(5)Na2O 8
4×62 g/mol3
－1＝2.27 g/cm 323（0.566×10 cm）×6.02×10 mol
－7B卷 地方卷
原子结构与性质
1．(2015·福建理综，31，15分)科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。 (2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。 a．固态CO2属于分子晶体
b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2 d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(3)在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni原子的电子排布式为________，该元素位于元素周期表的第________族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有________ mol σ键。
(4)一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。 参数 分子 CH4 CO2 分子直径/nm 0.436 0.512 分子与H2O的结合能E/kJ·mol－1 16.40 29.91
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________________________。 ②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已
知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质
的
角
度
分
析
，
该
设
想
的
依
据
是
___________________________________________。
解析 (1)元素的非金属性越强，其电负性越大。因为元素的非金属性由强到弱的顺序为：O＞C＞H，所以元素的电负性从小到大的顺序为：H＜C＜O；(2)a项，固态CO2是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的分子晶体，正确；b项，CH4分子中含有极性共价键，但由于该分子中的共价键排列对称，因此该分子是非极性分子，错误；c项，固态时CH4和CO2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越强，物质的熔沸点就越高，而不是取决于分子内共价键的强弱，错误；d项，CH4分子中碳原子形成的都是σ键，C原子采取sp3杂化，而CO2分子中的C原子与两个O原子形成的是碳氧双键，含有2个σ键和2个π键，C原子采取sp杂化，正确。故答案选a、d。(3)①28号元素Ni的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；该元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。②Ni能与CO形成正四面体型的配合物Ni(CO)4，在每个配位体中含有1个σ键，在每个配位体与中心原子之间也形成1个σ键，所以1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。(4)①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力分别是分子间作用力(也叫范德华力)和氢键。②根据表中的数据可知，笼状结构的空腔直径为0.586 nm，大于CO2分子的直径(0.512 nm)，而且CO2与H2O分子之间的结合力大于CH4，因此可以实现用CO2置换出“可燃冰”中CH4的设想。 答案 (1)H、C、O (2)ad
(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ ②8
(4)①氢键、范德华力 ②CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大于CH4
分子结构与性质
2．(2016·江苏化学，21，12分)[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：
4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN (1)Zn2＋基态核外电子排布式为__________________________________。 (2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为________mol。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。
(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2的结构可用示意图表示为________。
－
解析 (1)先写锌原子核外电子排布式[Ar]3d104s2，再由外向内失2个电子，
得Zn2＋核外电子排布式为[Ar]3d10。(2)甲醛结构式为
，σ键数为
3。(3)HOCH2CN可表示为HOCH2C≡N，碳原子分别为sp3、sp杂化。(4)等电子体可以“左右移位、平衡电荷”判断，H2O等电子体阴离子为NH－(5)Zn22。
＋
提供空轨道，CN－中碳原子提供孤对电子形成配位键。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2)3 (3)sp3和sp (4)NH－2
(5)
3．(2015·山东理综，33，15分)氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
(1)下列关于CaF2的表述正确的是________。 a．Ca2＋与F－间仅存在静电吸引作用
b．F－的离子半径小于Cl－，则CaF2的熔点高于CaCl2 c．阴阳离子比为2∶1的物质，均与CaF2晶体构型相同 d．CaF2中的化学键为离子键，因此CaF2在熔融状态下能导电 (2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是
__________________________________________(用离子方程式表示)。
－已知AlF36在溶液中可稳定存在。
(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________________。
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g) ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
解析 (1)a.Ca2＋与F－间既存在静电吸引作用又存在静电斥力，错误；b.CaF2与CaCl2中离子所带电荷数相同，而F－的离子半径小于Cl－，故晶格能：CaF2＞CaCl2，所以CaF2的熔点高于CaCl2，正确；c.晶体构型还与离子的大小有关，所以阴阳离子比为2∶1的物质，不一定与CaF2晶体构型相同，错误；d.离子晶体在熔融时发生电离从而导电，正确。(2)CaF2难溶于水，但可溶于
－3＋2含Al3＋的溶液中，是因为生成了AlF36，离子方程式为3CaF2＋Al===3Ca＋
－＋AlF36。(3)OF2中O原子与2个F原子形成了2个σ键，O原子还有2对
孤对电子，所以O原子的杂化方式为sp3杂化，其空间构型为V形。(4)根据ΔH与键能的关系可得：242 kJ·mol－1＋159 kJ·mol－1×3－ECl－F×6＝－313 kJ·mol－1，解得Cl－F键的平均键能为ECl－F＝172 kJ·mol－1。组成和结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，晶体的熔沸点越高，故ClF3的熔、沸点比BrF3的低。
答案 (1)bd
－(2)3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF36
(3)V形 sp3杂化 (4)172 低
晶体结构与性质
4.[2013·江苏化学，21(A)，12分]元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。
①在1个晶胞中，X离子的数目为________。 ②该化合物的化学式为________。
(2)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是________。 (3)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是________________。
2－
(4)Y与Z可形成YZ4。
2－ ①YZ4的空间构型为________(用文字描述)。
2－ ②写出一种与YZ4互为等电子体的分子的化学式：_______________。
(5)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。
解析 (1)依题意X、Y基态原子的价层电子排布分别为3d104s2、3s23p4，故11
元素X、Y分别为Zn和S。1个晶胞中X离子的数目为8×8＋6×2＝4，含有Y离子的数目为4。二者形成的化合物的化学式为ZnS。 (2)H2S分子中S原子采取sp3杂化。
(3)Z为氧元素，H2O在乙醇中的溶解度大于H2S是因为水分子与乙醇分子间能形成氢键而H2S不能。
－2－2－
(4)①SO4中S原子采取sp3杂化，SO2②与SO4互为4空间构型为正四面体。
等电子体的分子有SiCl4或CCl4等。
(5)在[Zn(NH3)4]Cl2中，每个NH3分子中的3个N—H键均为σ键，中心离子Zn2＋与4个NH3分子结合的配位键也为σ键，故1 mol配合物中的σ键数目为4 mol＋3 mol×4＝16 mol，即16NA个σ键。
答案 (1)①4 ②ZnS (2)sp3 (3)水分子与乙醇分子之间形成氢键 (4)①正四面体 ②CCl4或SiCl4等 (5)16NA或16×6.02×1023个
5．(2014·福建理综，31，13分)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性。它们的晶体结构如下图所示。