N1 原子结构与元素的性质
33．N1 N2 N3 N4[2014·山东卷] [化学—物质结构与性质]石墨烯[如图(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图(b)所示]。
(a)石墨烯结构 (b)氧化石墨烯结构
(1)图(a)中，1号C 与相邻C 形成σ键的个数为________。 (2)图(b)中，1号C 的杂化方式是________，该C 与相邻C 形成的键角________(填“>”“
(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H 2O 中，则氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有________(填元素符号) 。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60) ，某金属M 与C 60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M 原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M 原子的个数为________，该材料的化学式为________。
33．(1)3
(2)sp3
(3)O、H
(4)12 M 3C 60
[解析] (1)由图(a)可知，1号C 与另外3个碳原子形成3个σ键。(2)图(b)中1号C 与3个碳原子、1个氧原子共形成4个σ键，其价层电子对数为4，C 的杂化方式为sp 3；该C 与相邻C 的键角约为109°28′，图(a)中1号C 采取sp 2杂化，碳原子间夹角为120°。(3)氧化石墨烯中“—OH ”的O 可与H 2O 中的H 形成氢键、氧化石墨烯中“—OH”的H 可与H 2O 中的
O 形成氢键，氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有O 、H 。(4)利用“均摊法”可知该晶胞
1棱上12个M 完全属于该晶胞的M 为3，位于晶胞内的9个M 完全属于该晶胞，故4
11该晶胞中M 原子的个数为12；该晶胞中含有C 60的个数为4，因此该晶胞的化82
学式为M 3C 60。
37． [2014·新课标全国卷Ⅱ] [化学——选修3；物质结构与性质](15分)
周期表前四周期的元素a 、b 、c 、d 、e ，原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b 的价电子层中未成对电子有3个，c 的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d 与c 同族；e 的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题；
(1)b、c 、d 中第一电离能最大的是________(填元素符号) ，e 的价层电子轨道示意图为________。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为______；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________(填化学式，写出两种) 。
(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。(填化学式)
(4)e和c 形成的一种离子化合物的晶体结构如图(a)，则e 离子的电荷为________。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构[如图(b)所示]。
(a) (b) 该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是______________________________________________。
37．(1)N
(2)sp3 H 2O 2、N 2H 4
(3)HNO2、HNO 3 H 2SO 3
(4)＋1
(5)SO24 共价键和配位键 H 2O －
H 2O 与Cu 2的配位键比NH 3与Cu 2的弱 ＋＋
[解析] 由原子序数最小且核外电子总数与其电子层数相同，确定a 为氢元素，由价电子层中的未成对电子有3个确定b 为氮元素，由最外层电子数为其内层电子数的3倍确定c 为氧元素，由d 与c 同主族确定d 为硫元素，由e 的最外层只有1个电子且次外层有18个电子确定e 为铜元素。(1)第一电离能一般规律：同周期从左至右递增，同主族从上至下递减，但当原子轨道呈全满、半满、全空状态时稳定，第一电离能反常的大；由铜的价电子排布可画出价电子轨道示意图。(2)有氢且呈三角锥形的分子是NH 3，N 原子杂化方式为sp 3；O 、N 、C 的氢化物分子中含有非极性共价键的化合物有H 2O 2、N 2H 4、C 2H 6、C 6H 6等。(4)Cu与O 能形成两种化合物，根据均摊法可由原子数比确定化合物的化学式为Cu 2O ，含Cu 。
(5)5种元素形成的1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构的为SO 2由图(b)中的阳离4，－＋
子结构可知含有Cu 2、4个NH 3、2个H 2O ，阳离子符号为[Cu(NH3) 4(H2O) 2]2，含有共价＋＋
键、配位键；加热化合物时根据配位键强弱确定首先失去的成分。
25． [2014·安徽卷] Na、Cu 、O 、Si 、S 、Cl 是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第________周期第________族；S 的基态原子核外有________个未成对电子；Si 的基态原子核外电子排布式为________________________。
(2)用“>”或“
(3)CuCl(s)与O 2反应生成CuCl 2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)ClO2常用于水的净化，工业上可用Cl 2氧化NaClO 2溶液制取ClO 2。写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________。
25．(1)三 Ⅰ A 2 1s 22s 22p 63s 23p 2
(2)
(3)4CuCl(s)＋O 2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)
ΔH ＝－177.6 kJ·mol 1(合理答案均可) －
(4)2ClO2＋C2e l 2===2ClO2＋2Cl (合理答案均可)
[解析] (1)Na核外电子分三层排布且最外层电子数为1，位于周期表的第三周期ⅠA 族；S 的价层电子排布为3s 23p 4，利用洪特规则和泡利不相容原理可知S 的基态原子核外有2个未成对电子；依据能量最低原理以及洪特规则和泡利不相容原理，14号元素Si 的基态原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 2。(2)非金属性Si ＜S ，因此第一电离能Si ＜S ；核外电子排布相同的简单离子，核电荷数越大离子半径越小，离子半径O 2＞Na ；离子晶体NaCl 的－＋－－－
熔点小于原子晶体单质硅的熔点；元素非金属性越强其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性H 2SO 4＜HClO 4。(3)利用氧化还原反应规律和原子守恒等可知，CuCl 与O 2反应得到氧化产物CuCl 2，黑色产物必为还原产物CuO(同时也属于氧化产物) ，由此可得反应的热化学方程式：4CuCl(s)＋O 2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH ＝－177.6 kJ/mol。(4)Cl2将ClO 2氧化为ClO 2，自身被还原为Cl ，由此可得反应的离子方程式，并可标出电子转移的方向和数目。
－－
N1 原子结构与元素的性质
33．N1 N2 N3 N4[2014·山东卷] [化学—物质结构与性质]石墨烯[如图(a)所示]是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯[如图(b)所示]。
(a)石墨烯结构 (b)氧化石墨烯结构
(1)图(a)中，1号C 与相邻C 形成σ键的个数为________。 (2)图(b)中，1号C 的杂化方式是________，该C 与相邻C 形成的键角________(填“>”“
(3)若将图(b)所示的氧化石墨烯分散在H 2O 中，则氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有________(填元素符号) 。
(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60) ，某金属M 与C 60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M 原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M 原子的个数为________，该材料的化学式为________。
33．(1)3
(2)sp3
(3)O、H
(4)12 M 3C 60
[解析] (1)由图(a)可知，1号C 与另外3个碳原子形成3个σ键。(2)图(b)中1号C 与3个碳原子、1个氧原子共形成4个σ键，其价层电子对数为4，C 的杂化方式为sp 3；该C 与相邻C 的键角约为109°28′，图(a)中1号C 采取sp 2杂化，碳原子间夹角为120°。(3)氧化石墨烯中“—OH ”的O 可与H 2O 中的H 形成氢键、氧化石墨烯中“—OH”的H 可与H 2O 中的
O 形成氢键，氧化石墨烯中可与H 2O 形成氢键的原子有O 、H 。(4)利用“均摊法”可知该晶胞
1棱上12个M 完全属于该晶胞的M 为3，位于晶胞内的9个M 完全属于该晶胞，故4
11该晶胞中M 原子的个数为12；该晶胞中含有C 60的个数为4，因此该晶胞的化82
学式为M 3C 60。
37． [2014·新课标全国卷Ⅱ] [化学——选修3；物质结构与性质](15分)
周期表前四周期的元素a 、b 、c 、d 、e ，原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b 的价电子层中未成对电子有3个，c 的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d 与c 同族；e 的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题；
(1)b、c 、d 中第一电离能最大的是________(填元素符号) ，e 的价层电子轨道示意图为________。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为______；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________(填化学式，写出两种) 。
(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。(填化学式)
(4)e和c 形成的一种离子化合物的晶体结构如图(a)，则e 离子的电荷为________。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构[如图(b)所示]。
(a) (b) 该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是______________________________________________。
37．(1)N
(2)sp3 H 2O 2、N 2H 4
(3)HNO2、HNO 3 H 2SO 3
(4)＋1
(5)SO24 共价键和配位键 H 2O －
H 2O 与Cu 2的配位键比NH 3与Cu 2的弱 ＋＋
[解析] 由原子序数最小且核外电子总数与其电子层数相同，确定a 为氢元素，由价电子层中的未成对电子有3个确定b 为氮元素，由最外层电子数为其内层电子数的3倍确定c 为氧元素，由d 与c 同主族确定d 为硫元素，由e 的最外层只有1个电子且次外层有18个电子确定e 为铜元素。(1)第一电离能一般规律：同周期从左至右递增，同主族从上至下递减，但当原子轨道呈全满、半满、全空状态时稳定，第一电离能反常的大；由铜的价电子排布可画出价电子轨道示意图。(2)有氢且呈三角锥形的分子是NH 3，N 原子杂化方式为sp 3；O 、N 、C 的氢化物分子中含有非极性共价键的化合物有H 2O 2、N 2H 4、C 2H 6、C 6H 6等。(4)Cu与O 能形成两种化合物，根据均摊法可由原子数比确定化合物的化学式为Cu 2O ，含Cu 。
(5)5种元素形成的1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构的为SO 2由图(b)中的阳离4，－＋
子结构可知含有Cu 2、4个NH 3、2个H 2O ，阳离子符号为[Cu(NH3) 4(H2O) 2]2，含有共价＋＋
键、配位键；加热化合物时根据配位键强弱确定首先失去的成分。
25． [2014·安徽卷] Na、Cu 、O 、Si 、S 、Cl 是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第________周期第________族；S 的基态原子核外有________个未成对电子；Si 的基态原子核外电子排布式为________________________。
(2)用“>”或“
(3)CuCl(s)与O 2反应生成CuCl 2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)ClO2常用于水的净化，工业上可用Cl 2氧化NaClO 2溶液制取ClO 2。写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：
________________________________________________________________________。
25．(1)三 Ⅰ A 2 1s 22s 22p 63s 23p 2
(2)
(3)4CuCl(s)＋O 2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)
ΔH ＝－177.6 kJ·mol 1(合理答案均可) －
(4)2ClO2＋C2e l 2===2ClO2＋2Cl (合理答案均可)
[解析] (1)Na核外电子分三层排布且最外层电子数为1，位于周期表的第三周期ⅠA 族；S 的价层电子排布为3s 23p 4，利用洪特规则和泡利不相容原理可知S 的基态原子核外有2个未成对电子；依据能量最低原理以及洪特规则和泡利不相容原理，14号元素Si 的基态原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 2。(2)非金属性Si ＜S ，因此第一电离能Si ＜S ；核外电子排布相同的简单离子，核电荷数越大离子半径越小，离子半径O 2＞Na ；离子晶体NaCl 的－＋－－－
熔点小于原子晶体单质硅的熔点；元素非金属性越强其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性H 2SO 4＜HClO 4。(3)利用氧化还原反应规律和原子守恒等可知，CuCl 与O 2反应得到氧化产物CuCl 2，黑色产物必为还原产物CuO(同时也属于氧化产物) ，由此可得反应的热化学方程式：4CuCl(s)＋O 2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH ＝－177.6 kJ/mol。(4)Cl2将ClO 2氧化为ClO 2，自身被还原为Cl ，由此可得反应的离子方程式，并可标出电子转移的方向和数目。
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