(江苏专用)2020高考化学二轮复习专题检测(十五)物质结构与性质

专题检测（十五） 物质结构与性质

1．(2019·苏州一模)锂盐二氟草酸硼酸锂[LiBF2(C2O4)]是新型锂离子电池电解质，乙 酸锰可用于制造离子电池的负极材料。合成方法如下：

2H2C2O4＋SiCl4＋2LiBF4===2LiBF (C2O4)＋SiF4＋4HCl

4Mn(NO3)2·6H2O＋26(CH3CO)2O===4(CH COO)3Mn＋8HNO2＋3O2↑＋40CH3COOH

3

(1)Mn3＋基态核外电子排布式为________________。

(2)草酸(HOOCCOOH)分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1 mol 草酸分子中含有

σ 键的数目为________。

(3)与 SiF4 互为等电子体的阴离子的化学式为________。

(4)CH3COOH 易溶于水，除了它是极性分子外，还因为___________。 (5)锰的一种晶胞结构如右图所示，锰晶体中每个锰原子距离最近的锰 原子数目为________。

解析：(1)Mn 原子序数为 25，其基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2，则 Mn3＋

的基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d4 或[Ar]3d4；(2)草酸(HOOCCOOH)分子中 2 个碳

原子都形成

，故其杂化轨道类型是 sp2 杂化；1 mol 草酸分子中含有 2 mol O—H、2 mol

C—O、1 mol C—C、2 mol C===O 中有 2 mol σ 键，共含有 σ 键为 7 mol，数目为 7×6.02×1023； (3)与 SiF4 互为等电子体的阴离子的化学式为 ClO－、SO2－、PO3－等。(4)CH3COOH 易溶于水，

4

4

4

除了它是极性分子外，还因为乙酸与水分子间可形成氢键；(5)由锰的晶胞结构可知，锰晶 体中每个锰原子距离最近的锰原子数目为 12。

答案：(1)[Ar]3d4

4

4

(2)sp2 杂化 7×6.02×1023

(3)SO2－、PO3－等 (4)乙酸与水分子间可形成氢键 (5)12

2．(2019·无锡一模)合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液[醋酸二氨合 铜(Ⅰ)、氨水]吸收在生产过程中产生的 CO 和 CO2 等气体。铜液吸收 CO 的反应方程式为

CH3COO[Cu(NH3)2]＋CO＋NH3

CH3COO[Cu(NH3)3CO]。

(1)Cu＋基态核外电子排布式为________________。

(2)C、N、O 元素的第一电离能由大到小的顺序为____________。

(3)1 mol[Cu(NH3)2] ＋ 中 含 有 σ 键 的 数 目 为 ____________ ， CH3COO[Cu(NH3)2]中 C 原子轨道的杂化类型是________。

(4)与 NH3 分子互为等电子体的阴离子为________。

(5)Cu2O 的晶胞结构如图所示，其中 O2－的配位数是________。

解析：(1)Cu 原子序数为 29，其基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，则 Cu＋ 的基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10 或[Ar]3d10；(2)同周期元素的第一电离能随着

原子序数的增大呈增大趋势，但ⅤA 族元素的 p 轨道处于半满的稳定状态，故其第一电离能

大于同周期相邻元素，则 C、N、O 元素的第一电离能由大到小的顺序为 N>O>C；

(3)1 mol[Cu(NH3)2]＋中含有 6 mol N—H 键、2 mol Cu—N 键，共含有σ键为 8 mol，数目为

8×6.02×1023，CH3COO[Cu(NH3)2]中甲基中碳为 sp3 杂化，另一个碳为 sp2 杂化；(4)与 NH3 分 1

子互为等电子体的阴离子为CH－；(5)由Cu2O的晶胞结构看白球共有1＋×8＝2个，黑球全

3 8

部在体内，共有 4 个，故白球代表 O 原子而黑球代表 Cu 原子，由图可知每个 O 原子的周围

有 4 个 Cu 原子，配位数为 4。

答案：(1)[Ar]3d10 (2)N>O>C

－(5)4 (3)8×6.02×1023 sp3 和 sp2 (4)CH3

3．(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

4．(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，x

2 Fe＋3 O形值小于 1。若 FexO 中的 x＝0.92，则该此晶体的化学式为________________(用 Fea＋

b

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 CN－或 C2－等；(5)若 FexO

2＋ Fe3＋ O形式表示FeO晶胞，则有a＋b＝0.92，2a＋3b＝2，联立解得中的 x＝0.92，用 Fea

b x

3a＝0.76，b＝0.16，则该此晶体的化学式为 Fe20.

＋ Fe0.16＋ O。 76

答案：(1)1s22s22p63s23p63d9 或[Ar]3d9

(2)O>N>C (3)14×6.02×1023 sp3 和 sp2

3(4)CN－(或 C22－等) (5)Fe2＋

Fe＋ O 0.760.16

5．(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＋2NH＋

4

===[Zn(NH )4]2＋＋H2O。与 NH＋互为等电子体的阴离子为 ________，

3 4

[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 NH＋互为等电子体的阴离子为 BH－；[Zn(NH3)4]2＋的结构中 NH3 中 N 提供孤电子对与

4

4

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 1 1

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，

4 8

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

6．(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 CO2－互为等电子体的一种分子的化

3

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 CO2－互为等电子体的一种分子的化学式为 SO3 或 BF3；

3

(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，根据均摊法其晶体

1

中⊕有 8×○＝1、 有 8× ＋1＝5、

8 2

1

1

有 8×

4

1

＋2×＝3，分别代表La、Ni、H2，故图中

2 表的微粒是 H2。

代

答案：(1)3d84s2 (2)①sp3 N>O>C ②7×6.02×1023 (3)SO3(或 BF3 等) (4)H2

7．(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) AsCl 等物质，AsCl3 分子的几

2

何构型为_______，1 mol(ClCH===CH)AsCl 分子中含 σ 键的数目为__________。

2

(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

GaC)键连，为 sp3 杂化；—CN 中的 C 原子，该 C 原子与 2 个原子键连(1 个 C，1 个 N)，为 sp

杂化；(4)AsCl3 的中心原子的价电子对数为 3＋ 5－1×3 ＝4，所以是 sp3 杂化，分子的几何

2 构型为三角锥形，(ClCH===CH)2 AsCl 分子中含 9 个单键和 2 个双键，故

1 mol(ClCH===CH) AsCl 分子中含 σ 键的数目为 11×6.02×1023；(5)根据均摊法由题图可

2

知，则该材料晶体中含

1 1 27 1 1 5

7× ＋5× ＝ 个 Ga ，1× ＋1× ＝ 个 Mn ，4 个 As ，故

8 2 8 8 2 8

27 5

n(Ga)∶n(Mn)∶n(As)＝ ∶ ∶4＝27∶5∶32。

8 8

答案：(1)[Ar]3d5 或 1s22s22p63s23p63d5

(2)Ga(4)三角锥形 11×6.02×1023 (5)27∶5∶32

8．(2015·江苏高考)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：

2Cr2O2－＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→

7

4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH

(1)Cr3＋基态核外电子排布式为______________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与 Cr3＋形成配 位键的原子是________(填元素符号)。

(2)CH3COOH 中 C 原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH 分子含有 σ 键的数目为 ________。

(3)与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O 与 CH3CH2OH 可以任意 比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________________________________。

解析：(1)Cr 是 24 号元素，Cr 原子基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，Cr 原

子由外向里失去 3 个电子后变为 Cr3＋，故 Cr3＋基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d3。在

配合物[Cr(H2O)6]3＋中，中心原子提供空轨道，而配位原子需提供孤对电子，H2O 分子中含有

孤对电子的是 O 原子。

(2)CH3COOH 中，甲基中 C 原子与其他原子形成 4 个 σ 键，故 C 原子采取 sp3 杂化；而 羧基中 C 原子形成 3 个 σ 键和 1 个 π 键，故 C 原子采取的是 sp2 杂化。CH3COOH 的结构式

为

，单键均为σ键，双键中有 1 个 σ 键和 1 个 π 键，故 1 个 CH3COOH

分子中含有 7 个 σ 键，因此 1 mol CH3COOH 中含有 7×6.02×1023 个 σ 键。

(3)运用电子—电荷互换法，将 O 原子的 1 个电子换作 1 个正电荷，则 O 原子换为 F 原

子，即可写出与 H2O 互为等电子体的阳离子 H2F＋。H2O 与 CH3CH2OH 可形成分子间氢键，是导

致 H2O 与 CH3CH2OH 可以任意比例互溶的主要原因。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d3 或[Ar]3d3 O

(2)sp3 和 sp2 7NA(或 7×6.02×1023)

(3)H2F＋ H2O 与 CH3CH2OH 之间可以形成氢键