2021届高考二轮化学人教版训练：专题13 物质结构与性质含解析

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专题十三

1．(2020·江苏高考·21)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵

[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。

(1)Fe 基态核外电子排布式为__[Ar]3d 6

4s 2

或

1s 2

2s 2

2p 6

3s 2

3p 6

3d 6

4s 2

__；[Fe(H2O)6]2＋中与 Fe2

＋配位的原子是__O__(填元素符号)。

(2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是__sp 3

__；C、N、O元素的第一电离能由大到小

的顺序为__N>O>C__。

(3)与NH 互为等电子体的一种分子为__CH4

或

SiH 4__(填化学式)。

(4)柠檬酸的结构简式见下图。1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的 σ键的数目为_

_7__mol。

【解析】　(1)Fe 为26 号元素，价电子数为 26－18＝8，在 4s 轨道上填充 2个电子，在

3d 轨道上填充 6个电子，则 Fe 的核外电子排布为[Ar]3d64s2。[Fe(H2O)6]2＋中O原子有孤电子

对，可以填入 Fe2＋的空轨道中，即 O为配位原子。(2)NH3中，N有一对孤电子对，价层电子

对为 1＋3＝4，则 N为sp3杂化。N的最外层电子排布为 2s22p3，p轨道中的电子为半满的稳

定状态，很难失去电子，故 N的第一电离能比相邻的 O元素要大，C的半径大，相对于 O原

子而言，C易失去电子，则 C的第一电离能小于 O。(3)NH 中，比 N少一个电子为 C，则

CH4与NH 互为等电子体。(4)—COOH 中，C与O形成双键以及 C与O形成单键，1 mol—

COOH 中含有 2 mol σ 键，C与羟基相连为单键，为一个 σ键，所以 1 mol 柠檬酸中碳与氧共

有7 mol σ 键。

2．(2020·绵阳模拟)黄铜矿是工业冶炼铜的原料，主要成分为 CuFeS2。试回答下列问题：

(1)基态硫原子核外电子有__16__种不同运动状态，能量最高的电子所占据的原子轨道形

状为__纺锤形__。

(2)基态 Cu 原子的价层电子排布式为__3d 10

4s 1

__；Cu、Zn 的第二电离能大小 I2(Cu)__＞

__I2(Zn)(填“>”“<”或“＝”)。

(3)SO2分子中 S原子的轨道杂化类型为__sp 2

__，分子空间构型为__V

形 __；与 SO2互为

等电子体的分子有__O3__(写一种)。

(4)请从结构角度解释 H2SO3的酸性比 H2SO4酸性弱的原因__硫酸分子中的非羟基氧原子

数比亚硫酸多，硫酸中心原子硫价态高，易于电离出

H ＋

__。

(5)Cu(CH3CN)4比四氨合铜离子稳定，其配离子中心原子配位数为__4__，配位体中 σ键

与π键个数之比为__5 ∶ 2 __。

(6)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。

若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，距离最近的两个 H2分子之间距

离为 a nm。则该晶体的密度为____g/cm3(列出计算表达式)。

【解析】　(1)硫元素为 16 号元素，基态硫原子核外电子有 16 种不同运动状态，能量最

高的电子为 3p 电子，3p 电子的原子轨道形状为纺锤形；(2)Cu 为29 号元素，基态 Cu 原子的

价层电子排布式为 3d104s1；Zn 为30 号元素，基态 Zn 原子的价层电子排布式为 3d104s2，Cu

的第二电离能失去的是 3d10 电子，3d10 全充满、结构稳定，第二电离能大于 Zn 的第二电离能，

即I2(Cu)＞I2(Zn)；(3)SO2分子中 S原子的价层电子对数＝2＋(6－2×2)＝3，轨道杂化类型为

sp2，分子的空间构型为 V形；与 SO2互为等电子体的分子有 O3；(4)同一元素的不同含氧酸

中，非羟基氧原子数越大其酸性越强，硫酸分子中的非羟基氧原子数比亚硫酸多，所以

H2SO4的酸性大于 H2SO3的酸性，故答案为硫酸分子中的非羟基氧原子数比亚硫酸多，硫酸

中心原子硫价态高，易于电离出 H＋；(5)Cu(CH3CN)4中的中心原子为 Cu，配位数为 4；配位

体为 CH3CN，其中 σ键有 3个C—H、1个C—C 和1个C≡N，共 5个σ键，只有 C≡N中含

有π键，有 2个π键，σ键与 π键个数之比 5∶2；(6)设晶胞的参数为 d nm，该晶体储氢时，

H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则距离最近的两个 H2分子之间的距离为晶胞面上对角线长

度的一半，即 a nm＝×d nm，则 d＝a nm＝a×10－7cm，该晶胞中 Mg 原子个数是 8、Fe 原子

个数＝8×＋6×＝4，所以 Mg、Fe 原子个数之比为 8∶4＝2∶1，所以其化学式为 Mg2Fe，该

合金的密度为＝＝＝ g/cm3。

3．(2020·成都模拟)钴、铜及其化合物在工业上有重要用途，回答下列问题：

(1)请补充完基态 Co 的简化电子排布式：[Ar]__3d 7

4s 2

__，Co2＋有__3__个未成对电子。

(2)Na3[Co(NO2)6]常用作检验 K＋的试剂，配位体 NO 的中心原子的杂化形式为__sp 2

__，

空间构型为__V

型 __。大 π键可用符号 π表示，其中 m代表参与形成大 π键的原子数，n为各

原子的单电子数(形成 σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大 π键可表示为 π)，

则NO 中大 π键应表示为__π__。

(3)配合物[Cu(En)2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ)，是铜的一种重要化合物。其中

En 是乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的简写。

① 该配合物[Cu(En)2]SO4中N、O、Cu 的第一电离能由小到大的顺序是__Cu<O<N__。

② 乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，且相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点

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