1、物质结构与性质(选考)1(2021届福建省泰宁第一中学高三月考)第四周期的Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等许多金属能形成配合物，单质铁、砷及它们的化合物广泛应用于超导体材料等领域，请回答下列问题：(1)Fe2+的核外电子排布式为_。(2)NH3是一种很好的配体，NH3的沸点_(填“”“=”或“”)AsH3。(3)N原子核外有_种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为_。(4)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如图，图中虚线表示的作用力为_。(5)As的卤化物的熔点如下：AsCl3AsBr3AsI3熔点/K256.8304413表中卤化物熔点差异的
2、原因是_。(6)向FeCl3溶液中滴入EDTA试剂可得配合物A，其结构如图所示，图中M代表Fe3+，则Fe3+与氮原子之间形成的化学键是_，Fe3+的配位数为_。(7)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为anm、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为_gcm-3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为_nm。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6 (2) (3)7 哑铃形或纺锤形 (4)配位键、氢键 (5)对于组成和结构相似物质，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，熔点逐渐升高 (6)配位键 6
3、(7) 【解析】(1)铁元素的原子序数为26，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，根据原子核外电子排布规律可知，Fe2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6；(2)氨气分子间能形成氢键，砷化氢分子间不能形成氢键，则氨气的沸点高于砷化氢；(3)原子核外没有运动状态完全相同的电子，核外有多少电子就有多少种运动状态，氮原子核外有7个电子，则有7种运动状态；基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道，p轨道的形状为哑铃形或纺锤形；(4)由胆矾结构示意图可知，胆矾结构示意图中存在两种虚线，其中铜离子和氧原子间的虚线为配位键，氢原子和氧原子间的虚线为氢键；(5)组
4、成和结构相似的分子晶体，随着相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高，As的卤化物都是组成和结构相似的分子晶体，则随着相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔沸点升高；(6)由配合物A的结构示意图可知，中心离子Fe3+具有空轨道，EDTA分子中的N原子含有一对孤电子对，Fe3+与EDTA分子中的N原子可形成配位键；根据配合物结构可知，中心离子配位数为6；(7)由晶胞结构可知，晶胞中Fe2+离子的个数为12+1=4，S22-离子的个数为8+6=4，晶胞的质量为g，体积为(a10-7 cm)3，则晶胞的密度为g/cm3= g/cm3；晶胞中Fe2+位于S22-所形成的正八面体的体心，正八面体的
5、边长为相邻两个面的面心的连线，连线之长为晶胞边长的，则正八面体的边长为。2(2021届四川省宜宾市第四中学校高三月考)化学与生活密切相关。I.K2Cr2O7曾用于检测司机是否酒后驾驶：Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OHCr3+(绿色)+CH3COOH(未配平)(1)基态Cr原子的价电子轨道表达式为_。(2)CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为_，碳原子的轨道杂化类型为_，所含键与键的数目之比为_。(3)已知Cr3+等过渡元素水合离子的颜色如表所示：离子Sc3+Cr3+Fe2+Zn2+水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因
6、为_。II.ZnCl2浓溶液常用于除去金属表面的氧化物，例如与FeO反应可得FeZn(OH)Cl22溶液。(4)FeZn(OH)Cl22溶液中不存在的微粒间作用力有_(填选项字母)；A离子键 B共价键 C金属键 D配位键 E.范德华力 F.氢键溶液中Zn(OH)Cl2-的结构式为_。III.锌是人体必需的微量元素之一，其堆积方式如图1，晶胞结构如图2。(5)锌的堆积方式为_，配位数为_。(6)若锌原子的半径为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则锌晶体的密度为_g/cm3(用含a的代数式表示)。【答案】(1) (2)OCH sp3和sp2 7：1 (3)3d轨道上没有未成对电子(3d轨道上电子为
7、全空或全满) (4) AC 或 (5)六方最密堆积 12 (6)或 【解析】(1)基态Cr原子的原子序数是24，价电子排布式为3d54s1，则价电子轨道表达式为；(2) 非金属性越强，电负性越大，则CH3COOH分子中所含元素的电负性由大到小的顺序为OCH；对于碳原子，碳碳单键是sp3杂化，碳碳双键和碳氧双键是sp2杂化，三键是sp杂化，则CH3COOH分子中甲基的饱和碳原子为sp3杂化，羧基的碳原子的轨道杂化类型为sp2；单键都是键，双键中含有1个键和1个键，则CH3COOH分子中含由键与键的数目之比为7：1；(3)由Sc3+、Cr3+、Fe2+、Zn2+离子的核外电子排布式分别为1s22s
8、22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d2、1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d10可知，过渡元素水合离子的颜色与d轨道上未成对电子有关，水合离子为无色的Sc3+的3d轨道上电子为全空、Zn2+的3d轨道上电子为全满；(4)FeZn(OH)Cl22的水溶液中存在Fe2+和Zn(OH)Cl2离子， Zn(OH)Cl2-离子中存在共价键、配位键，水分子间还有范德华力和氢键，则溶液中不存在离子键和金属键；Zn(OH)Cl2-中Zn提供空轨道，氯原子和氧原子提供孤对电子，则溶液中Zn(OH)Cl2-的结构式为或 ；(5)根据图1锌的堆积方式图可知，锌
9、的堆积方式为六方最密堆积，最密堆积的配位数为12；(6)由图2晶胞结构可知，晶胞中含有的Zn原子个数为8+1=2，则晶胞质量为g，若锌原子的半径为a pm，中间的锌原子和底面的三个锌原子构成了正四面体，正四面体的边长为2a pm，则晶胞的底面积是2apm(2asin60)pm=2 pm2，晶胞的高为pm=pm ，体积是2 pm2pm=3 pm3，由此可知晶胞的密度为。3(2021届四川师范大学附属中学高三月考)元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e、f的原子序数依次增大。元素e的基态原子的3d轨道上有2个电子，a、c的基态原子中都有2个未成对电子，d与c同主族，f原子最外层只有1个电子，次
10、外层的所有原子轨道均充满电子。请回答下列问题： (1)元素e在元素周期表中的位置为_；e的单质的晶胞如图所示，该晶胞的堆积方式为_堆积。(2)基态原子未成对电子数与b相同的前四周期元素中，除了与b同主族的元素外，还有_元素(填元素符号)。(3)共价分子(ab)2中所有原子均满足8电子稳定结构，则(ab)2中键与键个数之比为_。(4)ec2常用作白色颜料，纳米ec2也可作催化剂，实例如图所示。化合物M的熔沸点明显低于化合物N，其主要原因是_。化合物N中C原子的杂化类型为_，元素C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为_。(5)e元素的主要化合价是2、4。某晶体中的阳离子是由c、e两元素形成的链状聚
11、合形式的离子，结构如图所示。该阳离子中c、e两原子个数比为_。(6)d和f能形成化合物Q，其晶胞结构及晶胞参数如图4所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA，则Q的密度为_gcm3(用含a、b、c、NA的代数式表示)。【答案】(1)第四周期B族 六方最密 (2)V、Co (3) 43 (4)化合物N分子间能形成氢键 sp2、sp3 CON (5) 11 (6)或 【解析】元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e、f的原子序数依次增大。元素e的基态原子的3d轨道上有2个电子，e是Ti。f原子最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，因此f是Cu；a、c的基态原子中都有2个未成对电子，d与c
12、同主族，因此c是第二周期元素，则a是C，c是O，d是S，根据原子序数可判断b是N。根据以上分析可知a、b、c、d、e、f分别为C、N、O、S、Ti、Cu。(1)基态Ti原子的价电子排布式是3d24s2，因此位于第四周期B族；根据晶胞结构，金属钛的堆积方式为六方最密堆积。(2)基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3，未成对电子有3个，前四周期与N同主族的元素有P、As，基态原子未成对电子有3个的元素还有V、Co，其价电子排布式分别为3d34s2、3d74s2。(3)根据(CN)2中所有原子均满足8电子稳定结构，可知其结构式为NCCN，单键都是键，三键中含有1个键和2个键，该分子中有4个键和3
13、个键，所以键与键个数之比为43。(4)化合物N分子中含有氨基(NH2)，分子间能形成氢键，故其熔沸点明显高于化合物M。化合物N中饱和C原子的杂化方式为sp3，苯环上的碳原子为sp2，由于氮原子的2p轨道上的电子处于半充满稳定状态，第一电离能小于同周期相邻元素，则元素C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为CON。(5)该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为11。(6)根据该晶胞结构图可知，该晶胞中含有硫原子的数目为4412，铜原子的数目为2212，Q的化学式为CuS，该晶体的密度为gcm3。4(2021届石嘴山市第三中学高三期中)H、C、N、O
14、、Na、Fe、Cu是常见的七种元素，请回答下列问题：(1)N、O、Na原子第一电离能由小到大的顺序是_(用元素符号和“”表示)；Cu原子的价电子排布图为_。(2)N、Na、Fe3、Cu2四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数最多的是_；Cu2在水中呈现蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为_，水分子与铜离子间结合的化学键名称为_。(3)根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是V形的是_(填序号)。H3OH2ONO2+(4)分子(CN)2中键与键之间的夹角为180，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为_，1个分子中含有_个键；(CN)2称为“拟卤素”，
15、具有类似Cl2的化学性质，则(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为_。(5)O和Na形成的一种只含有离子键的离子化合物，其晶胞结构如图，该离子化合物的化学式为_；已知该晶胞的密度为 g/cm3，阿伏加德罗常数为NA，求晶胞边长a_cm。(用含、NA的代数式表示)【答案】(1)NaON (2)Fe3 Cu(H2O)42 配位键 (3) (4)NCCN 4 (CN)22NaOH=NaCNNaCNOH2O (5)Na2O 【解析】(1)非金属性越强，第一电离能越大，氮元素原子2p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于氧元素的，故第一电离能NaOOCBD 化合物A中存在配位键1个(HB=N
16、H)3分子中有_个键。(3)立方氮化硼(BN)是具有广泛应用的新型无机非金属材料，结构和硬度都与金刚石相似。立方氮化硼熔点比金刚石低，原因是_。立方氮化硼晶胞如下图所示，则立方氮化硼晶胞沿着12方向的体对角线垂直在纸平面上的投影图应该是图_(从AD图中选填)。(4)一种O(或F)、Fe、As、Sm形成的四方结构超导化合物的晶胞如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1x代表，则该化合物的化学式表示为_。通过测定密度(g/cm3)和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系的表达式：x=_。【答案】(1)24 (2)A
17、 12 (3)都是原子晶体，B-N键键长大于C-C键，键能小于C-C键，故立方氮化硼熔点比金刚石低 D (4)SmFeAsO1xFx (a2cNA10-30-594)/6 【解析】(1) 基态Fe2+离子核外电子有24个电子，所以核外电子有24种空间运动状态； (2)A项，H3BNH3中B原子形成3个键，没有孤电子对，采取sp2杂化，(HB=NH)3分子B原子形成2个键，没有孤电子对，(HB=NH)3 B原子采取sp杂化，故A错误；B项，甲烷中C原子形成4个键、二氧化碳分子C原子形成2个键，均没有孤电子对，价层电子对数分别为4、2，甲烷为正四面体、二氧化碳为直线形，水分子中O原子形成2个OH键
18、，含有2对孤电子对，价层电子对数为4，水分子为V形结构，故B正确；C项，同同周期主族元素随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势，但IIA族、VA族处于全充满或半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能：NOCB，故C正确；D项，H3BNH3中B原子有空轨道，NH3中N原子有1对孤电子对，N原子提供孤电子对，形成配位键，故D正确，故选A；六元环状化合物(HB=NH)3与苯结构类似，分子中有3个CH键、3个BH键，环上有6个键，1个(HB=NH)3分子中有12个键； (3) 均属于原子晶体，BN键的键长大于CC键的键长，故BN键的键能小于CC键的键能，导致立方氮化硼的熔点比金刚石
19、的低；立方氮化硼晶胞类似金刚石晶胞，金刚石结构类似甲烷空间构型的正四面体结构，沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应为规则的正六边形，结合其晶胞图可知应是图D； (4)该晶胞中As原子个数4 =2、Sm原子个数=4=2、Fe原子个数=1+4=2、F和O2离子总数=8+2=2，则该晶胞中As、Sm、Fe、F和O2离子总数个数之比=2：2：2：2=1：1：1：1，如果F个数为x，则O2个数为1x，所以该化合物化学式为SmFeAsO1xFx；该晶胞体积 =，晶体密度= = 解得x=(a2cNA10-30-594)/6。6(2021届临朐县实验中学高三月考)元素周期表中d区与ds区元素，又称过渡金属元素
20、，应用广泛。(1)我国秦陵内发掘了镀铬宝剑，震动了世界，因为这种铬盐氧化处理是近代才掌握的先进工艺。Cr3+基态核外M层电子排布式为_；基态Zn原子核外K层和L层电子的电子云有_种不同的伸展方向。(2)锌化铜是一种金属互化物，其化学式有多种形式，如CuZn，Cu5Zn8，CuZn3等。其中所含元素铜的第二电离能_(填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能。(3)Co(DMSO)6(C1O4)2是一种紫色晶体，其中DMSO为二甲基亚砜，化学式为OS(CH3)2。晶体中ClO4-的空间构型是_，晶体中所含元素Co、Cl、O的电负性由大到小的顺序为_；DMSO中硫原子的杂化轨道类型为_，1个OS
21、(CH3)2分子中含有键数目为_。(4)某晶体晶胞结构如图所示，其中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为(0，0，0)、(，)，则d点Cu原子的坐标参数为_。(5)某砷镍合金的晶胞如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体的密度=_gcm-3。(已知，AsNi相对分子质量为134)【答案】(1)3s23p63d3 4 (2)大于 (3)正四面体 OClCo sp3 9 (4) (，) (5) 【解析】(1)Cr元素为24号元素，Cr的价电子排布式为3d54s1，失去3个电子时，M层电子排布式为3s23p63d3；基态Zn原子核外K层、L层电子排布式分别为1s22s2、3p6，s
22、能级为球形只有一种伸展方向，p能级为纺锤形，有3种伸展方向，共有4种不同伸展方向；(2)Cu+的价电子排布式为3d10，处于全充满状态；而锌失去一个电子后的排布式为3d104s1，最外层处于半充满状态，故铜的第二电离能大于锌的第二电离能；(3) C1O的中心Cl原子价层电子对数为=4，所以为sp3杂化，不含孤电子对，空间构型为正四面体形；非金属性越强元素的电负性越大，Co是金属元素，非金属性弱于O和Cl，O非金属性大于Cl，所以Co、C1、O的电负性由大到小的顺序为OClCo；DMSO的化学式为OS(CH3)2，其可以作为配体，则S含有1孤电子对，再与O原子和两个甲基分别形成一个键，所以价层电
23、子对数为4，为sp3杂化；1个OS(CH3)2分子中含有6个C-H键，2个C-S键，1个O=S键，单键均为键，双键中有一个键，所以共有9个键；(4)根据图像可知，b点位于体对角线的中心，d点位于晶胞的体对角线上，且为顶点到中心的，则d点的坐标为(，)；(5)根据均摊法一个晶胞中As原子的个数为2，Ni原子的个数为=2，所以晶胞的质量m=g；根据图示晶胞参数可知V=a10-10 cma10-10 cmsin60c10-10 cm=10-30cm3，所以晶胞的密度为= gcm-3。7(2021届安徽省六安中学高三质检)某课题组在光子晶体领域取得新进展，成功制备出高质量硫化锌光子晶体。回答下列问题：
24、(1)基态硫原子的价电子排布图为_。第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素为_。(2)H2S中S的价层电子对数为_，H2O的键角_ NH3的键角(填“”、“”或“=”)。(3)硫酸锌中三种元素的电负性由大到小的顺序为_，硫酸锌溶于氨水可生成Zn(NH3)4SO4溶液，1 molZn(NH3)4SO4中含有键的数目为_(NA为阿伏伽德罗常数的值)。与SO互为等电子体的分子有_(任写一种)(4)SO2中S的杂化类型为_，SO3的立体构型为_。(5)硫化锌的晶胞结构如图所示，该晶胞中与硫原子距离最近且相等的硫原子有_个，若该晶胞的密度为g/cm3，用NA代表阿伏伽德罗常数的值，则晶胞边长为_nm。
25、【答案】(1) Mg、Si、S (2)4 S Zn 20NA CCl4(或SiCl4、CF4等) (4)sp2杂化 平面三角形 (5)12 107 【解析】(1)硫元素位于元素周期表中第三周期VIA族，价层电子排布式为3s23p4，则基态硫原子的价层电子排布图是；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但镁原子3s轨道为全充满的稳定状态、P原子的3p轨道为半充满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能铝、邻之间的第三周期元素有Mg、Si、S；(2)硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4；氨分子和水分子的中心原子都是sp3杂化，氨分子中有1对孤电子对，水分子中有2对孤
26、电子对，孤对子对数越多，键角越小，则水分子的键角小于氨分子；(3)非金属元素的电负性大于金属元素，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氧元素的非金属性强于硫元素，则硫酸锌中锌、硫、氧三种元素的电负性由大到小的顺序为O S Zn；Zn(NH3)4SO4中含有4个配位键，属于键，4个氨分子中含有34=12个键，硫酸根中含有4个键，共有20个键，则1 molZn(NH3)4SO4中含有键的数目为20NA；等电子体具有相同的价电子数目和原子个数，与硫酸根原子个数和价电子数目相同的等电子体有CCl4、SiCl4、CF4等；(4)二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3，则硫原子的杂化方式为sp2杂化；三
27、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0，则三氧化硫的空间构型为平面三角形；(5)由晶胞结构可知，与顶点硫原子最近且相等的硫原子位于面心上，共有12个；晶胞中硫离子的个数为8+6=4，锌离子的个数为4，设晶胞边长为anm，由质量公式可得=(a107)3，则a=107。8(2021届贵州遵义市高三质检)钴的化合物在磁性材料生产、电池制造、催化剂制备等方面应用十分广泛。(1)基态Co原子的核外电子排布式为_，其中，3d能级上有_个未成对电子。(2)化合物四氨基钴酞菁分子的结构式如图。四氨基钴酞菁中N原子的杂化轨道类型为_。(3)纳米结构的氧化钴可以在室温下氧化甲醛(HCHO)，甲醛各
28、原子都达到最外层稳定结构，则甲醛分子的空间构型为_。(4)某含钴配合物的组成为CoCl35NH3H2O，该配合物中Co离子的配位数是6，1mol该配合物可以与足量的硝酸银反应生成3mol AgCl沉淀，则该配合物的配体是_。(5)已知CoCl2的颜色变化情况如下：则实验室中的可循环硅胶干燥剂掺杂CoCl2的意义是_。(6)一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂，其晶胞结构如下图所示，则晶体中与每个O2-相邻的O2-有_个，该钴的化合物的化学式是_。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 3 (2)sp2、sp3 (3)平面三角形 (4)NH3、H2O (5)通
29、过颜色变化，判断硅胶吸水或脱水的程度 (6)8 CoTiO3 【解析】(1)Co是27号元素，核外27个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2，由3d7可知，3d能级有3个未成对电子；(2)由如图可知，一部分氮形成3个单键，还有一对孤电子对，价层电子为4，采取sp3杂化，一部分氮形成一个双键、一个单键、一个配位键，剩余单电子形成大键，故含3个键，无孤电子对，采取sp2杂化；(3)甲醛各原子都达到最外层稳定结构，则甲醛的结构式为，碳原子形成3个键，没有孤对电子，价层电子对数为3，故分子空间构型为平面三角形；(4)钴配合物的组成为CoCl35NH3H2O
30、，1mol该配合物可以与足量的硝酸银反应生成3mol AgCl沉淀，说明3个Cl-为外界，配合物中Co离子的配位数是6，则配体为5个NH3、1个H2O；(5)由题中信息可知，CoCl2含不同的结晶水，颜色不同，实验室中的可循环硅胶干燥剂掺杂CoCl2的意义是，可根据颜色变化，判断硅胶吸水或脱水的程度；(6)以上底面面心O2-研究，与之相邻的O2-处于晶胞左右侧面面心、前后平面面心，上层晶胞中也有类似4个，则晶体中与每个O2-相邻的O2-有8个；晶胞中Ti原子数目为8=1，Co原子数目为1、O原子数目为6=3，故化学式为CoTiO3。9(2021届山西大附中高三月考)I.氟及其化合物用途非常广泛
31、。回答下列问题：(1)聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”，可做不粘锅涂层。它是一种准晶体，该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。可通过_方法区分晶体、准晶体和非晶体。(2)锑(Sb)与砷处于同一主族且相邻，基态锑原子价电子排布式为_。H2F+SbF6-(氟酸锑)是一种超强酸，存在H2F+，写出一种与H2F+互为等电子体的阴离子是_。(3)硼酸(H3BO3)和四氟硼酸铵(NH4BF4)都有着重要的化工用途。H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序_(填元素符号)。H3BO3本身不能电离出H+，在水中易结合一个OH生成B(OH)4，而体现弱酸性
32、。B(OH)4中B原子的杂化类型为_。NH4BF4(四氟硼酸铵)可用作铝或铜焊接助熔剂、能腐蚀玻璃等。四氟硼酸铵中存在_(填序号)：A离子键 B键 C键 D范德华力 E配位键(4)CuCl的熔点为426，熔化时几乎不导电；CuF的熔点为908。CuF比CuCl熔点高的原因是_；CuF的晶胞结构如图1。F-填充在Cu+围成的_空隙中，空隙填充率为_%。.AA705合金(含Cu、Al、Zn、Mg和Ti)几乎与钢一样坚固，但重量仅为钢的三分之一，已被用于飞机机身和机翼、智能手机外壳上等。(5)CN-、NH3、H2O和OH-等配体都能与Zn2+形成配离子。1mol Zn(NH3)42+含_ mol键，
33、中心离子的配位数为_。钛晶体有两种品胞，如图所示。如图2所示，晶胞的空间利用率为_(用含的式子表示)。已知图3中六棱柱边长为x pm，高为y pm。该钛晶胞密度为D gcm-3，NA为_mol-1(用含x y和D的式子表示)。【答案】(1)X射线衍射 (2)5s25p3 NH2- (3) FNOB sp3 ABE (4)由两者的熔点可知，CuCl是分子晶体，而CuF为离子晶体，离子晶体的熔点高 正四面体 50 (5)16 4 1030 【解析】.(1)从外观无法区分三者，区分晶体、非晶体、准晶体最可靠的方法是X射线衍射法；(2)锑为51号元素，Sb位于第五周期VA族，则基态锑(Sb)原子价电子
34、排布式为5s25p3，H2F+SbF6-(氟酸锑)是一种超强酸，存在H2F+，H2F+中中心原子F的价层电子对数为2+=4，键电子对数为2，该离子的空间构型为V型，与H2F+具有相同空间构型和键合形式的阴离子(即等电子体)为NH2-；(3)H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素是B、N、O、F四种元素，同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，N的2p能级半充满较稳定，N的第一电离能大于O，则这四种元素第一电离能由大到小的顺序为FNOB；B(OH)4中B的价层电子对=，所以B采取sp3杂化；NH4BF4(四氟硼酸铵)中含铵根离子和氟硼酸根离子，铵根离子中含3个键和1个配位键，氟硼酸
35、根离子中含3个键和1个配位键，铵根离子和氟硼酸根离子以离子键相结合，则四氟硼酸铵中存在离子键、键、配位键，故选ABE；(4)CuCl的熔点为426，熔化时几乎不导电，CuCl是分子晶体，而CuF的熔点为908，CuF为离子晶体，CuF离子晶体的晶格能大于CuCl分子间范德华力，故CuF比CuCl熔点高；根据CuF的晶胞结构图可知，F-填充在Cu+围成的正四面体空隙中，一个晶胞中存在8个正四面体空隙，其中4个被F-填充，故空隙填充率为50%；.(5)所有单键包括配位键均为键，双键中有一个为键，每个NH3分子中含有3个N-H键，中心原子Zn与四个N原子之间存在配位键，则1mol Zn(NH3)42
36、+含(4+34)mol=16mol 键，配位体为NH3，中心离子Zn2+的配位数为4；由图3可知，晶胞中钛原子的数目为1+8=2，设原子半径为r，则晶胞的对角线为4r，晶胞的边长为，则空间利用率为；图4晶胞中钛原子的数目为3+2+12=6，晶胞的质量为g，六棱柱边长为x pm，高为y pm，则晶胞的体积为x2y10-30cm3，则D=g(x2y10-30)cm3，由此计算得NA=mol-1。10(2021届黑龙江哈尔滨市第六中学校高三月考)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：(1)Sn为A族元素，单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体，Sn
37、Cl4空间构型为_，其固体的晶体类型为_。(2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_(填化学式，下同)，还原性由强到弱的顺序为_，键角由大到小的顺序为_。(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_mol，该螯合物中N的杂化方式有_种。(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。四方晶系CdSnAs2的晶胞结构如图所示，晶胞棱边夹角均为90，晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。坐标原子xyzCd000Sn000.5
38、As0.250.250.125一个晶胞中有_个Sn，找出距离Cd(0，0，0)最近的Sn_(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个Sn键合的As有_个。【答案】(1)正四面体形 分子晶体 (2) NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3 NH3、PH3、AsH3 (3)6 1 (4) 4 (，0，)、(，0) 4 【解析】(1)Sn为第A族元素，由于常温下SnCl4为液体，故SnCl4为分子晶体；SnCl4分子中中心原子的孤电子对数=0，键电子对数为4，价层电子对数为4，故SnCl4分子的空间构型为正四面体形；(2)NH3、PH3、AsH3的结构相似，结构相似的物质，相对分子质
39、量越大，范德华力越强，物质的沸点越高，但是NH3分子间能形成氢键，故这三种物质的沸点NH3AsH3PH3；N、P、As这三种元素位于元素周期表中第A族，原子序数依次增大，同一主族从上到下，随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，氢化物的还原性逐渐增强，故这三种物质的还原性由强到弱的顺序为AsH3PH3NH3；NH3、PH3、AsH3中中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，所以这三种物质 键角由大到小的顺序为NH3PH3AsH3；(3)由该物质的结构简式和分析，根据题意“含有多个配位原子的配体
40、与同一中心离子或原子通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物”，故该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6mol，CdNO2那个不算；该螯合物中N原子的杂化方式都是sp2杂化，故该物质中N的杂化方式有1种；(4)由部分Cd原子的分数坐标为(0，0，0)，可知8个Cd在晶胞的顶点，4个Cd在晶胞的面心，1个在晶胞的体心；部分Sn原子的分数坐标为(0，0，)，4个Sn在晶胞的棱上，6个Sn在晶胞的面心；部分As原子的分数坐标为(，)，8个As在晶胞的体心；所以1个晶胞中Sn的个数为 ；距离Cd(0，0，0)最近的Sn是(，0，)、(，0)；由晶胞结构图可知，CdSnAs2晶体中与单个Sn结合的As有4
41、个。11.【2020新课标卷】Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_。(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li) I1(Na)，原因是_。I1(Be) I1(B) I1(Li)，原因是_。(3)磷酸根离子的空间构型为_，其中P的价层电子对数为_、杂化轨道类型为_。(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4
42、的单元数有_个。电池充电时，LiFeO4脱出部分Li+，形成Li1xFePO4，结构示意图如(b)所示，则x=_，n(Fe2+ )n(Fe3+)=_。【答案】(1)4：5 (2)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小 Li，Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的 (3)正四面体形 4 sp3 (4)4 或0.1875 13：3 【解析】(1)基态铁原子的价电子排布式为，失去外层电子转化为Fe2+和Fe3+，这两种基态离子的价电子排布式分别为和，根据Hu
43、nd规则可知，基态Fe2+有4个未成对电子，基态Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子个数比为4：5；(2)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于A元素基态原子s能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的A元素，因此；(3)经过计算，PO43-中不含孤电子对，成键电子对数目为4，价层电子对数为4，因此其构型为正四面体形，P原子是采用sp3杂化方式形成的4个sp3杂化轨道；(4)由题干可知，LiFePO4的晶胞中，Fe存在于由O构成的正八面体内部，P存在由O构成的正四面体内部；再分析题干
44、中给出的(a)，(b)和(c)三个不同物质的晶胞结构示意图，对比(a)和(c)的差异可知，(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，小球表示的即为Li+，其位于晶胞的8个顶点，4个侧面面心以及上下底面各自的相对的两条棱心处，经计算一个晶胞中Li+的个数为个；进一步分析(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，八面体结构和四面体结构的数目均为4，即晶胞中含Fe和P的数目均为4；考虑到化学式为LiFePO4，并且一个晶胞中含有的Li+，Fe和P的数目均为4，所以一个晶胞中含有4个LiFePO4单元。对比(a)和(b)两个晶胞结构示意图可知，Li1-xFePO4相比于LiFePO4缺失一个面心的Li+以及一
45、个棱心的Li+；结合上一个空的分析可知，LiFePO4晶胞的化学式为Li4Fe4P4O16，那么Li1-xFePO4晶胞的化学式为Li3.25Fe4P4O16，所以有即x=0.1875。结合上一个空计算的结果可知，Li1-xFePO4即Li0.8125FePO4；假设Fe2+和Fe3+数目分别为x和y，则列方程组：，解得x=0.8125，y=0.1875，则Li1-xFePO4中n(Fe2+ )n(Fe3+)=0.81250.1875= 133。12.【2020新课标卷】钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，回答下列问题：(1)基态Ti原子的
46、核外电子排布式为_。(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点/37724.1238.3155 (3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是_；金属离子与氧离子间的作用力为_，Ca2+的配位数是_。(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、I和有机碱离子CH3NH3+，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2+与图(a)中_的空间位置相同，有机碱CH3NH3+中，N原子的杂化轨道类型是_；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_gcm-3(列出计
47、算式)。(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理_、_。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d24s2 (2)TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高 (3)OTiCa 离子键 12 (4)Ti4+ sp3 (5)2Eu3+Pb=2Eu2+Pb2+ 2Eu2+I2=2Eu3+2I 【解析】(1)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外
48、电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2；(2) 一般不同的晶体类型的熔沸点是原子晶体离子晶体分子晶体，TiF4是离子晶体，其余三种则为分子晶体，故TiF4的熔点高于其余三种物质；TiCl4、TiBr4、TiI4均为分子晶体，对于结构相似的分子晶体，则其相对分子质量越大，分子间作用力依次越大，熔点越高；(3)CaTiO3晶体中含有Ca、Ti、O三种元素，Ca、Ti是同为第四周期的金属元素，Ca在Ti的左边，根据同一周期元素的电负性从左往右依次增大，故TiCa，O为非金属，故其电负性最强，故三者电负性由大到小的顺序是：OTiCa，金属阳离子和氧负离子之间以离子键结
49、合，离子晶体晶胞中某微粒的配位数是指与之距离最近且相等的带相反电性的离子，故Ca2+的配位数必须是与之距离最近且相等的氧离子的数目，从图(a)可知，该数目为三个相互垂直的三个面上，每一个面上有4个，故Ca2+的配位数是12；(4)比较晶胞(a)(b)可知，将图(b)中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离子连接起来，就能变为图(a)所示晶胞结构，图(b)中体心上的Pb2+就变为了八个顶点，即相当于图(a)中的Ti4+；图(b)中顶点上的I-就变成了体心，即相当于图(a)中的Ca2+；图(b)面心上中的CH3NH3+ 就变成了棱心，即相当于图(a)中的O2-；故图(b)中的Pb2+与图(a)中的Ti4+
50、的空间位置相同；有机碱CH3NH3+中N原子上无孤对电子，周围形成了4个键，故N原子采用sp3杂化；从图(b)可知，一个晶胞中含有Pb2+的数目为11=1个，CH3NH3+的数目为个，I-的数目为个，故晶胞的密度为；(5)从作用原理图(c)可以推出，这里发生两个离子反应方程式，左边发生Pb + 2Eu3+= Pb2+ 2Eu2+，右边发生I2+ 2Eu2+= 2Eu3+ 2I-。13.【2020新课标卷】氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题：(1)H、B、N中，原子半径最大的是_。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素_的相似。(2)NH3BH
51、3分子中，NB化学键称为_键，其电子对由_提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3+B3O63-+9H2，B3O63-的结构如图所示：在该反应中，B原子的杂化轨道类型由_变为_。(3)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(H+)，与B原子相连的H呈负电性(H-)，电负性大小顺序是_。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_(写分子式)，其熔点比NH3BH3_(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在_，也称“双氢键”。(4)研究发现，氦硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，=90。氨硼烷的222超
52、晶胞结构如图所示。 氨硼烷晶体的密度=_gcm3(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。【答案】(1)B Si(硅) (2)配位 N sp3 sp2 (3)NHB CH3CH3 低 H+与H的静电引力 (4) 【解析】(1)在所有元素中，H原子的半径是最小的，同一周期从左到右，原子半径依次减小，所以，H、B、N中原子半径最大是B。B与Si在元素周期表中处于对角张的位置，根据对角线规则，B的一些化学性质与Si元素相似。(2)B原子最外层有3个电子，其与3个H原子形成共价键后，其价层电子对只有3对，还有一个空轨道；在NH3中，N原子有一对孤对电子，故在NH3BH3分子中，NB键为配位键，其电子
53、对由N原子提供。NH3BH3分子中，B原子的价层电子对数为4，故其杂化方式为sp3。NH3BH3在催化剂的作用下水解生成氢气和B3O63-，由图中信息可知，B3O63-中每个B原子只形成3个键，其中的B原子的杂化方式为sp2，因此，B原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2。(3) NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H；与B原子相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B，因此3种元素电负性由大到小的顺序为NHB。NH3BH3分子中有8个原子，其价电子总数为14，N和B的价电子数的平均值为4，依据等量代换的原则，可以找到其等电子体为CH3CH3。由于NH3BH3分子属于极性
54、分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在H+与H-的静电引力。(4)在氨硼烷的222的超晶胞结构中，共有16个氨硼烷分子，晶胞的长、宽、高分别为2apm、2bpm、2cpm，若将其平均分为8份可以得到8个小长方体，则平均每个小长方体中占有2个氨硼烷分子，小长方体的长、宽、高分别为apm、bpm、cpm，则小长方体的质量为，小长方体的体积为，因此，氨硼烷晶体的密度为gcm-3。14(2021届四川省仁寿第二中学高三月考)据科技日报报道，我国科
55、学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成碳的含氧衍生物。请回答下列问题：(1)在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，基态原子核外电子排布要遵循“洪特规则特例”，该原子的外围电子排布式为_。在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是_(填元素符号)。(2)石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中CH键，导致CH键的键能_(填“增大”“减小”或“不变” )。铁晶体中粒子之间作用力类型是_。(3)常温下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。它们的沸点分别为64.7、-19.5、100.
56、8，其主要原因是_。CH4、HCHO的键角较大的是_，主要原因是_。(4)钴晶胞、白铜(铜镍合金)晶胞如图所示。钴晶胞堆积方式的名称为_。已知白铜晶胞的密度为d gcm-3，NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为_ pm(只列出计算式)。【答案】(1)3d104s1 Cr (2)减小 金属键 (3)CH3OH、HCOOH分子间存在氢键且HCOOH分子间氢键(或分子间作用力)较强，HCHO分子间只存在范德华力 HCHO CH4中C采用sp3杂化，HCHO中C采用sp2杂化 (4)六方最密堆积 【解析】(1) Mn、Fe、Co、Ni、Cu的外围电子排布式分别为3d54s
57、2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1，基态原子Cu原子核外电子符合全充满、半充满，遵循“洪特规则特例”，故答案为3d104s1。(2) 石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中CH键，说明在催化剂存在下CH键更容易发生断裂，其键能更小；铁晶体属于金属晶体，晶体中存在自由电子和金属阳离子，靠金属键结合形成金属单质。(3)CH3OH、HCOOH 分子间存在氢键，且HCOOH 分子间氢键更强，HCHO分子间只存在范德华力，氢键比范德华力更强，故沸点HCOOHCH3OHHCHO。CH4中C原子采取sp3杂化，为正四面体，HCHO中C原子采取sp2杂化，为平面三角形，HCHO键角较大
58、；(4) 由图可知，钴晶胞堆积方式的名称为六方最密堆积。面心6个Cu原子构成正八面体，正八面体棱上的2个Cu原子与体心连线形成等腰直角三角形，该等腰直角三角形的斜边长为两个面心上铜原子最短核间距，等腰直角三角形的直角边为晶胞棱长的。设晶胞棱长为a pm，晶胞中Cu原子数为6=3，Ni原子数位8=1，晶胞质量m=， 则有d gcm-3(a10-10 cm)3=，解得a=，晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为pm。15(2021届贵州遵义市高三月考)金属及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)Co基态原子核外电子排布式为_。(2)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材
59、料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个Al原子与_个氮原子相连，氮化铝晶体属于_晶体。(3)铜可以形成一种高子化合物Cu(NH3)4(H2O)2SO4，若要确定Cu(NH3)4(H2O)2SO4是晶体还是非晶体，最科学的方法是对其进行_实验，其中电负性最高的元素是_，阴离子的中心原子杂化类型为_，该化合物加热时首先失去的组分是H2O，原因_。(4)氮化铁品体的晶体结构示意图如图所示，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为_。(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知：氧化亚铁品体的密度为 g/cm3，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_；Fe2+与O2-的最
60、短核间距为_pm。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2 (2)4 原子 (3)X射线衍射 O sp3 O的电负性比N的强，对孤电子对吸引更强，H20与Cu2的配位键比NH3与Cu2的配位键弱 (4)3：1 (5)12 1010 【解析】(1)Co的原子序数是27，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2。(2)氮化铝晶体与金刚石类似，因此根据金刚石的晶胞结构可知每个Al原子与4个氮原子相连，氮化铝晶体属于原子晶体。(3)铜可以形成一种高子化合物Cu(NH3)4(H2O)2SO4，若要确定Cu(NH3)4(H2O)2SO4是晶体还是非晶体，最科学的方
61、法是对其进行X射线衍射实验，非金属性越强，电负性越大，则其中电负性最高的元素是O，阴离子为硫酸根离子，为正四面体形，所以中心原子杂化类型为sp3，O的电负性比N的强，对孤电子对吸引更强，H20与Cu2的配位键比NH3与Cu2的配位键弱，加热时首先失去的组分是H2O。(4)氮化铁晶体为六棱柱，顶点贡献率为，面点贡献率为，依据晶胞结构可知，12个铁原子位于顶点，2个铁原子位于面心，3个铁原子位于体内，2个氮原子位于体内，1个晶胞含有铁微粒数为：12+2+3=6，含氮原子数为2，所以该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6：2=3：1；(5)依据图可知，上、中、下三层各有4个氧离子与中心的氧离子紧邻且等距离，而氧化亚铁中氧离子、亚铁离子个数比为1：1，所以有12个二价铁离子与二价铁离子相邻且等距离；氧化亚铁晶胞结构类似氯化钠晶胞，棱上3个离子相切，晶胞棱长等于相邻的Fe2+与O2-最短核间距的2倍。1个氧化亚铁晶胞含有二价铁离子数目为：8+6=4，含有氧离子数目为：12+1=4，所以1个氧化亚铁晶胞含有4个FeO，晶胞质量=g，设Fe2+与O2-最短核间距为d pm，氧化亚铁晶体的密度为gcm-3，可知：g=(2d10-10 cm)3gcm-3，解得d=1010。