专题五自选模块
第14讲物质结构与性质
1．(2014·四川理综，8)X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋离子的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题：
(1)Y基态原子的电子排布式是________；Z所在周期中第一电离能最大的主族
元素是________。
(2)XY－2离子的立体构型是________；R2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子
是________________________________。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示，晶
胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，
充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是
________________________________。
解析由XY2是红棕色气体，且X与氢元素可形成XH3，可知X为N，Y为O；由Z基态原子的M层与K层电子数相等，可知Z为Mg；根据R2＋离子的3d轨道中有9个电子，即R的价电子排布式为3d104s1，故R为Cu，(1)O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4；Mg在第三周期，该周期中第一电离能最
大的主族元素是Cl。(2)NO－2离子的中心原子N的价层电子对数为5＋1
2＝3对，
故氮原子发生的是sp2杂化，有一对弧电子对，故其立体构型为V形；Cu2＋的水合离子中，Cu2＋有空轨道，H2O分子O原子有2对孤原子对，故提供孤电子
对的是H2O分子中的O原子。(3)如图，晶胞中阴离子数为：2＋4×1
2＝4，阳
离子数为8×1
8＋1＝2，其阴离子与阳离子的个数比4∶2＝2∶1。(4)Cu与浓氨
水和O 2反应，生成深蓝色[Cu(NH 3)4]2＋的离子方程式为2Cu ＋8NH 3·H 2O ＋O 2===2[Cu(NH 3)4]2＋＋4OH －＋6H 2O 。
答案 (1)①1s 22s 22p 4 ②Cl
(2)①V 形 ②O
(3)2∶1
(4)2Cu ＋8NH 3·H 2O ＋O 2===2[Cu(NH 3)4]2＋＋4OH －＋6H 2O
2．我国部分城市灰霾天占全年一半，引起灰霾的PM2.5微细粒子包含(NH 4)2SO 4、
NH 4NO 3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定灰霾中锌等重金属的含量，可知目前造成我国灰霾天气的原因主要是交通污染。
(1)Zn 2＋在基态时核外电子排布式为_________________。
(2)SO 2－4的空间构型是________(用文字描述)。
(3)PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾污染，光化学烟雾中含有NO x ，O 3、CH 2===CH —CHO 、HCOOH 、
(PAN)等二次污染物。
①下列说法正确的是________；
a ．N 2O 结构式可表示为N===N===O
b ．O 3分子呈直线形
c ．CH 2===CH —CHO 分子中碳原子均采用sp 2杂化
d ．相同压强下，HCOOH 沸点比CH 3OCH 3高，说明前者是极性分子，后者是非极性分子
②1 mol PAN 中含σ键数目为________；
③NO 能被FeSO 4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H 2O)5]SO 4，该配合物中心离子的配位数为________(填数字)。
(4)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β射线吸收
法，β射线放射源可用85Kr 。已知Kr 晶体的晶胞结构
如图所示，设晶体中与每个Kr 原子相紧邻的Kr 原子
有m 个，晶胞中含Kr 原子为n 个，则m n ＝________(填
数字)。
解析(1)Zn为30号元素，Zn失去4s上面的2个电子形成Zn2＋。(2)SO2－4中，S原子无孤电子对，S与O形成四个化学键，故S为sp3杂化，SO2－4的空间构型是正四面体型。
(3)①N2O与CO2互为等电子体，N与O之间为双键，a正确；O3与SO2互为等电子体，为V形分子，b错误；CH2===CH—CHO中每个碳原子均相当于形成三个共价键，故均为sp2杂化，c正确；HCOOH分子间可以形成氢键，故沸点高，二者都是极性分子，d错误。②PAN中所有单键均为σ键，双键中有一
个为σ键，—NO2的结构为，故1个分子中含有10个σ键。③配体位于方括号中，由1个NO和5个H2O构成，则配位数为6。(4)以顶点计算，与之相邻最近的Kr位于三个面心上，而顶点的原子为8个立方体共有，每个
面心上的Kr为两个立方体共有，故紧邻且最近的Kr为3×8
2＝12(个)，晶胞中
Kr有8×1
8＋6×
1
2＝4(个)，两者比值为12∶4＝3。
答案(1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10(2)正四面体型(3)①ac②10N A(或10×6.02×1023个或6.02×1024个)③6(4)3
3．钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。下面是用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛和钛酸钡的流程：
(1)Ti的基态原子电子排布式为________。
(2)TiCl4熔点为－24 ℃，沸点为136.4 ℃，室温下为无色液体，可溶于甲苯和
氯代烃。固态TiCl4属于________晶体。
(3)BaCO3为离子化合物。CO2－3中C原子的杂化类型为________，写出一种与
CO2－3互为等电子体的阴离子：________________(填化学式)。
(4)钛酸钡的晶胞如右图所示，其化学式为_______。
(5)用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得
绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。1 mol该配合物
