[命題人的忠告]

1．熟練書寫常見的4種金屬及其離子的核外電子排布式：Cr、Fe、Cu、Zn。

2．掌握同周期元素第一電離能比較：同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但ⅤA>ⅥA>ⅣA，ⅡA>ⅢA>ⅠA。

3．牢記3種分子的雜化方式和空間構(gòu)型：CH4：sp3雜化，正四面體；NH3：sp3雜化，三角錐形；H2O：sp3雜化，V形。

4．學(xué)會σ鍵與π鍵的判斷方法：單鍵均為σ鍵；雙鍵、三鍵中含有1個σ鍵，其余為π鍵。

5．掌握有關(guān)晶體計算的常用方法：運用分?jǐn)偡ㄕ_確定晶胞中所含原子的個數(shù)。

[典例剖析]

(10分)釩(V)、砷(As)、鎳(Ni)均為第四周期元素，釩位于ⅤB族，砷位于ⅤA族，鎳位于Ⅷ族。請回答下列相關(guān)問題。

(1)基態(tài)釩原子的電子排布式為____________________，釩有＋2、＋3、＋4、＋5等幾種化合價，這幾種價態(tài)中，最穩(wěn)定的是________價。

(2)砷與氯氣反應(yīng)可得到AsCl3、AsCl5兩種氯化物。其中屬于非極性分子的是________，AsCl3分子的中心原子雜化類型是________，分子的空間構(gòu)型是________。

(3)高純度砷可用于生產(chǎn)具有半導(dǎo)體“貴族”之稱的新型半導(dǎo)體材料GaAs，鎵(Ga)為第四周期ⅢA族元素，Ga與As相比，第一電離能較大的是________。

(4)鎳和鑭形成的一種合金具有儲氫功能，該合金儲氫后的晶胞如下圖所示：

鎳和鑭形成的這種合金的化學(xué)式是_____________________________________________，

1 mol 鑭形成的該合金能儲存________mol氫氣。

[挑戰(zhàn)滿分](限時30分鐘)

1．氮族元素包括氮、磷、砷等元素。

(1)砷的基態(tài)原子的價電子排布式是________；砷與氯可形成AsCl5，AsCl5中含有________對成鍵電子對。

(2)下列關(guān)于該元素的說法中正確的是________(填字母選項)。

a．氮、磷、砷的電負(fù)性依次減小

b．氮、磷、砷的氣態(tài)氫化物分子的穩(wěn)定性依次減弱

c．N—H、P—H、As—H鍵的鍵長依次增長，而鍵的極性依次降低

d．P4分子的空間構(gòu)型為正四面體(如圖)，P—P鍵之間的鍵角為109°28′

(3)氮是化肥中的主要元素，某種鹽類物質(zhì)是常見的氮肥成分，其中氮元素同時顯示最高化合價和最低化合價，請寫出該物質(zhì)的化學(xué)式：___________________________________________。

該化合物的組成元素中基態(tài)原子的第一電離能最大的是________(填元素符號)。

(4)磷元素的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子、________種不同能級的電子。在形成PH3分子時，磷原子的中心原子軌道發(fā)生________雜化。

(5)如圖為某種冰的一種骨架形式，以此為單位向空間延伸。

①該冰中的每個水分子有________個氫鍵；

②在氣相中NH3易與H2O通過氫鍵以加合物形式存在，試寫出加合物NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

2．鋰—磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2，可通過下列反應(yīng)制備：

2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O

(1)寫出基態(tài)Cu2＋的核外電子排布式：__________________________________，

上述方程式中涉及到的N、O元素第一電離能由小到大的順序為_______________________。

(2)PO的空間構(gòu)型是_______________________________________。

(3)與NH3互為等電子體的分子、離子有___________________________________、

________________(各舉一例)。

(4)氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖1，碳原子的雜化方式為

________________________________________________________________________。

(5)在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2－，則1 mol [Cu(CN)4]2－中含有的σ鍵的數(shù)目為________。

(6)Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖2所示，則該化合物的化學(xué)式為________________________________________________________________________。

答案　(1)[Ar]3d9　O＜N

(2)正四面體

(3)PH3或AsH3　H3O＋或CH

(4)sp3、sp2

(5)8NA

(6)CuH

3．鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，制備金屬鈦的一種流程如下：

回答下列問題：

(1)基態(tài)鈦原子的價電子排布圖為_______________________________________________，

其原子核外共有________種運動狀態(tài)不相同的電子，金屬鈦晶胞如圖1所示，為________________堆積(填堆積方式)。

(2)已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為－37 ℃，沸點為136 ℃，可知TiCl4為________晶體。

(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖2?；衔镆业姆悬c明顯高于化合物甲，主要原因是_____________________________________________________。

化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序為______________________。

(4)硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結(jié)構(gòu)如圖3所示。該陽離子Ti與O的原子數(shù)之比為______，其化學(xué)式為_______________________________________。

(5)鈣鈦礦晶體的結(jié)構(gòu)如圖4所示。鈦離子位于立方晶胞的頂角，被________個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被________個氧離子包圍，鈣鈦礦晶體的化學(xué)式為________________________________________________________________________。

答案　(1)

22　六方最密

(2)分子

(3)化合物乙分子間形成氫鍵　N＞O＞C

(4)1∶1　TiO2＋(或[TiO])

(5)6　12　CaTiO3

解析　(1)Ti原子價電子為3d、4s上的電子，3d能級上有2個電子、4s能級上有2個電子；原子核外有幾個電子其電子就有幾種運動狀態(tài)；該晶體為六方最密堆積。

(2)分子晶體熔、沸點較低。

(3)氫鍵的存在導(dǎo)致物質(zhì)熔、沸點升高；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一電離能大于其相鄰元素。

(4)每個O原子被兩個Ti原子共用、每個Ti原子被兩個O原子共用，利用均攤法計算二者原子個數(shù)之比；Ti元素為＋4價、O元素為－2價，據(jù)此書寫其化學(xué)式。

(5)鈦離子位于立方晶胞的頂角，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個氧離子包圍；每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個，晶胞的12個邊長上各有一個氧原子，根據(jù)均攤原則計算各原子個數(shù)，從而確定化學(xué)式。

4．元素周期表第四周期中共有18種元素，請回答下列有關(guān)問題。

(1)金屬釩(V)在材料科學(xué)上有重要作用，被稱為“合金的維生素”，基態(tài)釩原子的價電子排布式為________________________________________________________________________，

第四周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大，總趨勢是逐漸增大的。但Ga的第一電離能卻明顯低于Zn的，原因是______________________。

(2)已知四溴化鍺是電子工業(yè)中的一種常用試劑，其熔點為26.1 ℃，沸點為186 ℃，則GeBr4晶體的類型為________，中心原子的雜化類型為________。

(3)第四周期ⅤA～ⅦA族的元素中，電負(fù)性由大到小的順序為___________(用元素符號表示)。

(4)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖，所表示的物質(zhì)化學(xué)式為AX3的是________(填“a”或“b”)。圖乙為金屬銅的晶胞，此晶胞立方體的邊長為a pm，金屬銅的密度為ρ g·cm－3，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為________ mol－1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。

5．氮、氧、磷、鐵是與生命活動密切相關(guān)的元素?；卮鹣铝袉栴}：

(1)P的基態(tài)原子核外電子具有的原子軌道數(shù)為______，F(xiàn)e3＋比Fe2＋穩(wěn)定的原因是_________。

(2)N、O、P三種元素第一電離能最大的是________，電負(fù)性最大的是________。

(3)含氮化合物NH4SCN溶液是檢驗Fe3＋的常用試劑，SCN－中C原子的雜化類型為________________________________________________________________________，

1 mol的SCN－中含π鍵的數(shù)目為________NA。

(4)某直鏈多磷酸鈉的陰離子呈如圖1所示的無限單鏈狀結(jié)構(gòu)，其中磷氧四面體通過共用頂點的氧原子相連，則該多磷酸鈉的化學(xué)式為___________________________。

圖1

圖2

(5)FeO、NiO的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體結(jié)構(gòu)相同，其中Fe2＋與Ni2＋的離子半徑分別為7.8×10－2 nm、6.9×10－2 nm，則熔點FeO________(填“＜”、“＞”或“＝”)NiO，原因是________________________________________________________________________。

(6)磷化硼是一種超硬耐磨的涂層材料，其晶胞如圖2所示。P原子與B原子的最近距離為a cm，則磷化硼晶胞的邊長為________ cm(用含a的代數(shù)式表示)。

答案　(1)9　Fe3＋的價電子排布式為3d5，處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定

(2)N　O

(3)sp　2