專(zhuān)題12物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

【基礎(chǔ)鞏固】

1.(2022?湖南高三模擬)重金屬的化合物易對(duì)環(huán)境造成污染及引起人體傷害，元素神本身無(wú)毒，其存在于

自然界各種金屬礦中，它主要以各種神化物的形式經(jīng)呼吸道、消化道、皮膚進(jìn)入體內(nèi)引起人體中毒。回答

下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)碑原子核外電子排布中有個(gè)未成對(duì)電子；第一電離能數(shù)據(jù)I(As)大于I(Se),可能的原因

是。

(2)碑烷(AsH3)的空間構(gòu)型為；碑烷中心原子雜化方式為;ASH3的熔沸點(diǎn)高于PFh,

其主要原因是oNa3Ase)4可作殺蟲(chóng)劑，其組成元素的電負(fù)性大小順序是o

(3)碑與錮(In)形成的化合物(X)具有優(yōu)良的光電性能，廣泛應(yīng)用于光纖通信用激光器，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖

所示，晶胞邊長(zhǎng)a=666.67pm,則其密度為g/cm3(邊長(zhǎng)a可用2000/3近似計(jì)算，設(shè)NA=6.0X1()23

mol1)

(4)已知神黃鐵礦(FeAsS)煨燒可生成砒霜(AS2O3)和紅棕色固體，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為0

【答案】3As核外電子排布為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能更大三角錐形sp3ASH3的相對(duì)分

子質(zhì)量大于PH3O>As>Na4.2752FeAsS+5O2As2O3+Fe2O3+2SO2

【解析】

(l)As位于第4周期第VA族，核外電子排布為Is22s22P63s23P63不。4s24P3,有3個(gè)未成對(duì)的電子，為半滿穩(wěn)

定結(jié)構(gòu)，Se核外電子排布為Is22s22P63s23P63dI。4s24P、不存在特殊的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以As得第一電離能大于

Se。

(2)碑烷(ASH3)有三個(gè)o鍵且中心原子As有一個(gè)孤電子對(duì)，所以為三角錐形，雜化方式為sp3雜化；ASH3與

PH3結(jié)構(gòu)相似，ASH3的相對(duì)分子質(zhì)量大于PH3,分子間作用力更大，沸點(diǎn)更高；同主族元素從上往下電負(fù)

性減弱，非金屬元素電負(fù)性一般大于金屬元素，所以答案為：0>As>Na。

(3)每個(gè)晶胞中含有In數(shù)目為8x：+6xg=4,含有As數(shù)目為4,晶胞的體積V=a3pm3=(666.67xlO10)3

82

m4x75+4x115

cm3,晶胞密度夕=6.02x1023x(666.67x10*3=4275g/cnA

(4)反應(yīng)物為FeAsS和氧氣，燃燒可生成砒霜AS2O3及紅棕色的Fe2O3,硫元素最終轉(zhuǎn)化為SO2,所以該反

應(yīng)的化學(xué)方程式為：2FeAsS+5ChAs2O3+Fe2O3+2SO2o

2.(2022?山東日照市高三一模)工業(yè)上以純堿、水、二氧化硫?yàn)樵?，利用“干法”工藝制備食品抗氧化?/p>

焦亞硫酸鈉(Na2s2O5)。

回答下列問(wèn)題：

(1)原料涉及的元素中，電負(fù)性最大的是―(填元素符號(hào))；純堿中陰離子的中心原子雜化方式為一。

(2)二氧化硫易溶于水的原因除與水反應(yīng)外，還有；與二氧化硫互為等電子體的陰離子有(填化

學(xué)式，寫(xiě)一種即可)。

O

oH

nS

sX3,標(biāo)有“*”的硫的化合價(jià)為.

(3)焦亞硫酸根的結(jié)構(gòu)圖為:n

o

(4)Na2s2O5加熱至一定溫度時(shí)分解為Na2O和SO2,Na2O晶胞為立方晶胞,結(jié)構(gòu)如圖，圖中黑球代表陽(yáng)禺子,

白球代表陰離子(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

①陰離子的配位數(shù)為一。

②若晶胞參數(shù)為anm,則晶胞的密度為—g-cmq用含a、NA的式子表示)。

【答案】Osp2SO2與H20極性相同(或S02與H20均為極性分子)N02+58

248x1021

【解析】

(1)純堿、水、二氧化硫所含元素有H、C、O、Na、S,同周期元素從左到右電負(fù)性增強(qiáng)，同主族元素從上

4+2

到下電負(fù)性減弱，則電負(fù)性最強(qiáng)為O,純堿中陰離子為CO：,中心碳原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)==3采用

2

Spz雜化;

(2)二氧化硫中心原子的價(jià)電子對(duì)數(shù)為：1=3,有一對(duì)孤電子對(duì)，為V形結(jié)構(gòu)，正負(fù)電荷中心不重合，為極

性分子，根據(jù)相似相溶原理可知其易溶于極性溶劑水；等電子體是原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)相同的粒子，與二氧

化硫互為等電子體的陰離子有NO?；

(3)由結(jié)構(gòu)式可知標(biāo)有“*”的硫與三個(gè)氧原子形成共價(jià)鍵有5對(duì)共用電子，化合價(jià)為+5價(jià)，故答案為：+5；

(4)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知：以面心白球?yàn)橛^察對(duì)象可知其在一個(gè)晶胞中連接的黑球有4個(gè)，由此可知陰離子周

圍等距的陽(yáng)離子有8個(gè)，配位數(shù)為8；

②NazO晶胞為立方晶胞中Na位于體內(nèi)個(gè)數(shù)為8,。有8個(gè)在頂點(diǎn)，6個(gè)在面心，個(gè)數(shù)為8義,+6義工=4,

82

8x23+4x16248一°

晶胞的質(zhì)量為：——------=仄廠g,晶胞的體積為(ax10〃了cnP,則晶胞的密度=

NANA

248

21

_248xl0g.cm-3o

(axlO7)3府

3.(2022?廣東廣州市高三一模)H5ChGe(BH4)3是鈣鈦礦型化合物(ABX3型)，量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示，其具

有良好的光電化學(xué)性能。

回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Ge的價(jià)層電子排布式為0

(2)H5O；的結(jié)構(gòu)如圖所示。H5O；含有共價(jià)鍵的類(lèi)型是。ImolH。；含有化學(xué)鍵的個(gè)數(shù)為

(3)根據(jù)雜化軌道理論，BH4由B的4個(gè)(填雜化軌道類(lèi)型)雜化軌道與4個(gè)H的1s軌道重疊而

成，因此BH4的空間構(gòu)型是

(4)CsPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化學(xué)計(jì)算模型，CsPbI3的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示

①原子1的坐標(biāo)為(￡,0,0),則原子2和3的坐標(biāo)分別為、o

②r位于該晶體晶胞的(填“棱心”、“體心"或‘頂角”)。

③已知H5O2Ge(BH4)3晶體屬于立方晶系，晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則H5O2Ge(BH4)3

的密度為g-cm-3(列出計(jì)算式)。

【答案】4s24P2極性共價(jià)鍵6NAsp3正四面體(0,0,3)(y,1,1)棱心

155

(axgN

【解析】

⑴基態(tài)Ge的價(jià)層電子排布式為4s24P2；

(2)通過(guò)結(jié)構(gòu)圖可知，H5O；只有極性共價(jià)鍵；一個(gè)H5O；中有4個(gè)共價(jià)鍵，2個(gè)配位鍵，所以ImolHsO；含

有化學(xué)鍵的個(gè)數(shù)為6NA；

(3)BH4的B沒(méi)有孤電子對(duì)，配位原子個(gè)數(shù)為4,所以是sp3雜化，BH4的空間構(gòu)型是正四面體；

(4)①2的位置是z軸上g,2的坐標(biāo)是(0,0,y),由晶體結(jié)構(gòu)可知，3的坐標(biāo)是(g,1,1)；

②在棱心上的粒子數(shù)目是3,在體心和頂角的粒子數(shù)目是1,r的數(shù)量是3,所以r在棱心上；

③H5ChGe(BH4)3晶體屬于立方晶系，晶胞參數(shù)為anm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,H5ChGe(BH4)3的摩爾

155

質(zhì)量為則)的密度為

155g/moLH5O2Ge(BH437―in.3VNTe

(axlO)NA

4.(2022?山東高三模擬)我國(guó)科研工作者最近發(fā)現(xiàn)并制備了一系列主要由O、P、Se、Bi等元素組成的導(dǎo)

電材料。回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)硒原子的價(jià)電子排布式為；SeCh的熔點(diǎn)為350℃,加熱易升華，固態(tài)SeCh屬于晶

體。

(2)0、P、S三種元素中，電負(fù)性最大的是；鍵角：H2OIfeSe(填"<"或"=")。

(3)純凈的磷酸粘度極大，隨溫度升高粘度迅速下降，原因是；熔融狀態(tài)的磷酸導(dǎo)電性很好，這是由

于在純磷酸中存在如下質(zhì)子交換導(dǎo)電機(jī)理。

由此可以推知純磷酸液體中存在的導(dǎo)電微粒是［P(OH)4了和,［P(OH)4「的空間構(gòu)型為O

【答案】4s24P4分子O>溫度升高，磷酸分子間的氫鍵被破壞H2P。4正四面體

【解析】

(l)Se是與0、S同族的主族元素，位于S的下一周期，即第四周期，主族元素價(jià)電子即最外層電子，故Se

的價(jià)電子排布式為：4s24P4；SeO2晶體熔點(diǎn)低，且易升華，符合分子晶體的物理性質(zhì)，故屬于分子晶體；

(2)非金屬性：O>S>P,電負(fù)性變化規(guī)律與非金屬性一致，故三者電負(fù)性最大的為：O；氏0和HzSe中心

原子O和Se均含兩對(duì)孤對(duì)電子，但由于電負(fù)性O(shè)>Se,故O對(duì)孤對(duì)電子的引力強(qiáng)于Se,導(dǎo)致H2O中孤對(duì)

電子對(duì)O—H的斥力小于H2Se中孤對(duì)電子對(duì)Se—H的斥力，故鍵角：H2O>H2Se；

(3)由于磷酸分子間存在氫鍵，故純凈的磷酸粘度極大，當(dāng)溫度升高時(shí)，部分磷酸分子間的氫鍵被破壞，導(dǎo)

致粘度迅速下降；由圖示知，導(dǎo)電微粒為［P(OH)4「和H2PO；,故此處填H2Po「［P(0H)4］+中心P原子價(jià)

層含4個(gè)◎電子對(duì)，無(wú)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論知［P(0H)4］+空間構(gòu)型為正四面體；

5.(2022?山東德州市高三一模)Fe、Co、Ni是幾種重要的金屬元素。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Ni原子的價(jià)電子排布式為=

(2)Ni(CO)4常溫下為無(wú)色液體，沸點(diǎn)42.1℃,熔點(diǎn)-19.3℃,難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。推測(cè)Ni(CO)4是

分子(填“極性”或“非極性”)。

(3)實(shí)驗(yàn)室常用KSCN溶液或苯酚(《^―()H)檢驗(yàn)Fe3+。

①第一電離能：N0(填“〉”或“<”)

②苯酚中碳原子雜化類(lèi)型為o

(4)配位化合物［CO(NH3)5Cl］。中心原子Co的配位數(shù)為,配位原子為o

(5)如圖所示，F(xiàn)e3C>4晶體中，CP-圍成正四面體空隙(1、3、6、7圍成)和正八面體空隙(3、6、7、8、9、12

圍成)，F(xiàn)e3CU中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中，F(xiàn)e?+和另一半Fe3+填充在正八面體空隙中。則沒(méi)有

填充陽(yáng)離子的正四面體空隙數(shù)與沒(méi)有填充陽(yáng)離子的正八面體空隙數(shù)之比為

CP-的重復(fù)排列方式

(白球表示02-)

(6)已知Ni可以形成多種氧化物，其中一種NixO晶體的晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷導(dǎo)致x=0.88,

3

晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為g-cm-(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，只需列出表達(dá)式)。

4x(59x0.88+16)

2

【答案】3d84s2非極性>sp6N、Cl7：2―in.77\3

NA(axlO)

【解析】

⑴基態(tài)Ni原子的價(jià)電子排布式為3d84s2；

(2汨2。為極性分子，Ni(C0)4難溶于水，則Ni(CO)4為非極性分子；

(3)①N原子的價(jià)電子排布式為2s22P3,。原子的價(jià)電子排布式為2s22P3N達(dá)到了半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故較難

失電子，第一電離能較大，所以第一電離能：N>0；

②苯酚中的C共同形成大兀鍵，有1個(gè)p軌道未雜化，為sp2雜化；

(4)配位化合物[CO(NH3)5C1]C12中心原子Co的配位數(shù)為6；配位原子是N、C1；

(5)Fe3O4晶胞中02一個(gè)數(shù)為：：x8+:x6=4個(gè)，所以有Fe3+2個(gè)，有Fe?+1個(gè)，其中正四面體空隙共8

個(gè)，1個(gè)Fe3+填充在正四面體空隙中，剩余7個(gè)正四面體空隙，正八面體空隙共工xl2+l=4個(gè)，一個(gè)Fe?+

4

和一個(gè)Fe3+填充在正八面體空隙中，剩余2個(gè)正八面體空隙，故沒(méi)有填充陽(yáng)離子的正四面體空隙數(shù)與沒(méi)有

填充陽(yáng)離子的正八面體空隙數(shù)之比為7：2；

4x(59x0.88+16),….4x(59x0.88+16)

(6)一個(gè)晶胞的質(zhì)量為----------------g,體積為(axIO')cn?,因此密度為N(axKT'y。

6.(2022?廣東湛江市高三一模)雷氏鹽是一種銘的配合物(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖1),常用作分析試劑，制備反應(yīng)為

ZO

(NH4)2CrO7+8NH4SCN^15^2NH4[Cr(NH3)2(SCN)/(雷氏鹽)T+2NH3T+7H2O。

回答下列相關(guān)問(wèn)題:

(DCd+的核外電子排布式為；其基態(tài)原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種；氟和氯處于同一主

族，Cr耳的熔點(diǎn)為1100℃,CrCh的熔點(diǎn)為83℃,前者比后者高得多，是因?yàn)?

(2)雷氏鹽中與銘形成配位鍵的原子是；中心原子的配位數(shù)為。

(3)NH：中氮原子的雜化方式為,其立體構(gòu)型的名稱(chēng)為o

(4)NH4SCN所含元素中電負(fù)性最小的是(填元素符號(hào)，下同)，它們的基態(tài)原子的第一電離能最大的

是O

(5)金屬銘的晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示，設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為anm,則銘的原子半徑為nm0

【答案】Is22s22P63s23P63d324CrF,是離子晶體，CrCl?是分子晶體N6sp?雜化

正四面體形HN------

4

【解析】

(1)銘的原子序數(shù)為24,Cr3+的核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d3；原子核外有24個(gè)電子就有24種空

間運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故基態(tài)銘原子核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有24種；CrF3的熔點(diǎn)為1100℃,CrCl3的熔點(diǎn)為83℃,

前者比后者高得多，是因?yàn)?。明是離子晶體，CrCL是分子晶體。

(2)由圖可知與銘形成配位鍵的原子是N;中心原子的配位數(shù)為6；

(3)NH：中氮原子的雜化方式為sp3雜化，其立體構(gòu)型為正四面體形。故答案為：sp3雜化；正四面體形；

(4)NH4SCN所含元素中電負(fù)性最小的是H,基態(tài)原子的第一電離能最大的是N。

(5)晶胞邊長(zhǎng)為anm,晶胞體對(duì)角線長(zhǎng)為其nm,晶胞體對(duì)角線等于鋁原子半徑的4倍，所以銘的原子半徑

【能力提升】

1.（2022?河北衡水高三一模）鈣及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)鈣原子的核外電子排布式為,能量最高的電子的電子云輪廓圖形狀是o

（2）含氟牙膏中氟離子將羥基磷酸鈣［Ca5（PO4）3OH］轉(zhuǎn)化為耐腐蝕的氟磷酸鈣［Ca5（PO4）3F］。與PO：互為等電

子體的分子為（填一種）。

（3）元素T與鈣位于同周期，在前四周期中基態(tài)T原子的未成對(duì)電子數(shù)最多。T的一種離子與H2

NCH2cH2NH2（后面簡(jiǎn)寫(xiě)為en）、OH\H2O組成配合物［T（OH）3（H2O）（cn）］。

①該配合物配位中心離子是（填離子符號(hào)），其配位數(shù)為=

②該配合物中所含元素C、N、O分別可以和氫原子構(gòu)成CH4、NE、H2O三種分子的鍵角依次減小，其主

要原因是-

（4）CaF2、CaCb晶體的熔點(diǎn)依次為1402℃、782℃,二者熔點(diǎn)相差較大的主要原因是。

（5）CaSe（硒化鈣）晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：

①該晶胞中，面心上6個(gè)Se2-相連構(gòu)成的幾何體是（填字母）。

A.正四面體B.立方體C.正八面體D.三角錐形

②已知硒化鈣晶體的密度為dg-cm-3,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞中距離最近的Ca2+之間的距離

為pm（用含d和NA的代數(shù)式表示）。

【答案】Is22s22P63s23P64s2或［Ar］4s2球形CCI4、SiF4等Cr3+6C、N、O的孤對(duì)電子對(duì)

數(shù)依次為0、1、2,孤對(duì)電子數(shù)越多，對(duì)成鍵電子對(duì)排斥力越大，鍵角越小CaF2、CaCb都是離子晶體，

一J?Mx119

F■的半徑小于C「，故CaF2的晶格能較大，離子鍵較強(qiáng)c^X3---xlO-w

【解析】

⑴鈣為20號(hào)元素，基態(tài)鈣原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P64s2或［Ar］4s2,能量最高的電子，位于4s

能級(jí)，電子云輪廓圖形狀是球形；

（2）原子總數(shù)相等，最外層電子總數(shù)相等是等電子體的條件，由于PO：的原子個(gè)數(shù)為5,價(jià)層電子總數(shù)為

5+3+6x4=32,找其相鄰族的元素可知P0：的等電子體為：CCL、SiF4等；

(3)①元素T與鈣位于同周期,在前四周期中基態(tài)T原子的未成對(duì)電子數(shù)最多，為Cr,價(jià)電子排布為:3d54s1，

T的一種離子組成配合物［T(OH)3(H2O)(cn)］中，配體呈電中性,該配合物配位中心離子是Cr,其配位數(shù)為5；

②該配合物中所含元素C、N、0分別可以和氫原子構(gòu)成CH4、NH3、H2O三種分子，由于C、N、。的孤

對(duì)電子對(duì)數(shù)依次為0、1、2,孤對(duì)電子數(shù)越多，對(duì)成鍵電子對(duì)排斥力越大，鍵角越?。?/p>

(4)CaF2、CaC12為離子晶體,由于《「)＜《［),則CaFz離子鍵強(qiáng)于CaCL,晶格能大，熔點(diǎn)高;故CaF?、

CaCb晶體的熔點(diǎn)依次為1402℃、782℃,二者熔點(diǎn)相差較大；

(5)由圖可知，①該晶胞中，面心上6個(gè)Se2-相連兩個(gè)正四面體構(gòu)成的正八面體；

②設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為a,則該晶胞中距離最近的Ca2+之間的距離為Ylacm,已知硒化鈣晶體的密度為dg-cm-3,

2

mnMNM

NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，根據(jù)V=—=—,由均攤法可知，一個(gè)晶胞中含有4個(gè)Ca2+,4個(gè)

PPNAP

4x(79+40)__丘6x119

Se2-,a3=—而——-cm3,lcm=1010pm,則該晶胞中距離最近的Ca?+之間的距離為與a=^x］下一

xl010pmo

2.(2022?福建漳州市高三一模)鐵元素是最重要的金屬元素之一，很多含鐵化合物具有重要作用。

(1)通常情況下，鐵的+2價(jià)化合物沒(méi)有+3價(jià)的穩(wěn)定，請(qǐng)你從核外電子排布的角度解釋其原因_______。

(2)向含F(xiàn)e3+的溶液中滴加少量的KSCN溶液，溶液中生成紅色的［Fe(SCN)(H2O)5］2+。

①與N同周期的主族元素中，第一電離能比N大的元素是o

②［Fe(SCN)(H2O)5］2+中Fe3+的配位數(shù)為。

③與SCN-互為等電子體的非極性分子的化學(xué)式為(任寫(xiě)一種)。

(3)血紅素結(jié)構(gòu)如圖所示,在圖中畫(huà)出Fe2+與N原子間的化學(xué)鍵(若是配位鍵,需要用箭頭加以表示)，

血紅素中C原子的雜化方式是。

COOII

HOOC

(4)FeCO3可作補(bǔ)血齊U，CoCCh可用于陶瓷工業(yè)的著色劑。已知：①r(Fe2+)為61pm,r(Co2+)為65pm。②隔

高溫

絕空氣加熱:FeCOsFeO+CO2T；CoCO3==CoO+CO2to分別加熱FeCO3和CoCO3時(shí)，F(xiàn)eCO3的分

解溫度低于CoCCh,其原因是o

(5)Fe和N可組成一種過(guò)渡金屬氮化物，其晶胞如圖所示。正六棱柱底邊邊長(zhǎng)為xcm,高為ycm,NA為阿

伏加德羅常數(shù)的值，則晶胞的密度為g-cm-3(列出計(jì)算式即可)。

【答案】+2價(jià)鐵3d軌道有6個(gè)電子，而+3價(jià)鐵3d軌道有5個(gè)電子，處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定F(或“氟”)

sp2、sp3FeO和CoO都是離子晶體，r(Fe2+)<

HOOC

56x6+14x2

r(Co2+),晶格能FeO>CoO,FeO比CoO更穩(wěn)定，F(xiàn)eCCh比CoCCh易分解

2

——xxyx6xNA

【解析】

⑴鐵的原子序數(shù)為26,外圍電子構(gòu)型為3d64s2,+2價(jià)鐵3d軌道有6個(gè)電子，而+3價(jià)鐵3d軌道有5個(gè)電

子，處于半充滿狀態(tài)，因此通常情況下鐵的+2價(jià)化合物沒(méi)有+3價(jià)的穩(wěn)定。

(2)①同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢(shì)，N的2P能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量低，第一

電離能高于同周期相鄰元素0的第一電離能,則與N同周期的主族元素中，第一電離能比N大的元素是F。

②[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配體有SCN-及H2O,配位數(shù)為6。③SCN-中含有3個(gè)原子，且其價(jià)電子數(shù)是

16,與SCN-互為等電子體的一種非極性分子的為COM或CS2)(任寫(xiě)一種)。

(3)配位鍵由提供孤電子對(duì)的原子指向提供空軌道的原子，F(xiàn)e2+提供空軌道，N原子提供電子對(duì)，F(xiàn)e2+與N

原子間的化學(xué)鍵為,血紅素中含碳碳雙鍵和飽和碳原子，則C原子的雜化方式是sp2、

HOOC

sp3o

(4)不溶性碳酸鹽分解的過(guò)程實(shí)質(zhì)是金屬陽(yáng)離子與碳酸根中的氧離子結(jié)合的過(guò)程，產(chǎn)物FeO和CoO都是離

子晶體，金屬陽(yáng)離子半徑越小，形成的氧化物晶格能越大、物質(zhì)越穩(wěn)定，由于r(Fe2+)<r(C02+),則FeO比

CoO更穩(wěn)定，F(xiàn)eCCh越易分解，故其分解溫度低于CoCCh。

(5)晶胞中有2個(gè)N原子，F(xiàn)e原子位于內(nèi)部、頂點(diǎn)、面心，注意1個(gè)頂點(diǎn)為圖中6個(gè)晶胞共用，晶胞中Fe

原子數(shù)目=3+2X'+12X!=6,正六棱柱底邊邊長(zhǎng)為xcm,底面為正六邊形，底面面積為

26

］35^3

6x—xxcmxxcmxsin60°=-----xx*2cm2，高為ycm,體積為：

22

23

=22/lxx2cm2xyxcm=^xxxycm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，晶胞中原子總質(zhì)量為

22

2x14+6x5656x6+14x2

g,則晶胞的密度為百二—g-cm-3例出計(jì)算式即可)。

——xxvx6xj

4

3.(2021?湖南高三零模)VA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中用途廣泛。

(1)①P4s3常用于制造火柴，P和S的第一電離能較大的是

②As4s4俗稱(chēng)雄黃，其中基態(tài)As原子的核外電子排布式為［Ar］,有個(gè)未成對(duì)電子。

③P、S、As電負(fù)性由大到小的順序是o

(2)NH3,PH3、ASH3中沸點(diǎn)最高的是,其主要原因是。

(3)①白磷在氯氣中燃燒可以得到PC'和PCL,其中氣態(tài)PC'分子的立體構(gòu)型為o

②研究發(fā)現(xiàn)固態(tài)PC15和PBr5均為離子晶體，但其結(jié)構(gòu)分別為［PC1J［PCL］和［PB%「Bf,分析PC15和

PBr5結(jié)構(gòu)存在差異的原因是。

(4)睇酸亞鐵晶胞如圖所示，其晶胞參數(shù)分別為anm、brnn、cnm,a=P=y=90°,貝!!：

①睇酸亞鐵的化學(xué)式為

②晶體的密度為g?cm-3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

【答案】P3在。4s24P33S>P>AsNH3NH3分子間存在氫鍵三角錐Br半徑較大,

792

無(wú)法形成［PBrqFe(SbO)

32abcxl產(chǎn)3

【解析】

(1)①P元素3P能級(jí)軌道半滿，更穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能較大的是P；

②As元素為為33號(hào)元素，第四周期第VA族，原子核外電子排布為［Ar］3d］。4s24P3；核外有4P軌道上3個(gè)

未成對(duì)電子；

③非金屬性S>P>As,所以電負(fù)性S>P>As；

(2)PH3、ASH3分子間只存在范德華力，而NH3分子間還存在氫鍵，所以NH3沸點(diǎn)最高；

(3)①PCb中心P原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+土土」=4,不含孤電子對(duì)，所以立體構(gòu)型為三角錐形；

2

②Br半徑較大，而C1-半徑較小，所以P周?chē)梢匀菁{6個(gè)C1一,而無(wú)法容納6個(gè)Br,無(wú)法形成［PBr6『；

(4)①據(jù)圖可知一個(gè)晶胞中含有Sb原子的個(gè)數(shù)為8x，+2=4,0原子的個(gè)數(shù)為4x』+10=12個(gè)，F(xiàn)e?+的個(gè)數(shù)

42

為8x：+l=2,所以鋪酸亞鐵的化學(xué)式為Fe(SbO3)2；

…122x4+16x12+56x2792

②晶胞的質(zhì)量為~g=晶體的體積為abcnm3=4z/?cxl0-21cm3,所以晶體的密度為

/VA/VA

792

792

=gCm3

^cxlO-^A-0

aZ?cxl(T21cm3

4.(2021.福建高三零模)ZnGeP2和KTiOPCU都是非線性光學(xué)晶體材料，在激光技術(shù)方面有廣泛用途。

回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)Ge原子的價(jià)電子排布式為

(2)0、P、K、Zn按電負(fù)性由大到小的順序排列為o

⑶H2。、PH3、KH按熔點(diǎn)由高到低的順序排列為,熔點(diǎn)差異的原因

(4)以Zn為頂點(diǎn)的ZnGeP2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①Zn的配位數(shù)為o

②以Ge為頂點(diǎn)的晶胞中，Zn原子位于o

【答案】4s24P20>P>Zn>KKH>H2O>PH3KH為離子晶體，涇0、PH3均為分子晶體，H2O分子

間存在氫鍵4棱心、面心

【解析】

⑴基態(tài)Ge原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P63即4s24P2(或[Ar]3d104s24P2),其價(jià)電子排布式為4s24P2；

⑵非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，非金屬性O(shè)>P>Zn>K,則電負(fù)性O(shè)>P>Zn>K；

(3)KH為離子晶體，氏0、PE均為分子晶體，離子晶體熔點(diǎn)一般高于分子晶體，所以KH的熔點(diǎn)最高，而

H2O分子間存在氫鍵，所以沸點(diǎn)高于PH3,則熔點(diǎn)由高到低的順序排列為KH>H2O>PH3；

(4)①以體心的Zn為例，距離其最近且距離相等的原子有4個(gè)，所以配位數(shù)為4；

②結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，若以以Ge為頂點(diǎn)的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。

5.(2021?湖南永州市高三二模)鈦(Ti)被稱(chēng)為“未來(lái)金屬”，廣泛應(yīng)用于國(guó)防、航空航天、生物材料等領(lǐng)域。

力口熱

鈦的氯化物有如下轉(zhuǎn)變關(guān)系：2TiCb—二TiCkf+TiCb,回答下列問(wèn)題：

(1)基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為0與鈦同周期的第HB族和IIIA族兩種元素中第一電離能較大

的是(寫(xiě)元素符號(hào))，原因是o

(2)鈦的氯化物的部分物理性質(zhì)如下表：

氯化物熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性

可溶于非極性的甲苯和氯代燃

TiCl4-24136

不溶于氯仿、乙醴

TiCl210351500

①TiCL與TiCb的晶體類(lèi)型分別是

②TiCL與SOj互為等電子體，因?yàn)樗鼈兿嗤籗Oj中心原子的雜化方式是。

(3)Ti的配合物有多種。Ti(CO)6、Ti(H2O)^\Til^一的配體所含原子中電負(fù)性最小的是

(4)鈣鈦礦(CaTiCh)是自然界中的一種常見(jiàn)礦物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖II。

①設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，計(jì)算一個(gè)晶胞的質(zhì)量為go

r(Ti4+)

②假設(shè)-采用面心立方最密堆積，Ti4+與02湘切，則」T=___________。

r(02)

【答案】3d24s2ZnZn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子分子晶體離子晶體原

子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)sp3H8夜-1或0.414

NA

【解析】

(l)Ti是22號(hào)元素，基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為3d24s2。與鈦同周期的第HB族、IIIA族兩種元素分別是

鋅、錢(qián)元素，其中第一電離能較大的是Zn,原因是Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子。

(2)①根據(jù)表格性質(zhì)可知TiCk熔沸點(diǎn)低，易溶于有機(jī)溶劑，則TiCL是由分子構(gòu)成的分子晶體；而TiCL熔沸

點(diǎn)較高，在乙醇、乙醛中不能溶解，說(shuō)明TiCL的晶體類(lèi)型屬于離子晶體。②按定義可知TiCL與SO：互為

等電子體：原子總數(shù)、價(jià)電子總數(shù)相等，因此二者互為等電子體相同；S0：的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為

4+1(6+2-2x4)=4,故雜化方式是sp3。

(3)Ti的配合物有多種。Ti(CO)6、Ti(H2O)^\Ti聯(lián)的配體分別是C0、七0、F,其中含有的非金屬性

元素有C、0、H、F,元素的非金屬性：F>O>C>H,元素的非金屬性越弱，其電負(fù)性就越小，故上述

所含非金屬元素原子中電負(fù)性最小的是H；根據(jù)Ti(NO3)4的球棍結(jié)構(gòu)圖示可知Ti的配位數(shù)是8。

(4)①在一個(gè)晶胞中含有Ca數(shù)目是1；含有Ti數(shù)目為8x』=l,含有的0數(shù)目為12義工=3,則一個(gè)晶胞中含

84

M136g/mol136

有1個(gè)CaTiCh,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，則一個(gè)晶胞的質(zhì)量為二二一丁=7廠g；②設(shè)晶胞

義義/molN人

的邊長(zhǎng)為a,由于02一采用面心立方最密堆積，則面對(duì)角線長(zhǎng)度是02-半徑的4倍，則4r(。2一)=缶，得

r(o2-)=Rla，Ti4+與02湘切，則2r(。2-)+2K口4+)=a,得4口4+)=色―，則

424

aA/2

叫==”1=0.414。

r(O2-)V2

——a

4

6.(2021.四川高三二模)2020年底，我國(guó)嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器成功發(fā)射，進(jìn)行無(wú)人采樣后已順利回收。

(1)月球表面的月海玄武巖中富含鈦和鐵，基態(tài)鈦原子的核外電子排布式是一，基態(tài)鐵原子核外電子占據(jù)

的最高能級(jí)是。

(2)將月海玄武巖用硝酸溶解，所得溶液用KSCN檢驗(yàn)，溶液呈紅色。KSCN中K、C、N的電負(fù)性從大到小

的順序是，C原子的雜化軌道類(lèi)型是一，SCN-的空間構(gòu)型是，SCN-中含有的b鍵數(shù)目是

(3)嫦娥五號(hào)采樣機(jī)中的鉆桿是由中國(guó)科學(xué)院科學(xué)家研制的碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制成，具有輕質(zhì)、高剛

度、高強(qiáng)度和耐磨損等特點(diǎn)。

①鋁基復(fù)合材料中有一種重要的物質(zhì)氮化鋁(A1N,熔點(diǎn)為2249。?,氮化鋁屬類(lèi)金剛石氮化物，則它屬于

(填晶體類(lèi)型名稱(chēng))。氮化鋁可用氧化鋁(增點(diǎn)為2054。。為原料來(lái)制取，從晶體類(lèi)型角度分析A1N的熔

點(diǎn)比氧化鋁高的原因是o

②氮化鋁的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，其中鋁原子的配位數(shù)是，A1與N原子最近的距離為acm,則該

品體的密度為g/cm3(寫(xiě)出表達(dá)式即可)。

【答案】[Ar]3d24s24sN>C>Ksp雜化直線形2原子晶體A1N是原子晶體,

41x3石

AI2O3是離子晶體，所以A1N熔點(diǎn)比AI2O3高4

3

16aNA

【解析】

⑴鈦元素是第四周期，IVB族元素，所以基態(tài)原子的核外電子排布式是[Ar]3d24s2。鐵原子中核外電子占據(jù)

的最高能級(jí)是4s。

(2)C、N同周期，同周期元素電負(fù)性從左到右增強(qiáng)，K為活潑金屬電負(fù)性弱，因此電負(fù)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/p>

N>C>K,SCN-的中心原子孤電子對(duì)數(shù)=(4+123)/2=0,空間構(gòu)型為直線型，C原子的雜化軌道類(lèi)型是sp雜

化，三種原子成鍵方式為S—ON,每一個(gè)離子中含2個(gè)◎鍵。

(3)①由題給信息氮化鋁屬類(lèi)金剛石氮化物及熔點(diǎn)可知，A1N屬于原子晶體，所以熔點(diǎn)也比氧化鋁高。

②由圖中信息可知，鋁原子的配位數(shù)是4,由晶胞結(jié)構(gòu)可知，A1與N原子最近的距離是晶胞體對(duì)角線的

四分之一，由此可計(jì)算出晶胞的邊長(zhǎng)為4a,每個(gè)晶胞中含4個(gè)A1N,由此可以計(jì)算出密度為小任。

3

16aNA

8.(2022?山東省濰坊市高三學(xué)科核心素養(yǎng)測(cè)評(píng))銅和鉆摻雜的含氮碳層材料是一種新型催化材料，具有氧還

原催化性能。回答下列問(wèn)題：

(1)下列狀態(tài)的N原子或離子的核外電子在躍遷時(shí)，用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜的是(填序號(hào))。

A.Is22s22P3B.Is22s2C.Is22sl2P，D.Is22s22P6

(2)已知氮的兩種化合物N2H4和NH20H都能結(jié)合H+而具有弱堿性，二者的堿性強(qiáng)弱：N2H4NH20H(填

“強(qiáng)于”或“弱于”)，理由是一。

(3)疊氮酸根NN3-的空間結(jié)構(gòu)是,NONO2沖含有的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目為o

(4)Co的第四電離能比鐵的第四電離能(填“大”或“小”)，理由是o

(5)高導(dǎo)電紫銅常用硼化鈣提高導(dǎo)電率，其晶胞如圖所示，具有立方晶系的對(duì)稱(chēng)性，B原子全部組成正八面

體，各個(gè)頂點(diǎn)通過(guò)B—B鍵連接成三維骨架，則該硼化鈣的化學(xué)式是,B原子半徑為rnm,阿

伏加德羅常數(shù)的值為NA,則硼化鈣的密度P為_(kāi)_________g-cm-3?

【答案】⑴C

(2)強(qiáng)于O原子電負(fù)性大，使得NH20H分子中N原子周?chē)娮釉泼芏冉档?，結(jié)合質(zhì)子能力減弱，堿性

減弱

(3)直線形3

(4)小Co失去3個(gè)電子后價(jià)電子排布式為3d6,容易失去1個(gè)電子形成穩(wěn)定的半充滿3d5結(jié)構(gòu)，F(xiàn)e失去3

個(gè)電子后價(jià)電子排布式為3d5,3d軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，不易失去電子

106

⑸CaB6$[2(1+可卜X10」

【解析】(1)電子從激發(fā)態(tài)到基態(tài)會(huì)釋放能量形成發(fā)射光譜，Is22sl2P4是氮原子的激發(fā)態(tài)，則核外電子在躍

遷時(shí)，用光譜儀可捕捉到發(fā)射光譜，故選C；(2)0原子電負(fù)性大，使得NH20H分子中N原子周?chē)娮釉泼?/p>

度降低，結(jié)合質(zhì)子能力減弱，堿性減弱；O原子電負(fù)性大，使得NH20H分子中N原子周?chē)娮釉泼芏冉档停?/p>

結(jié)合質(zhì)子能力減弱，堿性減弱；(3)疊氮酸根和二氧化碳的原子個(gè)數(shù)都為3、價(jià)電子數(shù)都為16,互為等電子

體，等電子體具有相同的空間構(gòu)型，則疊氮酸根和二氧化碳的空間構(gòu)型都為直線形；亞硝酸根離子中氮原

子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為1；(4)鐵原子的價(jià)電子排布式為3d64s2,失去3個(gè)電子后所得離子

的價(jià)電子排布式為3d5,3d軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構(gòu)，不易失去電子，鉆原子的價(jià)電子排布式為3d74s2,失

去3個(gè)電子后所得離子的價(jià)電子排布式為3d6,易失去1個(gè)電子形成穩(wěn)定的半充滿3d5結(jié)構(gòu)，所以鉆的第四

電離能比鐵的第四電離能?。?5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有1個(gè)鈣原子，硼原子全部組成正八面體，每

個(gè)正八面體含有6個(gè)硼原子，則晶胞中硼原子的個(gè)數(shù)為8x：x6=6,硼化鈣的化學(xué)式為CaB6；由晶胞結(jié)構(gòu)可

O

A

得如下八面體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):,圖中0為正八面體的中心，也是晶胞的頂點(diǎn)，AOB為等腰三角

形,硼原子的原子半徑為rnm,則AB為2rnm,0B為AB=&rnm,晶胞的參數(shù)為20B+2r=2(1+應(yīng))rnm,

2

L1X106106

由晶胞的質(zhì)量公式可得：[2(l+&)rxl0—7W=不一，解得p=N]2(1+應(yīng))針xl02ig/cm3。

9.(2022?山東省濰坊市高三聯(lián)考)在工業(yè)上用磷化銅(Cu3P2)制造磷青銅，磷青銅是含少量銃、錫、磷的銅合

金，主要用作耐磨零件和彈性合金原件。

(1)基態(tài)Sc原子的價(jià)電子排布式為；同周期中未成對(duì)電子數(shù)與Sc相同的元素有種。

(2)磷青銅中的錫、磷兩種元素電負(fù)性的大小為SnP(填，或"=")。

(3)NH3易與CM+形成[Cu(NH3)4]2+配離子，在該配離子中H-N-H鍵角比NH3分子中H-N-H鍵角大的原因是

。[Cu(NH3)4p+中2個(gè)NH3被2個(gè)H2O取代，得到兩種結(jié)構(gòu)的配離子，則[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型是

(填“正四面體”或“正四邊形”)。

(4)某立方磷青銅晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，圖中各原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)：A為(0,0,0),B為(1,1,0),

C為(0,1,1),則D原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為o

②若晶體密度為pg/cm3,最近的Cu原子核間距為pm(用含p、NA的代數(shù)式表示)。

【答案】(1)Is22s22P63s23P63dl4s2或者［Ar］3dl4s25(2)<

(3)由于NH3分子中存在1對(duì)孤電子對(duì)，形成絡(luò)離