专题01 常见的“等电子微粒”及其判断思路（重难点讲义）化学鲁科版必修第二册

专题01 常见的“等电子微粒”及其判断思路 1、理解等电子体 “原子总数、价电子总数相同” 的定义，熟练计算分子/离子的价电子数。 2、熟记常见等电子体组合，掌握 “同主族替换、电荷迁移” 推断方法。 3、依托等电子体原理，推导未知粒子的空间构型、化学键类型等结构与性质。 一、等电子原理 性质 分子 原子数 价电子数 立体构型 沸点/℃ 熔点/℃ 液体密度/ g·cm－3 N2 2 10 直线形 －195.81 －210.00 0.796 CO 2 10 直线形 －191.49 －205.05 0.793 结论 CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近 1、等电子体的概念：原子总数相同，价电子总数也相同的微粒。 如：CO和N2，CH4和NH4+ 2、等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们结构相似，物理性质相近，但化学性质不相同，此原理称为等电子原理 3、等电子体的寻找方法：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子 ①技巧一(竖换——同族替换) 换同族原子(同族原子价电子数相同) 以寻找NH3的等电子体为例 NH3PH3、AsH3 ②方法二(横换——左右移位) 换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 以寻找CO的等电子体为例 COCN—，CN—C22— CON2 二、常见的等电子体分类汇总 建立“微粒组→价电子数→空间构型”的关联模型，是快速推断和应用的基础。 原子数-价电子数 典型等电子体 空间构型 化学键特征 2原子10电子 N2、CO、CN⁻、C22-、NO+ 直线形 1个σ键、1个或2个π键（如N₂为三键） 3原子16电子 CO2、NO2+、SCN-、CS2 直线形 中心原子sp杂化，含两个双键或σ+π键 3原子18电子 NO2-、O3、SO2 V形（角形） 中心原子sp²杂化，含1个孤电子对 4原子24电子 SO3、CO32-、NO3-、BF3 平面三角形 中心原子sp²杂化，无孤电子对，含大π键 4原子26电子 SO32-、PO33-、ClO3- 三角锥形 中心原子sp³杂化，含1个孤电子对 5原子32电子 CCl4、SiF4、SO42-、PO43- 正四面体形 中心原子sp³杂化，无孤电子对 题型01 等电子体的判断 【典例】下列微粒与是等电子体的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．的原子数为4，价电子数为5+3×6+1=24，与的26不符，A错误；B．的原子数为4，价电子数为3+3×7=24，与的26不符，B错误；C．的原子数为4，价电子数为5+3×6+3=26，与的原子数和价电子数均相同，C正确；D．的原子数为4，价电子数为6+3×6=24，与的26不符，D错误；故答案选C。 【变式1】原子数相同且价电子总数相等的微粒叫等电子体，下列不属于等电子体的是 A．和 B．和 C．与 D．和 【答案】A 【解析】A．和中原子数不同，不是等电子体，A符合题意；B．和中原子数相同、都为5，且价电子总数相等、都为32，是等电子体，B不符合题意；C．与中原子数相同、都为5，且价电子总数相等、都为32，是等电子体，C不符合题意；D．和中原子数相同、都为3，且价电子总数相等、都为16，是等电子体，D不符合题意；故选A。 【变式2】原子数和电子数均相同的两种分子(或离子)互为等电子体。下列与F2互为等电子体的是 A．CO B．N2 C．C D．O 【答案】D 【解析】CO、N2、C、O均为2个原子，电子数分别为：6+8=14，7+7=14，6+6+2=14，8+8+2=18，而F2中含有的电子数为9+9=18，根据题干定义可知，F2与O互为等电子体，故答案为：D。 题型02 等电子体的书写 【典例】写出下列符合题意的化学式： （1）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 （2）与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)。 （3）与互为等电子体的一种分子为 。 （4）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 。 （5）与互为等电子体的分子为 。 【答案】（1） （2）CH3CH3 （3）CH4或SiH4 （4） （5）CCl4 【解析】原子总数相同、价层电子总数相同的微粒互称为等电子体；（1）与H2O分子互为等电子体的阴离子为；（2）与NH3BH3原子总数相等的等电子体是CH3CH3；（3）与互为等电子体的一种分子为CH4或SiH4；（4）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为；（5）与互为等电子体的分子为CCl4。 【变式1】写出下列符合题意的化学式： （1）写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子式 。 （2）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 （3）与互为等电子体的分子有 (写一种物质的化学式即可)。 （4）在短周期元素组成的物质中，写出与互为等电子体的分子 。(写两个，填分子式) （5）与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 (各举一例)。 【答案】（1）N2 （2） （3）（任选其一） （4） （5） PH3或AsH3 或 【解析】等电子体是指原子个数和价电子数均相等的分子或离子；据此作答。（1）CN-含有2个原子，价电子数为4+5+1=10，与其互为等电子体的双原子单质分子为N2，N2含有2个原子，价电子数为5+5=10，二者互为等电子体，即为N2；（2）与H2O分子互为等电子体的阴离子，则O变为N-，即为；（3）：含有4个原子，价电子数为6+3×6+2=26。分子NF3含有4个原子，价电子数为5+3×7=26，二者互为等电子体。同理，NCl3、PF3、PCl3等也符合，即为（任选其一）；（4）与互为等电子体的分子，则，即为；（5）与NH3互为等电子体的分子，则N变为P(As)，即为PH3(AsH3)；与NH3互为等电子体的离子，N变为C-或O+，即为或（任选其一）。 【变式2】根据要求回答下列问题：由短周期元素组成的微粒，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，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有 、 。 【答案】（6）SO2 O3 【解析】（6）与NO互为等电子体的分子中必须含有3个原子且价电子数为18，在短周期元素组成的物质中，与其互为等电子体的分子有SO2、O3，故答案为：SO2；O3 题型03 等电子体的应用 【典例】氮(N)形成的单质及它形成的化合物有重要的研究和应用价值，回答下列问题： （1）已知NO与CO2互为等电子体，NO的结构式为 ，中心原子N的杂化方式为 。 【答案】（1） [O=N=O]+ sp杂化 【解析】（1）等电子体具有相同的原子个数和价电子数，二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，碳原子的杂化方式为杂化，分子的空间构型为直线形，由离子与二氧化碳为等电子体可知，离子中氮原子的杂化方式为杂化，离子的空间构型为直线形，结构式为。 【变式1】复印机周围的特殊腥味是造成的。下列关于的说法错误的是 A．分子内存在大键 B．与互为等电子体 C．与互为同分异构体 D．在水中的溶解度大于 【答案】C 【解析】A．分子内中心O原子分别与O形成键，同时三个O原子之间形成 ，故A正确；B．与所含原子数均为3，价电子数均为18，互为等电子体，故B正确；C．与均为O元素形成的单质，互为同素异形体，故C错误；D．为V形极性分子，为非极性分子，根据相似相溶原理可知在水中的溶解度大于，故D正确；故选：C。 【变式2】以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。 （1）Fe基态核外电子排布式为 。 （2）NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为 ，分子空间构型为 ；NH3分子H—N—H键角比PH3分子中的H—P—H键角大，请解释其原因 。 （3）与NH互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。 （4）柠檬酸的结构简式如图。 1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧形成的σ键的数目为 mol，π键的数目为 mol。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 （2）sp3 三角锥形 NH3中N的电负性大于P，且键长N—H比P—H键短，N—H键间的排斥力大，故键角比PH3大 （3）CH4或SiH4 （4）7 3 【解析】（1）Fe核电荷数为26，基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2； （2）NH3分子中N原子上有一对孤对电子，且形成3个N﹣H键，NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是sp3杂化；分子空间构型为三角锥形；NH3分子H—N—H键角比PH3分子中的H—P—H键角大，因为NH3中N的电负性大于P，且键长N—H比P—H键短，N—H键间的排斥力大，故键角比PH3大； （3）原子数、价电子数相同的微粒互为等电子体，与互为等电子体的一种分子为CH4或SiH4； （4）由图可知，柠檬酸分子中含3个﹣COOH、1个﹣OH，单键为σ键，双键中含1个σ键、1个π键，则1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为7mol，π键的数目为3 mol。 【巩固训练】 1．下列分子中，属于极性分子的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．臭氧与二氧化硫的原子个数都为3、价电子数都为18，互为等电子体，等电子体具有相同的空间结构，二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1，分子的空间构型为V形，所以臭氧的空间构型也是结构不对称的V形，属于极性分子，故A符合题意；B．甲烷分子中碳原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为结构对称的正四面体形，属于非极性分子，故B不符合题意；C．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，分子的空间构型为结构对称的直线形，属于非极性分子，故C不符合题意；D．白磷分子的空间结构为结构对称的正四面体形，属于非极性分子，故D不符合题意；故选A。 2．下列各组粒子中不属于等电子体的是 A．CO2和N2O B．O3和SO3 C．CO和NO D．CH4和NH 【答案】B 【解析】等电子体是指价电子数相同、原子数相同的分子、离子或原子团，据此分析。A．CO2、N2O原子数均为3，价电子均为16，两者互为等电子体，故A不符合题意；B．O3、SO3所含原子数分别为3、4，原子数不同，因此两者不互为等电子体，故B符合题意；C．CO、NO所含原子数均为4，价电子均为24，两者互为等电子体，故C不符合题意；D．CH4、NH所含原子数均为5，价电子均为8，两者互为等电子体，故D不符合题意；答案为B。 3．现有常见的五种四核微粒： ①BF3    ②NCl3    ③NO    ④SO3    ⑤SO 下列有关说法错误的是 A．①②③互为等电子体 B．键角：②＜③ C．⑤中硫原子采取sp3杂化 D．④分子的VSEPR模型为平面三角形 【答案】A 【解析】A．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，①②③不互为等电子体，A错误； B．②NCl3中氮形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化；③NO中氮形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化；故键角：②＜③，B正确；C．⑤中硫原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，采取sp3杂化，C正确；D．④分子中硫原子形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，D正确；故选A。 4．电子数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒中属于等电子体的是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】A 【解析】A．CH4中含有的电子数为（6+1×4）=10，中含有的电子数为（7+1×4-1）=10，两者属于等电子体，故A正确；B．Na+含有的电子数为10，K+含有的电子数为18，两者不属于等电子体，故B错误； C．CO含有的电子数为（6+8）=14，NO含有的电子数为（7+8）=15，两者不属于等电子体，故C错误； D．CO含有的电子数为（6+8）=14，CO2含有的电子数为（6+8×2）=22，两者不属于等电子体，故D错误； 故选A。 5．化学中将具有相同的原子数、最外层电子数之和也相同的微观粒子互称为等电子体。下列各组中的物质属于等电子体的是 A．NO2和CO2 B．NO和O2 C．CN-和C D．SO2和ClO 【答案】C 【解析】A．NO2最外层电子数之和为17，CO2最外层电子数之和为16，最外层电子数之和不同，不是等电子体，A不符合题意；B．NO最外层电子数之和为11，O2最外层电子数之和为12，最外层电子数之和不同，不是等电子体，B不符合题意；C．CN-最外层电子数之和为10，C最外层电子数之和为10，且都是两个原子构成，属于等电子体，C符合题意；D．SO2最外层电子数之和为18，ClO最外层电子数之和为20，最外层电子数之和不同，不是等电子体，D不符合题意；故选C。 6．下列分子或离子中，空间构型不为直线形的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．C2Cl2的结构式为Cl-C≡C-Cl，碳碳三键为直线结构，故C2Cl2分子空间构型为直线形，A不符合题意；B．和CO2是等电子体，结构相似，CO2为直线结构，故的空间构型是直线形，B不符合题意；C．中心原子I原子为sp3杂化，有两对孤对电子，空间构型为角形，C符合题意；D．SCN-和CO2是等电子体，结构相似，CO2为直线结构，故SCN-的空间构型是直线形，D不符合题意；本题选C。 7．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，可互称为等电子体。等电子体的空间结构相似。根据上述原理，下列各组粒子中，空间结构不相似的是 A．和 B．和 C．和 D．和 【答案】C 【解析】A．−和原子数均为2，价电子数之和均为10，属于等电子体，结构均为直线形，空间结构相似；A不符合题意；B．CH4和原子数均为5，价电子数之和均为8，属于等电子体，结构均为正四面体型，空间结构相似；B不符合题意；C．CCl4原子数为5，原子数为4，原子数不同，不满足等电子体条件，CCl4为正四面体，为三角锥形，空间结构不相似；C符合题意；D．CS2和N2O原子数均为3，最外层电子数之和均为16，属于等电子体，结构均为直线型，空间结构相似；D不符合题意；答案选C。 8．下列说法正确的是 A．溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 B．BeCl2分子的模型是直线形 C．和互为等电子体，性质相似 D．的空间构型为三角锥形 【答案】B 【解析】A．溶于水，二氧化碳和水反应生成碳酸，有共价键的断裂和形成，故A错误； B．BeCl2分子中Be价电子对数为2，模型是直线形，故B正确；C．等电子体是研究具有相同价电子数、相同原子数的分子和离子，而N2O是分子晶体，而SiO2是原子晶体，所以两者不能互称为等电子体，性质不同，故C错误；D．中S原子价电子对数为4，无孤电子对，空间构型为正四面体形，故D错误；选B。 8．最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中结构如下：O=C=C=C=O，下列说法中不正确的是 A．一个C3O2分子价电子总数为24 B．CO分子中σ键和π键的个数比为1:1 C．C3O2分子中C原子的杂化方式均为sp D．C3O2与CO2分子空间结构相同 【答案】B 【解析】A．对于主族元素的价电子数等于主族序数等于最外层电子数，C3O2的价电子总数为24，故A说法正确；B．CO与N2互为等电子体，因此CO中含有三键，σ键和π键的个数比为1∶2，故B说法错误； C．根据C3O2的结构式，利用杂化方式的基本判断方法可知碳原子的杂化方式均为sp杂化，故C说法正确；D．根据根据碳原子的杂化方式判断，C3O2和CO2的杂化方式均为sp杂化，杂化类型相同，分子的空间结构相同，均为直线形，故D说法正确；答案为B。 9．下列对一些实验事实的理论解释正确的是 选项 实验事实 理论解释 A SO、NH3空间构型为三角锥 SO、NH3中心原子均为sp3杂化且均有一对孤对电子 B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P-Р键间的夹角是109.5° C HF的沸点高于HCl H-F的键能比H-Cl的键能大 D H2O、SO2空间构型均为角形 SO2和H2O是等电子体 【答案】A 【解析】A． SO、NH3空间构型为三角锥是因为他们的中心原子S或N都是sp3杂化且均有一对孤对电子，A正确；B．白磷为正四面体分子，P-Р键间的夹角是60°，B错误；C．HF的沸点高于HCl是因为HF中含有氢键，C错误；D．H2O、SO2空间构型均为角形，但它们不是等电子体（价电子总数分别为：SO2为18个电子，H2O为10个电子），D错误。故答案为：A。 10．下列说法错误的是 A．相同条件下比稳定 B．与的空间构型相同 C．中键比键更易断裂 D．中键和大键的数目不相等 【答案】D 【解析】A．分子中存在的，分子中虽然也存在双键，但是其键能小于，因此，相同条件下比稳定，A正确；B．与均为的等电子体，故其均为直线形分子，两者空间构型相同，B正确；C．的中心原子是N，其在催化剂作用下可分解为和，说明中键比键更易断裂，C正确；D．N2O的结构式 N≡N→O，在一氧化二氮分子中，中心的氮原子采取sp轨道杂化，形成在同一条直线上的两个sp杂化轨道，分别与两侧的原子形成O-N和N-N两个σ键，另两个与其垂直的未杂化2p轨道与两侧原子的同位置2p轨道互相“肩并肩”重叠，形成两个互相垂直的三中心大π键：，中键和大键的数目均为2，因此，键和大键的数目相等，D不正确；综上所述，本题选D。 11．、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是 A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同 【答案】A 【解析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。综上所述，本题选A。 12．可利用反应 NaCN+2NaOH+Cl2=NaCNO+2NaCl+H2O处理含剧毒物质氰化钠的废水。设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误是 A．NaCN中σ键和π键个数比为1：2 B．25℃和101 kPa，22.4 L Cl2所含分子个数大于NA C．NaOH的电子式为 D．CNO⁻的空间结构为直线形 【答案】B 【解析】A．氰化钠是含有离子键的离子化合物，阴离子氰酸根离子的结构式为，离子中碳氮三键中含有1个σ键和2个π键，所以化合物中σ键和π键个数比为1：2，故A正确；B．25℃和101 kPa时，气体摩尔体积大于22.4L/mol，所以22.4 L氯气所含分子个数小于×NAmol—1=NA，故B错误；C．氢氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，电子式为，故C正确；D．CNO⁻和二氧化碳的原子个数都为3、价电子数都为16，互为等电子体，等电子体具有相同的空间构型，二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2+=2，孤对电子对数为0，分子的空间结构为直线形，所以CNO⁻的空间结构也为直线形，故D正确；故选B。 13．氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第 位，写出与互为等电子体的一种非极性分子的化学式 。 【答案】 3 SO3或BF3 【解析】同一周期元素的第一电离能总体上随原子序数增大而呈增大趋势，但存在特殊情况，第二周期中，稀有气体Ne的第一电离能最大，因为其原子结构稳定，F的原子半径小，核电荷数大，第一电离能次之，N的2p轨道处于半充满状态，这种结构较为稳定，使得其第一电离能大于相邻的O，所以第二周期元素第一电离能从大到小的顺序为Ne>F>N>O>C>Be>B>Li，由此可知氮元素的第一电离能在同周期中排第3位；等电子体是指原子总数相同、价电子总数也相同的微粒，的原子数为4，价电子总数为，的原子数为4，价电子总数为，且分子中硫原子采取杂化，分子构型为平面三角形，正负电荷中心重合，属于非极性分子，所以是与互为等电子体的非极性分子，另外，的原子数为4，价电子总数为，分子构型为平面三角形，也是非极性分子，同样符合要求。 14．CaCN2中阴离子为，与互为等电子体的分子有N2O和 (填化学式)，由此可以推知的立体构型为 。 【答案】 CO2 直线形 【解析】原子总数相同、价层电子总数相同的微粒互称为等电子体；将 中的N向右移一个，则为O，离子带两个负电荷，则要移2个N原子为O原子，即为CO2，因为 CO2是直线形，根据等电子体原理知，两者的空间构型和电子式均相似，则为直线形。 15．已知为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。中心氯原子的杂化轨道类型为 ，写出一个的等电子体： 。 【答案】 sp3 Cl2O或OF2 【解析】中心氯原子的价层电子对数为4，属于杂化；等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒，所以与互为等电子体的分子为、等。 16．CaC2中与互为等电子体，的电子式为 。 【答案】 【解析】等电子体具有相同的空间结构和键连方式，C与O互为等电子体，则O离子中含有氧氧三键，电子式为。 17．与互为等电子体的一种分子是 (填结构式)。 【答案】NH3 【解析】具有8个价电子，4个原子，等电子体的几何构型相同，为三角锥形，分子为NH3。 18．已知原子总数相同、价电子总数相等的微粒称为等电子体，等电子体的结构相似。据此回答下列问题： （1）SCN-、NO的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的 分子的结构相似，该分子呈 形。 （2）、等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是 ，因此它们的结构与由ⅥA族的两种元素组成的 分子的结构相似，呈 形。 【答案】（1） CO2或N2O 直线 （2） 24 SO3　 平面三角 【解析】（1）SCN-、NO的价电子总数都是16，所以SCN-、NO的第二周期中的两种元素组成的等电子体为CO2或N2O；分子呈直线形（2）的价电子总数是4+3×6+2=24、价电子总数是5+3×6+1=24，VIA族两元素组成的原子的个数比是1:3的等电子体的化合物是SO3；SO3中S原子的价电子对数为，无孤对电子，空间构型是平面三角形。 19．填空： （1）SeO3的空间结构为 ，SeO的VSEPR模型为 。 （2）与SeO3互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。 （3）SCl和PCl3互为等电子体，SCl的空间结构是 。S—Cl键的键长 P—Cl键的键长(填“>”、“＜”或“=”)，原因是 。 （4）碳负离子()的空间结构为 ，与互为等电子体的一种分子是 (填化学式)。 【答案】（1） 平面三角形 四面体形 （2） (或、) （3） 三角锥形 ＜ S原子半径小于P原子半径，故S—Cl键要比P—Cl键短 （4） 三角锥形 NH3(或PH3) 【解析】（1）SeO3的中心原子Se原子的价电子对数是，且不存在孤电子对，所以其空间结构为平面三角形；SeO的中心原子Se原子的层电子对数是，所以其VSEPR模型为四面体形；（2）等电子体的原子总数相同、价电子总数相同，故与SeO3互为等电子体的阴离子为 (或、)；（3）SCl中中心原子S原子的价电子对数＝σ键个数＋孤电子对数＝，且含1对孤电子对，所以其空间结构为三角锥形；键长与形成键的原子半径有关，S原子半径小于P原子半径，故S—Cl键键长比P—Cl键键长小；（4）中中心原子C原子的价电子对数且含1对孤电子对，故其空间结构为三角锥形；等电子体的原子总数相等、价电子总数相等，因此与互为等电子体的分子可以为NH3或PH3。 20．N、O、S、Cl、Cu五种元素的单质及其化合物在现代工业生产中有着广泛应用。请回答下列问题： （1）第一电离能：N （填“>”或“<”）O。 （2）前四周期元素中，未成对电子数为5的元素有 种。 （3）分子中的大π键可用符号表示，其 中m代表参与形成的大π键原子数，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），则平面正三角形分子SO3中的大π键应表示为 。 （4）含有N元素的三甲胺和乙二胺均属于胺，但三甲胺比乙二胺的沸点低得多，原因是 。 （5）与互为等电子体的微粒有 （任写一种）。 【答案】（1）> （2）1 （3） （4）乙二胺存在分子间氢键 （5）BF3、SO3、 (合理即可) 【解析】（1）N、O位于同一周期相邻位置，N原子的2p能级电子数达到了半充满结构，比较稳定，则第一电离能：N>O；故答案为：>； （2）前四周期元素中，未成对电子数为5的元素的价电子排布为3d54s2，元素符号为Mn；故答案为：1； （3）SO3中S原子形成3个σ键，还有3个电子，3个氧原子有3个电子，形成4原子6电子的大π键，应表示为；故答案为：； （4）结构中含有，分子间能形成氢键，故沸点较高；故答案为：乙二胺存在分子间氢键； （5）为含四个原子的离子，价电子总数为24，互为等电子体的微粒有BF3、SO3等； 故答案为：BF3、SO3、。 【强化训练】 21．等电子原理观点认为化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。下列利用该原理做出的判断正确的是 A．的空间结构与相同 B．和的空间结构均为直线型 C．和中的C原子均采用杂化 D．和中均有 【答案】BD 【解析】A．不是等电子体。价电子总数 ：；价电子总数： ，价电子总数不等，且空间结构不同：为三角锥形，为平面三角形，A错误； B．和 二氧化碳是等电子体，价电子总数：；CO2价电子总数：，价电子总数相等，化学通式均为 AB2型。等电子原理预测二者空间结构相同，均为直线形，B正确； C．甲烷和 四氯化碳不是等电子体。CH4价电子总数： ；CCl4价电子总数： 。价电子总数不等。虽然二者中C原子均采用杂化，但这一结论不是基于等电子原理，C错误； D．价电子总数：每个O有6个价电子，所以价电子是，O3的中心O原子提供1个p轨道，两端O原子各提供1个p轨道和1个电子，形成；价电子总数：个，SO2的中心S原子提供1个p轨道，两端O原子各提供1个p轨道和1个电子，形成，D正确； 故选BD。 22．V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠，已知空间构型与相同。 （1）中心原子价层孤电子对数目为_______。 A．0 B．1 C．2 D．3 （2）短周期元素形成的各微粒中，与空间构型相同的微粒有 (任写一种)。 【答案】（1）A （2）CH4、、、CCl4等任写一种 【解析】（1）由题干信息可知，空间构型与相同即为正四面体形，则中心原子周围的价层电子对数为4，则可知中心原子价层孤电子对数目为0，故答案为：A； （2）由题干信息可知，空间构型与相同即为正四面体形，短周期元素形成的各微粒中，与空间构型相同的微粒有CH4、、、CCl4等，故答案为：CH4、、、CCl4等任写一种。 23．回答下列问题： （1）基态某原子的最外层电子排布式是，推断该元素位于元素周期表中的位置 ，在元素周期表中属于 区； （2）基态Cr原子的简化电子排布式为 ；基态P原子核外有 种能量不同的电子； （3）杂化类型为 ，离子空间构型为 ； （4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最低的是___________(填选项)； A． B． C． D． （5）氰酸(HCNO)是一元弱酸，与氰酸根互为等电子体且为非极性分子的是 (填化学式)； （6）分子中大键可以用(m表示参与形成大键的轨道数，n表示形成大键的p电子数目)表示，分子中存在，分子呈V形，中心原子是 ，其杂化方式是 。 【答案】（1）第五周期第VIA族 P （2）[Ar]3d54s1 5 （3）sp2 平面三角形 （4）C （5）CO2 （6）Cl sp2 【解析】（1）基态某原子的最外层电子排布式是，则该元素位于元素周期表中的第五周期第VIA族，在元素周期表中属于P区。 （2）基态Cr原子的原子序数为24，则其简化电子排布式为[Ar]3d54s1；基态P原子的原子序数为15，其核外电子排布式为1s22s22p63s2sp3，则其核外有5种能量不同的电子。 （3）的价层电子对为，则杂化类型为sp2，无孤对电子，离子空间构型为平面三角形。 （4）A．属于基态镁原子，电离最外层一个电子所需能量即为第一电离能；B．属于基态Mg+原子，电离最外层一个电子所需能量即为第二电离能；    C．属于激发态镁原子，电离最外层一个电子所需能量低于基态镁原子；D．属于激发态Mg+原子，电离最外层一个电子所需能量低于基态Mg+原子，但高于基态镁原子；综上所述，电离最外层一个电子所需能量最低的是，    故选C。 （5）氰酸根的CNO-中含有3个原子，价电子数目和是16，则与CNO-互为等电子体且为非极性分子的是CO2。 （6）分子的中心原子是Cl，中存在，分子呈V形，则其杂化方式是sp2。 24．回答下列问题： （1）基态某原子的最外层电子排布式是，推断该元素位于元素周期表中的位置 ，在元素周期表中属于 区； （2）基态Cr原子的简化电子排布式为 ；基态P原子核外有 种能量不同的电子； （3）杂化类型为 ，离子空间构型为 ； （4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最低的是___________(填选项)； A． B． C． D． （5）氰酸(HCNO)是一元弱酸，与氰酸根互为等电子体且为非极性分子的是 (填化学式)； （6）分子中大键可以用(m表示参与形成大键的轨道数，n表示形成大键的p电子数目)表示，分子中存在，分子呈V形，中心原子是 ，其杂化方式是 。 【答案】（1） 第五周期第VIA族 P （2） [Ar]3d54s1 5 （3） sp2 平面三角形 （4）C （5）CO2 （6） Cl sp2 【解析】（1）基态某原子的最外层电子排布式是，则该元素位于元素周期表中的第五周期第VIA族，在元素周期表中属于P区。（2）基态Cr原子的原子序数为24，则其简化电子排布式为[Ar]3d54s1；基态P原子的原子序数为15，其核外电子排布式为1s22s22p63s2sp3，则其核外有5种能量不同的电子。（3）的价层电子对为，则杂化类型为sp2，无孤对电子，离子空间构型为平面三角形。 （4）A．属于基态镁原子，电离最外层一个电子所需能量即为第一电离能；B．属于基态Mg+原子，电离最外层一个电子所需能量即为第二电离能；    C．属于激发态镁原子，电离最外层一个电子所需能量低于基态镁原子；D．属于激发态Mg+原子，电离最外层一个电子所需能量低于基态Mg+原子，但高于基态镁原子；综上所述，电离最外层一个电子所需能量最低的是，    故选C。（5）氰酸根的CNO-中含有3个原子，价电子数目和是16，则与CNO-互为等电子体且为非极性分子的是CO2。（6）分子的中心原子是Cl，中存在，分子呈V形，则其杂化方式是sp2。 25．青金石的颜色与骨架内填入的负离子有关，其中一种重要负离子是三硫自由基负离子。研究表明，三硫自由基负离子(Ⅱ)可以通过多硫负离子(Ⅰ)在高温下的均裂反应得到，并最终可能异构化为另一种S的异构体(Ⅲ)，过程如图： (等电子体：化学通式相同，如AXm，且价电子总数相等的分子或离子，它们具有相同的化学键类型和空间结构) （1）关于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种物质，下列说法正确的有___________。 A．Ⅱ中的S原子最外层都满足8电子稳定结构 B．Ⅰ中的S-S键都是σ键 C．与Ⅱ互为等电子体 D．Ⅲ中的S均为sp3杂化 （2）研究发现，正离子的颜色与未成对电子数有关，如d轨道上未成对电子可被可见光激发而产生颜色。解释Cu2+、Fe2+、Fe3+有色而Cu+呈无色的原因。 。 【答案】（1）BC （2）Cu+的价电子排布式为3d10，d轨道上没有未成对电子，不能被可见光激发，所以呈无色；Cu2+、Fe2+、Fe3+的价电子排布式分别为3d9、3d6、3d5，d轨道上分别有1个、4个、5个未成对电子，这些未成对电子可被可见光激发而产生颜色 【解析】（1）A. Ⅱ为三硫自由基负离子，中心S原子存在未成对电子，其最外层不满足8电子稳定结构，A不正确；B. Ⅰ中的S-S键都是单键，都是σ键，B正确；C. 与Ⅱ的原子个数都为3，价电子数都为6×3+1=19，二者互为等电子体，C正确；D. Ⅲ中的左右两个S原子、两个中心S原子，价层电子对数均为4，均发生sp3杂化，上下两个S原子，有对电子的p轨道向中心S原子的d轨道配位形成d-pπ配键，故中心S原子与端基S原子构成S=S双键，上下两个S原子发生sp2杂化，D不正确； 故选BC。 （2）研究发现，正离子的颜色与未成对电子数有关，如d轨道上未成对电子可被可见光激发而产生颜色。通过分析Cu+、Cu2+、Fe2+、Fe3+的价电子排布情况，可判断其价电子层是否存在未成对电子，从而解释Cu2+、Fe2+、Fe3+有色而Cu+呈无色，其原因：Cu+的价电子排布式为3d10，d轨道上没有未成对电子，不能被可见光激发，所以呈无色；Cu2+、Fe2+、Fe3+的价电子排布式分别为3d9、3d6、3d5，d轨道上分别有1个、4个、5个未成对电子，这些未成对电子可被可见光激发而产生颜色。 26．第ⅢA族元素具有独特且多样的性质。请回答： （1）镓(Ga)是第一个根据元素周期律预言并确认在自然界中存在的元素。 ①请写出基态Ga原子的简化电子排布式： 。 ②是一种离子化合物，其中阴离子与互为等电子体(原子数相同，且价电子数也相同的分子、离子或原子团互为等电子体)，则中含有的阴离子为 。 （2）一种由硼、镍两种元素构成的催化剂的晶体结构如图所示。该催化剂的化学式为 ，其中B周围最近的Ni的个数为 。 （3）硼酸(H3BO3，)是一种重要的化工原料。工业上，以硼镁矿(含、及少量、CaO)为原料联合生产硼酸和硫酸镁的部分工艺流程如下： ①下浸取硼镁矿时生成，请写出发生的主要离子反应方程式： 。 ②除外，滤渣1中的主要成分为 ；调节pH时应加入的试剂为 。 ③纯净的硼酸是一种片层状晶体，其部分单层结构如下图所示。下列说法中正确的是 。 A．硼酸晶体属于共价晶体 B．晶体中约含有3mol氢键 C．单个硼酸分子中，的键角小于的键角 D．硼酸晶体具有一定的润滑性，在工业上可用作润滑剂 【答案】（1） （2） 8 （3） 和 硫酸 BD 【解析】用硫酸铵溶液浸去硼镁矿，与不溶形成沉淀，与CaO反应生成形成沉淀，与反应生成镁盐，有气体生成为氨气；过滤除去沉淀；有硫酸镁母液，所以调节pH用的是硫酸，生成硫酸镁和硼酸，过滤得到粗硼酸。（1）①镓是31号元素，第四周期第IIIA族，核外电子排布；②中阴离子与互为等电子体，则阴离子中原子数为5，的价电子数为4+4×7=32，Ga有3个价电子，3+4×7=31，价电子比的少一个，阴离子带一个单位负电荷，故阴离子为（2）1个晶胞中有8个Ni，B原子有8个位于顶点，2个位于面心，4个位于棱心，1个位于体心，个数是，则化学式为；Ni在体对角线的四分之一处，面心B周围最近的Ni位于上下两层，每层各4个，共有8个。（3）①下浸取硼镁矿时生成，根据分析可知，离子反应方程式为； ②根据分析可知，滤渣1的成分为、和；根据分析可知，调pH用的是硫酸；③A．根据结构图可知硼酸是分子晶体，分子间以氢键结合，A错误；B．1个硼酸分子中有3个H和O，每个H和O各形成1个氢键，每个氢键被2个分子共享，则氢键的个数为，则1mol硼酸有3mol氢键，B正确；C．硼酸是层状结构，根据结构图可知，单个硼酸分子中，B是杂化，平面结构，O为杂化，O−B−O的键角大于B−O−H的键角，C错误；D．硼酸是层状结构，层和层之间可以滑动，具有润滑性，可以做润滑剂，D正确。故选BD。 27．KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： （1）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和 。 （2）已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如下表： N—N N≡N P—P P≡P 193 946 197 489 从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示)形式存在的原因是 。 （3）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2中P采取 杂化方式。 （4）与等电子体的分子为 (写分子式)。 （5）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸。如： 如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为 。 （6）分别用○、●表示和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm-3(写出表达式)。 【答案】（1）或 （2）在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定。(或在原子数目相同的条件下，形成N2比形成N4键能更大，N2更稳定；形成P4比形成P2键能更大，P4更稳定。或类似答案) （3）sp3 （4）SiF4、CCl4等 （5） （6） 【解析】（1）P是15号元素，根据构造原理，可知基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3，价电子排布式是3s23p3，轨道表达式为，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0，3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为或； （2）在原子数目都是4 mol条件下，形成N2释放的总能量为2 mol×946 kJ/mol=1892 kJ；形成N4的总键能为6 mol×193 kJ/mol=ll58 kJ；显然，形成N2分子放出的能量更多，故在N数目相同的条件下，N2具有更低的能量，能量越低越稳定。同理，若4 mol P形成P4分子，释放出的能量为197 kJ/mol×6 mol=1182 kJ；若形成P2分子，则可释放的能量为489 kJ/mol×2 mol=978 kJ，形成P4分子放出的能量更多，故在P数目相同的条件下，P4具有更低的能量，能量越低越稳定。 （3）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，则H3PO2是一元酸，分子结构中只有一个羟基—OH，另外2个H原子与P原子形成H-P键，其结构式为，P原子的价层电子对数是4，P原子上无孤对电子，故H3PO2中P原子采取sp3杂化； （4）等电子体是原子总数相等，价电子总数也相等的粒子。则与的等电子体的分子为SiF4、CCl4等； （5）n个磷酸分子间脱去(n-l)个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去n个水分子得到(HPO3)n，其失去氢离子后得到相应的酸根，故该酸根可写为； （6）晶胞中，顶角、面上数目=8×+6×=4；面上、棱上K+的离子数目=6×+4×=4；1 mol晶胞的质量为1 mol×4×136 g/mol=(4×136)g，l mol晶胞的体积为V=(a×10-10cm×a×10-10cm×c×10-10cm)×NA=NAa2c×10-30cm3，则晶体密度ρ=g/cm3。 28．X、Y、Z、W、Q、R是元素周期表前36号中原子序数依次递增的元素(不考虑稀有气体)。X元素的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等。工业上通过分离液态空气获得Z单质。WZ2常用于自来水消毒。Q元素为过渡金属，其基态原子的价电子中，两种不同自旋状态的电子数之比为1:4。R元素的基态原子的最外能层只有一对电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题： （1）基态X原子的核外电子占据 个不同原子轨道。 （2）Q的价电子排布式为 。 （3）R元素位于元素周期表中的 区。基态R原子中，核外电子占据的最高能层的符号是 ，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。 （4）由短周期元素组成的微粒，原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为等电子体，具有相似的结构特征。与互为等电子体的分子有 (任写一种)。 （5）已知元素的电负性：Y>W，则Y与W形成的化合物的空间结构为 ，与水发生水解反应的化学方程式为 。 （6）过渡金属配合物常满足“18电子规则”，即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18，由XZ和作为配体形成的Q的配合物满足“18电子规则”，其配体“”中的大键可表示为 (已知中的大键表示为)。 【答案】（1）4 （2）3d34s2 （3）ds N 球形 （4）SO2或O3 （5）三角锥形 或 （6） 【解析】由题干信息可知，X、Y、Z、W、Q、R是元素周期表前36号中原子序数依次递增的元素(不考虑稀有气体)，X元素的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等即1s22s22p2，则X为C，工业上通过分离液态空气获得Z单质，则Z为N或O，又X和Z之间还有一种元素Y，故Y为N、Z为O，WZ2常用于自来水消毒即ClO2用于自来水消毒，Q元素为过渡金属，其基态原子的价电子中，两种不同自旋状态的电子数之比为1:4，即为3d34s2，故Q为V，R元素的基态原子的最外能层只有一对电子，其他能层均已充满电子即为3d104s1，即为Cu，据此分析解题。 （1）由分析可知，X为C，则基态X原子的核外电子占据1s、2s和2个2p轨道一共占据4个不同原子轨道，故答案为：4； （2）由分析可知，Q元素为过渡金属，其基态原子的价电子中，两种不同自旋状态的电子数之比为1:4，即Q的价电子排布式为3d34s2，故答案为：3d34s2； （3）由分析可知，R为Cu，其价电子排布式为：3d104s1，则R元素位于元素周期表中的ds区，基态R原子中，核外电子占据的最高能层即为第4层，该能层的符号是N，占据该能层电子为4s电子，该电子云轮廓图形状为球形，故答案为：ds；N；球形； （4）由分析可知，Y为N、Z为O，由短周期元素组成的微粒，原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为等电子体，具有相似的结构特征，与即即原子数为3，最外层电子数之和为18，故互为等电子体的分子有SO2或O3，故答案为：SO2或O3； （5）由分析可知，Y为N、W为Cl，已知元素的电负性：Y>W，则Y与W形成的化合物YW3即NCl3中心原子N周围的价层电子对数为：3+=4，根据价层电子对互斥理论可知，其空间结构为三角锥形，YW3即NCl3其中N显-3价、Cl显+1价，故其与水发生水解反应的化学方程式为或，故答案为：三角锥形；或； （6）由分析可知，X为C、Z为O，Q为V，过渡金属配合物常满足“18电子规则”，即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18，由XZ和作为配体形成的Q的配合物满足“18电子规则”，即说明配体提供的电子数为18-5-4×2=5，结合已知中的大键表示为，其配体“”中的大键可表示为：，故答案为：。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 常见的“等电子微粒”及其判断思路 1、理解等电子体 “原子总数、价电子总数相同” 的定义，熟练计算分子/离子的价电子数。 2、熟记常见等电子体组合，掌握 “同主族替换、电荷迁移” 推断方法。 3、依托等电子体原理，推导未知粒子的空间构型、化学键类型等结构与性质。 一、等电子原理 性质 分子 原子数 价电子数 立体构型 沸点/℃ 熔点/℃ 液体密度/ g·cm－3 N2 2 10 直线形 －195.81 －210.00 0.796 CO 2 10 直线形 －191.49 －205.05 0.793 结论 CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数，其性质相近 1、等电子体的概念：相同，也相同的微粒。 如：CO和N2，CH4和NH4+ 2、等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们结构相似，物理性质相近，但化学性质不相同，此原理称为等电子原理 3、等电子体的寻找方法：相同、相同的粒子互为等电子体，根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换 ①技巧一(竖换——同族替换) 换同族原子(同族原子价电子数相同) 以寻找NH3的等电子体为例 NH3PH3、AsH3 ②方法二(横换——左右移位) 换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 以寻找CO的等电子体为例 COCN—，CN—C22— CON2 二、常见的等电子体分类汇总 建立“微粒组→价电子数→空间构型”的关联模型，是快速推断和应用的基础。 原子数-价电子数 典型等电子体 空间构型 化学键特征 2原子10电子 N2、CO、CN⁻、C22-、NO+ 直线形 1个σ键、1个或2个π键（如N₂为三键） 3原子16电子 CO2、NO2+、SCN-、CS2 直线形 中心原子sp杂化，含两个双键或σ+π键 3原子18电子 NO2-、O3、SO2 V形（角形） 中心原子sp²杂化，含1个孤电子对 4原子24电子 SO3、CO32-、NO3-、BF3 平面三角形 中心原子sp²杂化，无孤电子对，含大π键 4原子26电子 SO32-、PO33-、ClO3- 三角锥形 中心原子sp³杂化，含1个孤电子对 5原子32电子 CCl4、SiF4、SO42-、PO43- 正四面体形 中心原子sp³杂化，无孤电子对 题型01 等电子体的判断 【典例】下列微粒与是等电子体的是 A． B． C． D． 【变式1】原子数相同且价电子总数相等的微粒叫等电子体，下列不属于等电子体的是 A．和 B．和 C．与 D．和 【变式2】原子数和电子数均相同的两种分子(或离子)互为等电子体。下列与F2互为等电子体的是 A．CO B．N2 C．C D．O 题型02 等电子体的书写 【典例】写出下列符合题意的化学式： （1）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 （2）与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)。 （3）与互为等电子体的一种分子为 。 （4）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为 。 （5）与互为等电子体的分子为 。 【变式1】写出下列符合题意的化学式： （1）写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子式 。 （2）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 （3）与互为等电子体的分子有 (写一种物质的化学式即可)。 （4）在短周期元素组成的物质中，写出与互为等电子体的分子 。(写两个，填分子式) （5）与NH3互为等电子体的分子、离子有 、 (各举一例)。 【变式2】根据要求回答下列问题：由短周期元素组成的微粒，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，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与互为等电子体的分子有 、 。 题型03 等电子体的应用 【典例】氮(N)形成的单质及它形成的化合物有重要的研究和应用价值，回答下列问题： （1）已知NO与CO2互为等电子体，NO的结构式为 ，中心原子N的杂化方式为 。 【变式1】复印机周围的特殊腥味是造成的。下列关于的说法错误的是 A．分子内存在大键 B．与互为等电子体 C．与互为同分异构体 D．在水中的溶解度大于 【变式2】以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。 （1）Fe基态核外电子排布式为 。 （2）NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为 ，分子空间构型为 ；NH3分子H—N—H键角比PH3分子中的H—P—H键角大，请解释其原因 。 （3）与NH互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。 （4）柠檬酸的结构简式如图。 1 mol 柠檬酸分子中碳原子与氧形成的σ键的数目为 mol，π键的数目为 mol。 【巩固训练】 1．下列分子中，属于极性分子的是 A． B． C． D． 2．下列各组粒子中不属于等电子体的是 A．CO2和N2O B．O3和SO3 C．CO和NO D．CH4和NH 3．现有常见的五种四核微粒： ①BF3    ②NCl3    ③NO    ④SO3    ⑤SO 下列有关说法错误的是 A．①②③互为等电子体 B．键角：②＜③ C．⑤中硫原子采取sp3杂化 D．④分子的VSEPR模型为平面三角形 4．电子数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒中属于等电子体的是 A．和 B．和 C．和 D．和 5．化学中将具有相同的原子数、最外层电子数之和也相同的微观粒子互称为等电子体。下列各组中的物质属于等电子体的是 A．NO2和CO2 B．NO和O2 C．CN-和C D．SO2和ClO 6．下列分子或离子中，空间构型不为直线形的是 A． B． C． D． 7．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，可互称为等电子体。等电子体的空间结构相似。根据上述原理，下列各组粒子中，空间结构不相似的是 A．和 B．和 C．和 D．和 8．下列说法正确的是 A．溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变 B．BeCl2分子的模型是直线形 C．和互为等电子体，性质相似 D．的空间构型为三角锥形 8．最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中结构如下：O=C=C=C=O，下列说法中不正确的是 A．一个C3O2分子价电子总数为24 B．CO分子中σ键和π键的个数比为1:1 C．C3O2分子中C原子的杂化方式均为sp D．C3O2与CO2分子空间结构相同 9．下列对一些实验事实的理论解释正确的是 选项 实验事实 理论解释 A SO、NH3空间构型为三角锥 SO、NH3中心原子均为sp3杂化且均有一对孤对电子 B 白磷为正四面体分子 白磷分子中P-Р键间的夹角是109.5° C HF的沸点高于HCl H-F的键能比H-Cl的键能大 D H2O、SO2空间构型均为角形 SO2和H2O是等电子体 10．下列说法错误的是 A．相同条件下比稳定 B．与的空间构型相同 C．中键比键更易断裂 D．中键和大键的数目不相等 11．、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是 A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同 12．可利用反应 NaCN+2NaOH+Cl2=NaCNO+2NaCl+H2O处理含剧毒物质氰化钠的废水。设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法错误是 A．NaCN中σ键和π键个数比为1：2 B．25℃和101 kPa，22.4 L Cl2所含分子个数大于NA C．NaOH的电子式为 D．CNO⁻的空间结构为直线形 13．氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第 位，写出与互为等电子体的一种非极性分子的化学式 。 14．CaCN2中阴离子为，与互为等电子体的分子有N2O和 (填化学式)，由此可以推知的立体构型为 。 15．已知为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。中心氯原子的杂化轨道类型为 ，写出一个的等电子体： 。 16．CaC2中与互为等电子体，的电子式为 。 17．与互为等电子体的一种分子是 (填结构式)。 18．已知原子总数相同、价电子总数相等的微粒称为等电子体，等电子体的结构相似。据此回答下列问题： （1）SCN-、NO的价电子总数都是16，因此它们的结构与第二周期中的两种元素组成的 分子的结构相似，该分子呈 形。 （2）、等微粒具有相同的通式AX3，且价电子总数都是 ，因此它们的结构与由ⅥA族的两种元素组成的 分子的结构相似，呈 形。 19．填空： （1）SeO3的空间结构为 ，SeO的VSEPR模型为 。 （2）与SeO3互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。 （3）SCl和PCl3互为等电子体，SCl的空间结构是 。S—Cl键的键长 P—Cl键的键长(填“>”、“＜”或“=”)，原因是 。 （4）碳负离子()的空间结构为 ，与互为等电子体的一种分子是 (填化学式)。 20．N、O、S、Cl、Cu五种元素的单质及其化合物在现代工业生产中有着广泛应用。请回答下列问题： （1）第一电离能：N （填“>”或“<”）O。 （2）前四周期元素中，未成对电子数为5的元素有 种。 （3）分子中的大π键可用符号表示，其 中m代表参与形成的大π键原子数，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），则平面正三角形分子SO3中的大π键应表示为 。 （4）含有N元素的三甲胺和乙二胺均属于胺，但三甲胺比乙二胺的沸点低得多，原因是 。 （5）与互为等电子体的微粒有 （任写一种）。 【强化训练】 21．等电子原理观点认为化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子具有相同的空间结构和相同的化学键类型等结构特征。下列利用该原理做出的判断正确的是 A．的空间结构与相同 B．和的空间结构均为直线型 C．和中的C原子均采用杂化 D．和中均有 22．V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠，已知空间构型与相同。 （1）中心原子价层孤电子对数目为_______。 A．0 B．1 C．2 D．3 （2）短周期元素形成的各微粒中，与空间构型相同的微粒有 (任写一种)。 23．回答下列问题： （1）基态某原子的最外层电子排布式是，推断该元素位于元素周期表中的位置 ，在元素周期表中属于 区； （2）基态Cr原子的简化电子排布式为 ；基态P原子核外有 种能量不同的电子； （3）杂化类型为 ，离子空间构型为 ； （4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最低的是___________(填选项)； A． B． C． D． （5）氰酸(HCNO)是一元弱酸，与氰酸根互为等电子体且为非极性分子的是 (填化学式)； （6）分子中大键可以用(m表示参与形成大键的轨道数，n表示形成大键的p电子数目)表示，分子中存在，分子呈V形，中心原子是 ，其杂化方式是 。 24．回答下列问题： （1）基态某原子的最外层电子排布式是，推断该元素位于元素周期表中的位置 ，在元素周期表中属于 区； （2）基态Cr原子的简化电子排布式为 ；基态P原子核外有 种能量不同的电子； （3）杂化类型为 ，离子空间构型为 ； （4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最低的是___________(填选项)； A． B． C． D． （5）氰酸(HCNO)是一元弱酸，与氰酸根互为等电子体且为非极性分子的是 (填化学式)； （6）分子中大键可以用(m表示参与形成大键的轨道数，n表示形成大键的p电子数目)表示，分子中存在，分子呈V形，中心原子是 ，其杂化方式是 。 25．青金石的颜色与骨架内填入的负离子有关，其中一种重要负离子是三硫自由基负离子。研究表明，三硫自由基负离子(Ⅱ)可以通过多硫负离子(Ⅰ)在高温下的均裂反应得到，并最终可能异构化为另一种S的异构体(Ⅲ)，过程如图： (等电子体：化学通式相同，如AXm，且价电子总数相等的分子或离子，它们具有相同的化学键类型和空间结构) （1）关于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种物质，下列说法正确的有___________。 A．Ⅱ中的S原子最外层都满足8电子稳定结构 B．Ⅰ中的S-S键都是σ键 C．与Ⅱ互为等电子体 D．Ⅲ中的S均为sp3杂化 （2）研究发现，正离子的颜色与未成对电子数有关，如d轨道上未成对电子可被可见光激发而产生颜色。解释Cu2+、Fe2+、Fe3+有色而Cu+呈无色的原因。 。 26．第ⅢA族元素具有独特且多样的性质。请回答： （1）镓(Ga)是第一个根据元素周期律预言并确认在自然界中存在的元素。 ①请写出基态Ga原子的简化电子排布式： 。 ②是一种离子化合物，其中阴离子与互为等电子体(原子数相同，且价电子数也相同的分子、离子或原子团互为等电子体)，则中含有的阴离子为 。 （2）一种由硼、镍两种元素构成的催化剂的晶体结构如图所示。该催化剂的化学式为 ，其中B周围最近的Ni的个数为 。 （3）硼酸(H3BO3，)是一种重要的化工原料。工业上，以硼镁矿(含、及少量、CaO)为原料联合生产硼酸和硫酸镁的部分工艺流程如下： ①下浸取硼镁矿时生成，请写出发生的主要离子反应方程式： 。 ②除外，滤渣1中的主要成分为 ；调节pH时应加入的试剂为 。 ③纯净的硼酸是一种片层状晶体，其部分单层结构如下图所示。下列说法中正确的是 。 A．硼酸晶体属于共价晶体 B．晶体中约含有3mol氢键 C．单个硼酸分子中，的键角小于的键角 D．硼酸晶体具有一定的润滑性，在工业上可用作润滑剂 27．KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： （1）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和 。 （2）已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如下表： N—N N≡N P—P P≡P 193 946 197 489 从能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示)形式存在的原因是 。 （3）已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2中P采取 杂化方式。 （4）与等电子体的分子为 (写分子式)。 （5）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸。如： 如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为 。 （6）分别用○、●表示和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 g·cm-3(写出表达式)。 28．X、Y、Z、W、Q、R是元素周期表前36号中原子序数依次递增的元素(不考虑稀有气体)。X元素的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等。工业上通过分离液态空气获得Z单质。WZ2常用于自来水消毒。Q元素为过渡金属，其基态原子的价电子中，两种不同自旋状态的电子数之比为1:4。R元素的基态原子的最外能层只有一对电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题： （1）基态X原子的核外电子占据 个不同原子轨道。 （2）Q的价电子排布式为 。 （3）R元素位于元素周期表中的 区。基态R原子中，核外电子占据的最高能层的符号是 ，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为 。 （4）由短周期元素组成的微粒，原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为等电子体，具有相似的结构特征。与互为等电子体的分子有 (任写一种)。 （5）已知元素的电负性：Y>W，则Y与W形成的化合物的空间结构为 ，与水发生水解反应的化学方程式为 。 （6）过渡金属配合物常满足“18电子规则”，即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18，由XZ和作为配体形成的Q的配合物满足“18电子规则”，其配体“”中的大键可表示为 (已知中的大键表示为)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $