“等电子原理”的应用 知识点题库

下列各组微粒中,都互为等电子体的是(  )

A . CO、NO、NaH、N2 B . SO2、NO2+、N3、CNO C . CO32﹣、NO3、BeCl2 D . SiF4、SiO44﹣、SO42﹣、PO43﹣
下列各组微粒中,都互为等子体的是(  )

A . CO、NO、NaH、N2 B . SO2、N、N、CNO C . CO、NO、BeCl2 D . SiF4、SiO、SO、PO
价电子(最外层电子)数和重原子(即比氢重的原子)数相同的分子(或离子)互称等电子体.等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理.如N2和CO为等电子体,下表为部分元素等电子体的分类和空间构型表:

等电子体类型

代表物质

空间构型

四原子24电子等电子体

SO3

平面三角形

四原子26电子等电子体

SO32

三角锥形

五原子32电子等电子体

CCl4

四面体形

六原子40电子等电子体

PCl5

三角双锥

七原子48电子等电子体

SF6

八面体形

根据上述信息,回答下列问题:

  1. (1) 写出分子或离子的空间构型:IO3 、SiO32﹣ 

  2. (2) 由第一、二周期元素组成,与氧化性最强的单质分子互为等电子体的分子有N2H4  、   (写两种);

  3. (3) 如图是六方最密堆积(Be、Mg、Zn)的晶胞图之一,如果金属镁的密度是ρ g/cm3 , 且假设镁原子是互相接触的刚性小球,

    镁的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为NA , 则镁原子的半径为   cm.

含氮化合物种类繁多,卟吩(图A)连有取代基时即称为卟啉,卟啉的四个氮原子易与金属离子结合生成叶绿素(图B)等多种物质.请回答:

  1. (1) 卟吩中N原子采用的轨道杂化方式是

  2. (2) 下列有关叶绿素分子的说法正确的是       (填选项序号).

    A . 图1中1﹣5号C中有三个具有手性 B . 分子中存在配位键 C . 图1中1、2、3、4号C共面 D . N的第一电离能大于O
  3. (3) 卟啉与Fe2+合即可形成血红素,Fe2+的电子排布式为

  4. (4) 氰化氢(HCN)是一种含氮剧毒化合物,其分子中σ键与π键的个数比为.由分子结构推测,氰化氢(填“易”或“不易”)溶于水,原因是.氰化氢进人人体后产生的CN能使人迅速中毒,请举出两种CN的等电子体

  5. (5) N与B能够形成一种硬度接近金刚石的物质,其晶体结构如图2,若其晶胞边长为apm,则其密度为g.cm3(只列算式).

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

①除S外,上列元素的电负性从大到小依次为.除K、S外第一电离能从大到小的顺序为

②在生成物中,A的晶体类型为,含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为

③CN与N2互为,推算HCN分子中σ键与π键数目之比

下列说法中不正确的是(   )
A . 电负性的大小顺序为Cl>S>P B . 由于NO3和SO3互为等电子体,所以可以推断NO3的空间构型为平面三角形 C . 根据晶格能的大小可以判断MgCl2的熔点比CaCl2 D . 液态HF的沸点比液态HCl的沸点高是因为氢氟键的键能比氢氯键的键能大
X、Y、Z、W、M五种元素位于周期表的前四周期,原子序数依次增大,其中X元素是宇宙中最丰富的元素,Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,M含有未成对电子数最多的元素.请回答下列问题.
  1. (1) Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为
  2. (2) M原子的外围电子排布式为
  3. (3) X2W2分子中W原子轨道的杂化类型为
  4. (4) Z与W可形成的一种ZW3阴离子,与其互为等电子体的阴离子为(任写一种).
  5. (5) MCl3能与Z、W的氢化物形成配位数为6的配合物,且相应两种配体的物质的量之比为2:1,氯离子全部位于外界.则该配合物的化学式为
[Zn(CN)4]2在水溶液中与HCHO发生如下反应:

4HCHO+[Zn(CN)4]2+4H++4H2O═[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN

  1. (1) Zn2+基态核外电子排布式为
  2. (2) 1mol HCHO分子中含有σ键的数目为 mol.
  3. (3) HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化轨道类型是
  4. (4) 与H2O分子互为等电子体的阴离子为
  5. (5) [Zn(CN)4]2中Zn2+与CN的C原子形成配位键,不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2的结构可用示意图表示为
钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”,工业上将TiO2与焦炭混合,通入Cl2高温下制得TiCl4;再将TiCl4提纯后,在氩气保护下与镁高温反应制得Ti.其反应如下:

①TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO

②TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2

回答下列问题:

  1. (1) Ti元素原子的价电子排布式为
  2. (2) 写出与CO互为等电子体的分子
  3. (3) 已知TiCl4在通常情况下是无色液体,熔点为﹣37℃,沸点为136℃;TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾,同时产生H2TiO3固体.

    ①TiCl4化合物(填“离子”或“共价”);

    ②TiCl4分子为正四面体形,则Ti为杂化.

    ③TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是

    ④TiCl2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是(填操作名称).

  4. (4) 配离子[TiCl(H2O)5]2+的中心离子化合价为,中心离子配位数为
A.[物质结构与性质]

CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题:

  1. (1) Cu2+基态核外电子排布式为,S、O、N三种元素的第一电离能由大到小为。 
  2. (2) SO42-的立体构型是,与SO42-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。
  3. (3) 往Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2。其中NO3-中心原子的杂化轨道类型为
  4. (4) 利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时,生成红色的Cu2O,其晶胞结构如图所示,其中O2-的配位数是

  5. (5) B.[实验化学]

    实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛 (实验装置见图,相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为:

    步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。

    步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。

    步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤。

    步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。

    实验装置中冷凝管的主要作用是,锥形瓶中的溶液应为

  6. (6) 步骤1所加入的物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为
  7. (7) 步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的(填化学式)。
  8. (8) 步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是
  9. (9) 步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止

    附表     相关物质的沸点(101kPa)

    物质

    沸点/℃

    物质

    沸点/℃

    58.8

    1,2-二氯乙烷

    83.5

    苯甲醛

    179

    间溴苯甲醛

    229

下列说法中正确的是(  )
A . 在气体单质分子中,一定含有σ键,可能含有π键 B . 烯烃比烷烃的化学性质活泼是因为烷烃中只含σ键而烯烃含有π键 C . 等电子体结构相似,化学性质相同 D . 共价键的方向性决定了原子在形成分子时相互结合的数量关系
“摩尔盐”是分析化学中的重要试剂,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。“摩尔盐”在一定条件下分解的方程式为:4[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O] 2Fe2O3+3SO3+5SO2↑+N2↑+6NH3↑+31H2O。回答下列问题:   
  1. (1) 铁元素在元素周期表中的位置为,其价层电子排布图为。   
  2. (2) 组成“摩尔盐”的非金属元素中第一电离能最大的元素为。“摩尔盐”的分解产物中属于非极性分子的化合物是。   
  3. (3) NH3的沸点比N2O的沸点(填“高”或“低”),其主要原因是。   
  4. (4) K3[Fe(CN)6]常用于检验Fe2 , K3[Fe(CN)6]中除了离子键以外还存在的化学键为,与CN互为等电子体的单质的分子式为。HCN分子中σ键和π键的个数之比为
  5. (5) FeO晶胞结构如下图所示,FeO晶体中Fe2+配位数为,若该晶胞边长为acm,则该晶胞密度为g/cm3

根据要求回答下列问题:
  1. (1) 基态氮原子最高能级上电子的自旋方向有种,硒原子的电子排布式为[Ar]
  2. (2) 铁的一种配合物Fe(CO)5熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4 , 据此可以判断Fe(CO)5晶体属于(填晶体类型)。
  3. (3) 与BF3互为等电子体的分子和离子分别为(各举1例);已知分子中的大π键可用符号Ⅱnm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Ⅱ66),则BF3中的大π键应表示为
  4. (4) 金属晶体的四种堆积如下图,金属钠的晶体堆积模型为(填字母)。

  5. (5) 砷化硼(BAs)晶体结构与金刚石相似,则:

    ①BAs晶体中,As的杂化形式为.

    ②已知B原子的电负性比As原子的电负性大,则As与B之间存在的化学键有(填字母)。

    A.离子键 

    B.金属键 

    C.极性键 

    D.氢键  E.配位键  F.σ键  G.π键

    ③BAs晶体的晶胞参数为bpm,则其晶体的密度为(列出表达式,设NA为阿伏加德罗常数的数值)g/cm3

A、B、C、D、E、F六种元素位于短周期,原子序数依次增大,C基态原子核外有三个未成对电子,B与D形成的化合物BD与C的单质C2电子总数相等,CA3分子结构为三角锥形,D与E可形成E2D与E2D2两种离子化合物,D与F是同族元素.根据以上信息,回答下列有关问题:   
  1. (1) 写出基态时D的电子排布图
  2. (2) 写出化合物E2F2的电子式
  3. (3) 根据题目要求完成以下填空:BF32中心原子杂化方式;D3中心原子杂化方式;FD42微粒中的键角;FD3分子的立体构型
  4. (4) 根据等电子原理,指出与BD2互为等电子体且含有C原子的微粒有(要求写一种分子和一种离子)。
X、Y、Z、W是元素周期表中前四周期中的四种元素,其中X的原子中不存在中子,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,W的原子序数为29。请回答下列问题:
  1. (1) 写出Y原子基态时的价电子排布式:
  2. (2) X和Y可以形成Y2X4分子,1个Y2X4分子中含有σ键的数目为,其中Y原子的杂化轨道类型为
  3. (3) 元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体,则元素Z的这种氧化物的分子式是

  4. (4) 图2表示某种含Z有机化合物的结构,其分子内4个Z原子分别位于正四面体的4个顶点(见图3),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。

    下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是_________(填标号)。

    A . CF4 B . CH4 C . NH4+ D . H2O
  5. (5) 元素W的一种氯化物晶体的晶胞结构如图4所示,该氯化物的化学式是。已知其晶胞边长为anm,则其晶体密度为 (列出算式即可)。该氯化物可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnWCl3 , 则反应的化学方程式为

  6. (6) 元素金(Au)与W形成的一种合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中W原子处于面心,Au原子处于顶点位置。该晶体中原子之间的作用力是;该晶体具有储氢功能,氢原子可进入到由W原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将W原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式应为

固体电解质有广泛的用途。研究发现,晶体中有特殊结构为离子 提供快速迁移的宽敞通道或者有“点缺陷”,都能使其具有导电潜力。比如:图 所示的锂超离子导体 和图 所示的有“点缺陷”的NaCl。

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根据所学知识回答下列问题:

  1. (1) 在变化“Cl+e-→Cl-”过程中,所得电子填充在基态Cl的能级,此过程会 填“吸收”或“释放” 能量。
  2. (2) 中B的杂化形式为,其等电子体为: 任写一种 。与其VSEPR模型相同,且有1对孤电子对的相对分子质量最小的分子是
  3. (3) 图 所示晶胞中 位于位置;若将晶体中形成宽敞通道的 换成 ,导电能力会明显降低,原因是
  4. (4) 图 中,若缺陷处填充了 ,则它 填“是”或“不是” 的晶胞,在NaCl晶体中, 填充在 堆积而成的面体空隙中。
下列各组粒子中不属于等电子体的是(   )
A . CH4 B . H2S、HCl C . CO2、N2O D .
第四周期中的18 种元素具有重要的用途,在现代工业中备受青睐。
  1. (1) 其中,未成对电子数最多的元素名称为,该元素的基态原子中,电子占据的最高能层具有的原子轨道数为
  2. (2) 第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的,30Zn与31Ga的第一电离能不符合这一规律原因是
  3. (3) AsH3 中心原子杂化的类型为,分子构型为
  4. (4) 过渡元素铁可形成多种配合物,如:[Fe(CN)6]4-、Fe(SCN)3等。基态铁原子核外的价电子排布图为
  5. (5) 与CN-互为等电子体的一种分子为(填化学式);1.5mol [Fe(CN)6]3-中含有s键的数目为
下列微粒与互为等电子体的是(     )
A . CH4 B . C . D .
据媒体报道,某公司日前研发出比当前广泛使用的锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池。该电池的负极材料为Na2Co2TeO6(制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2),电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题:
  1. (1) Co属于元素周期表中区元素,其基态原子的价电子排布图为,和Co同周期的元素中,基态原子具有1个未成对电子的元素有种。
  2. (2) 基态Na原子中,核外电子的空间运动状态有种,其占据的最高能级电子云轮廓图形状为
  3. (3) C、O、Cl的电负性由大到小的顺序为(用“>”连接,下同)。用离子符号表示NaClO4中三种元素所对应的简单离子半径由大到小的顺序为。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有种。
  4. (4) O的简单氢化物的沸点比下一周期同主族元素的简单氢化物沸点高,其原因是
  5. (5) 等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团。

    ①下列各组不互为等电子体的是

    A.PO与ClOB.CO与NOC.N2与CN-D.NO2与CS2

    ②互为等电子体的分子或离子具有相似的化学键特征,请写出CO的结构式