专题检测（十五） 物质结构与性质
1．(2018·苏州一模)(CN)2、(OCN)2等被称为拟卤素，(CN)2在一定条件下氢化可以得到乙二胺(H2NCH2CH2NH2)。回答下列问题：
(1)Fe4[Fe(CN)6]3是较早发现的CN配合物，其中铁元素呈现两种不同的价态。写出外
－
界离子基态核外电子排布式：________________。
(2)与OCN互为等电子体的分子为________(填分子式)。 (3)1 mol(CN)2中含有π键的数目为________。 (4)乙二胺中C原子的轨道杂化方式为________。
(5)乙二胺易溶于水，除因为是极性分子外，还可能的原因为________。 (6)含CN的配合物常用于冶炼黄金。金的晶胞结构如图所示，晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有____个。
解析：(1)分析配合物Fe4[Fe(CN)6]3：外界离子为Fe3，铁是26号元素，铁原子基态
＋
－－
核外电子排布式为[Ar]3d64s2，则Fe3的基态电子排布式为[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)；
＋
(2)与OCN互为等电子体的分子为CO2、N2O、CS2、COS等；
(3)(CN)2的结构式为NCCN,1 mol(CN)2中含有π键的数目为4NA或2.408×1024； (4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中C原子的轨道杂化方式为sp3；
(5)乙二胺易溶于水，除因为是极性分子外，还可能的原因为乙二胺分子与水分子间可以形成氢键；
(6)晶体中每个Au原子周围紧邻且等距的Au原子有12个。 答案：(1)[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) (2)CO2(或N2O、CS2等) (3)4NA或2.408×1024 (4)sp3
(5)乙二胺分子与水分子间可以形成氢键 (6)12
2．(2018·苏北四市一模)铁触媒常作为合成氨的催化剂，CO会使催化剂中毒。可用CH3COO[Cu(NH3)2]溶液吸收CO。
(1)Cu2基态核外电子排布式为________________。
＋
－
(2)C、N、O的电负性由大到小的顺序为____________。
(3)1 mol CH3COO[Cu(NH3)2]中含有σ键的数目为____________________，其中C原子轨道的杂化类型是________________。
(4)与CO分子互为等电子体的阴离子为____________。
(5)Cu和Fe都可以形成多种氧化物。其中FexO晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，
3
x值小于1。若FexO中的x＝0.92，则该此晶体的化学式为________________(用Fe2aFebO
＋
＋
形式表示)。
解析：(1)Cu是29号元素，Cu2含有27个电子，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d9
＋
或[Ar]3d9；(2)元素原子的得电子能力越强，则电负性越大，所以电负性：O>N>C；(3)1个CH3COO[Cu(NH3)2]分子中有3个C—H键、1个C—C键、1个C—O键，1个C===O中的一个键、6个N—H键及2个配位键都属于σ键，则1 mol该配合物中含有σ键为14×6.02×1023；CH3COO中甲基上的C形成4个σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化
－
类型，酯基中的C形成3个σ键和1个π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；(4)等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子，与CO互为等电子体的阴离子为
23CN或C2等；(5)若FexO中的x＝0.92，用Fe2aFebO形式表示FexO晶胞，则有a＋b＝
－
－
＋
＋
20.92,2a＋3b＝2，联立解得a＝0.76，b＝0.16，则该此晶体的化学式为Fe0.76Fe30.16O。
＋
＋
答案：(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 (2)O>N>C (3)14×6.02×1023 sp3和sp2
23
(4)CN(或C2等) (5)Fe20.76Fe0.16O
－
－
＋
＋
3．(2018·南京、盐城二模)甘氨酸锌是一种新型食品营养强化剂，可由ZnO与甘氨酸
(
＋
)制备。
(1)Zn2基态核外电子排布式为__________________。
(2)甘氨酸分子中碳原子轨道的杂化类型是__________，1 mol甘氨酸分子中含有σ键的
数目为________。
(3)以氧化锌矿物为原料，提取锌的有关反应为ZnO＋2NH3＋2NH4===[Zn(NH3)4]2＋
＋
＋
H2O。与NH4互为等电子体的阴离子为________，[Zn(NH3)4]2的结构可
＋
＋
用示意图表示为________________。
(4)闪锌矿的主要成分是一种锌的硫化物，其晶胞结构如图所示，其化学式为________。
解析：(1)Zn是30号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，则Zn2基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或
＋
[Ar]3d10；
(2)甘氨酸分子(
)中亚甲基上的碳原子采用sp3杂化，羧基中的碳原子采
用sp2杂化；1 mol甘氨酸分子中含有2 mol C—H键、2 mol N—H键、1 mol C—N键、1 mol C—C键、1 mol O—H键、1 mol C—O键、1 mol C===O键，共有σ键的数目为9×6.02×1023；
(3)与NH4互为等电子体的阴离子为BH4；[Zn(NH3)4]2的结构中NH3中N提供孤电
＋
－
＋
子对与Zn2形成配位键，则其可用示意图表示为
＋
；
(4)由晶胞结构图得到：在这个晶胞中5个Zn原子位于4条棱和体内，9个S原子位于11
8个顶点和体内，根据均摊法可知，Zn原子个数＝4×＋1＝2，S原子个数＝8×＋1＝2，
48所以其化学式为ZnS。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (2)sp2、sp3 9×6.02×1023
(3)BH4
－
(4)ZnS
4．(2018·南通二模)镍、铂、镧等过渡金属单质及化合物在医疗领域有着广泛的应用。 (1)基态原子镍的价电子排布式为__________________。 (2)抗癌药奥沙利铂(又名乙二酸铂)的结构简式如图所示。 ①分子中氮原子轨道的杂化类型是________________，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。
②1 mol乙二酸分子中含有σ键的数目为______________________________________。 (3)碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗高磷血症。写出与CO23互为等电子体的一种分子的化
－
学式：__________。
(4)镧镍合金可用于储氢，储氢之后所得晶体的化学式为
LaNi5(H2)3，其晶体的最小重复结构单元如图所示(⊕、○、代表储氢之后晶体中的三种微粒)。图中代表的微粒是________。
解析：(1)Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基
态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则基态原子镍的价电子排布式为3d84s2；
(2)①分子中氮原子形成3个σ键、还有1对孤电子对，则分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3；C、N、O三种元素的第一电离能由大到小顺序为N>O>C；②1 mol乙二酸
()分子中含有1 mol C—C键、2 mol C—O键、2 mol C===O键、2 mol O—H
键，故共含有σ键的数目为7×6.02×1023；
(3)与CO23互为等电子体的一种分子的化学式为SO3或BF3；
－
(4)镧镍合金可用于储氢，储氢之后所得晶体的化学式为LaNi5(H2)3，根据均摊法其晶
1111
体中⊕有8×＝1、○有8×＋1＝5、有8×＋2×＝3，分别代表La、Ni、H2，故图
8242中代表的微粒是H2。
答案：(1)3d84s2 (2)①sp3 N>O>C ②7×6.02×1023 (3)SO3(或BF3等) (4)H2 5．(2018·盐城三模)锰、砷、镓及其相关化合物用途非常广泛。 (1)Mn2基态核外电子排布式为__________。
＋
(2)砷与镓、硒是同周期的主族元素，其第一电离能从小到大的顺序是__________。 (3)BrCH2CN可用于制备砷叶立德，BrCH2CN分子中碳原子杂化轨道类型是__________。
(4)在AlCl3存在下，将C2H2通入AsCl3可得到(ClCH===CH)2AsCl等物质，AsCl3分子的几何构型为_______，1 mol(ClCH===CH)2AsCl分子中含σ键的数目为__________。
(5)GaAs是一种重要的半导体材料，按图示掺杂锰后可得稀磁性半导体材料(晶体结构不变)，则该材料晶体中n(Ga)∶n(Mn)∶n(As)＝__________。
解析：(1)Mn是25号元素，其电子排布式为[Ar]3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2，故 Mn2的电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；(2)镓、砷、硒三种元素都是第4周期
＋
主族元素，同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势。但砷元素原子4p能级是半充满状态，能量较低，第一电离能高于其同周期相邻元素，则3种元素的第一电离能从小到大顺序为Ga 5－1×3 ＝4，所以是sp3杂化，分子的2 几何构型为三角锥形，(ClCH===CH)2AsCl分子中含9个单键和2个双键，故1 mol (ClCH===CH)2AsCl分子中含σ键的数目为11×6.02×1023；(5)根据均摊法由题图可知，则1127115 该材料晶体中含7×＋5×＝个Ga,1×＋1×＝个Mn,4个As，故 828828n(Ga)∶n(Mn)∶n(As)＝ 275 ∶∶4＝27∶5∶32。 88 答案：(1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (2)Ga 6．乙炔(C2H2)和丙烯腈(CH2===CH—CN)是有机合成工业的重要原料。工业上曾用CaC2和H2O反应制取乙炔，用乙炔和氢氰酸(HCN)在氯化亚铜等催化作用下生产丙烯腈。