“等电子原理”的应用知识点题库

A，B，C，D，E，F为原子序数依次增大的短周期主族元素．A、F原子的最外层电子数均等于其周期序数，F原子的电子层数是A的3倍；B原子核外电子分处3个不同能级且每个能级上的电子数相同；A与C形成的分子为三角锥形；D原子p轨道上成对的电子总数等于未成对的电子总数；E原子核外每个原子轨道上的电子都已成对，E电负性小于F．

（1） A，C形成的分子极易溶于水，与该分子互为等电子体的阳离子为．
（2）比较E、F的第一电离能：E（填“＞”或“＜”）F．
（3） BD₂在高温高压下所形成的晶胞如图所示．该晶体的类型属于（填“分子”“原子”“离子”或“金属”）晶体，该晶体中B原子的杂化形式为．
（4）单质F与强碱溶液反应有[F（OH）₄]^﹣生成，则[F（OH）₄]^﹣中存在（填字母）．
a．共价键 b．非极性键 c．配位键 d．σ键 e．π键
（5） Cu晶体是面心立方体，立方体的每个面5个Cu原子紧密堆砌，已知每个Cu原子的质量为a g，Cu原子半径为d cm，求该晶体的密度为 g•cm^﹣³ ．（用含a、d的代数式表示）

硼和氮元素在化学中有很重要的地位，回答下列问题：

（1）基态硼原子核外电子有种不同的运动状态，基态氮原子的价层电子排布图为．预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[（CH₃）₂NNH₂]．（CH₃）₂NNH₂中N原子的杂化方式为．
（2）化合物H₃BNH₃是一种潜在的储氢材料，可利用化合物B₃N₃H₆通过如下反应制得：3CH₄+2B₃N₃H₆+6H₂O═3CO₂+6H₃BNH₃
①H₃BNH₃分子中是否存在配位键（填“是”或“否”），B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为．
②与B₃N₃H₆互为等电子体的分子是（填一个即可），B₃N₃H₆为非极性分子，根据等电子原理写出B₃N₃H₆的结构式．
（3） “嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量，在太阳能电池板材料中除单晶硅外，还有铜，铟，镓，硒等化学物质，回答下列问题：
①SeO₃分子的立体构型为．
②金属铜投入氨水或H₂O₂溶液中均无明显现象，但投入氨水与H₂O₂的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，写出该反应的离子反应方程式为．
③某种铜合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为 $\text{[math]}$ apm，则该晶体的密度为（用含a的代数式表示，设N_A为阿伏加德罗常数的值）．

下列粒子属于等电子体的是（）

A . CO和N₂ B . CH₄和NH₄⁺ C . NH₂^﹣和H₂O₂ D . HCl和H₂O

[物质结构与性质]

已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H₂N﹣CH₂﹣COONa）即可得到配合物A．其结构如图1：

（1） Cu元素基态原子的外围电子排布式为．
（2）元素C、N、O的第一电离能由大到小排列顺序为．
（3）配合物A中碳原子的轨道杂化类型为．
（4） 1mol氨基乙酸钠（H₂N﹣CH₂﹣COONa）含有σ键的数目为．
（5）氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳．写出二氧化碳的一种等电子体：（写化学式）．
（6）已知：硫酸铜灼烧可以生成一种红色晶体，其结构如图2，则该化合物的化学式是．

美国科学家合成了含有

的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如下图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该物质的说法中正确的是(　　)

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A . 每个 $\text{[math]}$ 中含有35个质子和36个电子 B . 该离子中只含有非极性键 C . 该离子中含有2个π键 D . $\text{[math]}$ 与P $\text{[math]}$ 互为等电子体

等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。N₂和CO为常见的等电子体。下表为部分元素形成的等电子体及对应的立体构型表。

等电子体类型	代表物质	立体构型
四原子24e^-等电子体	SO₃	平面三角形
四原子26e^-等电子体	S	三角锥形
五原子32e^-等电子体	CCl₄	四面体形
六原子40e^-等电子体	PCl₅	三角双锥形
七原子48e^-等电子体	SF₆	八面体形

试回答:

（1）下面物质分子或离子的立体构型:
$\text{[math]}$ , $\text{[math]}$ ,
$\text{[math]}$ 。
（2）由第一、二周期元素组成,与F₂互为等电子体的离子有。
（3） SF₆的立体构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF₄分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF₄分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。

美国科学家合成了含有N₅⁺的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质，该离子的结构呈“V”形，如图所示。以下有关该物质的说法中不正确的是（）

A . 每个N₅⁺中含有35个质子和34个电子 B . 该离子中有非极性键和配位键 C . 该离子中含有4个π键 D . 与PCl₄⁺互为等电子体

元素的基态原子的核外电子有3种能量状态、5种空间状态，X是其中第一电离能最小的元素；元素Y的M层电子运动状态与X的价电子运动状态相同；元素Z位于第四周期，其基态原子的2价阳离子M层轨道全部排满电子。

（1） X基态原子的电子排布式为。
（2） X的氢化物（H₂X）在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是。
（3）在Y的氢化物（H₂Y分子中，Y原子轨道的杂化类型是。
（4） Y与X可形成YX₃²⁻。
①YX₃²⁻的立体构型为（用文字描述）。

②写出一种与YX₃²⁻互为等电子体的分子的化学式。
（5） Z的氯化物与氨水反应可形成配合物[Z（NH₃）₄（H₂O）₂]Cl₂ ，该配合物加热时，首先失去配离子中的配体是（写化学式）。
（6） Y与Z所形成化合物晶体的晶胞如图所示，该化合物的化学式为。其晶胞边长为540.0 pm，密度为g·cm⁻³（列式并计算），a位置Y与b位置Z之间的距离为pm（列式表示）。

下列说法中错误的是（）

A . H₂CO₃与H₃PO₄的非羟基氧原子数均为1，二者的酸性（强度）非常相近 B . CCl₂F₂无同分异构体，说明其中碳原子采用sp³方式杂化 C . N₂O与CO₂、CCl₃F与CCl₂F₂互为等电子体 D . 由I A族和VIA族元素形成的原子个数比为1：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物

镍、钴、钛、铜等元素常用作制备锂离子电池的正极材料或高效催化剂。N_A表示阿伏加德罗常数，请填写下列空白。

（1）基态Co原子的电子排布式为。
（2）镍与CO生成的配合物Ni(CO)₄中，易提供孤电子对的成键原子是（填元素名称）；1 molNi(CO)₄中含有的σ键数目为；写出与CO互为等电子体的一种阴离子的化学式。
（3） Ti(BH₄)₂是一种储氢材料。BH₄^-的空间构型是，B原子的杂化方式。与钛同周期的第ⅡB族和ⅢA族两种元素中第一电离能较大的是（写元素符号），原因是。
（4） CuFeS₂的晶胞如图所示，晶胞参数分别为anm、bnm、cnm；CuFeS₂的晶胞中每个Cu原子与个S原子相连，晶体密度ρ＝g·cm⁻³（列出计算表达式）。

以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子2和3的坐标分别为（0，1， $\text{[math]}$ ）、（ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，0），则原子1的坐标为。

中国古代四大发明之一黑火药，它的爆炸反应为：S +2KNO₃+3C ﹦ A+N₂↑+3CO₂↑（已配平）

（1）除S外，上述元素的电负性从小到大依次为。除K、S外第一电离能从大到小的顺序为。
（2）在生成物中，A为化合物，CO₂为化合物（填“离子化合物”或共价化合物），含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为。
（3） CN^﹣与N₂互为，写出CN^﹣的电子式。推算HCN分子中σ键与π键数目之比

Fe、Co、Ni均为第Ⅷ族元素，它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。

（1）基态Co原子的价电子排布式为
（2）已知HN₃是一种弱酸，其在水溶液中的电离方程式为HN₃ $\text{[math]}$ H⁺+N₃^-,与N₃^-互为等电子体的一种分子为：，N₃^-离子杂化类型为。
（3） Co³⁺的一种配离子[Co(N₃)(NH₃)₅]²⁺中，Co³⁺ 的配位数是，1mol该配离子中所含σ键的数目为，配位体NH₃的空间构型为：。
（4）某蓝色晶体中，Fe²⁺、Fe³⁺分别占据立方体互不相邻的顶点，而立方体的每条棱上均有一个CN^- ， K⁺位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为，立方体中Fe²⁺间连接起来形成的空间构型是。
（5） NiO的晶体结构如下图所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C离子坐标参数为。
（6）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为O^2-作密置单层排列，Ni²⁺填充其中（如下图），已知O^2-的半径为a pm，每平方米面积上分散的该晶体的质量为g（用含a、N_A的代数式表示）。

W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的五种常见元素，其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X的某一种单质是大气污染物监测物之一；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能形成红色的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物。

（1） Y³⁺基态的电子排布式可表示为。
（2） MX $\text{[math]}$ 的空间构型（用文字描述）。
（3） MH₃极易溶于水的原因是。
（4）根据等电子原理，WX分子的结构式为。
（5） 1molWX₂中含有的σ键数目为。
（6） H₂X分子中X原子轨道的杂化类型为。
（7）向Z²⁺的溶液中加入过量NaOH溶液，可生成Z的配位数为4的配位离子，该配位离子为。

三价铬离子(Cr³⁺)是葡萄糖耐量因子(GTF)的重要组成成分，GTF能够协助胰岛素发挥作用。构成葡萄糖耐量因子和蛋白质的元素有C、H、O、N、S、Cr等，回答下列问题：

（1） Cr的价电子排布式为；
（2） O、N、S的第一电离能由大到小的顺序为；
（3） SO₂分子的VSEPR模型为，其中心原子的杂化方式为；
（4） CO和N₂互为等电子体，两种物质相比沸点较高的是，其原因是；
（5）化学式为CrCl₃•6H₂O的化合物有多种结构，其中一种可表示为[CrCl₂(H₂O)₄]Cl•2H₂O，该物质的配离子中提供孤电子对的原子为，配位数为；
（6） NH₃分子可以与H⁺结合生成 $\text{[math]}$ ，这个过程发生改变的是______(填序号)

A . 微粒的空间构型 B . N原子的杂化类型 C . H-N-H键角 D . 微粒的电子数
（7）由碳元素形成的某种晶体的晶体结构如图所示，若阿伏加德罗常数的值为N_A ，晶体的密度为ρg•cm^-3 ，则该晶胞的棱长为pm。

2019年10月1日，在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上，最后亮相的DF—31a洲际战略导弹是我国大国地位，国防实力的显著标志，其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多种元素，回答下列问题：

①基态铬原子的价电子排布式为。

②Fe和Ni都能与CO形成配合物Fe(CO)₅和Ni(CO)₄。

(i)电负性比较：CO（填“＞”或“＜”）。

(ii)写出与CO互为等电子体的分子的电子式（任写一种）。1 mol CO中含有mol σ键。

(iii)Ni(CO)₄的沸点为43℃，Fe(CO)₅的沸点为103℃，请说明Fe(CO)₅沸点更高的原因：。

③金刚石晶胞如图所示，A、B坐标参数分别为A(0，0，0)，B(1，1，1)，则距离A位置最近的原子坐标参数为。

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④Ni可以形成多种氧化物，其中一种Ni_aO晶体晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，a的值为0.88，且晶体中的Ni分别是Ni²⁺、Ni³⁺ ，则晶体中Ni²⁺与Ni³⁺的最简整数比为。晶胞参数为428 pm，则晶体密度为g•cm⁻³。(N_A表示阿伏加德罗常数的值，列出表达式)。

根据所学物质结构知识，回答下列问题：

（1）氮元素是植物生长所需的元素，常见氮肥有铵盐(NH₄⁺)、尿素 ( )等，NH₄⁺中H-N-H键角(填“＞”“＜”或“＝”)。中N-C-N键角。
（2）硫元素和人类的生存与发展联系密切，在战国时期，我国的炼丹家们就开始了对硫单质及含硫化合物的研究应用。硫单质有多种同素异形体，其中一种单质分子(S₈)的结构为，其熔点和沸点要比二氧化硫的高很多，主要原因为。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为形，实验测得三种氧化物的熔沸点如下，推测固态三氧化硫的分子式为。

P₄O₁₀

三氧化硫

Cl₂O₇

熔点

613K

289K

182K

沸点

633K

317K

355K
（3）在气体分析中，常用CuCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量，其化学反应如下：2CuCl+2CO+2H₂O=Cu₂Cl₂·2CO·2H₂O；Cu₂Cl₂·2CO·2H₂O是一种配合物，其结构如图所示：

①H₂O中氧原子的杂化方式为；

②该配合物中，CO作配体时配位原子是C而不是O的原因是。

过渡元素在工业、农业、科学技术以及人类生活等方面有着重要作用。请回答下列问题：

（1）基态Cu原子的核外电子排布式为。
（2）高密度磁记录材料纳米钴（Co）可通过亚肼（N₂H₂）还原氯化亚钴来制备。
①N₂H₂分子中氮原子的杂化形式为。

②亚肼（N₂H₂）分子中四个原子在一个平面上，由于几何形状的不同，它有两种同分异构体和，乙炔（C₂H₂）与亚肼（N₂H₂）均为四原子分子，但乙炔（C₂H₂）分子只有一种结构，原因是。

③Co³⁺能与NH₃和N $\text{[math]}$ 形成配离子[Co（N₃）（NH₃）₅]²⁺ ，在该配离子中Co³⁺的配位数为；写出与N $\text{[math]}$ 互为等电子体的分子：（任写一种，填化学式）；N $\text{[math]}$ 的空间构型是。
（3） FeO、NiO晶胞结构相同，晶体中r（Ni²⁺）和r（Fe²⁺）分别为69pm和78pm，则熔点：NiOFeO（填“>”或“<”），原因是；已知NiO晶体结构中阴、阳离子的配位数均为6，则NiO晶胞的俯视图可能是（填字母序号）。
（4） CdS的立方晶胞结构如图所示，已知阿伏加德罗常数的值为N_A ，该晶胞的晶胞参数为apm，该晶体的密度为ρg/cm^-3 ，则Cd原子的相对原子质量的数值近似为（用含ρ、N_A、a的代数式表示）。

下列说法正确的是（）

A . 酸性由强到弱排列： HClO₄＞H₃PO₄＞HCl＞HClO B . 根据等电子体原理，推测 O₃ 为直线形分子 C . 分子（HOOC-CHOH-CHCl-COOH）中，只含有 σ 键 D . 根据等电子体原理，推测N₂O 的结构式可表示为 N=N=O

原子数目和价电子总数都相等的分子或离子互为等电子体，等电子体具有相似的空间构型。下列各组分子或离子的空间构型不相似的是（）

A . O₃和SO₂ B . N₂O和CO₂ C . CO和N₂ D . CS₂和NO₂

铜阳极泥含有金属(Au、Ag、Cu等)及它们的化合物，其中银在铜阳极泥中的存在状态有Ag、 $\text{[math]}$ 、AgCl等。下图是从铜阳极泥提取银的一种工艺：

（1）基态Se原子的核外电子排布式为；溶液a的主要成分是(填写化学式)。
（2）水氯化浸金得到 $\text{[math]}$ 的化学方程式为； $\text{[math]}$ 配离子的结构式为(需用 “→”标明配位键，不必考虑空间构型)。
（3）氨浸分银需不断通氨提高银的浸取率，请说明氨气极易溶于水的主要原因：。
（4） $\text{[math]}$ 为二元弱碱，在水中可电离产生 $\text{[math]}$ ，写出一种和 $\text{[math]}$ 互为等电子体的分子的电子式。
（5）如图，金属Ag的晶胞为面心立方体结构，则晶体银的密度ρ=g·cm^-3。(用代数式表示)已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 表示阿伏加德罗常数的值。

	P₄O₁₀	三氧化硫	Cl₂O₇
熔点	613K	289K	182K
沸点	633K	317K	355K

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