1、专题微讲专题微练第一部分 专题对点突破专题15 物质结构与性质(选考)1(2019重庆二诊)具有自主知识产权、中国制造的C919，是一款与波音737MAX同等体量的民用飞机。制造C919需要大量的合金材料，其中包括钢，钢是现代社会的物质基础，钢中除含有铁外还含有碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫等元素。请回答下列有关问题：(1)基态Mn原子的价电子排布式为_。(2)NO3 的立体构型名称为_，其中心原子的杂化方式为_。(3)C、O、Si三种元素第一电离能由大到小的顺序是 。(4)写出和CN互为等电子体的一种离子的电子式：。(5)铵盐大多易分解，NH4F和NH4Br两种盐中较易分解的是_(填化学式
2、)；理由是_。3d54s2平面三角形 sp2OCSiNH4F F原子半径比Br原子半径小，HF键比HBr键强，HF键比HBr键更易形成，F更易夺取NH4 中的H(6)氧化亚铁晶胞与NaCl的相似，NaCl的晶胞如图所示。由于晶体缺陷，某氧化亚铁晶体的实际组成为Fe0.9O，其中包含有Fe2和Fe3，晶胞边长为a pm，该晶体的密度为 gcm3，则a_(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。3 3.656416NA1010 pm解析(1)Mn 原子价电子排布式为 3d54s2。(2)NO3 中心原子 N 的价层电子对总数为 3，中心原子的杂化方式为 sp2杂化，又因为 N 原子配位原子
3、数为 3，无孤电子对，所以此离子的空间构型为平面三角形。(3)同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，故 OCSi。4与CN互为等电子体的离子为 NO、C22，电子式为。(5)F 原子半径比 Br 原子半径小，HF 键比HBr 键强，HF 键比 HBr 键更易形成，F更易夺取 NH4 中的 H，所以 NH4F更易分解。(6)根据均摊原则，每个晶胞含有 O2的个数是 818612，实际组成为 Fe0.9O，所以每个晶胞含有铁原子 3.6个，故 1个 Fe0.9O晶胞的质量为4(0.95616)/NA，晶胞边长 a3 40.95616NA
4、1010 pm。2(2019昆明质检)铜是人类最早发现并广泛使用的一种金属。向硫酸铜溶液中逐滴滴加稀氨水，产生蓝色沉淀；继续滴加稀氨水，沉淀溶解，溶液最终变为深蓝色；再向深蓝色溶液中加入无水乙醇，析出CuNH34SO4H2O。回答下列问题：(1)基态Cu原子中，电子在核外排布的原子轨道共有_个。(2)N、O、S元素的原子对键合电子吸引力最大的是 。(3)Cu(NH3)42中，提供孤对电子的原子是_。Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体，其中一种可溶于水，则此种化合物是_(填“极性”或“非极性”)分子，由此推知Cu(NH3)42的空间构型是_。15 ON极性 平面正方形(4)NH3中N原子的杂
5、化方式是_，乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有_个。(5)硫元素对应的含氧酸的酸性是H2SO4强于H2SO3，其原因为_。(6)铜的一种氧化物晶体结构如图所示，该氧化物的化学式是_。若该晶体结构为长方体，其参数如图，阿伏加德罗常数为NA，则该氧化物的密度为_gcm3。sp3 3H2SO4与H2SO3分别可表示为(HO)2SO2和(HO)2SO，前者非羟基氧多于后者的非羟基氧的数目，使H2SO4中的SOH中O的电子更偏向于S，越容易电离出H，酸性更强CuO 320a2bNA1030解析(1)基态铜原子的电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，s有1个轨道，p有3个轨道，d有5个轨
6、道，总共有15个轨道。(2)原子对键合电子吸引力就是元素的电负性，根据非金属性越强，电负性越强分析，其中O原子对键合电子吸引力最大。(3)氨气分子中氮原子有一对孤对电子，所以在Cu(NH3)42中氨气中的N原子提供孤对电子；CuNH32Cl2有两种同分异构体，说明CuNH342是平面正方形结构，其中一种可溶于水，根据相似相溶原理分析，水为极性分析，所以化合物 CuNH32Cl2 为极性分子。(4)氨气中氮原子形成3个氮氢键，氮原子还有1对孤对电子对，杂化类型为sp3；乙醇分子中有两个碳原子和一个氧原子都采用的是该种杂化方式，共3个。5含氧酸的酸性需要看非羟基的氧原子个数，H2SO4与H2SO3
7、分别可表示为(HO)2SO2和(HO)2SO，前者非羟基氧(2个)多于后者的非羟基氧(1个)的数目，使H2SO4中的SOH中O的电子更偏向S，越容易电离出H，酸性更强。(6)根据均摊法分析，其中氧原子的个数为81841421214，铜原子个数为4，所以该晶胞中含有4个氧原子和4个铜原子，化学式为CuO，晶胞的密度为804a2b10103NA320a2bNA1030 gcm3。3(2019全国卷大联考)碳族元素及其化合物在能源、材料等方面有重要用途，回答下列问题：(1)基态Ge原子的价电子排布图为_，位于元素周期表_区。(2)锡能与氢氧化钠溶液反应生成Na2SnO3，Na2SnO3中含有的化学键
8、类型为_，Na、Sn、O的第一电离能大小顺序为_(用元素符号表示)，其阴离子的立体构型为_。(3)金刚石不导电，石墨能导电，金刚石不导电的原因是_。(4)翡翠是一种多硅酸盐，其化学式为Be3Al2Si6O18，其中Si原子采用的杂化类型为_。p离子键、共价键 OSnNa 平面三角形金刚石中的碳原子最外层全部与相邻碳原子成键，金刚石晶体中没有自由电子，所以金刚石不导电，而石墨中的碳原子最外层仅有3个e与相邻碳原子成键，石墨中存在自由移动的e，故导电sp3(5)晶胞有2个重要参数：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，图甲为金刚石单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0,0,0)，C为12，12
9、，0，D为14，14，14，则B原子的坐标参数为_。12，0，12晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图乙所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。已知石墨晶胞中键与键之间的夹角为120，NA为阿伏加德罗常数，其密度为_gcm3(列出计算式即可)。483a2bNA解析(1)Ge是32号元素，位于第四周期第A族，基态Ge原子核外电子排布式为Ar3d104s24p2，则价电子排布图为，位于元素周期表p区。(2)Na2SnO3中Na与SnO23 以离子键结合，SnO23 中原子以共价键结合；根据同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下第
10、一电离能减小，第一电离能OCSn，Na的金属性强于Sn，第一电离能最小；SnO 23 中Sn原子上的孤电子对数422320，价层电子对数303，空间构型为平面正三角形。(3)金刚石中每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键，即碳原子的价电子都参与了共价键的形成，使晶体中没有自由电子，所以金刚石不导电。4Be3Al2Si6O18 中铝元素显3，铍元素显2，氧元素显2，设硅元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，则32(3)2(x)6(2)180，解得x4，硅元素显4，Si原子与O原子形成4个键，硅原子无孤对电子，Si原子采用的杂化类型为sp3杂化。(5)由A、C、D的坐
11、标参数可知B原子的坐标参数为12，0，12。石墨晶胞底边长为a cm，则底面积a cma cmsin60 32 a2 cm2，层间距为b cm，则晶胞高为2b cm，晶胞体积V 32 a2 cm22b cm 3a2b cm3，晶胞中碳原子数目181/821/241/44，晶胞质量m412NA g，晶胞密度m/V483a2bNA gcm3。4(2019全国卷大联考)氧族元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题：(1)基态硒原子价层电子排布式为_；基态氧原子核外电子占据_个轨道。(2)硒的含氧酸有H2SeO3，H2SeO4。酸性：H2SeO3 H2SeO4(填“”“”或“”)。Se
12、O23 的空间构型是_。(3)配体中配位原子提供孤电子对能力与元素电负性有关，SCN的结构式可以表示为S=C=N或SCN，SCN与Fe3、Au和Hg2等离子能形成配离子，N、C、S的电负性依次为3.0、2.5和2.5。SCN中提供孤电子对的原子可能是_。4s24p4 5三角锥形S(4)灰硒的晶体为六方晶胞结构，原子排列为无限螺旋链，分布在六方晶格上，同一条链内原子作用力很强，相邻链之间原子作用较弱，其螺旋链状图、晶胞结构图、晶胞俯视图如图所示。螺旋链状中硒原子采用_杂化，1 mol晶胞含_个硒原子(NA是阿伏加德罗常数的值)。sp3 9NA 螺旋链内硒原子之间存在的作用力类型是_(填字母)。A
13、分子间作用力B键C键D非极性键E极性键(5)FeS2晶胞如图所示。连接面心上S22 构成正八面体(Fe2位于体心)。已知正八面体的边长为x pm，NA是阿伏加德罗常数的值。该晶胞参数(a)为_pm，晶体密度为_gcm3(用含x和NA的代数式表示)。CD2x120 2x3NA 1030 gcm3解析(1)硒是34号元素，与氧同主族，同主族元素的价电子排布相似，只是能层不同，硒的价电子排布式为4s24p4；基态氧原子核外电子占据1s、2s和2p能级，1s、2s各有1个原子轨道，基态O原子的2p能级有4个电子，根据洪特规则，2p能级上3个原子轨道中都填有电子，共5个轨道。(2)同种元素的价态越高，其
14、含氧酸的酸性越强，则酸性H2SeO3H2SeO4；依据价层电子对互斥理论可知，SeO 23中Se的价层电子对数为4，其中3个键电子对、1个孤电子对，则其空间构型呈三角锥形。(3)SCN中S、N有孤电子对，C没有孤电子对。电负性越大，越难提供孤电子对。故S比N容易提供孤电子对。(4)观察晶胞图示，1个硒原子与2个硒原子形成键，硒原子价层电子对数为 6224，故采用sp3杂化；由晶胞图示和晶胞俯视图知，1个晶胞含硒原子数为612123169，所以1 mol晶胞含9NA个硒原子。链内Se原子间存在化学键，属于非极性键和单键，单键都是键，故选CD。(5)观察FeS2的晶胞，Fe2位于棱心、体心，晶胞内
15、Fe2个数为121414；S22 位于面心、顶点，晶胞内S22 个数为6128184，故1个晶胞含4个“FeS2”，根据图中几何构型可以看出，该正八面体边长等于面对角线一半，x22 a，则a2 x，因此晶体密度456322 gmol1NA mol1 2x10103 cm2 120 2x3NA1030 gcm3。5(2019临沂三模)金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，镓及其化合物应用广泛。(1)基态Ga原子中有_种能量不同的电子，其价电子排布式为_。(2)第四周期的主族元素中，基态原子未成对电子数与镓相同的元素有_(填元素符号)。(3)三甲基镓(CH3)3Ga是制备有机镓化合物的中间体。在700
16、时，(CH3)3Ga和AsH3反应得到GaAs，化学方程式为_。(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为_；AsH3的空间构型是_。(4)GaF3的熔点为1 000，GaCl3的熔点为77.9，其原因是_。84s24p1K、Br(CH3)3GaAsH3=高温 GaAs3CH4sp2 三角锥形GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体(5)砷化镓是半导体材料，其晶胞结构如图所示。晶胞中与Ga原子等距离且最近的As原子形成的空间构型为_。原子坐标参数是晶胞的基本要素之一，表示晶胞内部各原子的相对位置。图中a(0,0,0)、b1，12，12，则c原子的坐标参数为_。砷化镓的摩尔质量为M gmol1，Ga
17、的原子半径为p nm，则晶体的密度为_gcm3。正四面体 34，34，342M8NAp31021解析(1)Ga元素在周期表中的位置为第四周期第A族，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，其中不同的原子轨道能量不同，电子排布在不同原子轨道上，电子的能量也是不同的，因此共有8种不同能量的电子，其价电子排布式为4s24p1。(2)基态Ga原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，未成对电子数是1，第四周期的主族元素中，基态原子未成对电子数也是1的，其电子排布式应为1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p63d10
18、4s24p5，其中核电荷数19为钾元素，元素符号为K；核电荷数35为溴元素，元素符号为Br。(3)在700 时，(CH3)3Ga和AsH3反应得到GaAs和CH4，发生反应的化学方程式为(CH3)3GaAsH3=高温 GaAs3CH4。(CH3)3Ga中Ga形成3个键，没有孤电子对，为sp2杂化；AsH3中心原子As电子对数351324，为sp3杂化，有一对孤电子对，故分子空间构型为三角锥形。(4)GaF3属于离子晶体，GaCl3属于分子晶体，两者熔点相差较大。(5)Ga原子周围与之距离最近且相等的As原子有4个，形成正四面体结构，Ga处于正四面体的中心；晶胞中距离a球最远的黑球c与a球的连线
19、处于晶胞体对角线上，根据几何原理二者距离等于体对角线长度的34，该黑色球c距离各坐标平面距离均为晶胞棱长的34，由坐标参数可知晶胞棱长为1，故该黑色球c到各坐标平面的距离均为34，故该黑色球的坐标参数为34，34，34；晶胞中含Ga原子数为8186124，As原子数目为4，则晶胞中含有GaAs的数目为4，晶胞的质量为4MNA g；根据晶胞的结构可知，晶胞的面对角线长度应为两个砷原子直径的长度之和，即砷原子半径为晶胞面对角线的 14，则晶胞边长a 4p2 107cm，晶胞的体积为a332p32 1021 cm3，故晶胞的密度4MNA ga3 cm3 4MNA32p32 1021gcm32M8NA
20、p31021 gcm3。6(2019太原二模)为了纪念元素周期表诞生150周年，联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。回答下列问题：(1)Ag与Cu在同一族，则Ag在元素周期表中_(填“s”“p”“d”或“ds”)区。Ag(NH3)2中Ag空间的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键，则该配离子的空间构型是_。(2)下表是Fe和Cu的部分电离能数据，请解释I2(Cu)大于I2(Fe)的主要原因：_。元素FeCu第一电离能I1/(kJmol1)759746第二电离能I2/(kJmol1)1 561 1 958ds 直线形失去第二个电子时，Cu失去的是全充满3d10电子，Fe失去的是4s1电子
21、(3)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂，其化学式为K4FeCN6。CN的电子式是_；1 mol该配离子中含键数目为_。该配合物中存在的作用力类型有_(填字母)。A金属键 B离子键 C共价键 D配位键 E氢键 F范德华力(4)MnO2的熔点(1 660)比MnS的熔点(1 610)高，其主要原因是_。12NA BCD二者均为离子晶体，O2半径小于S2半径，MnO的晶格能大于MnS(5)第三代太阳能电池利用有机金属卤化物碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)半导体作为吸光材料，CH3NH3PbI3具有钙钛矿(AMX3)的立方结构，其晶胞如图所示。AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)
22、形成正八面体结构，则M处于_位置，X处于_位置。CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为a nm，其晶体密度为d gcm3，则阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为_。体心 面心 620a1073d解析(1)Ag 位于第五周期第B 族，外围电子排布为 4d105s1，属于 ds 区。Ag(NH3)2中 Ag空间的 5s 轨道和 5p 轨道以 sp 杂化成键，所以其空间构型为直线型结构。(2)根据表中数据可知，I2(Cu)大于 I2(Fe)，主要原因为失去第二个电子时，Cu 失去的是全充满 3d10电子，Fe 失去的是 4s1电子。(3)CN中碳与氮之间形成三对共用电子对，电子式是；1 mol 该配离
23、子Fe(CN)64中，CN与铁离子之间有 6 个配位键，在每个 CN内部有一个共价键，所以 1 mol 该配合物中含有 键的数目为 12NA。K4Fe(CN)6中 K与FeCN64之间形成离子键、Fe(CN)64中 CN与铁离子之间形成配位键、CN中碳原子与氮原子之间形成共价键，存在的作用力类型有离子键、共价键、配位键。(4)MnO2的熔点(1 660)比 MnS 的熔点(1 610)高，其主要原因是二者均为离子晶体，O2半径小于 S2半径，MnO 的晶格能大于 MnS。(5)AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)形成正八面体结构，根据图中离子的位置关系可知，M 处于体心位置，X 处于面心位置。CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为 a nm，其晶体密度为 d gcm3，根据 mV可知d gcm3620NAa1073 cm3，则阿伏加德罗常数的值 NA的计算表达式为620a1073d。