“等电子原理”的应用知识点题库

电子数相等的粒子叫做等电子体，下列各组粒子属于等电子体是（　　）

A . CO和CO₂ B . NO和NO₂ C . CH₄和NH₃ D . CO₂和SO₂

已知N₂ ， CO，H₂O，NH₃ ， CO₂均为高中化学常见的分子，根据要求回答有关问题：

①根据N₂与CO为等电子体，写出CO分子的电子式．

②试比较两分子中的键角大小：H₂ONH₃ ，（填“＞”、“=”或“＜”）

③CO₂中含有的σ键和π键的数目之比为．

根据题意填空

（I）甲烷在一定条件下可生成以下微粒：

A．碳正离子（CH₃⁺ ） B．碳负离子（CH₃^﹣） C．甲基（﹣CH₃） D．碳烯（：CH₂）

①四种微粒中，键角为120°的是（填序号）．

②碳负离子（CH₃^﹣）的空间构型为，与CH₃^﹣互为等电子体的一种分子是（填化学式）．

（II ）在制取合成氨原料气的过程中，常混有一些杂质，如CO会使催化剂中毒．除去CO的化学方程式为（HAc表示醋酸）：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃=Cu（NH₃）₃（CO）Ac．请回答下列问题：

①C、N、O的电负性由大到小的顺序为．

②写出Cu的核外电子排布式．

③化合物Cu（NH₃）₃（CO）Ac中，金属元素的化合价为．

④在一定条件下NH₃和CO₂能合成尿素CO（NH₂）₂ ，尿素中C原子轨道的杂化类型为；1mol尿素分子中，σ 键的数目为．

⑤Cu₂O晶体的晶胞结构如图所示，若阿伏加德罗常数为N_A ，晶胞的边长为apm，则晶体的密度为 g•cm^﹣³ ．

下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线画出．

根据信息回答下列问题：

（1）基态Ga原子的最外层电子排布式为
（2）铁元素位于元素周期表的区；Fe和CO易形成配合物Fe（CO）₅ ，在Fe（CO）₅中铁的化合价为．
（3）已知：原子数目和价电子总数均相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征．与CO互为等电子体的分子和离子分别为和（填化学式）．
（4）在CH₄、CO、CH₃OH中，碳原子采取sp³杂化的分子有．
（5）根据VSEPR模型预测ED₄^﹣的空间构型为．B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子为（写2种）．

根据等电子原理判断，下列说法中错误的是（）

A . B₃N₃H₆分子中所有原子均在同一平面上 B . B₃N₃H₆分子中存在双键，可发生加成反应 C . H₃O⁺和NH₃是等电子体，均为三角锥形 D . CH₄和NH₄⁺是等电子体，均为正四面体

（1）纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。单位质量的A和B单质燃烧时均放出大量热，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如下图所示，该同学所画的电子排布图违背，B元素位于周期表五个区域中的区。
② ACl₂分子中A的杂化类型为，ACl₂的空间构型为。
（2） Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①以体心立方堆积形成的金属铁中，其原子的配位数为。

②写出一种与CN^—互为等电子体的单质的电子式。
③六氰合亚铁离子[Fe(CN)₆]^4—中不存在。
A.共价键
B.非极性键
C.配位键
D.σ键   E．π键
（3）一种Al－Fe合金的立体晶胞如右图所示。请据此回答下列问题：
①确定该合金的化学式。
②若晶体的密度=ρg/cm³ ，则此合金中最近的两个Fe原子之间的距离（用含ρ的代数式表示，不必化简）为cm。

[化学一一选修3物质结构与性质]

钒和镍及其化合物是重要合金材料和催化剂，其储氨合金可作为一种新型锌离子电池的负极材料，该电池以Zn(Cl₃SO₃)₂ 为电解质，以有缺陷的阳离子型ZnMn₂O₄ 为电极，成功获得了稳定的大功率电流。

（1）基态钒原子的核外电子排布式为，其排布时能量最高电子所占据能级的原子轨道有个伸展方向。
（2） VO²⁺可与多种物质形成配合物，与氧同周期且第一电离能比氧大的主族元素有(写元素符号)。
（3）镍形成的配离子[Ni(NH₃)₆]²⁺、[Ni(CN)₄]^2-中，NH₃分子的空间构型为，与CN^-互为等电体的一种分子的化学式为。
（4）三氟甲磺酸(CF₃SO₃H)是一种有机强酸，结构式如图1所示，通常以CS₂、IF₃、H₂O₂等为主要原料来制取。
①H₂O₂分子中O原子的杂化方式为。
②三氟甲磺酸能与碘苯反应生成三氟甲磺酸苯酯和碘化氢。1个三氟甲磺酸苯酯分子中含有σ键的数目为。
（5）硫化锌晶体的构型有多种，其中一种硫化锌的晶胞如图2所示，该晶胞中S^2-的配位数为。
（6）镧镍合金是重要储氢材料，其储氢后的晶胞如图3所示。
①储氢前该镧镍合金的化学式为。
②该镧镍合金储氢后氢气的密度为(用NA表示阿伏加德罗常数的数值)g·cm^-3。

FeSe、MgB₂等超导材料具有广阔的应用前景。

（1）基态Fe原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为，基态Se原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。
（2）向FeSe中嵌入吡啶（）能得到具有优异性能的超导材料。吡啶中氮原子的杂化类型为；该分子内存在（填标号）。
A．σ键

B.π键

C.配位键

D.氢键
（3）将金属锂直接溶于液氨，得到具有很高反应活性的金属电子溶液，再通过系列反应可制得FeSe基超导材料Li_0.6(NH₂)_0.2(NH₃)_0.8Fe₂Se₂。
①NH₂^－的空间构型为。

②液氨是氨气液化的产物,氨气易液化的原因是。

③金属锂溶于液氨时发生反应：Li+(m+n)NH₃=X+e^－(NH₃)_n。X的化学式为。
（4） MgB₂晶体结构如图所示。B原子独立为一层，具有类似于石墨的结构，每个B原子周围都有个与之等距离且最近的B原子；六棱柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为N_A ，该晶体的密度为g·cm^－3（列出计算式）。

铁、镍、铂、镧等过渡金属单质及化合物在医疗等领域有广泛的应用。

（1）基态镍原子的价电子排布式为。
（2）抗癌药奥钞利铂(又名乙二酸铂)的结构简武如图所示。

①分子中氮原子杂化轨道类型是，

C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为。

②1 mol乙二酸分子中含有σ键的数目为 N_A。
（3）碳酸澜[La₂(CO₃)₃]可用于治疔高磷血症。
①写出与CO₃^2-互为等电子体的一种分子的化学式。

②镧镍合金可用于储氢，储氢后晶体的化学式为LaNi₅(H₂)₃ ，最小重复结构单元如图所示( 、O、●代表晶体中的三种微粒)，则图中●代表的微粒是(填微粒符号)。
（4）用还原铁粉制备二茂铁开辟了金属有机化合物研究的新领域。二茂铁甲酰胺是其中一种重要的衍生物，结构如图所示。

①巳知二茂铁甲酰胺熔点是176℃，沸点是249℃，难溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。据此可推断二茂铁平酰胺晶体为晶体。

②二茂铁甲酰胺中存在的化学键。

③碳氮元素对应的最简单氢化物分别是CH₄和NH₃ ，相同条件下NH₃的沸点比CH₄的沸点高，主要原因是。
（5）铝镍合金的晶胞如图所示。已知：铝镍合金的密度为ρg/cm³ ， N_A代表阿伏加德罗常数，则晶胞中镍、铝原子的最短核间距(d)为pm。

由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相似。根据上述原理，下列各微粒不属于等电子体的是( )

A . CO₃^2-和 SO₃ B . NO₃^-和 CO₂ C . SO₄^2-和PO₄^3- D . O₃和NO₂^-

根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间构形不相似的是（）

A . SO₂与O₃ B . NH₄^＋和CH₄ C . H₃O⁺与NH₃ D . CO₂与H₂O

短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题：

（1） Y的最高价氧化物的化学式为；Z的核外电子排布式是；
（2） D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体，写出E的氧化物的化学式；
（3） D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为；D原子的轨道杂化方式是；
（4）金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质，该反应的化学方程式是。

铜酸镧是一种反铁磁绝缘体，可由Cu(NO₃)₂和La(NO₃)₃为起始原料、水为溶剂、柠檬酸为络合剂，采用溶胶—凝胶法制备。

（1） Cu²⁺基态核外电子排布式为。
（2）与NO $\text{[math]}$ 互为等电子体的阴离子为。
（3）柠檬酸(结构简式为 )分子中碳原子的轨道杂化类型为；1mol柠檬酸分子含σ键数目为mol。
（4）铜酸镧的晶胞结构如图所示，写出其化学式：。

氮元素可形成很多重要的化合物，其中叠氮化钠（NaN₃）被广泛应用于汽车安全气囊。叠氮化钠的制取方法是：①金属钠与液态氨反应得NaNH₂②NaNH₂与N₂O按物质的量2：1反应可生成NaN₃、NaOH和一种气体。

（1）请写出反应②的化学方程式为：。
（2）与N₃^-互为等电子体的分子有：（写一种）由此可推知N₃^-的空间构型是：；比较NH₂^-和NH₃的键角∠HNH的大小：NH₂^- NH₃(填“>”或“<”或“=”)，请用价层电子对互斥规律解释。
（3）叠氮化钠（NaN₃）分解可得纯N₂ ，有关说法正确的是：________（选填代号）

A . 氮气常温下很稳定，是因为氮元素的电负性大 B . NaN₃与KN₃结构类似，前者晶格能较小 C . 第一电离能（I₁）：N＞P＞S D . 热稳定性NH₃强于PH₃和H₂S是因为NH₃分子间有氢键
（4）小汽车的防撞气囊中叠氮化钠的工作原理是基于反应：6NaN₃+ Fe₂O₃= 3Na₂O + 2Fe+ 9N₂ ；铁晶体有三种堆积方式，其中两种堆积方式分别如图甲、图乙所示（其晶胞特征如下图所示）：

晶胞甲中铁原子的配位数为：，晶胞乙中铁原子的堆积方式为：。晶胞乙中铁原子半径为a cm，N_A表示阿伏加德罗常数，摩尔质量为M g/mol。则该晶体的密度可表示为： g/cm³。

秋冬季我国北方大部分地区出现严重雾霾天气，引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、有机颗粒物及扬尘等，城市雾霾中还含有铜等重金属元素。

（1） PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NO_x、HCOOH、等二次污染物。
①基态N原子的电子排布式；C、N和O的第一电离能由大到小的顺序为

②氨硼烷（NH₃BH₃）被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是，写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子（填化学式）。
（2） PM2.5微细粒子包含(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃等。
①(NH₄)₂SO₄晶体中各种微粒间存在的作用力有(填序号)。

a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．范德华力　

②NH₄NO₃中阴离子的空间构型为，阳离子的中心原子轨道采用杂化。
（3）某种镁铝合金可作为储钠材料，该合金晶胞结构如图所示，晶胞棱长为anm，该合金的化学式为，晶体中每个镁原子周围距离最近的铝原子数目为，该晶体的密度为g/cm³(阿伏加德罗常数的数值用N_A表示)。

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（图中箭头代表单键）。下列有关该物质的说法中正确的是（）

图片_x0020_100015

A . 每个N_s⁺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 $\text{[math]}$ 互为等电子体

2020年诺贝尔化学奖正式授予法国科学家Emmanuelle Charpentier和美国科学家Jennifer A．Doudna，以表彰其“开发出一种基因组编辑方法”，利用 $\text{[math]}$ 基因剪刀，极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。该“基因剪刀”中的 $\text{[math]}$ 蛋白质可以水解产生20种氨基酸，其中含量最多的一种氨基酸是赖氨酸，其结构如图所示。

（1）基态C原子价层电子的轨道表达式为。基态C原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。
（2）赖氨酸中N原子的杂化轨道类型为。
（3） C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为，原因是。
（4）氨硼烷 $\text{[math]}$ 是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物 $\text{[math]}$ 通过反应 $\text{[math]}$ 制得。
① $\text{[math]}$ 分子中有 $\text{[math]}$ 键。

②与 $\text{[math]}$ 互为等电子体的一种分子为(填分子式)。

③氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，晶胞结构如图所示。它的硬度比金刚石低，原因是。设 $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值，若晶胞参数为 $\text{[math]}$ ，则晶体密度为 $\text{[math]}$ (列出计算式)。

铬的化合物在医药、材料领域有重要作用，认识铬及其化合物有重要意义。

（1）基态铬原子中，电子占据的最高能级符号为。
（2）研究表明，当化合物的阳离子有未成对电子时，该化合物具有磁性。下列物质可用作录音带磁粉的是__________。

A . V₂O₅ B . Fe₂O₃ C . ZnO D . CrO₂
（3）已知Cr³⁺在水溶液中的存在形式为[Cr(H₂O)₆］³⁺。在不同条件下，可从CrCl₃水溶液中获得紫色、蓝绿色或绿色等不同颜色的配合物，其实验式均为CrCl₃•6H₂O。现取蓝绿色配合物0.1mol，加入足量AgNO₃溶液，经过滤、洗涤、干燥得28.7g沉淀，则该化合物中的化学键类型有，写出该蓝绿色配合物的电离方程式：。
（4）常温下，氯化酰铬(CrO₂Cl₂)是暗红色液体，能与CCl₄、CS₂等有机溶剂互溶。
①固体氯化酰铬属于（填“极性”或“非极性”）分子，判断依据是。

②等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子。写出一种与CCl₄分子互为等电子体的阴离子：（填化学式）；写出CS₂分子的电子式：。
（5）氮化铬(CrN)在超级电容器领域有良好应用前景，其晶体结构类型与氯化钠相同。
①氮化铬的熔点比氯化钠高的主要原因是。

②与Cr³⁺次邻近的N^3–有个。

③已知Cr³⁺和N^3–半径分别为apm、bpm，设Cr³⁺和N^3–都是紧密接触的刚性小球，N_A代表阿伏加德罗常数的值，晶体的密度为ρg•cm^–3 ，则CrN的摩尔质量为。（用含a、b、N_A、ρ的算式表示）

B₃N₃H₆与苯是等电子体，则下列说法错误的是( )

A . B₃N₃H₆能发生加成反应和取代反应 B . B₃N₃H₆具有碱性 C . B₃N₃H₆各原子在同一平面上 D . B₃N₃H₆不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

铜被称为细菌病毒的“杀手”，研究表明新冠病毒在铜表面存活时间仅为4小时。回答下列问题：

（1）铜元素在周期表中的位置，基态铜离子核外能量最高的电子所处电子层符号为。
（2）铜能与类卤素 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 分子含有 $\text{[math]}$ 键的数目为；写出一种与 $\text{[math]}$ 互为等电子体的分子的电子式为。
（3） $\text{[math]}$ 是一种配合物，其结构如图所示：
①该配合物中亚铜离子的配位数为。
②该配合物中， $\text{[math]}$ 作配体时配位原子是C而不是O的原因是。
（4） $\text{[math]}$ 晶胞中 $\text{[math]}$ 的位置如图1所示， $\text{[math]}$ 位于 $\text{[math]}$ 所构成的四面体中心，其侧视图如图2新示(阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ )。
$\text{[math]}$ 的配位数为，若 $\text{[math]}$ 晶胞的密度为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 之间的最短距离为 $\text{[math]}$ 。

“等电子原理”的应用 知识点题库

“等电子原理”的应用知识点题库