1、高考资源网（） 您身边的高考专家专题十六物质结构与性质1(2020全国卷)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_。 I1/(kJmol1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(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)
2、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)_。解析：(1)基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，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3d6和3d5，根据洪特规则可知，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45。(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I1(Li)I1(Na)；同周期元素，从左
3、至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于第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第A元素，因此I1(Be)I1(B)I1(Li)。(3)经过计算，PO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
4、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8444(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，Li1xFePO4相比于LiFePO4缺失一个面心的Li以及一个棱心的Li；结合上一个空的分析可知，LiFePO4晶胞的化学式为Li4Fe4P4O16，那么Li1xFePO4晶胞的化学式为Li3.25Fe4P4O16
5、，所以有1x即x0.187 5。Li1xFePO4即Li0.812 5FePO4；假设Fe2和Fe3数目分别为x和y，则列方程组：xy1，0.812 52x3y542，解得x0.812 5，y0.187 5，则Li1xFePO4中n(Fe2)n(Fe3)0.812 50.187 5133。答案：(1)45(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4sp3(4)4(或0.187 5)1332(
6、2020全国卷)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CH3NH，其晶胞如图(b)所示。其中Pb2与图(
7、a)中_的空间位置相同，有机碱CH3NH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_gcm3(列出计算式)。(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_、_。解析：(1)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为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
8、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，金属阳离子和氧离子之间以离子键结合，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
9、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CH3NH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的空间位置相同；有机碱CH3NH中N原子上无孤电子对，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111(个)，CH3NH的数目为81(个)，I的数目为63(个)，
10、故晶胞的密度为gmol11021gcm3。(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Pb2Eu3=Pb22Eu2，右边发生I22Eu2=2Eu32I。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)Ti4sp31021(5)2Eu3Pb=2Eu2Pb22Eu2I2=2Eu32I3(2020全国卷)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_
11、。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素_的相似。(2)NH3BH3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：3NH3BH36H2O=3NHB3O9H2，B3O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，氨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、
12、b pm、c pm，90。氨硼烷的222超晶胞结构如图所示。 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)。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原子有一对孤电子对，故在NH3BH3分子中，NB键为配位键，其电子对由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。
13、NH3BH3在催化剂的作用下水解生成氢气和B3O，由图中信息可知，B3O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CH3
14、CH3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2a pm、2b pm、2c pm，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a pm、b pm、c pm，则小长方体的质量为，小长方体的体积为abc1030cm3，因此，氨硼烷晶体的密度为 gcm3。答案：(1)BSi(硅)(2)配位Nsp3sp2(3)NHBCH3CH3低H与H的静电引力(4)高考试题中选修3：物质结构与性质赋分为1
15、5分，常有10空左右设问，具有知识点较分散、设问相对独立、整体难度不大、做题耗时较短的特点。试题以填空或简答方式考查，常涉及原子结构与元素的性质(如基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(如化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(如晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析)等考点。命题侧重考查分析能力和计算能力，需要熟练掌握晶胞结构，具备一定的数学计算能力，综合性较强，题目难度中等。1原子结构与性质在高考中常见的命题角度有原子核外电子的排布规律及其表示方法、原子结构与元素电
16、离能和电负性的关系及其应用。在高考试题中，各考查点相对独立，难度不大。(1)第四周期元素原子或离子电子排布式的书写：原子结构的考查，应注意看清是原子的电子排布式、离子的电子排布式、价电子排布式还是电子排布图等。第四周期的元素从K开始数，数到几，外围电子数就是几，例如Fe，从钾开始数到铁为8，其电子排布式为Ar3d64s2；Se，从钾开始数到Se为16，其电子排布式为Ar3d104s24p4。符号电子排布式25Mn21s22s22p63s23p63d525Mn1s22s22p63s23p63d54s234Se1s22s22p63s23p63d104s24p428Ni21s22s22p63s23p
17、63d828Ni1s22s22p63s23p63d84s231Ga1s22s22p63s23p63d104s24p130Zn1s22s22p63s23p63d104s229Cu1s22s22p63s23p63d1029Cu1s22s22p63s23p63d104s126Fe21s22s22p63s23p63d626Fe1s22s22p63s23p63d64s224Cr1s22s22p63s23p63d54s1(2)常见元素的第一电离能和电负性大小比较：第一电离能的考查，特别注意第A和第A族的特殊性。在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，从上往下逐渐减小、电负性从左到右逐渐增大，
18、从上往下逐渐减小；同周期主族元素，第A族(ns2)全充满、A族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第A和第A族元素。注意应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如HClO中Cl为1价、O为2价，可知O的电负性大于Cl。第一电离能大小比较NOC、PSSi、MgAlNa、FClBr电负性大小比较FONC、LiNaK2.分子结构与性质在高考中的常见命题角度有围绕某物质判断共价键的类型和数目、分子的极性、中心原子的杂化方式、微粒的立体构型、氢键的形成及对物质的性质影响等，考查角度较多，但各个角度独立性大，难度不大。(1)键和键的判断方法：有些题目常考查物质所含键和键，需正确书写物
19、质的结构式进行分析。单键均为键，双键、三键中只有一个为键，其余为键。(2)分子或离子中中心原子的杂化轨道类型的判断方法：看中心原子有没有形成双键或三键。如果有1个三键，则其中有2个键，用去了2个p轨道，则为sp杂化，如果有1个双键则其中有1个键，则为sp2杂化，如果全部是单键，则为sp3杂化；由分子的空间构型结合价电子对互斥理论判断，没有填充电子的空轨道一般不参与杂化，1对孤电子对占据1个杂化轨道。如NH3为三角锥形，且有1对孤电子对，即4条杂化轨道应呈正四面体形，为sp3杂化。常见分子中心原子的杂化方式CH4：sp3；NH3：sp3；H2O：sp3；金刚石：sp3；单层石墨：sp2；CH3C
20、HO中甲基碳：sp3；醛基碳：sp2；BCl3：sp2；NCl3：sp3；CH3OH中C原子：sp3；HCCH中C原子：sp。(3)常见杂化轨道类型与分子构型如下：杂化轨道类型分子构型示例sp直线形CO2、BeCl2、HgCl2sp2平面三角形BF3、BCl3、SO3、HCHO平面形C2H4V形SO2sp3等性杂化正四面体CH4、CCl4、NH不等性杂化三角锥形NH3、PCl3V形H2S、H2O(4)分子组成和分子极性的关系：对于ABm型分子，A为中心原子，若A上有未成键电子对(孤电子对)，则ABm分子为极性分子，如H2O、NH3中O、N上分别有2对、1对孤电子对；若A上无未成键电子对(孤电子
21、对)，则ABm分子为非极性分子，如CH4、CO2、BF3中C、C、B上均无孤电子对；多原子分子中，若中心原子的化合价的绝对值等于该元素的价电子数(最高正价)时，该分子为非极性分子。分子组成极性分子非极性分子三原子分子H2O、SO2极性键V形CS2、CO2极性键直线形四原子分子NH3极性键三角锥形BF3极性键平面正三角形五原子分子CH3Cl极性键四面体CH4、CCl4极性键正四面体(5)等电子原理：运用等电子体知识，理解物质中原子的杂化方式和空间结构，以及电子式的书写方法等。等电子体的条件构成微粒的原子总数和价电子总数相同空间结构等电子体的性质相似，结构上也存在某些相似性，如NH、CH4互为等电
22、子体，其结构皆为正四面体形。常利用等电子原理判断一些简单分子或离子的立体构型及轨道杂化方式。如CO2、N2O、OCN、SCN为等电子体，结构相似，为直线形，中心原子轨道杂化方式为sp杂化10电子分子和原子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4等；离子：F、OH、H3O、NH、NH、N3、O2、Na、Mg2、Al3等，其中HF与OH、H2O与NH、NH3与H3O、CH4与NH互为等电子体14电子分子和原子：Si、N2、CO、C2H2等，离子：C(CaC2)等，其中N2、CO、C互为等电子体18电子分子和原子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4(肼)、C2H6(乙烷)、
23、CH3OH等，离子：Cl、HS、S2、K、Ca2等，其中HCl与HS互为等电子体(6)三种作用力及对物质性质的影响：作用力类型范德华力氢键共价键作用微粒分子H与N、O、F原子强度比较共价键氢键范德华力影响因素组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大形成氢键元素的电负性原子半径对性质的影响影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大键能越大，稳定性越强3.晶体结构与性质在高考中常见的命题角度有晶体的类型、结构与性质的关系，晶体熔、沸点高低的比较，配位数、晶胞模型分析及有关计算等。晶体结构与性质的难点就是涉及晶胞特点的计算类题目，有的同学不熟悉常见晶体的晶胞
24、类型，涉及有关晶胞的计算时，不注意单位的换算。如面心立方晶胞与体心立方晶胞的配位数不同；晶胞参数给定单位是nm或pm时，忽略换算成cm。(1)有关晶胞各物理量的关系：对于立方晶胞，可简化成下面的公式进行各物理量的计算：a3NAnM，a表示晶胞的棱长，表示密度，NA表示阿伏加德罗常数的值，n表示1 mol晶胞中所含晶体的物质的量，M表示摩尔质量，a3NA表示1 mol晶胞的质量。(2)均摊法计算晶胞中微粒数目：在使用均摊法计算晶胞中粒子个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心、体心依次被6、3、4、2、1个
25、晶胞所共有。再如：(3)物质熔沸点高低比较规律：比较类型比较规律不同类型晶体原子晶体离子晶体分子晶体，金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔点很高，汞、铯等熔点很低同类晶体原子晶体看成键原子半径和，半径和越小，晶体的熔、沸点越高、硬度越大离子晶体依据静电原理进行分析，一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，相应地晶格能越大，熔、沸点越高分子晶体注意，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，熔、沸点越高(若分子间存在氢键，则含有氢键的熔、沸点高些)。组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高。如CON2，CH3OHCH3CH3金属晶体看
26、金属离子半径，半径越小，离子电荷数越多，金属键越强，金属熔、沸点就越高。如熔、沸点：AlMgNa(4)晶胞求算：若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为a3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1 mol晶胞的质量为a3 NA g，因此有xMa3 NA。求晶胞密度方法如下：2020新高考卷(山东卷)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题：(1)Sn为第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，SnCl4空间构型为_，其固体的晶体类型为_
27、。(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1所示，1 mol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。图1(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2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xyzCd000Sn000.5As0.250.250.125图2一
28、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。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(441)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
29、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”，故该螯合物中Cd2与5个N原子，2个O原子形成化学键，其中与1个O原子形成的为共价键，另外的均为配位键，故1 mol该配合物中通过螯合作用形成
30、6 mol配位键；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(0，0，0.5)，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(0.25，0.25，0.125)，8个As在晶胞的体心；所以1个晶胞中Sn的个数为464；距离Cd(0，0，0)最近的Sn是(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)；由晶胞结构图可知，CdSnAs2晶体中与单个Sn结合的As有4个。答案：(1)正四面体形分子晶体(2)NH3
31、、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(3)61(4)4(0.5，0，0.25)、(0.5，0.5，0)41(2019全国卷)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为FeSmAsFO组成的化合物。回答下列问题：(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_，其沸点比NH3的_(填“高”或“低”)，其判断理由是_。(2)Fe成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3价层电子排布式为_。(3)比较离子半径：F_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm
32、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_；通过测定密度和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：_gcm3。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，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为_、_。解析：(1)AsH3和NH3为等电子体，NH3为三角锥形，因此AsH3也为三角锥形。因为NH3分子间存在氢键，所以AsH3的沸点比NH3低。(2)Fe的价层电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3是Sm原子失去3个电子形成
33、的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2个电子，再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3的价层电子排布式为4f5。(3)O2和F的核外电子层结构相同，F的核电荷数大，因此F的半径小。(4)由题图可知，As、Sm都在晶胞的面上，该晶胞中As的原子个数42，Sm的原子个数42，Fe在晶胞的棱上和体心，Fe的原子个数142，F和O2在晶胞的顶点和上下底面，F和O2的个数和282，已知F和O2的比例依次为x和1x，所以该物质的化学式为SmFeAsO1xFx。1个晶胞的质量 g，晶胞的体积a2c1030 cm3，所以晶胞的密度 gcm3。根据图1中原子1的坐标为，可看
34、出原子2的z轴为0，x、y轴均为，则原子2的坐标为；原子3的x、y轴均为0，z轴为，则原子3的坐标为。答案：(1)三角锥形低NH3分子间存在氢键(2)4s4f5(3)小于(4)SmFeAsO1xFx2(2019全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的Fe
35、Cl3的结构式为_，其中Fe的配位数为_。(3)苯胺()的晶体类型是_。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、沸点(110.6 )，原因是_。(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是_；P的_杂化轨道与O的2p轨道形成_键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用n代表P原子数)。解析：(1)在周期表中存在“对角线”关系的元素化学性质相似，如Li和Mg、Be和A
36、l、B和Si等，所以与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg。Mg元素基态原子核外M层上只有3s轨道上2个自旋状态相反的电子。(2)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl6；每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键，还可以提供空轨道与另1个Cl原子提供的孤电子对形成配位键，结构式可表示为或；由结构式可知，Fe的配位数为4。(3)苯胺是有机化合物，属于分子晶体。由于苯胺分子中N原子电负性大、原子半径小，易形成分子间氢键NHN，导致熔、沸点比相对分子质量相近的甲苯高。(4)元素的非金属性越强，电负性越高，非金属性：HPNO，故在N、H、P、O四种元素中电负性最高的是O。PO中价层电子对数为4，采取sp3杂化方式，杂化轨道与配位原子只能形成键，故与O原子的2p轨道形成键。(5)由题给焦磷酸根离子、三磷酸根离子的结构式可看出，多磷酸盐中存在PO结构单元，n个PO结构单元共用(n1)个O原子，则O原子总数为4n(n1)3n1，离子所带电荷数为(n2)，故通式为(PnO3n1)(n2)。答案：(1)Mg相反(2) 4(3)分子晶体苯胺分子之间存在氢键(4)Osp3(5)(PnO3n1)(n2)- 22 - 版权所有高考资源网
