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《新步步高》考前三个月(江苏专用)高考化学二轮复习系列——高考21题第21题A
第21题 选考题
A.物质结构与性质
[命题人的忠告]
1.熟练书写常见的4种金属及其离子的核外电子排布式:Cr、Fe、Cu、Zn。
2.掌握同周期元素第一电离能比较:同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但ⅤAⅥAⅣA,ⅡAⅢAⅠA。
3.牢记3种分子的杂化方式和空间构型:CH4:sp3杂化,正四面体;NH3:sp3杂化,三角锥形;H2O:sp3杂化,V形。
4.学会σ键与π键的判断方法:单键均为σ键;双键、三键中含有1个σ键,其余为π键。
5.掌握有关晶体计算的常用方法:运用分摊法正确确定晶胞中所含原子的个数。
[典例剖析]
钒(V)、砷(As)、镍(Ni)均为第四周期元素,钒位于ⅤB族,砷位于ⅤA族,镍位于Ⅷ族。请回答下列相关问题。
(1)基态钒原子的电子排布式为____________________,钒有+2、+3、+4、+5等几种化合价,这几种价态中,最稳定的是________价。
(2)砷与氯气反应可得到AsCl3、AsCl5两种氯化物。其中属于非极性分子的是________,AsCl3分子的中心原子杂化类型是________,分子的空间构型是________。
(3)高纯度砷可用于生产具有半导体“贵族”之称的新型半导体材料GaAs,镓(Ga)为第四周期ⅢA族元素,Ga与As相比,第一电离能较大的是________。
(4)镍和镧形成的一种合金具有储氢功能,该合金储氢后的晶胞如下图所示:
镍和镧形成的这种合金的化学式是________________,1mol镧形成的该合金能储存________mol氢气。
解析 (1)基态钒原子的电子排布式为[Ar]3d34s2,当原子价层电子全部失去时,形成的离子最外层达到稳定的电子层结构,故+5价最稳定。
(2)AsCl5分子中砷的价电子均成键,故它是非极性分子;AsCl3分子中的价层电子对数为4,其中孤电子对数为1,因此砷原子为sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形。
(4)由晶胞结构知,8个La全在晶胞顶点,故一个晶胞中La个数为8×=1,8个Ni在晶胞面上,1个Ni在晶胞内,故一个晶胞中Ni个数为8×+1=5,因此该合金化学式为LaNi5;8个H2在晶胞棱上,2个H2在晶胞面上,故一个晶胞中H2个数为8×+2×=3,因此1molLa形成的该合金能储存3mol氢气。
答案 (1)[Ar]3d34s2(或1s22s22p63s23p63d34s2) +5
(2)AsCl5 sp3 三角锥形 (3)As(或砷) (4)LaNi5 3
[挑战满分](限时35分钟)
1.元素周期表中,金属和非金属分界线附近的元素性质特殊,其单质及化合物应用广泛,成为科学研究的热点。
(1)锗(Ge)可以作半导体材料,写出基态锗原子的电子排布式____________________________。
(2)环硼氮六烷的结构和物理性质与苯很相似,故称为无机苯,其结构如图。
①第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种。
②无机苯分子中1个氮原子给有空轨道的硼原子提供1个孤电子对,形成1个________键。
③硼、氮原子的杂化方式是______________。
(3)硅烷的通式为SinH2n+2,随着硅原子数增多,硅烷的沸点逐渐升高,其主要原因是________________________________。最简单的硅烷是SiH4,其中的氢元素显-1价,其原因为________________________________________________________________________。
(4)根据价层电子对互斥理论(VSEPR)推测:
AsCl3的VSEPR模型名称:__________;AsO的立体构型:__________。
(5)钋(Po)是一种放射性金属,它的晶胞堆积模型为简单立方堆积,钋的摩尔质量为209g·mol-1,晶胞的密度为ρg·cm-3,则它晶胞的边长a为________________pm。(NA表示阿伏加德罗常数,用代数式表示晶胞边长)
2.(1)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________________。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
NH3分子的空间构型是____________;与N2H4分子属于等电子体的是________________________________________________________________(写出一种即可)。
(3)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
①Ni原子的核外电子排布式为_____________________________
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