题目内容

[物质结构与性质]
氧是地壳中含量最多的元素
（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为______个．
（2）H2O分子内O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为______．沸点比高，原因是______．
（3）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用______杂化．H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因是______．
（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO的密度为ag?cm-3，NA表示阿伏家的罗常数，则CaO晶胞的体积为______ 
cm3．
【答案】分析：（1）s能级有一个轨道，最多排2个电子，p能级有3个轨道，每个轨道最多排2个电子，结合洪特规则分析；
（2）化学键的键能大于氢键的键能，氢键的键能大于分子间作用力；氢键对物质的物理性质产生影响，分子间氢键使物质的沸点升高，分子内氢键使物质的沸点降低；
（3）先确定VSEPR模型，然后在确定中心原子的杂化轨道类型；一般来说，相互之间排斥力的大小为：孤电子对间的排斥力＞孤电子对与成键电子对间的排斥力＞成键电子对间的排斥力；
（4）先计算一个氧化钙分子的质量，再用均摊法求出一个晶胞含有的阴阳离子数，然后根据V=求出其体积．
解答：解：（1）氧元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，4个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为2个，故答案为：2；
（2）共价键的键能大于氢键的作用力，氢键的作用力还大于范德华力，故H2O分子内的O-H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为O-H键、氢键、分子间的范德华力；含分子间氢键的物质的沸点大于分子内氢键物质的沸点，因此原因是前者易形成分子间氢键，后者易形成分子内氢键．
故答案为：O-H键、氢键、范德华力；形成分子内氢键，而形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大；
（3）H3O+价层电子对模型为四面体，氧原子采取sp3杂化．
H2O中O原子有两对孤对电子，H3O+中O原子有一对孤对电子，因为孤电子对间的排斥力＞孤电子对与成键电子对间的排斥力＞成键电子对间的排斥力，导致H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大．
故答案为：sp3；H2O中O原子有两对孤对电子，H3O+中O原子有一对孤对电子，排斥力较小
（4）1个“CaO”的质量为=，而用均摊法算出一个晶胞含有4个“CaO”，即一个晶胞质量为×4=g，又有ρ=，则V=，
V=g÷ag/cm3=，则CaO晶胞体积为 ．
故答案为：．
点评：本题把物质结构和性质与有机化合物的性质融合成一体，考查学生对元素推理、原子轨道杂化类型、分子空间结构、氢键、等电子体原理、晶胞结构等知识的掌握和应用能力．本题基础性较强，难度较大，注意晶胞体积的计算方法．
练习册系列答案
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[化学-选修3：物质结构与性质]
硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础．请回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为
M
M
，该能层具有的原子轨道数为
9
9
、电子数为
4
4
．
（2）硅主要以硅酸盐、
二氧化硅
二氧化硅
等化合物的形式存在于地壳中．
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以
共价键
共价键
相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献
3
3
个原子．
（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备．工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
．
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 C-C C-H C-O Si-Si Si-H Si-O
键能/（kJ?mol-1） 356 413 336 226 318 452
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是
C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定．而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成．
C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定．而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成．
．
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是
C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键
C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键
．
（6）在硅酸盐中，SiO
 
4-
4
四面体（如下图（a））通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式．图（b）为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为
sp3
sp3
，Si与O的原子数之比为
1：3
1：3
，化学式为
SiO32-
SiO32-
．
（2011?锦州模拟）【化学--物质结构与性质】
已知X、Y、Z、Q、E五种元素的原子序数依次增大，其中X原子核外电子有6种不同的运动状态，s能级电子数是p能级电子数的两倍；Z原子L层上有2对成对电子；Q是第三周期中电负性最大的元素；E的单质是常温下唯一呈液态的非金属．请回答下列问题：
（1）X、Y、Z第一电离能由小到大的顺序为
C
C
＜
O
O
＜
N
N
（填元素符号）．
（2）E元素基态原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p5
1s22s22p63s23p63d104s24p5
．
（3）XZ2分子中含有
2
2
个π键．
（4）Z氢化物的沸点比Q氢化物的沸点高，理由是
氧元素的电负性很强，水分子之间存在氢键，导致熔沸点升高
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．
（5）X元素可形成X60单质，它与金属钾掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物，其晶胞如图所示（白球位于立方体的体心和顶点，小黑球位于立方体的面上），该化合物中X60与钾原子个数比为
1：3
1：3
．
（2012?江苏）[物质结构与性质]
一项科学研究成果表明，铜锰氧化物（CuMn2O4）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）向一定物质的量浓度的Cu（NO3）2 和Mn（NO3）2 溶液中加入Na2CO3 溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4．
①Mn2+基态的电子排布式可表示为
1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）
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．
②NO3-的空间构型是
平面三角形
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（用文字描述）．
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化为CO2，HCHO 被氧化为CO2 和H2O．
①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为
C≡O
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．
②H2O 分子中O 原子轨道的杂化类型为
sp3
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．
③1mol CO2 中含有的σ键数目为
2×6.02×1023个（或2mol）
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．
（3）向CuSO4 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu （OH）4]2-．不考虑空间构型，[Cu（OH）4]2-的结构可用示意图表示为
．
[化学--选修3物质结构与性质]A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大，其中A含有3个能级，且每个能 级所含的电子数相同；C的最外层有6个运动状态不同的电子；D是短周期元素中电负性最 小的元素；E的最高价氧化物的水化物酸性最强；F除最外层原子轨道处于半充满状态，其余 能层均充满电子．G元素与D元素同主族，且相差3个周期．
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（1）元素A、B、C的第一电离能由小到大的是
 
用元素符号表示）．
（2）E的最高价含氧酸中E的杂化方式为
 
．
（3）F原子的外围电子排布式为
 
，F的晶体中原子的堆积方式是如图1中的
 
（填写“甲”、“乙”或“丙”）．
（4）DE，GE两种晶体，都属于离子晶体，但配位数不同，其原因是
 

（5）已知DE晶体的晶胞如图2所示若将DE晶胞中的所有E离子去掉，并将D离子全部换为A原子，再在其中的4个“小 立方体”中心各放置一个A原子，且这4个“小立方体”不相邻．位于“小立方体”中的A原 子与最近的4个A原子以单键相连，由此表示A的一种晶体的晶胞（已知A-A键的键长 为a cm，NA表示阿伏加德罗常数），则该晶胞中含有
 
个A原子，该晶体的密度是
 
 g?cm-3．

【化学—物质结构与性质】

氧是地壳中含量最多的元素。

（1）氧元素基态原子核外未成对电子数为______个。

（2）H2O分子内的O－H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为______________________________。

HO――CHO的沸点比高，原因是______________________________。

（3） H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用_________杂化。H3O+中H－O－H键角比H2O中H－O－H键角大，原因为____________________________________。

（4）CaO与NaCl的晶胞同为面心立方结构，已知CaO晶体密度为a g•cm-3，NA表示阿伏伽德罗常数，则CaO晶胞体积为________cm3。

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