高二化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專項訓(xùn)練單元達(dá)標(biāo)提優(yōu)專項訓(xùn)練一、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合性考察1．2020年，自修復(fù)材料、自適應(yīng)材料、新型傳感材料等智能材料技術(shù)將大量涌現(xiàn)，為生物醫(yī)療、國防軍事以及航空航天等領(lǐng)域發(fā)展提供支撐。（1）我國科研工作者基于丁二酮肟氨酯基團(tuán)的多重反應(yīng)性，研制了一種強(qiáng)韌、自愈的超級防護(hù)材料，其中的分子機(jī)制如圖所示。Cu在元素周期表中位于_____區(qū)，M層中核外電子能量最高的電子云在空間有_____個伸展方向。C、N、O第一電離能由大到小的順序為_____________（2）氧化石墨烯基水凝膠是一類新型復(fù)合材料，對氧化石墨烯進(jìn)行還原可得到還原氧化石墨烯，二者的結(jié)構(gòu)如圖所示：還原石墨烯中碳原子的雜化形式是______，上圖中氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為還原石墨烯時，1號C與其相鄰C原子間鍵能的變化是_____________（填“變大”、“變小”或“不變”），二者當(dāng)中在水溶液中溶解度更大的是____________（填物質(zhì)名稱），原因為__________________（3）砷化硼是近期受到廣泛關(guān)注一種III—V半導(dǎo)體材料。砷化硼為立方晶系晶體，該晶胞中原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為：B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）；……As：（，，）；（，，）；（，，）；（，，）請在圖中畫出砷化硼晶胞的俯視圖___________，已知晶體密度為dg/cm3，As半徑為apm，假設(shè)As、B原子相切，則B原子的半徑為_________pm（寫計算表達(dá)式）。2．Mg、Ni、Cu、Zn等元素在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)Mg、Ni、Cu等金屬可能形成金屬互化物。金屬互化物的結(jié)構(gòu)類型豐富多樣，確定某種金屬互化物是晶體還是非晶體可通過___________測定。(2)根據(jù)Cu、Zn的原子結(jié)構(gòu)比較第一電離能：I1(Cu)_________I1(Zn)（填“大于”、“等于”或“小于”），理由是_____________________。(3)[Ni(NH3)6](NO3)2中不存在的化學(xué)鍵為___________（填序號）。a．離子鍵b．金屬鍵c．配位鍵d．氫鍵(4)鎳基合金儲氫的研究已取得很大進(jìn)展。①圖甲是一種鎳基合金儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖。該合金儲氫后，H2與Ni的物質(zhì)的量之比為___________。②Mg2NiH4是一種儲氫的金屬氫化物。在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占據(jù)如圖乙的頂點和面心，Mg2+處于乙圖八個小立方體的體心。Mg2+位于Ni原子形成的___________(填“八面體空隙”或“四面體空隙”)。晶體的密度為ρg·cm－3，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，Mg2+和Ni原子的最短距離為__________cm(用含ρ和NA的代數(shù)式表示)。3．鋅及鋅的化合物應(yīng)用廣泛。例如，測定銅合金中的鉛、鋅時要利用鋅配離子的下列反應(yīng)：[Zn(CN)4]2-＋4HCHO＋4H2O==Zn2+＋4HOCH2CN＋4OH－，回答下列問題：(1)基態(tài)Zn2+

的電子排布式為_____________，基態(tài)C原子核外電子占據(jù)_____個不同原子軌道。(2)C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為___________，HOCH2CN分子中含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_________。(3)HCHO分子中碳原子軌道的雜化類型是________，福爾馬林是HCHO的水溶液，HCHO極易與水互溶的主要原因是_________________________。(4)[Zn(CN)4]2-中Zn2+與CN－之間的化學(xué)鍵稱為_________，提供孤電子對的成鍵原子是________。(5)Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖所示。①Zn2＋填入S2－組成的___________空隙中；②已知晶體密度為dg/cm3，該晶胞的邊長表達(dá)式為______pm(寫計算表達(dá)式)。4．新型冠狀病毒來勢洶洶，但是它依然可防可控。84消毒液具有強(qiáng)氧化性，可將冠狀病毒外的包膜破壞后使RNA被降解，使病毒失活，以達(dá)到滅菌的效果。制取84消毒液的氯氣可用加熱濃鹽酸和MnO2混合物來制取，也可用濃鹽酸和KClO3直接混合來制取?；卮鹣铝袉栴}：（1）在周期表中與Mn相鄰且未成對電子數(shù)最多的原子的價電子排布式為：___。（2）K和O第一電離能I1(K)___I1(O)（填“大于”或“小于”）。原因是___。（3）濃鹽酸為HCl的水溶液，HCl極易溶于水的原因___，HCl和H2O中沸點較高的是___，其原因是___。（4）KClO3晶體中，陰離子的空間構(gòu)型為___，Cl的雜化軌道與O的2p軌道形成___鍵。（5）金屬K晶體為體心立方堆積，K原子半徑為rpm，摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則晶體密度為___g﹒cm-3。（列出計算式）5．硅、磷、硫、氯都是第三周期的非金屬元素，它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都有重要的用途。（1）基態(tài)硅原子的電子排布圖為_______________；硫的基態(tài)原子能量最高的電子云在空間有________________個伸展方向，原子軌道呈________________形。（2）硅、磷、硫的第一電離能由大到小的順序為________________。（3）單質(zhì)磷與Cl2反應(yīng)，可以生產(chǎn)PC13和PC15。其中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的化合物中，P原子的雜化軌道類型為________________，其分子的空間構(gòu)型為________________。（4）H3PO4為三元中強(qiáng)酸，與Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]，此性質(zhì)常用于掩蔽溶液中的Fe3+?；鶓B(tài)Fe3+核外電子排布式為__________；PO43-作為___________為Fe3+提供________________。（5）磷化硼（BP）是一種超硬耐磨涂層材料，下圖為其晶胞，硼原子與磷原子最近的距離為acm。用Mg/mol表示磷化硼的摩爾質(zhì)量，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，則磷化硼晶體的密度為_________g/cm3。6．鈷的化合物在工業(yè)生產(chǎn)、生命科技等行業(yè)有重要應(yīng)用。（1）Co2+的核外電子排布式為_______，Co的第四電離能比Fe的第四電離能要小得多，原因是__________________________。（2）Co2+、Co3+都能與CN一形成配位數(shù)為6的配離子。CN一中碳原子的雜化方式為____________；HCN分子中含有鍵的數(shù)目為__________________。（3）用KCN處理含Co2+的鹽溶液，有紅色的Co(CN)2析出，將它溶于過量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)6]4-,該配離子是一種相當(dāng)強(qiáng)的還原劑，在加熱時能與水反應(yīng)生成[Co(CN)6]3-,寫出該反應(yīng)的離子方程式：_______________。（4）金屬鈷的堆積方式為六方最密堆積，其配位數(shù)是_____。有學(xué)者從鈷晶體中取出非常規(guī)的“六棱柱”晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中原子個數(shù)為_____，該晶胞的邊長為anm，高為cnm，該晶體的密度為___g?cm-3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出代數(shù)式）7．硼及其化合物在耐高溫合金工業(yè)、催化劑制造、高能燃料等方面有廣泛應(yīng)用。（1）硼原子的價電子排布圖為____________。（2）B2H6是一種高能燃料，它與Cl2反應(yīng)生成的BCl3可用于半導(dǎo)體摻雜工藝及高純硅制造。由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為________。（3）氮硼烷化合物（H2N→BH2）和Ti（BH4）3均為廣受關(guān)注的新型儲氫材料。①B與N的第一電離能：B__________N（填“>”“<”或“＝”，下同）。H2N―→BH2中B原子的雜化類型為________。②Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反應(yīng)制得。BH4-的立體構(gòu)型是________；寫出制備反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。（4）磷化硼（BP）是受到高度關(guān)注的耐磨材料，它可用作金屬表面的保護(hù)層。如圖為磷化硼晶胞。①磷化硼晶體屬于______________晶體（填晶體類型），____________（填“是”或“否”）含有配位鍵。②晶體中P原子的配位數(shù)為____________。③已知BP的晶胞邊長為anm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則磷化硼晶體的密度為____________g·cm－3（用含a、NA的式子表示）。8．鉻是一種應(yīng)用廣泛的金屬材料。請回答下列問題：(1)基態(tài)鉻的價電子排布式為_____________，其單電子數(shù)目為______________。(2)Cr(NH3)3F3中所含非金屬元素的電負(fù)性由大到小的順序是_______________。(3)NH3中N的價層電子對數(shù)為____________，已知Cr(NH3)3F3中Cr的配位數(shù)為6，Cr的配位原子是_____________，NH3與Cr3+成鍵后，N的雜化類型為____________。(4)Cr(NH3)3F3固體易升華，其熔沸點均較NaCl低很多，其原因是________________。(5)將Cr(NH3)3F3在充足氧氣中灼燒有Cr2O3生成，從Cr2O3晶體中取出的具有重復(fù)性的六棱柱結(jié)構(gòu)如圖所示，已知Cr2O3的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，晶體的密度為ρg/cm3，六棱柱的體積為Vcm3。六棱柱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的小白球代表________(填“鉻離子”或“氧離子”)阿伏加德羅常數(shù)NA=___________mol-1(用含M，V，ρ的代數(shù)式表示)。9．Ⅰ、Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu2O。（1）Cu2+基態(tài)核外電子排布式為________。（2）SO42﹣的空間構(gòu)型為_________（用文字描述），Cu2+與OH-反應(yīng)能生成[Cu(OH)4]2-，[Cu(OH)4]2-中的配位原子為_______（填元素符號）。（3）抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為________；推測抗壞血酸在水中的溶解性：_______（填“難溶于水”或“易溶于水”）。（4）一個Cu2O晶胞（如圖2）中，Cu原子的數(shù)目為_________。Ⅱ、磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點，文獻(xiàn)報道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?；卮鹣铝袉栴}：（5）在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是___，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_______（填“相同”或“相反”）。（6）苯胺（）的晶體類型是_________。苯胺與甲苯（）的相對分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點（-5.9℃）、沸點（184.4℃）分別高于甲苯的熔點（-95.0℃）、沸點（110.6℃），原因是________。10．新型超高能材料是國家核心軍事力量制高點的重要標(biāo)志，高性能炸藥BNCP的結(jié)構(gòu)如圖，回答下列問題：（1）BNCP中Co3+的基態(tài)價層電子軌道表示式是__，Co3+的配位數(shù)是__，陰離子ClO4-的中心原子雜化類型是__。（2）1mol配體中的σ鍵的數(shù)目是__，已知該配體是平面結(jié)構(gòu)，圖中標(biāo)記的N原子與O原子之間的σ鍵是由N原子的__雜化軌道與O原子的__軌道重疊形成的。（3）比較NO2+、NO2、NO2-的鍵角大小：__，與NO2-互為等電子體的單質(zhì)是___。（4）比較、的沸點并說明理由：__。（5）比較H2O與OF2的極性大小并說明理由：__。（6）2018年南京理工大學(xué)胡炳成團(tuán)隊合成全國首個全氮陰離子，全氮陰離子的鹽AgN5的晶體結(jié)構(gòu)中：N5-采取面心立方最密堆積，Ag+填在正四面體空隙中，從晶胞上方的俯視投影圖如圖。每個晶胞中含有的N5-的數(shù)目是__。Ag+與N5-最近的距離是__(用a表示)。11．一水合甘氨酸鋅是一種礦物類飼料添加劑，結(jié)構(gòu)簡式如圖。（1）基態(tài)Zn2+的價電子排布式為_______________；一水合甘氨酸鋅中所涉及的非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是___________________。（2）甘氨酸（H2N-CH2-COOH）中N的雜化軌道類型為______________；甘氨酸易溶于水，試從結(jié)構(gòu)角度解釋___________________________________________。（3）一水合甘氨酸鋅中Zn2+的配位數(shù)為______________________。（4）[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一種配合物，IMI的結(jié)構(gòu)為，則1molIMI中含有________個σ鍵。（5）常溫下IMI的某種衍生物與甘氨酸形成的離子化合物為液態(tài)而非固態(tài)，原因是________________________________________。（6）Zn與S形成某種化合物的晶胞如圖Ⅰ所示。①Zn2+填入S2-組成的________________空隙中；②由①能否判斷出S2-、Zn2+相切？_________（填“能”或“否”）；已知晶體密度為dg/cm3，S2-半徑為apm，若要使S2-、Zn2+相切，則Zn2+半徑為____________________pm（寫計算表達(dá)式）。12．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F原子序數(shù)依次增大的六種元素，它們位于元素周期表的前四周期。B元素含有3個能級，且毎個能級所含的電子數(shù)相同；D的原子核外有8個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子，E元素與F元素處于同一周期相鄰的族，它們的原子序數(shù)相差3，且E元素的基態(tài)原子有4個未成對電子。請回答下列問題：（1）請寫出D基態(tài)的價層電子排布圖：_____。（2）下列說法正確的是_____。A．二氧化硅的相對分子質(zhì)量比二氧化碳大，所以沸點SiO2＞CO2B．電負(fù)性順序：C＜N＜O＜FC．N2與CO為等電子體，結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似D．穩(wěn)定性：H2O＞H2S，原因是水分子間存在氫鍵（3）某化合物與F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合價為＋1)結(jié)合形成如圖所示的離子，該離子中碳原子的雜化方式是______。（4）己知(BC)2是直線性分子，并有對稱性，且分子中每個原子最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則(BC)2中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為______。（5）C元素最高價含氧酸與硫酸酸性強(qiáng)度相近，原因是______。（6）Fe3O4晶體中，O2-的重復(fù)排列方式如圖所示，該排列方式中存在著由如1、3、6、7的O2-圍成的正四面體空隙和3、6、7、8、9、12的O2-圍成的正八面體空隙。Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面體空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面體空隙中，則Fe3O4晶體中，正四面體空隙數(shù)與O2-數(shù)之比為_____，有_____%的正八面體空隙沒有填充陽離子。Fe3O4晶胞中有8個圖示結(jié)構(gòu)單元，晶體密度為5.18g/cm3，則該晶胞參數(shù)a=______pm。(寫出計算表達(dá)式)【參考答案】***試卷處理標(biāo)記，請不要刪除一、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合性考察1．ds5N＞O＞Csp3和sp2變大氧化石墨烯氧化石墨烯中含有的羥基和羧基更多，與水分子間形成的氫鍵更多，溶解度更大【解析】解析：ds5N＞O＞Csp3和sp2變大氧化石墨烯氧化石墨烯中含有的羥基和羧基更多，與水分子間形成的氫鍵更多，溶解度更大【解析】【分析】(3)由各原子坐標(biāo)，可知晶胞中B原子處于晶胞的頂點、面心位置，而As原子處于晶胞內(nèi)部，處于B原子形成的正四面體體心位置，晶胞三維結(jié)構(gòu)如圖所示：，據(jù)此進(jìn)行解答?！驹斀狻?1)Cu原子核外有29個電子，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1，Cu在元素周期表中位于ds區(qū)，M層中核外電子能量最高的電子云為3d能級電子云，在空間有5個伸展方向；C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C；(2)根據(jù)還原石墨烯的結(jié)構(gòu)可知該物質(zhì)中碳原子有形成碳碳雙鍵的不飽和碳原子還有只形成單鍵的飽和碳原子，所以碳原子的雜化方式為sp3和sp2；氧化石墨烯中1號C

連接的O原子吸引電子能力較強(qiáng)，導(dǎo)致與1號C原子相鄰C原子對電子的吸引力減小，所以氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為還原石墨烯時，1號C與其相鄰C原子間鍵能變大；氧化石墨烯中含有的羥基和羧基更多，與水分子間形成的氫鍵更多，所以氧化石墨烯溶解度更大；(3)由各原子坐標(biāo)，可知晶胞中B原子處于晶胞的頂點、面心位置，而As原子處于晶胞內(nèi)部，處于B原子形成的正四面體體心位置，晶胞三維結(jié)構(gòu)如圖所示：(注：小球大小不代表原子半徑大小)，投影時頂點原子形成正方形的頂點，左、右側(cè)面及前、后面的面心原子投影處于正方形棱心，而上、下底面面心原子投影重合處于正方形的中心，As原子投影處于原子處于正方形內(nèi)部且處于正方形對角線上(As原子投影、上下底面面心B原子投影將對角線4等分)，故砷化硼晶胞的俯視圖為：；根據(jù)晶胞三維結(jié)構(gòu)示意圖可知，位于體對角線上的原子相切，即As原子和B原子的半徑之和的四倍即體對角線的長度；根據(jù)均攤法，一個晶胞中As原子個數(shù)為4，B原子個數(shù)為，所以晶胞的質(zhì)量為，晶胞密度為dg/cm3，則晶胞的體積為，則晶胞的邊長為，則晶胞的體積對角線的長度為，所以B原子的半徑為()pm。【點睛】第3題為難點，需要學(xué)生有一定的空間想象能力，對數(shù)學(xué)的立體幾何要有一定了解，要能夠根據(jù)平面圖和坐標(biāo)能夠準(zhǔn)確畫出該晶胞的三維晶胞結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行解答。2．X—射線衍射實驗小于Zn原子軌道中電子處于全滿狀態(tài)，較難失電子，Cu失去一個電子內(nèi)層電子達(dá)到全充滿穩(wěn)定狀態(tài)b3:5四面體空隙【解析】【分析解析：X—射線衍射實驗小于Zn原子軌道中電子處于全滿狀態(tài)，較難失電子，Cu失去一個電子內(nèi)層電子達(dá)到全充滿穩(wěn)定狀態(tài)b3:5四面體空隙【解析】【分析】（1）確定某種金屬互化物是晶體還是非晶體可通過X—射線衍射實驗測定；（2）軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩(wěn)定，失去電子需要的能量較大，Zn原子軌道中電子處于全滿狀態(tài)，Cu失去一個電子內(nèi)層電子達(dá)到全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，所以Cu較Zn易失電子；（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3與Ni2+之間為配位鍵；[Ni(NH3)6]2+與NO3-之間為離子鍵；（4）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖計算晶胞中H2與Ni個數(shù)比；②Ni原子占據(jù)如圖乙的頂點和面心，Mg2+處于乙圖八個小立方體的體心，則Mg2+位于Ni原子形成四面體空隙；Mg2+和Ni原子的最短距離為晶胞體對角線的，再根據(jù)晶胞密度計算?！驹斀狻浚?）確定某種金屬互化物是晶體還是非晶體可通過X—射線衍射實驗測定，故答案為：X—射線衍射實驗；（2）軌道中電子處于全滿、全空、半滿時較穩(wěn)定，失去電子需要的能量較大，基態(tài)Cu的核外電子排布式為[Ar]3d104s1，基態(tài)Zn的核外電子排布式為[Ar]3d104s2，Zn原子軌道中電子處于全滿狀態(tài)，較難失電子，而Cu失去1個電子成為Cu+：[Ar]3d10，，Cu+達(dá)到全滿結(jié)構(gòu)，較穩(wěn)定，Cu失去1個電子更容易，則第一電離能Cu<Zn，故答案為：小于；Zn原子軌道中電子處于全滿狀態(tài)，較難失電子，Cu失去一個電子內(nèi)層電子達(dá)到全充滿穩(wěn)定狀態(tài)；（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3與Ni2+之間為配位鍵；[Ni(NH3)6]2+與NO3-之間為離子鍵，不存在金屬鍵，故答案為：b；（4）①根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖計算晶胞中H2數(shù)目為，Ni數(shù)目為，則H2與Ni的物質(zhì)的量之比為3:5，故答案為：3:5；②Ni原子占據(jù)如圖乙的頂點和面心，Mg2+處于乙圖八個小立方體的體心，則Mg2+位于Ni原子形成四面體空隙；該晶胞中Ni原子個數(shù)，Mg2+個數(shù)為8，由化學(xué)式可知H原子個數(shù)為16，則晶胞質(zhì)量為，晶體的密度為ρg·cm-3，則晶胞的邊長為：，Mg2+和Ni原子的最短距離為晶胞體對角線的，則Mg2+和Ni原子的最短距離為，故答案為：四面體空隙；?！军c睛】由晶胞示意圖可知Mg2+和Ni原子的最短距離為晶胞體對角線的。3．1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]

3d10）4N＞O＞C3:1sp2HCHO與水分子間存在氫鍵配位鍵C正四面體解析：1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]

3d10）4N＞O＞C3:1sp2HCHO與水分子間存在氫鍵配位鍵C正四面體【解析】【分析】(1)Zn位于周期表中第4周期第ⅡB族，C的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p2；(2)C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，據(jù)此答題，單鍵為σ鍵，三鍵中一根為σ鍵，兩根為π鍵；(3)利用甲醛中的成鍵來分析碳原子的雜化類型，HCHO極易與水互溶，考慮形成氫鍵；(4)含有空軌道和含有孤電子對的原子之間易形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是C原子；(5)①ZnS和金剛石晶胞的相似性，根據(jù)立體幾何分析Zn2+在S2-中的填隙方式；②根據(jù)晶體密度公式d＝計算，其中z為一個晶胞的粒子數(shù)，Mr為一個粒子的相對質(zhì)量，V為一個晶胞的體積。【詳解】(1)Zn位于周期表中第4周期第ⅡB族，則其基態(tài)核外電子排布式為：[Ar]3d10；C的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p2，則軌道表達(dá)式為，占據(jù)4個不同的原子軌道；(2)C、O、N元素都是第二周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢，但N元素原子2p能級是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能N＞O＞C；單鍵為σ鍵，三鍵中一根為σ鍵，兩根為π鍵，HOCH2CN分子中含有的σ鍵有6個，含有π鍵數(shù)目為2，所以含有的σ鍵與π鍵數(shù)目之比為3:1；(3)甲醛分子中含有碳氧雙鍵，1個甲醛分子中含有2個碳?xì)洇益I，1個碳氧σ鍵，共有3個σ鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp2雜化，因甲醛中碳原子采取sp2雜化；福爾馬林是HCHO的水溶液，HCHO極易與水互溶是因為HCHO與水分子間存在氫鍵；(4)含有空軌道和含有孤電子對的原子之間易形成配位鍵，Zn2+提供空軌道、CN-中C原子提供孤電子對而形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是C原子；(5)①ZnS和金剛石晶胞的相似性，S2-形成的是正四面體結(jié)構(gòu)，則Zn2+填在了S2+形成的正四面體空隙中；②取1mol晶胞，則有NA個晶胞，設(shè)晶胞參數(shù)為acm，則一個晶胞的體積為V=a3cm3，對于立方晶胞，頂點粒子占，面心粒子占，內(nèi)部粒子為整個晶胞所有，則一個ZnS晶胞中，含有Zn的數(shù)目為8×+6×＝4，含有S的數(shù)目為4，因此1molZnS的質(zhì)量為m=4×(65+32)g=388g，已知晶體的密度為dg/cm3，則有d==g/cm3，解得：a=cm=pm。4．3d54s1K的原子半徑比O大對核外電子的吸引力弱與O小于HCl為極性分子，且在水中極易電離出氫離子，氫離子與水形成穩(wěn)定的水合離子H2O水分子之間存在氫鍵解析：3d54s1K的原子半徑比O大對核外電子的吸引力弱與O小于HCl為極性分子，且在水中極易電離出氫離子，氫離子與水形成穩(wěn)定的水合離子H2O水分子之間存在氫鍵三角錐形σ×1030【解析】【分析】【詳解】(1)與錳相鄰的元素有Cr，F(xiàn)e，Tc(锝，第五周期第ⅦB族)，其中未成對電子數(shù)最多的為Cr，為24號元素，價電子排布為3d54s1；(2)K的原子半徑比O大對核外電子的吸引力弱與O，所以K的第一電離能小于O的第一電離能；(3)HCl為極性分子，且在水中極易電離出氫離子，氫離子與水形成穩(wěn)定的水合離子；水分子之間存在氫鍵，因此H2O的沸點高于HCl的沸點；(4)KClO3晶體中陰離子為ClO3-，其中心原子價層電子對數(shù)為，含有一對孤電子對，所以空間構(gòu)型為三角錐形；Cl原子采取sp3雜化，雜化軌道與O的2p軌道形成σ鍵；(5)金屬K晶體為體心立方堆積，K原子半徑為rpm，其體對角線上的3個K原子相切，設(shè)晶胞的棱長為apm，則有，則其晶胞的棱長為a=pm，則晶胞的體積V=pm3=×10-30cm3；晶胞中K原子的數(shù)目為，所以晶胞的質(zhì)量m=，所以晶體的密度為g﹒cm-3?！军c睛】面心立方堆積中，面對角線上3個原子相切，所以棱長a=2r；體心立方堆積中，體對角線上3個原子相切，所以棱長a=r；六方最密堆積中底面邊長a=b=2r。5．啞鈴P＞S＞Sisp3雜化三角錐形[Ar]3d5配體孤電子對【解析】【分析】【詳解】（1）基態(tài)硅原子的電子排布圖為；硫的基態(tài)原解析：啞鈴P＞S＞Sisp3雜化三角錐形[Ar]3d5配體孤電子對【解析】【分析】【詳解】（1）基態(tài)硅原子的電子排布圖為；硫的基態(tài)原子能量最高的電子云是3p軌道，在空間有3個伸展方向，原子軌道呈啞鈴形。（2）一般地，非金屬性越強(qiáng)的元素，其第一電離能越高。由于磷的3p軌道處于較穩(wěn)定半充滿狀態(tài)，所以其第一電離能高于其相鄰的元素。硅、磷、硫的第一電離能由大到小的順序為P＞S＞Si。（3）單質(zhì)磷與Cl2反應(yīng)，可以生產(chǎn)PCl3和PCl5。其中PCl3各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，分子中價層電子對數(shù)n==4，P原子的雜化軌道類型為sp3雜化，其分子的空間構(gòu)型為三角錐形。（4）基態(tài)Fe3+核外電子排布式為[Ar]3d5；PO43-作為配體為Fe3+提供孤電子對。（5）把該晶胞分成8個小立方體，其中一個小立方體的頂點和體心之間的距離為硼原子與磷原子最近的距離，硼原子與磷原子最近的距離為acm。在該晶胞中，有4個B原子和4個P原子。用Mg/md表示磷化硼的摩爾質(zhì)量，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。設(shè)該晶胞的邊長為x，則3x2=(4a)2，解之得x=a，該晶胞的體積為x3=3。1mol該晶胞中含4molBP，質(zhì)量為4Mg，磷化硼晶體的密度為=g/cm3=g/cm3?！军c睛】有關(guān)晶胞的計算，首先要根據(jù)均攤法算出晶胞內(nèi)的原子數(shù)，然后確定其化學(xué)式。最后根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)特點，求出有關(guān)晶胞的各種數(shù)據(jù)。有關(guān)密度的計算，通常以1mol晶胞為計算對象，求出其質(zhì)量和體積，最后用質(zhì)量除以體積得到密度。計算過程中要注意長度單位的轉(zhuǎn)換。6．鈷原子失去4個電子后可以得到的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此更容易失去第4個電子，表現(xiàn)為第四電離能較小sp2126【解析】【分析】（1）鈷是27解析：鈷原子失去4個電子后可以得到的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此更容易失去第4個電子，表現(xiàn)為第四電離能較小sp2126【解析】【分析】（1）鈷是27號元素，其電子排布為，再來分析即可；（2）碳原子最外層有4個電子，需要成4個鍵才能達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，氮原子最外層有5個電子，需要成3個鍵才能達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而氫原子只能成1個鍵，據(jù)此不難推出的結(jié)構(gòu)為，再來分析其碳原子的雜化方式和鍵的數(shù)目即可；（3）注意一個帶-1價，因此該反應(yīng)的實質(zhì)相當(dāng)于鈷從+2價被氧化為+3價，水中自然只有氫能被還原，從+1價被還原為0價的單質(zhì)；（4）根據(jù)觀察，每個鈷原子的配位數(shù)為12，即周圍一圈6個，上、下各3個，而晶體密度只需按照來構(gòu)造公式即可。【詳解】（1）鈷的電子排布式為，鈷原子失去4個電子后可以得到的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此更容易失去第4個電子，表現(xiàn)為第四電離能較小；（2）為直線型分子，因此其碳原子的雜化方式為雜化，而1個分子中有2個鍵和2個鍵；（3）根據(jù)分析，反應(yīng)方程式為；（4）根據(jù)分析，鈷原子的配位數(shù)為12，在計算一個晶胞中的原子數(shù)時，12個頂點上的原子按算，上下表面面心的原子按算，體內(nèi)的按1個算，因此一個晶胞內(nèi)一共有個原子；而晶體密度為。7．CO32-或NO3-＜sp2正四面體TiCl3＋3LiBH4=Ti（BH4）3＋3LiCl原子是4【解析】【分析】解析：CO32-或NO3-＜sp2正四面體TiCl3＋3LiBH4=Ti（BH4）3＋3LiCl原子是4【解析】【分析】（1）硼處于第二周期ⅢA族，其2s、2p電子為其價電子；（2）等電子體原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等；（3）①根據(jù)元素周期律，同周期元素從左向右第一電離能逐漸增大；H2N→BH2中N原子的價層電子對數(shù)為3，據(jù)此判斷雜化類型；②根據(jù)BH4-中B原子的雜化方式可知其立體構(gòu)型；根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；（4）①在磷化硼晶體中，磷和硼原子之間通過共價鍵相互作用，結(jié)合性質(zhì)可知其晶體類型，硼最外層有3個電子，但根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個硼和磷周圍都有4個共價鍵，所以磷原子含有孤電子對，硼原子含有空軌道，它們之間存在配位；②根據(jù)晶的結(jié)構(gòu)圖可知，每個磷原子周圍有4個硼原子；③BP的晶胞邊長為anm=a×10-7cm，其體積為（a×10-7cm）3，根據(jù)晶胞圖可知，每個晶胞中含有B原子數(shù)為4，P原子數(shù)為8×＋6×=4，根據(jù)ρ=計算?！驹斀狻浚?）硼是五號元素，價電子數(shù)為3，原子的價電子排布圖為，故答案為：；（2）原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)也相同的粒子互為等電子體，所以由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為或，故答案為：或；（3）①根據(jù)元素周期律，同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，所以B的第一電離能小于N的第一電離能；H2N→BH2中B原子的價層電子對數(shù)為，所以B原子雜化類型為sp2；故答案為：<；sp2；②中B原子的價層電子對數(shù)為，所以雜化方式為sp3雜化，則的立體構(gòu)型為正四面體，Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反應(yīng)制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiCl3＋3LiBH4=Ti（BH4）3＋3LiCl，故答案為：正四面體；TiCl3+3LiBH4=Ti（BH4）3+3LiCl；（4）①在磷化硼晶體中，磷和硼原子之間通過共價鍵相互作用，結(jié)合耐磨的性質(zhì)可知其晶體類型為原子晶體；硼原子最外層有3個電子，但根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個硼周圍都有4個共價鍵，所以存在配位鍵，故答案為：原子；是；②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個磷原子周圍有4個硼原子，所以配位數(shù)為4，故答案為：4；③BP的晶胞邊長為anm＝a×10-7cm，其體積為（a×10-7cm）3，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，每個晶胞中含有P原子數(shù)為4，B原子數(shù)為8×＋6×=4，所以磷化硼晶體的密度為g·cm－3＝g·cm－3，故答案為：。8．3d54s16F＞N＞H4N和Fsp3雜化Cr(NH3)3F3為分子晶體，NaCl為離子晶體，分子間作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于離子鍵鉻離子解析：3d54s16F＞N＞H4N和Fsp3雜化Cr(NH3)3F3為分子晶體，NaCl為離子晶體，分子間作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于離子鍵鉻離子【解析】【分析】【詳解】(1)Cr為24號元素，其核外電子排布為1s22s22p63s23p64s13d5，則其價電子排布為3d54s1，其中3d和4s軌道上的電子均為單電子，因此單電子數(shù)為6；(2)同周期自左而右，電負(fù)性增大，電負(fù)性F＞N；H元素與F、N元素化合時，H元素表現(xiàn)正化合價，H元素的電負(fù)性比F、N元素小，故電負(fù)性F＞N＞H；(3)NH3中N的價層電子對數(shù)=；由Cr的配位數(shù)為6知，該物質(zhì)為配鹽(無外界)，所以N和F均為配位原子；NH3中孤電子對在與Cr成鍵時，N的價層電子對數(shù)不變，所以雜化類型不變，N的雜化類型為sp3；(4)由Cr(NH3)3F3易升華可知，其熔沸點較低，應(yīng)為分子晶體，而NaCl為離子晶體，離子鍵強(qiáng)于分子間作用力，所以NaCl熔沸點高很多；(5)由圖示可知，該六棱柱中白色小球有4個，均為六棱柱所有；在六棱柱的頂點有12個黑色小球，為6個六棱柱所有；上下的面心有2個黑色小球，為2個六棱柱所有，在六棱柱內(nèi)部還有3個黑色小球，則六棱柱中黑色小球共有個，白色小球和黑色小球的比例為4:6=2:3，根據(jù)化學(xué)式Cr2O3，可知白色小球為鉻離子；根據(jù)計算六棱柱中有4個Cr和6個O，則其質(zhì)量，則晶體密度，則。9．1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9正四面體形Osp3、sp2易溶于水4Mg相反分子晶體苯胺中存在電負(fù)性較強(qiáng)的解析：1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9正四面體形Osp3、sp2易溶于水4Mg相反分子晶體苯胺中存在電負(fù)性較強(qiáng)的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高。【解析】【分析】(1)Cu原子失去4s能級上1個電子、3d能級上1個電子生成銅離子，據(jù)此書寫該基態(tài)離子核外電子排布式；(2)SO42-中S原子價層電子對個數(shù)且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該微?？臻g構(gòu)型；該配離子中Cu2+提供空軌道、O原子提供孤電子對形成配位鍵；(3)中1、2、3號C原子價層電子對個數(shù)是4，4、5、6號碳原子價層電子對個數(shù)是3，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該分子中C原子軌道雜化類型；抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性；(4)該晶胞中白色球個數(shù)、黑色球個數(shù)為4，則白色球和黑色球個數(shù)之比=2：4=1：2，根據(jù)其化學(xué)式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子；(5)根據(jù)元素周期表和對角線原則可知與鋰化學(xué)性質(zhì)相似的是鎂，鎂的M層電子數(shù)是2，占據(jù)s軌道，s軌道最多容納2個電子，所以自旋方向相反；(6)大多數(shù)有機(jī)物都是分子晶體，除了一部分有機(jī)酸鹽和有機(jī)堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高，同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵，苯胺中存在電負(fù)性較強(qiáng)的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高?！驹斀狻?1)Cu原子失去4s能級上1個電子、3d能級上1個電子生成銅離子，該基態(tài)離子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；(2)SO42?中S原子價層電子對個數(shù)且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該微粒空間構(gòu)型為正四面體形；該配離子中Cu2+提供空軌道、O原子提供孤電子對形成配位鍵，所以配原子為O；(3)中1、2、3號C原子價層電子對個數(shù)是4，4、5、6號碳原子價層電子對個數(shù)是3，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該分子中C原子軌道雜化類型，1、2、3號C原子采用sp3雜化，4、5、6號C原子采用sp2雜化；抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性，所以抗壞血酸易溶于水；(4)該晶胞中白色球個數(shù)、黑色球個數(shù)為4，則白色球和黑色球個數(shù)之比=2:4=1:2，根據(jù)其化學(xué)式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，則該晶胞中Cu原子數(shù)目為4；(5)根據(jù)元素周期表和對角線原則可知與鋰化學(xué)性質(zhì)相似的是鎂，鎂的M層電子數(shù)是2，占據(jù)s軌道，s軌道最多容納2個電子，所以自旋方向相反；(6)大多數(shù)有機(jī)物都是分子晶體，除了一部分有機(jī)酸鹽和有機(jī)堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高，同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵，苯胺中存在電負(fù)性較強(qiáng)的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高。10．sp38NAsp22pNO2+>NO2>NO2-O3<H2O的極性大于OF2，H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu)，H和O的電負(fù)性的差值大于O和F之間的解析：sp38NAsp22pNO2+>NO2>NO2-O3<H2O的極性大于OF2，H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu)，H和O的電負(fù)性的差值大于O和F之間的電負(fù)性差值，則H2O的極性更大4a【解析】【分析】(1)根據(jù)價層電子軌道排布方式寫出軌道表示式，由結(jié)構(gòu)圖可知Co3+的配位數(shù)，根據(jù)價層電子對互斥理論的雜化軌道計算公式得到ClO4-的雜化方式；(2)每兩個原子之間形成1個σ鍵，因為是平面結(jié)構(gòu)，所以是N的sp2雜化軌道與O的2p軌道重疊形成σ鍵；(3)NO2+是直線型結(jié)構(gòu)，鍵角為180°，NO2和NO2-是sp2雜化V型結(jié)構(gòu)，鍵角約為120°，其中NO2的N原子的其中一個雜化軌道上含一個單電子，NO2-的N原子雜化軌道上含一對電子，則排斥力更大，鍵角更?。?4)苯環(huán)上羥基位置不同會形成不同種類的氫鍵，從而影響物質(zhì)的沸點；(5)H2O與OF2分子結(jié)構(gòu)相似，比較O與H和F的電負(fù)性差值的相對大小進(jìn)行判斷；(6)由圖計算每個晶胞中含有的N5-的數(shù)目；該結(jié)構(gòu)類似四方ZnS的結(jié)構(gòu)，因此可以求算品胞中的離子數(shù)與陰陽離子的最近距離?！驹斀狻?1)Co為27號元素，Co3+核外有24個電子，基態(tài)價層軌道表示式為，由結(jié)構(gòu)圖可知Co3+的配位數(shù)為6，根據(jù)價層電子對互斥理論的雜化軌道計算公式得到ClO4-的雜化方式為sp3雜化；(2)每兩個原子之間形成1個σ鍵，由結(jié)構(gòu)圖可知，1mol配體中的σ鍵有8mol，即數(shù)目為8NA，因為是平面結(jié)構(gòu)，所以是N的sp2雜化軌道與O的2p軌道重疊形成σ鍵；(3)NO2+是直線型結(jié)構(gòu)，鍵角為180°，NO2和NO2-是sp2雜化V型結(jié)構(gòu)，鍵角約為120°，其中NO2的N原子的其中一個雜化軌道上含一個單電子，NO2-的N原子雜化軌道上含一對電子，則排斥力更大，鍵角更小，所以三者鍵角大小關(guān)系為：NO2+>NO2>NO2-；1個NO2-有3個原子，核外有24個電子，與NO2-互為等電子體的單質(zhì)是O3；(4)存在分子內(nèi)氫鍵，而存在分子間氫鍵，沸點更高；(5)H2O的極性大于OF2，H2O和OF2都是V形結(jié)構(gòu)，H和O的電負(fù)性的差值大于O和F之間的電負(fù)性差值，則H2O的極性更大；(6)由圖計算每個晶胞中含有的N5-的數(shù)目為4+4+1=4；該結(jié)構(gòu)類似四方ZnS的結(jié)構(gòu)，因此可以求算品胞中的Ag+與N5-最近的距離是=a?！军c睛】本題(6)求算求算品胞中的Ag+與N5-最近的距離，注意晶胞的立體結(jié)構(gòu)，而不要當(dāng)成平面圖形進(jìn)行計算，此為易錯點。11．3d10O>N>C>Hsp3甘氨酸為極性分子，且分子中的氨基和羧基都能與水分子形成氫鍵512NA陰陽離子半徑大，電荷小，形成的離子晶體晶格能小，熔點低解析：3d10O>N>C>Hsp3甘氨酸為極性分子，且分子中的氨基和羧基都能與水分子形成氫鍵512NA陰陽離子半徑大，電荷小，形成的離子晶體晶格能小，熔點低正四面體否（×1010-a）pm【解析】【分析】（1）Zn的核電荷數(shù)為30，處于周期表中第4周期第ⅡB族，基態(tài)Zn2+的價電子排布式為3d10；C、N、O是同一周期的元素，從左到右電負(fù)性減小，電負(fù)性由大到小的順序是O>N>C>H。（2）N原子價層電子對個數(shù)是4，雜化軌道類型為sp3；從分子極性和氫鍵兩個角度解釋；（3）根據(jù)配位數(shù)的定義判斷；（4）1molIMI中含有5molC-N、6molC-H、1molC-H，共12×6.02×1023個σ鍵。（5）從晶格能大小的角度解釋；（6）S2－做面心立方最密堆積，Zn2＋做四面體填隙，根據(jù)結(jié)合晶胞邊長和體對角線的關(guān)系、密度公式ρ=m÷V計算。【詳解】（1）Zn為30號元素，基態(tài)Zn2+的價電子排布式為3d10；一水合甘氨酸鋅中所涉及的非金屬元素C、N、O、H，C、N、O是同一周期的元素，從左到右電負(fù)性減小，電負(fù)性由大到小的順序是O>N>C>H。（2）甘氨酸（H2N-CH2-COOH）中N原子形成三個σ鍵，孤電子對為=1，N原子價層電子對個數(shù)是4，雜化軌道類型為sp3；甘氨酸易溶于水，因為：甘氨酸極性分子，且分子中的氨基和羧基都能與水分子形