1、专题十四 物质结构与性质（选修）1(2019全国卷)在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg后，形成一种称为拉维斯相的 MgCu2 微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_(填标号)。(2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_、_。乙二胺能与 Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_(填“Mg2”或“Cu2”)。(3)一些氧化物的熔点如下表所示：氧化物Li2OMgO
2、P4O6SO2熔点/C1 5702 80023.875.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因_。(4)图(a)是 MgCu2 的拉维斯结构，Mg 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的 Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu 原子之间最短距离 x_pm，Mg 原子之间最短距离 y_pm。设阿伏加德罗常数的值为 NA，则 MgCu2 的密度是_gcm3(列出计算表达式)。解析：(1)A 项，Ne3s1 属于基态的 Mg，由于 Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；B 项，Ne 3s2 属于基态 Mg 原子，其失去一个电子
3、变为基态 Mg；C 项，Ne 3s13p1 属于激发态Mg 原子，其失去一个电子所需能量低于基态 Mg 原子；D 项，Ne 3p1 属于激发态 Mg，其失去一个电子所需能量低于基态 Mg，综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是Ne3s1，答案选 A。(2)乙二胺中 N 形成 3个单键，含有 1 对孤电子对，属于 sp3 杂化；C 形成 4 个单键，不存在孤电子对，也是 sp3 杂化；由于乙二胺的两个 N 可提供孤电子对给金属离子形成配位键，因此乙二胺能与 Mg2、Cu2等金属离子形成稳定环状离子；由于铜离子的半径较大且含有的空轨道多于镁离子，因此与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是 C
4、u2。(3)由于Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2 为分子晶体。晶格能 MgOLi2O，分子间作用力 P4O6SO2，所以熔点大小顺序是 MgOLi2OP4O6SO2。(4)根据晶胞结构可知 Cu 原子之间最短距离为面对角线的14，由于边长是 apm，则面对角线是 2a pm，则 x 24 a pm；Mg 原子之间最短距离为体对角线的14，由于边长是 a pm，则体对角线是 3a pm，则 y 34 a；根据晶胞结构可知晶胞中含有镁原子的个数是 81861248，则 Cu 原子个数 16，晶胞的质量是8241664NA g。由于边长是 a pm，则MgCu2 的密度是8241664
5、NAa31030 gcm3。答案：(1)A(2)sp3 sp3 乙二胺的两个 N 提供孤电子对给金属离子形成配位键 Cu2(3)Li2O、MgO 为离子晶体，P4O6、SO2 为分子晶体。晶格能 MgOLi2O，分子间作用力 P4O6SO2(4)24 a 34 a 8241664NAa310302(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 Fe-Sm-As-F-O 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_
6、轨道电子，Sm的价层电子排布式为 4f66s2，Sm3的价层电子排布式为_。(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结构如图 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 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(12，12，12)，则原子 2 和 3 的坐标
7、分别为_、_。解析：(1)As 与 N 同族，则 AsH3 分子的立体结构类似于 NH3，为三角锥形；由于 NH3 分子间存在氢键使沸点升高，故 AsH3 的沸点较 NH3 低。(2)Fe 为 26 号元素，Fe 原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，Fe 原子失去 1 个电子使 4s 轨道为半充满状态，能量较低，故首先失去 4s 轨道电子；Sm 的价电子排布式为 4f66s2，失去3 个电子变成 Sm3成为稳定状态，则应先失去能量较高的 4s 电子，所以 Sm3的价电子排布式为 4f5。(3)F和O2的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：F”或“”)(3)C、Si、N 元素的电负性由大到小的顺序是_；C、N、O、F 元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(4)F、K、Fe、Ni 四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_。答案：(1)HCO(2)(3)NCSi FNOC(4)K F