12月7日 物质结构和性质综合题
高考频度:★★★★★ 难易程度:★★★☆☆
A、B、C、D、E代表五种常见元素,它们的核电荷数依次增大。其中元素E的基态3d轨道上有2个电子,A的基态原子中有2个未成对电子,B是地壳中含量最多的元素,C是短周期中最活泼的金属元素,D与C可形成CD型离子化合物。请回答下列问题:
(1)E的基态原子价层电子排布式为 。
(2)A、B及周期表中与A、B均紧邻的元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)AB2分子中,A的杂化类型是 ;1个AB2分子中,含有 个π键;与AB2互为等电子体的分子有 (写一种,下同),离子有 。
(4)AB2形成的晶体的熔点 (填“高于”、“低于”或“无法判断”)CD形成的晶体的熔点,原因是 。
(5)由化合物CD组成的晶体中,阴、阳离子都具有或近似具有球形对称结构,它们都可以看作刚性圆球,并彼此“相切”。如图所示为C、D形成化合物的晶胞结构图以及晶胞的剖面图:
在该晶体中阴离子的配位数为 ;若a=5.6×10−10 m,则该晶体的密度为 g•cm−3(精确到小数点后1位)。
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【参考答案】(1)3d24s2
(2)N>O>C
(3)sp 2 N2O(或CS2等) (或SCN−等)
(4)低于 CO2形成的晶体为分子晶体,NaCl形成的晶体为离子晶体,通常情况下,离子晶体的熔点高于分子晶体的熔点
(5)6 2.2
【试题解析】本题考查了物质结构与性质相关知识,意在考查考生的识记能力和分析能力。根据题中信息可推知:A为C(碳)元素,B为O元素,C为Na元素,D为Cl元素,E为Ti元素。
(1)Ti的基态原子价层电子排布式为3d24s2。
(2)同周期从左到右元素的第一电离能逐渐增大,但由于N原子2p能级是半充满稳定结构,其第一电离能比氧的大,故第一电离能:N>O>C。
(3)CO2分子中C的杂化类型为sp;1个CO2分子中含有2个π键。
(4)根据晶体类型进行判断。
(5)由晶胞结构可知,黑球表示Na+,白球表示Cl−,每个Cl−周围紧邻6个Na+,即阴离子的配位数为6;该晶胞中含有Na+的个数为:1+12×1/4=4,Cl−的个数为:8×1/8+6×1/2=4。故该晶体的密度为: =2.2 g•cm−3。
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对于原子结构,要重点掌握构造原理,能够应用构造原理熟练地写出1~36号元素基态原子的电子排布式,答题时要看清题目要求,是书写基态原子的电子排布式还是价电子(或外围电子)的电子排布式。
对于分子结构,能应用价电子对互斥理论推测分子的立体构型,例如常见的无机分子有直线形分子(如CO2)、平面三角形分子(如BF3)、V形分子(如H2O)、三角锥形分子(如NH3)等。
在解题时,要能将常见的分子构型根据电子排布的相似点,采用类比法迁移到新的物质中。能应用分子极性的规律判断分子的极性,能应用分子间作用力、氢键等知识解释其对物质性质的影响。
掌握几种典型晶体结构的立体模型,常见的晶体有离子晶体(如NaCl型和CsCl型)、分子晶体(如干冰)、原子晶体(如金刚石、晶体硅、二氧化硅)、金属晶体(如Mg和Cu)及混合型晶体(如石墨),在解题时,既要能分析其晶体结构,又要能将常见的晶体结构迁移到新的物质中。
1.(1)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请