综合题15.0分
化学

[选修三—物质结构与性质]

X、Y、Z、M、W是元素周期表中1~36号元素,且原子序数依次增大,X、Y、Z是位于同一周期的相邻元素,Y元素基态原子的2p轨道处于半充满状态;M元素基态原子共填充6个轨道且全部充满;W元素基态原子除了最外层有1个轨道半充满外其它能层全部充满电子。

27.X、Y、Z三种元素的第一电离能从小到大的顺序为            (用元素符号表示);Y元素的简单氢化物的沸点高于X元素的简单氢化物的原因是                                          

28.XZ32-的空间结构为            ,其中X原子的杂化方式为               ,写出与XZ32-互为等电子体的分子和离子各一种                            

29.向WSO4溶液中滴加Y的简单氢化物的水溶液至过量,最终溶液变为           色,向其中加入一定量的乙醇溶液,得到的晶体的化学式为           

30.M晶体的堆积方式为             ,配位数为      

31.若W的晶体密度为ρ g/cm3,W元素的摩尔质量为a g/mol、阿伏伽德罗常数用NA表示,则其晶胞的棱长为                        (用含有a、W元素基态原子除了最外层有1个轨道半充满外其它能层全部充满电子,即价电子3d104s1,W是铜元素。的表达式表示)

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

C<O<N;氨分子间有分子间氢键

解析

Y元素基态原子的2p轨道处于半充满状态,基态原子电子排布式1s22s22p3,是氮元素,电离能大于C,同时因为半充满,大于O,故答案为:C<O<N;因为氨气分子间可形成氢键,而氢键作用强度大于分子间作用力,故氨气沸点高,故答案为: 氨分子间有分子间氢键;

考查方向

第一电离能;氢键。

解题思路

Y元素基态原子的2p轨道处于半充满状态,基态原子电子排布式1s22s22p3,氮元素,因为相邻X、Y、Z分别是C、N、O,故电离能大于C,同时因为半充满,大于O,故答案为:C<O<N;因为氨气分子间可形成氢键,而氢键作用强度大于分子间作用力,故氨气沸点高,故答案为: 氨分子间有分子间氢键;

易错点

本题考查元素第一电离能,同周期元素第一电离能自左至右增大,第五主族P轨道半充满,导致第一电离能大于第六主族;注意氢键的形成条件。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

平面正三角形;sp2;NO3、SO3

解析

XZ32-是CO32-,C形成3个δ键,孤对电子数为(4+2−3×2)/2=0,价层电子对数=3,所以空间结构是平面正三角形,C杂化方式是sp2;等电子体要求原子数和价电子数分别相同,CO32-,有四个原子,价电子数之和等于24,符合条件的有NO3、SO3

故答案为:平面正三角形;sp2;NO3、SO3

考查方向

原子轨道杂化

解题思路

XZ32-是CO32-,C形成3个δ键,孤对电子数为(4+2−3×2)/2=0,价层电子对数=3,所以空间结构是平面正三角形,C杂化方式是sp2;等电子体要求原子数和价电子数分别相同,CO32-,有四个原子,价电子数之和等于24,符合条件的有NO3、SO3

易错点

本题考查分子空间构型和原子轨道杂化方式,二者都依赖于中心原子价层电子对数,根据价层电子对互斥理论计算。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

深蓝;[Cu(NH3)4]SO4·H2O

解析

向CuSO4溶液中滴加氨水至过量,反应为CuSO4 + 2NH3.H2O = Cu(OH)2 + (NH4)2SO4

Cu(OH)2 + 4NH3.H2O = [Cu(NH3)4](OH)2+ 4H2O,向其中加入一定量的乙醇溶液,析出的晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,故答案为:深蓝;[Cu(NH3)4]SO4·H2O

考查方向

基态原子电子排布

解题思路

W元素基态原子除了最外层有1个轨道半充满外其它能层全部充满电子,即价电子3d104s1,W是铜元素。硫酸铜溶液滴加氨水,反应为CuSO4 + 2NH3.H2O = Cu(OH)2 + (NH4)2SO4

Cu(OH)2 + 4NH3.H2O = [Cu(NH3)4](OH)2+ 4H2O,向其中加入一定量的乙醇溶液,析出晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O。

易错点

本题考查通过基态原子电子排布判断W是铜元素,价电子3d104s1,据此答题。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

六方最密堆积;12;

解析

根据M元素基态原子共填充6个轨道且全部充满推断M元素为Mg,金属镁以及锌、钛同属于六方最密堆积,配位数用堆积的形式计算, 立方面心堆积是ABC堆积, 同层配位数为6, 上下两层各3,故配位数为12;故答案为:六方最密堆积;12。

考查方向

晶胞;堆积方式

解题思路

根据M元素基态原子共填充6个轨道且全部充满推断M元素为Mg,金属镁以及锌、钛同属于六方最密堆积,配位数用堆积的形式计算, 立方面心堆积是ABC堆积, 同层配位数为6, 上下两层各3,故配位数为12;

易错点

本题考查基态原子电子排布判断M是镁元素,1s22s22p33s2,6=1+1+3+1,据此答题。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

W元素基态原子除了最外层有1个轨道半充满外其它能层全部充满电子,即价电子3d104s1,W是铜元素。铜是面心立方最密堆积,一个晶胞中铜原子数=1+=4,1mol铜的质量=ag,晶胞数=NA/4,设晶胞棱长=d,则有如下关系式V=(NA/4)×d3= ag/ρ g/cm3 ,d=,故答案为:。

考查方向

晶胞计算

解题思路

W元素基态原子除了最外层有1个轨道半充满外其它能层全部充满电子,即价电子3d104s1,W是铜元素。铜是面心立方最密堆积,一个晶胞中铜原子数=1+=4,1mol铜的质量=ag,晶胞数=NA/4,设晶胞棱长=d,则有如下关系式V=(NA/4)×d3= ag/ρ g/cm3 ,d=。

易错点

本题考查晶胞棱长的计算,方法为从宏观和围观两个角度表示密度,据此答题。