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1、专题检测十五 物质结构与性质1(2022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：2H2C2O4SiCl42LiBF4=2LiBF2(C2O4)SiF44HCl4Mn(NO3)26H2O26(CH3CO)2O=4(CH3COO)3Mn8HNO23O240CH3COOH(1)Mn3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
2、)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1s22s22p63s23p63d54s2，那么Mn3的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d4 或Ar3d4；(2)草酸(HOOCCOOH)分子中2个碳原子都形成，故其杂化轨道类型是sp2杂化；1 mol草酸分子中含有2 mol OH、2 mol CO、1 mol CC、2 mol C=O中有2 mol 键，共含有键为7 mol，数目为76.021023；(3)与SiF4互为等电子体的阴离子的化学式为ClO、SO、PO等。(4)CH3COOH易溶于水
3、，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)Ar3d4 (2)sp2杂化76.021023(3)SO、PO等(4)乙酸与水分子间可形成氢键(5)122(2022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()、氨水吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反响方程式为CH3COOCu(NH3)2CONH3CH3COOCu(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 molCu(NH3)2中含有键的
4、数目为_，CH3COOCu(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的晶胞结构如下图，其中O2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1s22s22p63s23p63d104s1，那么Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 或Ar3d10；(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A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，那么C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC；(3)1 molCu(NH3)2中含有6 mol NH键、2 mo
5、l CuN键，共含有键为8 mol，数目为86.021023，CH3COOCu(NH3)2中甲基中碳为sp3杂化，另一个碳为sp2杂化；(4)与NH3分子互为等电子体的阴离子为CH；(5)由Cu2O的晶胞结构看白球共有182个，黑球全部在体内，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)Ar3d10(2)NOC(3)86.021023sp3和sp2(4)CH(5)43(2022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)。答复以下问题：(1)Fe4Fe(C
6、N)63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。金的晶胞结构如下图，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Fe4Fe(CN)63：外界离子为Fe3，铁是26号元素，铁原子基态核外电子排布式为Ar3d64s2，那么Fe3的基态电子排布式为Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d
7、5)；(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中含有键的数目为4NA或2.4081024；(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中C原子的轨道杂化方式为sp3；(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)Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)(2)CO2(或N2O、CS2等)(3)4NA或2.4081024(4)sp3(5)乙二胺分子与水分子间可以形成氢键(6)124(2022苏北
8、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CH3COOCu(NH3)2溶液吸收CO。(1)Cu2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 CH3COOCu(NH3)2中含有键的数目为_，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。假设FexO中的x0.92，那么该此晶体的化学式为_(用FeFeO形式表示)。解析：(1)Cu是29号元素，Cu2含有27个电子，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63
9、d9或Ar3d9；(2)元素原子的得电子能力越强，那么电负性越大，所以电负性：ONC；(3)1个CH3COOCu(NH3)2分子中有3个CH键、1个CC键、1个CO键，1个C=O中的一个键、6个NH键及2个配位键都属于键，那么1 mol该配合物中含有键为146.021023；CH3COO中甲基上的C形成4个键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，酯基中的C形成3个键和1个键，无孤电子对，采取sp2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C等；(5)假设FexO中的x0.92，用FeFeO形式表示FexO晶胞，那么有ab0.92，2
10、a3b2，联立解得a0.76，b0.16，那么该此晶体的化学式为FeFeO。答案：(1)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9(2)ONC(3)146.021023sp3和sp2(4)CN(或C等)(5)FeFeO5(2022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()制备。(1)Zn2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甘氨酸分子中含有键的数目为_。(3)以氧化锌矿物为原料，提取锌的有关反响为ZnO2NH32NH=Zn(NH3)42H2O。与NH互为等电子体的阴离子为_，Zn(NH3)42的结构可用示意图表示为_
11、。(4)闪锌矿的主要成分是一种锌的硫化物，其晶胞结构如下图，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1s22s22p63s23p63d104s2，那么Zn2基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10；(2)甘氨酸分子()中亚甲基上的碳原子采用sp3杂化，羧基中的碳原子采用sp2杂化；1 mol甘氨酸分子中含有2 mol CH键、2 mol NH键、1 mol CN键、1 mol CC键、1 mol OH键、1 mol CO键、1 mol C=O键，共有键的数目为96.021023；(3)与NH互为等电子体
12、的阴离子为BH；Zn(NH3)42的结构中NH3中N提供孤电子对与Zn2形成配位键，那么其可用示意图表示为；(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8个顶点和体内，根据均摊法可知，Zn原子个数412，S原子个数812，所以其化学式为ZnS。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(2)sp2、sp396.021023(3)BH(4)ZnS6(2022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)的结构简式如下图。分子中氮原子轨道的杂化类型
13、是_，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_。1 mol乙二酸分子中含有键的数目为_。(3)碳酸镧La2(CO3)3可用于治疗高磷血症。写出与CO2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下图(、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1s22s22p63s23p63d84s2，那么基态原子镍的价电子排布式为3d84s2；(2)分子中氮原子形成3个键、还有1对孤电子对，那么分子中氮原子轨道的杂
14、化类型是sp3；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小顺序为NOC；1 mol乙二酸()分子中含有1 mol CC键、2 mol CO键、2 mol C=O键、2 mol OH键，故共含有键的数目为76.021023；(3)与CO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，根据均摊法其晶体中有81、有815、有823，分别代表La、Ni、H2，故图中代表的微粒是H2。答案：(1)3d84s2(2)sp3NOC76.021023(3)SO3(或BF3等)(4)H27(2022盐城三模)锰、砷、镓及其相关化合物用途非常广
15、泛。(1)Mn2基态核外电子排布式为_。(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)，那么该材料晶体中n(Ga)n(Mn)n(As)_。解析：(1)Mn是25号元素，其电子排布式为Ar3d54s2或1s22s22p63s2
16、3p63d54s2，故Mn2的电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5；(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，那么3种元素的第一电离能从小到大顺序为GaSeAs或镓硒砷；(3)与Br相连的C原子，该C原子与4个原子(2个H，1个O，1个C)键连，为sp3杂化；CN中的C原子，该C原子与2个原子键连(1个C，1个N)，为sp杂化；(4)AsCl3的中心原子的价电子对数为34，所以是sp3杂化，分子的几何构型为三角锥形，(ClCH=CH)2AsCl分子中
17、含9个单键和2个双键，故1 mol(ClCH=CH)2AsCl分子中含键的数目为116.021023；(5)根据均摊法由题图可知，那么该材料晶体中含75个Ga，11个Mn，4个As，故n(Ga)n(Mn)n(As)427532。答案：(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)GaSeAs(或镓硒砷)(3)sp和sp3(4)三角锥形116.021023(5)275328(2022江苏高考)以下反响曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O3CH3CH2OH16H13H2O4Cr(H2O)633CH3COOH(1)Cr3基态核外电子排布式为_；配合物Cr(H2O)63中，与Cr3形成
18、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1s22s22p63s23p63d54s1，Cr原子由外向里失去3个电子后变为Cr3，故Cr3基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。在配合物Cr(H2O)63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)CH3COO
19、H中，甲基中C原子与其他原子形成4个键，故C原子采取sp3杂化；而羧基中C原子形成3个键和1个键，故C原子采取的是sp2杂化。CH3COOH的结构式为，单键均为键，双键中有1个键和1个键，故1个CH3COOH分子中含有7个键，因此1 mol CH3COOH中含有76.021023个键。(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，那么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)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3O(2)sp3和sp27NA(或76.021023)(3)H2FH2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键7