專題十四物質(zhì)結構與性質(zhì)

高考考情解謨

1

考點!高考年!考頻解密!考點分布

11■

1

112022年河北卷(17)；2022年山東卷(16)；!

111

1[2022年湖南卷(18)；2022年廣東卷(20)；\原子結構與性質(zhì)〔6次〕,

1分

物質(zhì)結構

2022年|2022年江蘇卷(14)；2022年海南卷(19)；|子結構與性質(zhì)〔8次〕，晶體

1

與性質(zhì)1；2022年北京卷(15)；2022年全國甲卷J結構與性質(zhì)〔8次〕

1

1

1!(11),2022年全國乙卷(11)等

-1___________________1______________

考點梳理

i.物質(zhì)結構常見考點剖析

(1)以原子或離子結構為主線的考查角度

電廠S(球形)

狀

形

，出現(xiàn)概率.子gp(啞鈴形)-甥

原子核外電子云

(離子)運動特征|能量高低Ld(花瓣形)-

能

層原子軌道

離核遠近

「①電子排布式-----

電負性大小]考查一②軌道表示式-----_

電離能大小」?酶定性質(zhì)一③電子的成對情況一

L④洪特規(guī)則特例一

(2)以分子結構為主線的考查角度

電負性差.通常形成常考查.離子鍵的

大于L7‘離子鍵"強弱比較

離駕普配位鍵

成及空軌道

鍵

共用電子極性鍵與

原共價

子對偏移非極性鍵

「鍵的-

原子間共用單鍵、雙

分類

電子對數(shù)鍵、三鍵

電負性差通常形成

原子軌道-總至匕攤

小于1.7’共價鍵轉(zhuǎn)b鍵與f鍵

原子雜考sp、sp2、］分子

L化軌道疊sp-一空間

類型孤電子對J結構

(3)以晶體結構為主線的考查角度

分子.分子晶體

分子間’及性質(zhì)廣晶胞參數(shù)、密度

作用力計,微粒間的距離

陰、陽離子離子晶體算

離子鍵’及性質(zhì)一空間利用率

晶考查

體一嬴

原子共價晶體晶胞中l(wèi)原子坐標

共價鍵及性質(zhì)微粒-透視圖

空間位置空隙問題

金屬原子.金屬晶體L

金屬鍵及性質(zhì)

2.性質(zhì)比較及解釋類問題模型構建

(1)“原因解釋”類試題的解題流程

提取要解聯(lián)系與該性質(zhì)

解答

釋的性質(zhì)相關的因素

晶體類型、氫鍵、相對分子.

熔、沸點分析關

質(zhì)量、共價鍵強弱等

鍵因素

溶解度分子極性、氫鍵、化學反應＞所造成

對應原子或離子的最外層電

電離能的影響

子排布(全空、半充滿、全充滿)J

(2)模板構建

敘述結構—>闡述原理—>回扣結論

重點題型探究

探究一原子結構與性質(zhì)

前四周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，A元素原子的核外電子只有一種運動狀態(tài)；基態(tài)B

原子s能級的電子總數(shù)比P能級的多1；基態(tài)C原子和基態(tài)E原子中成對電子數(shù)均是未成對電子數(shù)的3倍;

D形成簡單離子的半徑在同周期元素形成的簡單離子中最小?；卮鹣铝袉栴}：

(1)元素A、B、C中，電負性最大的是(填元素符號，下同)，元素B、C、D第一電離能由大到小的

順序為?

⑵與同族其他元素X形成的XA3相比，BA3易液化的原因是；BA3分子中鍵角109。28,(填

或"="),原因是O

(3)基態(tài)E原子的電子排布式為；C、E形成的化合物EC5(其中E的化合價為+6)中◎鍵與兀鍵數(shù)目

之比為o

(4)化合物DB是人工合成的半導體材料，它的晶胞結構與金剛石(晶胞結構如圖所示)相似。若DB的晶胞參

數(shù)為apm,則晶體的密度為g-cmR用NA表示阿伏加德羅常數(shù))。

【答案】(1)ON>O>A1

(2)NH3分子間存在氫鍵<孤電子對對成鍵電子對的排斥作用強于成鍵電子對之間的排斥作用

(3)Is22s22P63s23P63d54sl(或[Ar]3d54s])7：1

【詳解】(1)元素的非金屬性越強，電負性越大，元素H、N、。中，電負性最大的是O元素；同一周期，

從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第HA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，同一主

族，從上到下，第一電離能逐漸減小，元素N、0、A1的第一電離能由大到小的順序為N>O>A1,故答案

為O；N>O>A1；

(2)NH3分子間易形成氫鍵，導致氨氣易液化；NH3中中心原子N的價層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為1,

其VSEPR模型為四面體構型，NH3分子中N原子采用sp3雜化，為三角錐結構，孤電子對對成鍵電子對的

排斥作用強于成鍵電子對之間的排斥作用，使得氨氣分子中鍵角小于109°28\故答案為NH3分子間易形成

氫鍵；<;孤電子對對成鍵電子對的排斥作用強于成鍵電子對之間的排斥作用；

(3)E為Cr元素，基態(tài)E原子的電子排布式為Is22s22P63s23P63d54sl(或[Ar]3d54s+C、E形成的化合物

o

/O

II

CrO5(其中E的化合價為+6),結構為OO,其中◎鍵與無鍵數(shù)目之比為7:1,故答案為

Is22s22P63s23P63d54sl(或［Ar］3d54s+7:1；

114x(27+14)

(4)AIN晶胞中含有N或Al原子數(shù)為4,8x-+6x1=4,晶胞質(zhì)量為---------g,因此晶胞的密度

8-

4x(27+14)

g164164

故答案為曲［。。

NA=而X1030g.cm-3,X103

(axIO10cm)3

【變式練習】

1.主族元素N、F、Si、As、Se、Cl、Ti等的某些化合物對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大，回答下列問題：

(DSi3N4陶瓷是世界上最堅硬的物質(zhì)之一，具有高強度、低密度、耐高溫等性質(zhì)，其屬于晶體；高

純硅制備過程中會有SiHCb、SiC14等中間產(chǎn)物生成。沸點：SiHCbSiC14(填“〉”或“<")，SiC14中Si

采取的雜化類型為o

(2)0、F、C1電負性由大到小的順序為；OFz分子的空間構型為；OF?的熔、沸點低于CLO,

原因是O

(3)Se元素基態(tài)原子的原子核外電子排布式為；As的第一電離能比Se的第一電離能大的原因為

(4)時速600公里的磁浮列車需用到超導材料。超導材料TiN具有NaCl型結構(如圖)，晶胞參數(shù)(晶胞邊長)

為aD(lD=10-i0m),TiN的相對分子質(zhì)量為M,該氮化鈦晶體的密度g-cmR列出計算式即可)。

【答案】⑴共價<sp3

(2)F>O>C1V形OF2和CbO是結構相似的分子晶體，CkO的相對分子量大于OF2，分子間作用

力大于OF2

(3)[Ar]3di°4s24P4As原子的4P軌道為穩(wěn)定的半充滿結構，元素的第一電離能大于相鄰元素

4M

(4)324

NAaxlO-

【詳解】(1)Si3N4陶瓷是世界上最堅硬的物質(zhì)之一，具有高強度、低密度、耐高溫等性質(zhì)，其屬于共價晶

體；SiHCb、SiCL均為分子晶體,SiHCb相對分子質(zhì)量小于SiCL,則沸點：SiHCl3<SiCl4,SiCk中C形成

4個共價鍵，采取的雜化類型為sp3；

(2)同周期從左到右，金屬性減弱，非金屬性變強，元素的電負性變強；同主族由上而下，金屬性增強,

非金屬性逐漸減弱，元素電負性減弱；O、F、C1電負性由大到小的順序為F>O>C1；OF2分子中心O原

子價層電子對數(shù)為2+吟@=4,O原子采用sp3雜化，空間構型為V形；0F2的熔、沸點低于CLO,原因

是OF2和ChO是結構相似的分子晶體，ChO的相對分子量大于0F2,分子間作用力大于OF2；

(3)Se為34號元素，元素基態(tài)原子的原子核外電子排布式為[Ar]3d1°4s24P%As的第一電離能比Se的第

一電離能大的原因為As原子的4p軌道為穩(wěn)定的半充滿結構，元素的第一電離能大于相鄰元素；

(4)晶胞中N位于頂點和面心，一個晶胞中原子數(shù)目為8X：+6X：=4；Ti原子位于晶胞內(nèi)部和棱，一個

晶胞中原子數(shù)目為1+12X；=4；故晶胞質(zhì)量為黑g；晶胞體積為(由)3=/乂10々453,所以密度為

41、A

4M

2.(2022?福建?泉州七中高三期中)我國科學家最近開發(fā)了柔性熱電材料P—硒化銀(B-Ag2Se),其功能可與

半導體材料硅化秘(Bi2Te3)媲美。請回答下列問題：

(1)基態(tài)硒原子的價層電子排布式為；基態(tài)祕原子有個未成對電子。

⑵簡單氫化物H?。、H2S,H2Se,HJe的穩(wěn)定性依次減弱的主要原因是,四種氫化物中沸點最低

的是(填化學式)。

(3)三氧化硒(SeO3)的熔點為1650在126℃時升華。SeO3的晶體類型是。

(4)我國科學家利用亞硒酸鹽和硫酸鹽追蹤固氮酶取得新進展。亞硒酸根SeOj的空間構型是,硫酸

根TeO：中Te的雜化類型是。

(5)半導體材料硒化鋅的晶胞如圖所示。已知該晶胞參數(shù)為anm,則該晶體密度為g-cnT3(用晶胞參

數(shù)a表示)

【答案】⑴4s24P43

(2)O、S、Se、Te的原子半徑依次增大，與H形成的共價鍵鍵長增大，鍵能減小H2s

(3)分子晶體

(4)三角錐形sp3

576或5.76x1()23

(5)3-21S3

axlOxNAaNA

【詳解】(1)硒是34號元素，基態(tài)硒原子的價層電子排布式為4s24P\Bi與N位于同主族，未成對電子

數(shù)為3；

(2)氧、硫、硒、稀的原子半徑依次增大，與氫形成共價鍵的鍵能依次減小，故穩(wěn)定性依次減弱。I!?。分

子之間形成氫鍵，沸點比H2s高，H2S,H2Se,HJe相對分子質(zhì)量逐漸增大，范德華力逐漸增大，沸點逐

漸升高，故H2s沸點最低；

(3)三氧化硒(SeCh)的熔點為1650在126℃時升華，說明熔點較低，易升華，即粒子之間作用力小，所以

屬于分子晶體；

(4)SeO：中硒原子價電子對數(shù)為等=4,有1個孤電子對，空間構型為三角錐形。TeO；一中Te原子價電

子對數(shù)為等=4,采用sp?雜化；

(5)根據(jù)晶胞結構可知，硒化鋅晶胞中含Zn的個數(shù)為：4,Se的個數(shù)為：8x1+6x1=4,根據(jù)晶胞密度=

82

晶胞質(zhì)量與體積的比可知，上述晶胞的密度=,:弋：：?)=:個=5-76X1023。

J3

(axlO)XNAaxlOxNAaNA

3.(2022?遼寧沈陽?高三期中)2022年北京冬奧會的“冰立方”是由2008年北京奧運會的“水立方”改造而來,

實現(xiàn)了奧運場館的再利用，其美麗的透光氣囊材料由乙烯(CH?=CH2)與四氟乙烯(CB=CB)的共聚物

(ETFE)制成?；卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)F原子的價電子排布圖為0

(2)固態(tài)氟化氫中存在(HF)“形式，畫出(HF｝的鏈狀結構。

(3)CB=CF?屬于(填“極性”或“非極性”)分子，ETFE分子中C的雜化軌道類型為；聚四氟乙

烯的化學穩(wěn)定性高于聚乙烯，從化學鍵的角度解釋原因：?

(4)螢石(C碼)是自然界中常見的含氟礦物，其晶胞結構如圖所示，X代表的離子是；若該立方晶胞

參數(shù)為apm,正負離子的核間距最小為pm。

(3)非極性sp34C-F鍵的鍵能大于聚乙烯中C-H鍵的鍵能，鍵能越大，化學性質(zhì)越穩(wěn)定

(4)Ca2+—

4

(2)固體HF中存在氫鍵，貝U(HF)3的鏈狀結構為'、/1XXyjo

xiiiH

(3)CB=CB是平面結構，結構對稱，正負電荷的中心重合，為非極性分子。共聚物ETFE中C原子存在

4對共用電子對，所以雜化軌道類型為sp3。由于F元素的電負性較大，因此與C原子的結合而形成的C-F鍵

的鍵能大于聚乙烯中C-H鍵的鍵能，鍵能的強弱決定物質(zhì)的化學性質(zhì)，鍵能越大，化學性質(zhì)越穩(wěn)定。

(4)根據(jù)螢石晶胞結構，X離子分布在晶胞的頂點和面心上，則1個晶胞中X離子共有8xJ+6x：=4個，

82

Y離子分布在晶胞內(nèi)部，則1個晶胞中共有8個Y離子，因此該晶胞的化學式應為XY2,結合螢石的化學

式可知，X為Ca?+根據(jù)晶胞，將晶胞分成8個相等的小正方體，仔細觀察CaF?的晶胞結構不難發(fā)現(xiàn)F位于

晶胞中8個小立方體的體心，小立方體邊長為:a,體對角線為3a,Ca?+與F之間的距離就是小晶胞體

22

對角線的一半，因此晶體中正負離子核間距的最小距離為《apmo

探究二分子結構與性質(zhì)

晶體具有周期性的微觀結構，表現(xiàn)出許多獨特的性質(zhì)，用于制造各種材料。

(1)干冰常用作制冷劑、人工降雨材料等。

①I個cc)2分子周圍等距且最近的C02分子有個。

②銅金合金的晶胞結構與干冰相似，若頂點為Au、面心為Cu,則銅金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為

是O

③如圖是冰的結構。下列事實能解釋干冰的密度比冰大的是(填字母序號)。

a.二氧化碳分子的質(zhì)量大于水分子

b.干冰晶胞中二氧化碳分子堆積得更密集

c.水分子極性強，分子間作用力大

d.冰中氫鍵存在方向性，晶體有較大空隙，空間利用率低

(2)單晶硅等作為制造太陽能電池的材料已得到廣泛應用。

①單晶硅中最小的環(huán)上有個Si原子。

②Imol單晶硅中含有molSi-Si鍵。

(3)^是一種碳的單質(zhì)。

①1jC%晶胞中含有個分子。

②世界上第一輛單分子“納米小車”的四個輪子是C6。，小車運行情況如圖所示，從a處化學鍵的特點說明其

運動原因：

(4)NiO晶體與NaCl晶體結構相似。

晶體離子間距/nm熔點/℃

NaCl=276801

NiO—-121960

①NiO的熔點遠高于NaCl,結合右表說明理由：。

②設阿伏加德羅常數(shù)的值為，距離最近的兩個Ni?+間距為apm(lpm=IO10cm),NiO的摩爾質(zhì)量為M

g-mor1,則晶體的密度為g?cnT3(列出計算式)。

③晶體普遍存在各種缺陷。某種NiO晶體中存在如右圖所示的缺陷：當一個Ni?+空缺，會有兩個Ni?+被兩

個Ni3+所取代，但晶體仍呈電中性。經(jīng)測定某氧化銀樣品中Ni3+與Ni?+的離子數(shù)之比為6：91o若該晶體的

化學式為Ni.,O,則*=

【答案】(1)121：3abd

(2)62

(3)4a處通過◎單鍵相連，可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)

(4)NiO和NaCl晶體類型相同，Ni?+和。工都是二價離子，Na+和CF都是一價離子，Ni?+和0%間距比Na+

和Cl-間距更小，NiO晶體中作用力更強興又及。0.97

【詳解】(1)①以頂點的二氧化碳分子研究，與之最近的二氧化碳分子位于面心上，將晶胞補全可知，有3

層每各有4個二氧化碳分子與之最近，故之最近的二氧化碳分子有4x3=12,故答案為：12；

②若頂點為Au、面心為Cu,晶胞中含有Au原子數(shù)目為8x：=l,晶胞中含有Cu原子數(shù)目為6xJ=3,則銅

OZ

金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為1：3,故答案為：1：3；

a.二氧化碳分子的質(zhì)量大于水分子，則相同體積的二氧化碳分子，其密度比水大，a正確；

b.干冰晶胞中二氧化碳分子堆積得更密集，則說明干冰的密度比冰大，b正確；

c.水分子極性強，分子間作用力大，不能說明干冰的密度比冰大，c錯誤；

d.冰中氫鍵存在方向性，晶體有較大空隙，空間利用率低，能說明干冰的密度比冰大，d正確；

故選：abd；

(2)①每個Si原子連接4個Si原子，其結構和金剛石的結構相似，最小的環(huán)中含有6個Si原子；

②單晶硅中每個Si原子平均形成2個Si-Si鍵，則Imol單晶硅中含有2moiSi-Si鍵；

(3)①碳60晶胞中C60分子位于8各頂點和6個面心，根據(jù)均攤法可知，在C60晶胞中含有有C60分子的

個數(shù)為：6XJ+：X8=4；

②a處通過◎單鍵相連，可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，因此單分子“納米小車”的四個輪子向前滾動；

(4)①NiO的晶體結構類型與氯化鈉相同，NaCl中鈉離子的配位數(shù)是6,所以NiO晶胞中Ni?+的配位數(shù)為

6；NaCl、NiO都是離子晶體，NiO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl,離子半徑小，NiO的晶格能越大，其離

子鍵的鍵能更大，熔點更高，故答案為：NiO和NaCl晶體類型相同，Ni2+和。2-都是二價離子，Na+和C1-

都是一價離子，Ni2+和。2-間距比Na+和Cr間距更小，NiO晶體中作用力更強；

②以體心Ni2+研究，周圍與之等距離的Ni2+處于晶胞棱心，共有12個。晶胞中02-離子數(shù)目為1+12x1=4,

4

M_

則由化學式NiO,可知晶胞中有4個”NiO“，故晶胞質(zhì)量為m=4x「g,距禺最近的兩個Ni?+間距為晶胞棱

NA

長的則棱長為0apm=0axl(y，m,晶胞體積為V=(0axlO*3cm',故晶胞密度為：

2

p=v=^xl°30g/cm3;

③因為氧化銀樣品中5與3的離子數(shù)之比為6：91,所以銀元素的平均價為*&瑞根據(jù)化合

物化合價代數(shù)各為零，得鬻X=2,貝Ijx=o.97,故答案為：0.97o

【變式練習】

1.(2022.遼寧實驗中學高三期中)完成下列問題

(1)四鹵化硅(Six4)的沸點和二鹵化鉛(PbX?)的熔點如圖所示

1000

PbFj

o800

600^PbCl2

忌、

PbBr2Pb%

明400-------------

200_一—-----

-------------rSiBr4Sil4

01

SiF4<SiCl4

①SiX”的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是

②結合SiX4的沸點和PbX?的熔點變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX?晶體中離子鍵百分數(shù)

(填嘴大"、“不變”或“減小”)。

(2)鍍及其化合物的應用正日益被重視

①被與相鄰主族的鋁元素性質(zhì)相似。下列有關和鋁的敘述正確的有o

A.都屬于p區(qū)主族元素B.電負性都比鎂大

C.第一電離能都比鎂大D.氯化物的水溶液pH均小于7

②氯化被在氣態(tài)時存在BeCl0單分子—a和二聚分子(BeCLk—峭固態(tài)時則具有如下圖所示的鏈狀結構

ClC1

\/\/\/

BeBeBe

a屬于(填“極性”或“非極性”)分子，二聚分子(BeCL%中Be原子的雜化方式相同，且所有原子都在

同一平面上，b的結構式為O

③BeO立方晶胞如下圖所示。

阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值為NA,若BeO晶體的密度為dg/cn?,則Be2+和O2之間最近的距離為nm。

【答案】(1)SiX4屬于均為結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高減

小

【詳解】(1)①SiX4屬于均為結構相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高;

②同主族從上到下非金屬性減弱，得電子能力減弱，則PbX2中離子鍵百分數(shù)減弱，故答案為：減弱；

(2)①A.被原子的價電子排布式為2s2,處于元素周期表s區(qū)，而鋁元素的價電子排布式為3s23pl處于

元素周期表p區(qū)，故A錯誤；

B.元素的金屬性越強，電負性越小，同主族元素，從上到下金屬性依次增強，同周期元素，從左到右金屬

性依次減弱，則鎂元素的金屬性強于比鍍元素、鋁元素，電負性小于皺元素、鋁元素，故B正確；

C.同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，鎂原子2s軌道為全充滿的穩(wěn)定結構，元素的第一電離

能大于相鄰元素，則鎂元素的第一電離能大于鋁元素，故C錯誤；

D.氯化被、氯化鋁都是強酸弱堿鹽，在溶液中均能發(fā)生水解反應使溶液呈酸性，所以氯化鍍、氯化鋁的水

溶液pH均小于7,故D正確；

故選BD；

②氯化被分子中被原子的價層電子對數(shù)為2,孤對電子對數(shù)為0,分子的空間構型為結構對稱的直線形，所

以氯化被分子為正負電荷中心重合的非極性分子；由題意可知，雙聚氯化被分子中具有空軌道的被原子與

具有孤對電子的氯原子形成了2個配位鍵，且所有原子都在同一平面上，結構式為

Cl—Be、Be—Cl

、C1一；

③由晶胞結構可知，晶胞中位于頂點和面心的氧離子個數(shù)為8x：+6x；=4,位于體內(nèi)的被離子個數(shù)為4,設

O/

4x25

晶胞邊長為anm,由晶胞的質(zhì)量公式可得：~一=(axlO-7)3d,解得Be"和。2-之間最近的

NA

距離為體對角線的四分之一，則為去

2.(2022?北京?北師大實驗中學高三期中)鈦及其化合物被廣泛應用于飛機、火箭、衛(wèi)星、艦艇、醫(yī)療以及

石油化工等領域?；卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為

(2)鈦與鹵素形成的化合物TiX4熔點如下表：

TiX4TiF4TiCl4TiBr4Til4

熔點/℃377-2438.3153

解釋TiX4熔點差異的原因___________。

⑶TiCL能與甲胺(CH3NH2)形成穩(wěn)定的配合物［TiC14(CH3NH2)2］。

①甲胺中N原子的雜化方式為。

②CH3NH2中H-N-H鍵角比［TiC14(CH3NH2)2］中H-N-H鍵角小，從結構角度解釋原因___________=

(4)TiO2的化學性質(zhì)非常穩(wěn)定，廣泛用于涂料、橡膠和造紙等工業(yè)。

①向TiCk中加入大量的水，可制得TiChrxHzO,該反應的化學方程式為,所得TiCh-xH?。經(jīng)焙

燒得到TiO2?

②金紅石型TiCh的晶胞為長方體，晶胞參數(shù)如圖所示。TiCh的摩爾質(zhì)量為80g-mol",阿伏加德羅常數(shù)為

NA，該晶體的密度為g-cm-3o

(5)Ti(SO4)2是有機合成中常見的催化劑。測定Ti(SO4)2溶液物質(zhì)的量濃度的方法為：

i.取5mL待測液于燒杯中，加入足量鋁粉，充分反應；

ii.將所得混合物過濾、洗滌，將濾液和洗滌液合并，轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，加水稀釋到25mL；

iii.向錐形瓶中滴加2滴KSCN溶液；

iv用cmol/LFe2(SO4)3溶液滴定，滴定終點時消耗Fe2(SO4)3溶液VmL。

B知：2Al+6Ti(SO4)2=A12(SO4)3+3Ti2(SO4)3

Fe2(SO4)3+Ti2(SO4)3=2FeSO4+2Ti(SO4)2

①滴定終點時的現(xiàn)象為O

②待測液中Ti(SO4)2的濃度為mol/L。

【答案】⑴Is22s22P63s23P63d24s2或［Ar］3d24s之

(2)TiF4為離子晶體，TiCL、TiBr4>TiL為分子晶體，故TiF4熔點最高；TiCL、TiBr4,TiL相對分子質(zhì)量依

次增大，分子間作用力依次增強，故熔點依次升高

3

(3)spCH3NH2與［TiC14(CH3NH2)2］中的N均為sp3雜化；CH3NH2中N上有一對孤電子對，［TiCl4

(CH3NH2)2］中N與Ti形成配位鍵后，原來的孤電子對變?yōu)槌涉I電子對，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力

大于成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力，故CH3NH2中H-N-H鍵角更小

(4)TiCl4+(x+2)H2O=TiO2XH2O+4HC1

(5)滴入最后一滴Fe2(SO4)3溶液時，錐形瓶中溶液恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色春2cV

【詳解】(1)基態(tài)Ti原子核外有22個電子，位于第4周期第IVB族,則核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d24s2

或［Ar］3d24s2。答案為：Is22s22P63s23P63d24s2或［Ar］3d24s2；

(2)從表中數(shù)據(jù)可以看出，TiF4的沸點反常，則其晶體類型與其它三種不同，其應為離子晶體，從而得出

TiX4熔點差異的原因：TiF4為離子晶體，TiCl4>TiBs、TiL為分子晶體，故TiF4熔點最高；TiCL、TiBr4>

TiL相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強，故熔點依次升高。答案為：TiF4為離子晶體，TiC*

TiBr4>TiL為分子晶體，故TiF4熔點最高；TiCl4>TiBr4,TiL相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次

增強，故熔點依次升高；

(3)①甲胺中N原子的價層電子對數(shù)為4,雜化方式為sp3。

②CH3NH2中H-N-H與［TiC14(CH3NH2)2］中H-N-H相比，前者N原子最外層有1個孤電子對，后者N原子

的孤電子對形成了配位鍵，所以對成鍵電子的排斥作用前者大于后者，則前者鍵角小，從結構角度解釋原

3

因：CH3NH2與［TiCl4(CH3NH2)2］中的N均為sp雜化；CH3NH2中N上有一對孤電子對，［TiCL(CENIhM

中N與Ti形成配位鍵后，原來的孤電子對變?yōu)槌涉I電子對，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電

子對與成鍵電子對之間的斥力，故CH3NH2中H-N-H鍵角更小。答案為：sp3；CH3NH2與［TiCL(CH3NH2)2］

3

中的N均為sp雜化；CH3NH2中N上有一對孤電子對，［TiCL(CH3NH2)2］中N與Ti形成配位鍵后，原來的

孤電子對變?yōu)槌涉I電子對，孤電子對與成鍵電子對之間的斥力大于成鍵電子對與成鍵電子對之間的斥力，

故CH3NH2中H-N-H鍵角更?。?/p>

(4)①向TiCk中加入大量的水，可制得TiC^xHzO,則另一種產(chǎn)物為HC1,該反應的化學方程式為

TiCl4+(x+2)H2O=TiO2.xH2OJ+4HC1o

②在晶胞中，含Ti原子數(shù)為8x：+l=2,含O原子數(shù)為4x，+2=4,TiCh的摩爾質(zhì)量為80g90產(chǎn)，阿伏加

82

2x80g/mol1.6xlO23

德羅常數(shù)為M,則該晶體的密度為百一多(7一7、2?。郯艘?gcm-3。答案為：

NAmolx(axlOcm)x(bxlOcm)NAab

TiCl4+(x+2)H,O=TiC>2?xH,OJ+4HC1；I'xl」.

NAa-b

(5)①滴定前，溶液呈無色，終點時溶液呈淺紅色，現(xiàn)象為：滴入最后一滴Fe2(SO4)3溶液時，錐形瓶中溶

液恰好變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色。

②由發(fā)生的反應，可建立以下關系式：Fe2(SO4)3——2Ti(SO4)2,待測液中Ti(SCU)2的濃度為

3

cmol/LxVxl0Lx2=21VmoJ/L答案為：滴入最后一滴Fe2(SCU)3溶液時，錐形瓶中溶液恰好變?yōu)闇\紅

5xlO3L5

色，且半分鐘內(nèi)不褪色；毀。

3.第三代半導體材料以碳化硅和氮化錢為主，廣泛應用于新能源汽車、高鐵等領域。

⑴基態(tài)Si原子的價電子排布圖為。

(2)C、N、Si的第一電離能由大到小的順序是(填元素符號)。

(3)cor的空間構型為,其中碳原子的雜化軌道類型為。

(4)巖鹽礦結構的GaN晶體結構如圖a、圖b所示，Ga、N原子半徑分別為1.40乂10-1。111、O.8xlO-lom,則

Ga原子的配位數(shù)為,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該GaN的密度是g-cm'列出算式)。

圖b巖鹽礦結構的

GaN晶胞面投影圖

(5)煤的氣化是一種重要的制氫途徑。在一定溫度下：向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和

lmolH2O(g),發(fā)生下列反應生成水煤氣：

I.C(s)+H2O(g)^CO(g)+H2(g)AH=+131.4kJ/mol

II.CO（g）+H2O（g）^CO2（g）+H2（g）AH=-41.1kJ/mol

反應平衡時，凡0信）的轉(zhuǎn)化率為50%,CO的物質(zhì)的量為O.lmol。

①CC）2（g）+2H2（g）UC（s）+2H2O（g）AH=。

②下列說法正確的是=

A.將炭塊粉碎，可加快反應速率

B.平衡時向容器中充入惰性氣體，反應I的平衡逆向移動

C.混合氣體的密度保持不變時，說明反應體系已達到平衡

D.平衡時的體積分數(shù)可能大于3

③求反應n的平衡常數(shù)K=0

3s3P

［答案］（1）應］［1正口

（2）N>C>Si

⑶平面三角形sp2

84x4

（5）-90.3kJ/molAC2

3s3p3s13Pl

【詳解】（1）基態(tài)硅原子的價電子排布圖為：E0CHTO,故答案為：EJULZO；

（2）在C、N、Si中N的非金屬最強其第一電離能最大，C次之，Si最小，故答案為：N>C>Si；

（3）①根據(jù)價層電子對互斥理論CO；-孤電子對數(shù)為0,價層電子對數(shù)為3,空間結構是平面三角形，故答

案為：平面三角形

②價層電子對數(shù)為3,雜化方式sp,故答案為：sp2

（4）①由GaN晶體結構，離Ga原子最近的N原子數(shù)為6,則Ga原子的配位數(shù)為6,故答案為：6

②N原子處于體心和棱上，晶胞中含有N原子數(shù)目為12x：+l=4,Ga原子處于頂點與面心，晶胞中含有

Ga原子數(shù)目為8X：+6X==4，根據(jù)圖b,晶胞的邊長為N、Ga兩原子的直徑和，已知Ga、N原子半徑

oZ

84x4

分別為L40xl0T°m、O.8xlO-lom,故該GaN晶體密度/=丁04義10-8丫g,加'。

(5)①目標方程=-(反應I+反應H),則AH=-(131.4kJ/mol-41.1kJ/mol)=-90.3kJ/mol；

②A.將碳塊粉碎，增大了反應物之間的接觸面積，反應速率加快，A正確；

B.平衡時向容器中充入惰性氣體，因反應容器體積固定，故反應I平衡不移動，B錯誤；

C.該反應中有固體參與，氣體質(zhì)量隨反應的進行而改變，混合氣體的密度保持不變，說明反應達到平衡,

C正確；

D.當反應I和反應n均反應完全時，氫氣的體積分數(shù)為1,但是以上兩個反應均為可逆反應，反應物無法

完全反應，D錯誤;

故答案選AC；

③設反應I轉(zhuǎn)化H20ame>1,反應II轉(zhuǎn)化H20bmol,則a+b=0.5mol,同時CO的物質(zhì)的量為O.lmol,則

,C(H>C(CO,)_n(H,)?n(CO)0.5molx0.2mol、

a-b=0.1mol,解得a=0.3mol,b=0.2mol,1N)1I1LKT=------2-------------------------------2--=---------------------二2?

C(CO).C(H2O)n(CO).n(H2O)0.1molx0.5mol

探究三晶體結構與性質(zhì)

(2022.浙江溫州?模擬)完成下列問題。

(1)已知氣體溶解度(氣體壓強為1.01xl()5pa,溫度為293K,在100g水中的溶解度)數(shù)據(jù)如下表:

氣體溶解度/g分子結構特點

3

乙烷0.0062中心原子sp-雜化，軌道半徑較大，C負電性@)及H正電性(6+)不明顯

乙烘0.117中心原子sp雜化，軌道半徑較小，C負電性(&)及H正電性(3+)明顯

結合上表信息，說明乙烷與乙快氣體的溶解度存在差異的原因：

(2)已知乙酸(CH3coOH)的正交晶胞如圖所示。阿伏加德羅常數(shù)為名。

①第一電離能比C、0都大的同周期主族元素是：（填元素符號）。

②乙酸晶胞的密度/=g-cm-3?

⑶某籠形絡合物人［232,「也）,?瓦）［結構中，金屬離子與CN-連接形成平面層，兩個平面層通過

NH3分子連接，中間的空隙填充大小合適的分子（如C6H6）。其基本結構如圖（H原子未畫出）:

ONi

ON

?C

①x：y：z=。

②該結構不是晶胞結構單元，理由是;

③通過分析，金屬離子的配位數(shù)為