.92，则该此晶体的化学式为________________(用FeaFebO形式表示)。
解析：(1)Cu是29号元素，Cu含有27个电子，其基态电子排布式为1s2s2p3s3p3d
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2＋3
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或[Ar]3d；(2)元素原子的得电子能力越强，则电负性越大，所以电负性：O>N>C；(3)1个CH3COO[Cu(NH3)2]分子中有3个C—H键、1个C—C键、1个C—O键，1个C===O中的一个键、6个N—H键及2个配位键都属于σ键，则1 mol该配合物中含有σ键为14×6.02×10；CH3COO中甲基上的C形成4个σ键，无孤电子对，因此采取sp杂化类型，酯基中的C形成3个σ键和1个π键，无孤电子对，采取sp杂化类型；(4)等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子，与CO互为等电子体的阴离子为CN或C2等；(5)若FexO中的x＝0.92，用FeaFebO形式表示FexO晶胞，则有a＋b＝0.92，2a＋3b＝2，联立解得
＋3＋
a＝0.76，b＝0.16，则该此晶体的化学式为Fe20.76Fe0.16O。
2＋
3＋
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2－
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－
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答案：(1)1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d (2)O>N>C (3)14×6.02×10 sp和sp (4)CN(或C2等) (5)Fe0.76Fe0.16O
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3＋23
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2262699
5．(2018·南京、盐城二模)甘氨酸锌是一种新型食品营养强化剂，可由ZnO与甘氨酸
(
2＋
)制备。
(1)Zn基态核外电子排布式为__________________。
(2)甘氨酸分子中碳原子轨道的杂化类型是__________，1 mol甘氨酸分子中含有σ键
的数目为________。
(3)以氧化锌矿物为原料，提取锌的有关反应为ZnO＋2NH3＋2NH4
2＋
＋
＋
===[Zn(NH3)4]＋H2O。与NH4互为等电子体的阴离子为________，[Zn(NH3)4]的结构可用示意图表示为________________。
(4)闪锌矿的主要成分是一种锌的硫化物，其晶胞结构如图所示，其化学式为________。 解析：(1)Zn是30号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，则Zn基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d；
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(2)甘氨酸分子(
2
)中亚甲基上的碳原子采用sp杂化，羧基中的碳原子采用
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sp杂化；1 mol甘氨酸分子中含有2 mol C—H键、2 mol N—H键、1 mol C—N键、1 mol C—C键、1 mol O—H键、1 mol C—O键、1 mol C===O键，共有σ键的数目为9×6.02×10；
(3)与NH4互为等电子体的阴离子为BH4；[Zn(NH3)4]的结构中NH3中N提供孤电子对与
＋
－
2＋
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Zn形成配位键，则其可用示意图表示为
2＋
；
(4)由晶胞结构图得到：在这个晶胞中5个Zn原子位于4条棱和体内，9个S原子位于11
8个顶点和体内，根据均摊法可知，Zn原子个数＝4×＋1＝2，S原子个数＝8×＋1＝2，
48所以其化学式为ZnS。
答案：(1)1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d (2)sp、sp 9×6.02×10
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(3)BH4
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(4)ZnS
6．(2018·南通二模)镍、铂、镧等过渡金属单质及化合物在医疗领域有着广泛的应用。 (1)基态原子镍的价电子排布式为__________________。
(2)抗癌药奥沙利铂(又名乙二酸铂)的结构简式如图所示。
①分子中氮原子轨道的杂化类型是________________，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________________________________________________。
②1 mol乙二酸分子中含有σ键的数目为___________________________________。 (3)碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗高磷血症。写出与CO3互为等电子体的一种分子的化学式：__________。
(4)镧镍合金可用于储氢，储氢之后所得晶体的化学式为LaNi5(H2)3，其晶体的最小重复结构单元如图所示(⊕、○、
2－
代表储氢之后晶体中
的三种微粒)。图中代表的微粒是________。
解析：(1)Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，则基态原子镍的价电子排布式为3d4s；
(2)①分子中氮原子形成3个σ键、还有1对孤电子对，则分子中氮原子轨道的杂化类
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型是sp；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小顺序为N>O>C；②1 mol乙二酸(
分子中含有1 mol C—C键、2 mol C—O键、2 mol C===O键、2 mol O—H键，故共含有σ键的数目为7×6.02×10；
(3)与CO3互为等电子体的一种分子的化学式为SO3或BF3；
(4)镧镍合金可用于储氢，储氢之后所得晶体的化学式为LaNi5(H2)3，根据均摊法其晶体
2－
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3
)
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中⊕有8×＝1、○有8×＋1＝5、
821
有8×
4
1
＋2×＝3，分别代表La、Ni、H2，故图中
2表的微粒是H2。
答案：(1)3d4s (2)①sp N>O>C ②7×6.02×10 (3)SO3(或BF3等) (4)H2 7．(2018·盐城三模)锰、砷、镓及其相关化合物用途非常广泛。 (1)Mn基态核外电子排布式为__________。
2＋
8
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3
23
代
(2)砷与镓、硒是同周期的主族元素，其第一电离能从小到大的顺序是__________。 (3)BrCH2CN可用于制备砷叶立德，BrCH2CN分子中碳原子杂化轨道类型是__________。 (4)在AlCl3存在下，将C2H2通入AsCl3可得到(ClCH===CH)2AsCl等物质，AsCl3分子的几何构型为_______，1 mol(ClCH===CH)2AsCl分子中含σ键的数目为__________。
(5)GaAs是一种重要的半导体材料，按图示掺杂锰后可得稀磁性半导体材料(晶体结构不变)，则该材料晶体中n(Ga)∶n(Mn)∶n(As)＝__________。
解析：(1)Mn是25号元素，其电子排布式为[Ar]3d4s或1s2s2p3s3p3d4s，故Mn
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的电子排布式为[Ar]3d或1s2s2p3s3p3d；(2)镓、砷、硒三种元素都是第4周期主族
元素，同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势。但砷元素原子4p能级是半充满状态，能量较低，第一电离能高于其同周期相邻元素，则3种元素的第一电离能从小到大顺序为Ga 1 mol(ClCH===CH)2AsCl分子中含σ键的数目为11×6.02×10；(5)根据均摊法由题图可1127115 知，则该材料晶体中含7×＋5×＝个Ga，1×＋1×＝个Mn，4个As，故 828828 23 3 n(Ga)∶n(Mn)∶n(As)＝∶∶4＝27∶5∶32。 答案：(1)[Ar]3d或1s2s2p3s3p3d (2)Ga (1)Cr基态核外电子排布式为______________；配合物[Cr(H2O)6]中，与Cr形成配位键的原子是________(填元素符号)。 (2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。 (3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________________________________。 解析：(1)Cr是24号元素，Cr原子基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，Cr原子由外向里失去3个电子后变为Cr，故Cr基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d。在配合物[Cr(H2O)6]中，中心原子提供空轨道，而配位原子需提供孤对电子，H2O分子中含有孤对电子的是O原子。 (2)CH3COOH中，甲基中C原子与其他原子形成4个σ键，故C原子采取sp杂化；而羧基中C原子形成3个σ键和1个π键，故C原子采取的是sp杂化。CH3COOH的结构式 2 3 3＋ 3＋ 3＋ 2 2 6 2 6 3 2 2 6 2 6 5 1 3＋ 3＋ 3＋ 3＋ 2－ ＋ 23 3 5 2 2 6 2 6 5 27588 为，单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故1个CH3COOH 23 分子中含有7个σ键，因此1 mol CH3COOH中含有7×6.02×10个σ键。 (3)运用电子—电荷互换法，将O原子的1个电子换作1个正电荷，则O原子换为F原子，即可写出与H2O互为等电子体的阳离子H2F。H2O与CH3CH2OH可形成分子间氢键，是导致H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶的主要原因。 答案：(1)1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d O (2)sp和sp 7NA(或7×6.02×10) (3)H2F H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键 ＋3 2 23 2 2 6 2 6 3 3 ＋ 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容