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1.(RJ选修3·P57改编题)实验室中可用乙醇在P2O5作用下脱水制备乙烯。
(1)乙烯分子中碳原子为________杂化，分子中σ键和π键个数比为________。
(2)乙醇分子中共价键的类型有________，1 mol C2H5OH含有σ键数目为________。
(3)乙醇的相对分子质量与丙烷相近，但其熔沸点远高于丙烷，原因是_______
______________________________________________________________。
(4)P2O5的分子式为P4O10，可由白磷燃烧得到，反应为P4+5O2P4O10。白磷和P4O10的分子结构如下图：
白磷分子立体结构为________，分子中键角为________。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P：
akJ·mol-1、P—O：bkJ·mol-1、PO：ckJ·mol-1、OO：dkJ·mol-1，则该反应的ΔH=________。
【解析】(1)乙烯的结构式为，碳原子为sp2杂化，分子中含有5个σ键和1个π键，因此σ键和π键个数比为5∶1。
(2)乙醇分子中的碳碳键为非极性键，碳氢键、碳氧键、氧氢键均为极性键。1 mol C2H5OH含有8 molσ键。
(3)乙醇分子间可形成氢键，增大了分子间作用力，因此乙醇的熔、沸点远高于丙烷。
(4)根据白磷的分子结构，可以确定白磷分子的立体结构为正四面体形，键角为60°。
根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能，所以反应
P4+5O2P4O10的ΔH=6akJ·mol-1+5dkJ·mol-1-(4ckJ·mol-1+12bkJ·mol-1)
=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1。
答案：(1)sp2 5∶1
(2)非极性键、极性键 8NA
(3)乙醇分子间可形成氢键，增大了分子间作用力
(4)正四面体形 60° (6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
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2.如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则
(1)a、d、e气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为___________________，
沸点最高的是________(均用化学式表示)。
(2)c、d、e三种元素第一电离能由大到小的顺序是_____________________
(用元素符号表示)。
(3)a、b两种元素可形成常见的两种化合物，写出既含有离子键，又含共价键的化合物的电子式________。
(4)写出a元素的电子排布图________，写出d元素基态价电子排布式________。
(5)d、e两元素的氢化物中心原子的杂化方式分别为________。
(6)e可形成含有3个、4个氧原子的含氧酸根离子，这两种含氧酸根离子的立体构型为________。
【解析】根据元素的化合价，容易确定a、b、c、d、e依次为O、Na、Al、P、S。
(1)O、P、S气态氢化物稳定性H2O>H2S>PH3，三种氢化物中由于水分子间存在氢键，因此水的沸点最高。
(2)同周期元素第一电离能呈增大趋势，第ⅡA和ⅤA族由于最外层电子为全充满或半充满，较稳定，因此第一电离能略大，因此第一电离能由大到小的顺序是P>S>Al。
(3)Na和O可形成Na2O和Na2O2，含有共价键的化合物为Na2O2，电子式为
(4)a元素的电子排布图为，d元素基态价电子排布式为3s23p3。
(5)PH3和H2S分子中中心原子均为sp3杂化。
(6)S和S中中心原子均为sp3杂化，这两种离子的立体构型分别为三角锥形和正四面体形。
答案：(1)H2O>H2S>PH3 H2O
(2)P>S>Al (3)
(4) 3s23p3
(5)sp3、sp3
(6)三角锥形、正四面体形
3.下表为元素周期表的一部分，a、b、c…为部分元素。回答下列问题：
(1)请写出上述元素h的基态原子核外电子排布式______________________。
(2)比较b、c、f三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性________(写化学式)，e、g的电负性的大小关系为________(写元素符号)。
(3)b3a4分子的结构式是________，该分子中存在的σ键与π键的个数比为________。
(4)c、d两种元素中第一电离能较大的是________(写元素符号)，其原因是___
__________________________________________________________________。
(5)已知f的氢氧化物与水电离出的OH-可形成配位键，则生成的含有配位键的离子的结构简式为________(标出配位键)，该离子的立体构型为________。
【解析】根据元素在元素周期表中的位置知，a、b、c、d、e、f、g、h分别是H、C、N、O、F、Al、Cl、Zn。
(1)h是30号元素锌，其原子核外有30个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(2)b、c、f三种元素的非金属性N>C>Al，因此最高价氧化物对应水化物的酸性HNO3>H2CO3>Al(OH)3。e、g的电负性F>Cl。
(3)b3a4分子是丙炔分子，其结构式为，分子中单键都是
σ键，碳碳三键中一个是σ键，两个是π键，所以丙炔分子中σ键和π键的个数比为6∶2=3∶1。
(4)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，当原子轨道中电子处于全空、全满、半满时较稳定，氮原子2p轨道上有3个电子，为半充满状态，氧原子2p轨道上有4个原子，所以氮原子第一电离能较大。
(5)含有空轨道的原子和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，在配位化合物中，配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子，氢氧化铝中铝原子含有空轨道，氢氧根离子中氧原子含有孤电子对，所以铝原子和氧原子能形成配位键，该配合物的结构简式为[]-。[Al(OH)4]-中铝原子为sp3杂化，立体构型为四面体形。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)
(2)HNO3>H2CO3>Al(OH)3 F>Cl
(3) 3∶1
(4)N N的电子排布式为1s22s22p3，2p轨道半充满，能量较低，较稳定，O的电子排布式为1s22s22p4，2p轨道易失去一个电子形成半充满的稳定状态
(5)[]- 四面体形
4.丁二酮肟()是检验Ni2+的灵敏试剂。
(1)Ni2+基态核外电子排布式为________。丁二酮肟分子中碳原子轨道杂化类型为________，1 mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为________。
(2)Ni能与CO形成四羰基镍[Ni(CO)4]，四羰基镍熔点-19.3℃，沸点42.1℃，易溶于有机溶剂。
①Ni(CO)4中Ni的化合价为________，固态时属于________晶体(填晶体类型)。
②与CO互为等电子体的阴离子为________(填化学式)。
(3)Ni2+与Mg2+、O2-形成晶体的晶胞结构如图所示(Ni2+未画出)，则该晶体的化学式为________。
【解析】(1)Ni是28号元素，根据原子核外电子排布规律可知，Ni2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。甲基上碳原子价层电子对数是4且不含孤电子对，为sp3杂化，连接甲基的碳原子含有3个价层电子对且不含孤电子对，为sp2杂化。已知丁二酮肟的结构简式为，分子中含有13个单键和2个双键，则共含有15个σ键，所以1 mol丁二酮肟含有σ键数目为15NA。
(2)①Ni(CO)4中Ni的化合价为0价。四羰基镍熔、沸点较低，所以该物质为分子晶体。
②与CO互为等电子体的阴离子为CN-。
(3)氧离子位于该晶胞的棱上，氧离子个数=×12=3，所以该晶胞含有3个氧离子；镁离子处在面上，镁离子个数=×4=2，该晶胞中含有2个镁离子，根据化学式中元素化合价代数和为零，该晶胞中含有1个Ni2+，所以该晶胞的化学式为Mg2NiO3。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)
sp3和sp2 15NA(或15×6.02×1023)
(2)①0 分子 ②CN-
(3)Mg2NiO3
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