分子结构与性质专题训练及答案非选择题(本题包括7小题,共100分)1.(14分)(2018南充模拟)可以由下列反应合成三聚氰胺:CaO+3C CaC2+CO↑,CaC2+N2CaCN2+C,CaCN2+2H2O NH2CN+Ca(OH)2,NH2CN与水反应生成尿素[CO(NH2)2],尿素合成三聚氰胺。
(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式:________;CaCN2中阴离子为C错误！未找到引用源。
,与C错误！未找到引用源。
互为等电子体的分子有N2O和________(填化学式),由此可以推知C错误！未找到引用源。
的空间构型为________。
(2)三聚氰胺()俗称“蛋白精”。
动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸()后,三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过________结合,在肾脏内易形成结石。
(3)CaO晶胞如图所示,CaO晶体中Ca2+的配位数为________,Ca2+采取的堆积方式为________,O2-处于Ca2+堆积形成的空隙中;CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为3 401 kJ·mol-1、786 kJ·mol-1。
导致两者晶格能差异的主要原因是________________。
(4)配位化合物K3[Fe(CN)n]遇亚铁离子会产生蓝色沉淀,因此可用于检验亚铁离子,已知铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,求n=________。
【解析】(1)与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌,根据构造原理,基态的锌原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;与C错误！未找到引用源。
互为等电子体的分子有N2O和CO2;等电子体具有相同的价电子数、原子总数,结构相似,二氧化碳分子是直线形,所以C错误！未找到引用源。
离子的空间构型是直线形。
(2)三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间能形成氢键,所以是通过分子间氢键结合,在肾脏内易形成结石。
(3)以钙离子为中心,沿X、Y、Z三轴进行切割,结合图片知,钙离子的配位数是6,Ca2+采取的堆积方式为面心立方最密堆积,O2-处于Ca2+堆积形成的八面体空隙中;晶格能大小与离子带电量成正比,CaO晶体中Ca2+、O2-的带电量大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电量,导致的氧化钙晶格能大于氯化钠的晶格能。
(4)CN-是常见的配位体,在配位化合物K3[Fe(CN)n]中每个配体可以提供2个电子,而铁原子最外层有2个电子,根据铁原子的最外层电子数和配体提供电子数之和为14,可得2+2n=14,所以n=6。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2CO2直线形(2)氢键(3)6面心立方最密堆积CaO晶体中Ca2+、O2-的带电量大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电量(4)62.(14分)(2018·汉中模拟)X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期主族元素,R为过渡元素。
Y的最高价氧化物对应的水化物是强酸,Z元素基态原子中有2个未成对电子,基态W原子的价层电子排布式为n s n-1n p n-1,X与W为同主族元素。
基态的R原子M能层全充满,核外有且仅有1个未成对电子。
请回答下列问题:(1)基态R原子的核外价层电子排布式为________。
(2)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(填“元素符号”)。
(3)元素Y的简单气态氢化物的沸点________(填“高于”或“低于”)元素X的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是________,元素Y的简单气态氢化物中Y原子的杂化类型为________,元素X的简单气态氢化物分子的空间构型为________。
(4)Y的气态氢化物在水中可形成氢键,其氢键最可能的形式为________(填字母序号)。
(5)分子中的大π键可用符号错误！未找到引用源。
表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,X的最高价氧化物分子中的大π键应表示为________,其中σ键与π键数目之比为________。
R元素与Y元素形成某种化合物的晶胞结构如图所示(黑球代表R原子),若该晶胞的边长是a cm,则该晶体的密度为________g·cm-3(用N A表示阿伏加德罗常数的值)。
【解析】基态W原子的价层电子排布式为n s n-1n p n-1,则n=3,基态W原子的价层电子排布式为3s23p2,W是硅元素;X与W为同主族元素,X是碳元素;X、Y、Z、W为原子序数递增,Z元素基态原子中有2个未成对电子,Z是氧元素,Y的最高价氧化物对应的水化物是强酸,Y是氮元素;R为过渡元素,基态的R原子M能层全充满,核外有且仅有1个未成对电子,R是铜元素。
(1)基态铜原子的核外有29个电子,价层电子排布式为3d104s1。
(2)同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,氮原子2p轨道半充满,第一电离能大于O,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(3)NH3分子间有氢键,NH3的沸点高于CH4的沸点,元素NH3中氮原子价电子对数是4,氮原子的杂化类型为sp3,CH4分子的空间构型为正四面体。
(4)水中氢原子与NH3中氮原子形成氢键,故选B。
(5)分子中的大π键可用符号错误！未找到引用源。
表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,CO2分子中的大π键应表示为错误！未找到引用源。
,二氧化碳的结构是,双键中有1个σ键和1个π键,二氧化碳中σ键与π键数目之比为1∶1。
根据均摊原则,1个晶胞中铜原子数是12×错误！未找到引用源。
=3、氮原子数是8×错误！未找到引用源。
=1,所以该晶胞的化学式是Cu3N,摩尔质量是206 g·mol-1,1个晶胞的质量是错误！未找到引用源。
g,该晶胞的边长是a cm,则晶胞的体积是a3cm3,该晶体的密度为错误！未找到引用源。
g·cm-3(用N A表示阿伏加德罗常数的值)。
答案:(1)3d104s1(2)N>O>C(3)高于NH3分子间形成氢键sp3正四面体(4)B (5)错误！未找到引用源。
1∶1错误！未找到引用源。
3.(18分)(2018·咸阳模拟)ⅣA族的碳、硅等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)在基态14C原子中,核外存在________对自旋相反的电子;C错误！未找到引用源。
离子的几何构型为________。
(2)利用反应Cu2Cl2+C2H2+2NH3Cu2C2(乙炔亚铜,红色)+2NH4Cl可检验乙炔。
乙炔分子中σ键与π键数目之比为________,NH4Cl中含有的化学键类型有________。
(3)“分子机器设计和合成”的研究对象之一为“分子开关”,“分子开关”与大环主体分子苯芳烃、杯芳烃等有关。
①如图为对叔丁基杯[4]芳烃,由4个羟基构成杯底,羟基间的相互作用力是________。
对叔丁基杯[4]芳烃中碳原子的杂化方式有________。
②杯芳烃可用于某些ⅢB族元素金属离子如57La3+及21Se2+的萃取,基态Se2+核外电子排布式为________。
(4)金刚砂(SiC)的晶胞结构如图所示,每个碳原子周围距离最近的碳原子数目为______________个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为________g·cm-3。
【解析】(1)碳原子核外电子排布为1s22s22p2,其电子排布图为,则在基态14C原子中,核外存在2对自旋相反的电子;C错误！未找到引用源。
中中心原子价层电子对个数=错误！未找到引用源。
=3,碳原子采用sp2杂化,轨道构型为平面三角形,成键原子有3个,分子空间构型为平面三角形;(2)乙炔的结构式为,单键为σ键,三键含有1个σ键、2个π键,故乙炔分子中σ键与π键数目之比为3∶2;NH4Cl中铵根离子与氯离子之间存在离子键,氮与氢原子之间存在共价键和配位键;(3)①对叔丁基杯[4]芳烃中,O的非金属性很强,在羟基之间存在氢键;叔丁基杯[4]芳烃中含有苯环和饱和烃基,故碳原子的杂化方式有sp2和sp3;②硒是34号元素,硒原子核外有34个电子,硒原子失去2个电子变成Se2+,根据构造原理可知Se2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2;(4)金刚砂为原子晶体,每个硅原子连接4个碳原子,硅原子的配位数为4,每个硅原子又连接其他3个碳原子,所以每个碳原子周围最近的碳原子数目为3×4=12;该晶胞中碳原子个数=8×错误！未找到引用源。
+6×错误！未找到引用源。
=4,硅原子个数为4,晶胞边长=a×10-10cm,体积V=(a×10-10cm)3,ρ=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
g·cm-3。
答案:(1)2 平面三角形(2)3∶2 离子键、共价键、配位键(或离子键、共价键) (3)①氢键sp2、sp3②1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2(4)12 错误！未找到引用源。
4.(12分)短周期元素A、B、C、D原子序数依次增大,且C元素最高价氧化物对应的水化物能电离出电子数相等的阴、阳离子。
A、C位于同一主族,A为非金属元素,B的最外层电子数是次外层电子数的3倍,B、C的最外层电子数之和与D 的最外层电子数相等。
E单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏。
请回答下列问题:(1)写出E元素原子基态电子排布式:_______________。
(2)写出由B、C两种元素组成1∶1化合物的电子式________,该物质中含有的化学键类型有________。
(3)由上述A、B、C、D四种元素中的三种组成某种盐,水溶液显碱性,是家用消毒剂的主要成分。
将该盐溶液滴入淀粉KI溶液中,溶液变为蓝色,则反应的离子方程式为 __。
(4)由上述A、B、C、D四种元素中的两种或多种元素组成的化合物有多种,写出一种既含有极性键又含有非极性键的共价化合物________。
(5)B、D两种元素可形成多种阴离子,如D错误！未找到引用源。
、D错误！未找到引用源。
、D错误！未找到引用源。
等,在这三种阴离子中中心原子的杂化方式分别为________,离子的立体构型分别为________。
【解析】根据题意可推知:A是H;B是O;C是Na;D是Cl;E是Fe。
(1)Fe原子基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2。