1、1专题 44 物质结构与性质（二）【高考演练】 上接 43 物质结构与性质(一)1(2018江西新余模拟)如图是铊化钠的晶胞结构：(1)若忽略 Tl，则 Na 离子的空间结构跟哪种常见物质的晶体结构一样？ 。(2)该物质化学式为_。(3)(a)Tl 的原子序数是 81，写出它在元素周期表中的位置_。 (b)写出 Na 的核外电子排布_ _。(4)在该晶体中 Tl 和 Na 的化合价分别是：_、_。(5)已知该晶体是立方晶系，Na、Tl 最近距离为 a pm，写出计算该晶体的密度 _。(已知阿佛加德罗常 数： NA mol1 ) 【满分解答】(1)金刚石(2)NaTl(3)第六周期、第 IIIA
2、 族 1s 22s22p63s1(4)-1、1(5) g/cm3因金属性 NaTl，故 Na 为1 价，则 Tl 只能为-1 价。(5)Na、Tl 最近距离为虚线所示小立方体中心的 Na原子与小立方体顶点的 Tl 之间的距离，故小立方体的棱长为 32a，故大立方体的棱长为 34a，一个大立方2体相当于 8 个 NaTl，故晶体密度= = g/cm3。2 （2018 届柳州高级中学考前模拟）锂和氮的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。请回答下列问题(1)Li 的氢标电势是最负的，达到-3.045 V，与水有很大的反应倾向，然而将 Li 单质加入水中，其反应烈程度远不如其他碱金属，试
3、解释原因_。 (2)基态氮原子中，核外电子占据的最高能层的符号为_，核外电子能量最高的电子的电子 云轮廓图形状为_。(3)氮元素既可与其他元素形成正离子，比如 N2O5结构中存在 NO2+的结构，其空间构型为_，氮原子的杂化形式为_；它也可以形成全氮的 正离子，比如 N5AsF6中存在高能 量的 N5+，N 5+的空间构型为_。(每个 N 原子都满足 8 电子稳定结构)(4)下图为一种 N 和 Li 形成的二元化合物的晶体结构，试在图中画出其晶胞_，并写出该化合物的化学式_。【答案】 产物氢氧化锂溶解度小，包裹在外层阻碍反应持续进行 L 纺锤形（或哑铃型） 直线型 sp 角形（或 V 形） L
4、i3N【解析】考查物质结构与性质的综合运用， （1）Li 和 Mg 处于对角线，根据对角线原则，LiOH 在水中的溶381/8=1，Li 位于面上、内部，个数为 41/21=3，即化学式为 Li3N。 4(2018贵州四校模拟)已知 A、B、C、D、E 五种元素的原子序数依次增大，其中 A、E 原子的最外层电子数均等于其周期序数，E 原子的电子层数是 A 的 3 倍；B 原子核外电子有 6 种不同的运动状态，s 轨道电子数是 p 轨道电子数的两倍；D 原子 L 层上有 2 对成对电子。请回答下列问题。(1)E 元素基态原子的电子排布式为_。 (2)B、C、D 三种元素的第一电离能数值由小到大的
5、顺序为 (填元素符号)。(3)D 元素与氟元素相比，电负性：D F(填“” “”或“”)。(4)BD2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图 K414 所示。该晶体的类型属于 。(选填“分子”“原子” “离子”或“金属”晶体)，该晶体中 B 原子轨道的杂化类 型为 。1 mol B2A2分子中含 键的数目是_。4(5)光谱证实单质 E 与强碱溶液反应有E(OH) 4 生成，则E(OH) 4 中存在 。a共价键 b配位键 c 键 d 键【满分解答】(1)1s 22s22p63s23p1 (2)C、O、N (3) (4)原子 sp 3 3NA(或 1.8061024) (5)abc 【解析】从 B 的
6、核外电子运动状态看，应为碳原子；D 的 L 层电子排布式为 2s22p4，故为 O；则 A、C 元素分别为 H、N；根据 E 的电子层数为氢的 3 倍，且其最外层电子数等于其周期序数，故 E 是 Al。(2)碳、氮、氧同一周期，因氮原子的 2p 轨道为半满状态，致使其第一电离能大于相邻的碳和氧。(3)氧、氟为同一周期元素，因氟在氧的右侧，故氟的电负性比氧大。(4)从晶体的结构看，该化合物结构与 SiO2相似，为原子晶体，其中碳原子为 sp3杂化。C 2H4的结构为 HCCH，故分子内含有三条 键。(5)Al(OH)4 中 O 与 H 之间形成的化学键为共价键、 键，Al 3 与 OH 形成的键
7、为配位键。 5 （2018 届临沂市三模）钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。(1)基态钛原子的价电子排布式为_，与钛同周期的元素中，基态原子 的未成对电子数与钛相同的有_种。(2)钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_。(3)在浓的 TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入 HCl 至饱和，可得到配位数为 6、组成为TiCl36H2O 的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为 1：5，则该配合离子的化学式为_。(4)半夹心结构催化剂 M 能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。组成 M 的元素中，电负性最大的是_(填名称)。M 中碳原子的
8、杂化方式为_。5M 中不含_(填代号)。a 键 b 键 c离子键 d配位键(5)金红石 (TiO2)是含钛的主要矿物之一。其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。A、B、C、D 4 种微粒，其中氧原子是_(填代号)。若 A、B、C 的原子坐标分别为 A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则 D 的原子坐标为D(0.19a，_，_)；钛氧键的键长 d=_(用代数式表示)。 【答案】 3d24s2 3 Ti 原子的价电子数比 Al 多，金属键更强 TiCl(H2O)52+ 氧 sp2 sp3 c BD 0.81a 0.5c 【解析】试题分析：(1)钛原子核外
9、有 22 个电子，根据核外电子排布规律写基态钛原子的价电子排布式；基态原子的未成对电子数为 2；第四周期中未成对电子数为 2 的元素有 Ge、Se、Ni，有 3 种；(2) Ti原子的价电子数是 4、铝原子的价电子数是 3；(3).配位数为 6，两种配体的物质的量之比为 1：5，所以配体中有 1 个氯原子、5 个水分子；(4) 组成 M 的元素有 Ti、C、H、O、Cl，非金属性越强电负性越大；M 中有双键碳和单键碳原子两种；单键为 键、双键中 1 个是 键、1 个是 键，根据 M 的结构图，还有配位键；(5) 根据均摊原则，晶胞中共有原子 ，晶胞中相同位置的原子相同，根据钛氧原子比是 1:2
10、 分析；根据晶胞结构分析 D 原子坐标；根据图示，66(2018青岛模拟)太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒 CIGS 等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜 Si 系太阳能电池。完成下列填空：(1)亚铜离子(Cu )基态时的电子排布式为_；(2)硒为第 4 周期元素，相邻的元素有砷和溴，则 3 种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)，用原子结构观点加以解释_；(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数)，其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成加合物，如 BF3能与 NH3反应生成 BF3NH3。BF 3NH3中 B 原子的杂化轨道类型为
11、，B 与 N 之间形成 键；(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似，若将金刚石晶体中一半的 C 原子换成 Si 原子且同种原子不成键，则得图 K425 所示的金刚砂(SiC)结构；在 SiC 中，每个 C 原子周围最近的 C 原子数目为 。【满分解答】(1)1s 22s22p63s23p63d10(2)BrAsSe As、Se、Br 原子半径依次减小，原子核对外层电子的吸引力依次增强，元素的第一电离能依次增大；Se 原子最外层电子排布为 4s24p4，而 As 原子最外层电子排布为 4s24p3，p 电子排布处于半充满状态，根据洪特规则特例可知，半充满状态更稳定，所以 As 元素的第一电离能比 S
12、e 大。 (3)sp3 配位 (4)1277我国从 2012 年 10 月 1 日起将逐步淘汰白炽灯，将在全国推广高效的半导体照明技术，氮化镓(GaN)基LED 是研究的热点之一。(1)白炽灯灯丝材料普遍使用金属钨(W)，其价电子构型为 5d46s2，按电子排布 W 在周期表分区中属于_区；镓原子在基态时核外电子排布式为_。(2)GaN 的晶胞结构见图 1，晶胞中含 Ga 原子数目为_个。图 1(3)用 MOCVD 生产氮化镓的原理为：Ga(CH 3)3(l)NH 3(g) GaN(s)3CH 4(g)。下列有关说法正确的是_(选填序号)。aGa(CH 3)3中镓原子和碳原子均采用 sp2杂化
13、bNH 3分子是一种极性分子cCH 4分子空间呈正四面体型dNH 3沸点比 CH4高，主要是前者相对分子质量较大生产氮化镓晶体常在 MgO 等衬底上外延生长，MgO 晶胞结构与 NaCl 相似，但 MgO 熔点比 NaCl 高得多，是因为_。(4)由 8-羟基喹啉( )与 Ga2(SO4)3可合成一种新型的橙红光发射材料 8 羟基喹啉镓有机配合物，其结构如图 2，试在图上补充缺少的化学键(已知 Ga 的配位数为 6)。8图 2【满分解答】(1) d 1s 22s22p63s23p63d104s24p1(或：Ar3d 104s24p1) (2)6 (3)bc MgO 的晶格能比 NaCl 大(4
14、)8 （2018 江苏卷）臭氧（O 3）在Fe(H 2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NO x分别氧化为 和 ，NO x也可在其他条件下被还原为 N2。（1） 中心原子轨道的杂化类型为_； 的空 间构型为_（用文字描述）。（2）Fe 2+基态核外电子排布式为_。（3）与 O3分子互为等电子体的一种阴离子为_（填化学式） 。（4）N 2分子中 键与 键的数目比 n（） n（）=_ _。（5）Fe(H 2O)62+与 NO 反应生成的Fe(NO)(H 2O)52+中，NO 以 N 原子与 Fe2+形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。9【答案】物质结
15、构与性质（1）sp 3 平面（正）三角形（2）Ar3d 6或 1s22s22p63s23p63d6（3）NO 2（4）12（5）位原子。10点睛：本题以“臭氧（O 3）在Fe(H 2O)62+催化下能将烟气中的 SO2、NO x分别氧化为 SO42-和 NO3-，NO x也可在其他条件下被还原为 N2”为背景素材，考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、 键和 键的计算、配位键的书写。注意写配位键时由配位原子提供孤电子对。 9已知 A、B、C、D、E 都是元素周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数 ABCDE。B 原子的 p轨道半充满，形成的氢化物
16、的沸点是同主族元素的氢化物中最低的。D 原子得到一个电子后 3p 轨道全充满。A 比 D 原子形成的离子少一个电子层。C 与 A 形成 A2C 型离子化合物。E 的原子序数为 26，E 原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物。请根据以上情况，回答下列问题：(答题时，A、B、C、D、E 用所对应的元素符号表示)(1)A、B、C、D 的第一电离能由小到大的顺序为_。(2)C 的氢化物分子是_(填“极性”或“非极性”)分子。(3)化合物 BD3的分子空间构型是_。(4)E 元素原子的核外电子排布式是_；E 的一种常见配合物 E(CO)5常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点
17、为 103 ，易溶于非极性溶剂。据此可判断 E(CO)5的晶体类型为_；E(CO) 5中的配体 CO 与 N2、CN 等互为等电子体，写出 CO 分子的结构式11_。(5)金属 E 单质的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分 别如右图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的 E 原子个 数之比为_。【满分解答】(1)NaSPCl(2)极性(3)三角锥形(4)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d 64s2 分子晶体 CO(5)1210铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：(1)铜原子基态电子排布式为 ；(2)用晶体的 X
18、 射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为 361 pm。又知铜的密度为 9.00 gcm3 ，则铜晶胞的体积是 cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 列式计算，己知 Ar(Cu)63.6； (3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a 位置上 Cl 原子的杂化轨道类 型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是 ，反应的化学方应程式为 。体心立方
19、 面心立方12【满分解答】(1)1s 22s2p63s23p63d104s1(或Ar3d 104s1)(2)4.701023 4.231022 NA 6.0110 23 mol1 (3)sp3 K2CuCl3(4)过氧化氢为氧化剂，氨与 Cu 形成配离子，两者相互促进使反应进行。CuH 2O24NH 3 Cu(NH3) 2OH (4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应” ，这是两种物质共同作用的结果：过氧化氢具有强氧化性，而氨水能与 Cu2 形 成配合物。11(2018南京盐城三调)卤素性质活泼，能形成卤化物、多卤化物等多种类型的化合物。(1)卤化
20、氢中，HF 的沸点高于 HCl，原因是_。(2)如图为 F 与 Mg2 、K 形成的某种离子晶体的晶胞，其中“”表示的离子是_(填离子符号)。(3)多卤化物 RbICl2分解时生成晶格能相对较大的铷(Rb)的卤化物，则该卤化物的化学式为_。(4)BF3与 NH3能发生反应生成 X(H3BNF3)，X 的结构式为_(用“”表示出配位键)：X 中 B 原子的杂化方式为_。13(5)有一类物质的性质与卤素类似，称为“拟卤素”如(SCN) 2、(CN) 2等。(CN) 2的结构式为， 该分子中 键和 键数目之比为_。【满分解答】(1)HF 分子间形成氢键 (2)F (3)RbCl(4) sp 3杂化
21、(5)3412(2018四川绵阳三诊)A、B、D、E、G、M 代表六种常见元素，它们的核电荷数依次增大。其中， 元素 M 的基态 3d 轨道上有 2 个电子，A 的基态原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍，E 的 简单离子在同周期元素 的简单离子中半径最小，D、G 同主族；B 与 D 形成的化合物有多种， 其中一种是红棕色气体。(1)M 的基态原子价层电子排布式为_，元素 B、D、G 的第一电离能由大到时小的顺序是_ (用元素符号表示)。(2)用价层电子对互斥理论预测，GD 的立体构型是_ (用文字表述)(3) M 与 D 形成的一种橙红色晶体晶胞结构如图所示，其化学式为_ (用元素符
22、号表示)。(4) 已知化合物 EB 结构与单晶硅相似，该物质可由 E 的氯化物与 NaB3在高温下反应制得，且生成单质B2，该反应化学方程式为_，若有 8.4 g B2生成，则转移电子数为_o【满分解答】(1)3d 24s2 NOS(2)三角锥形 (3)TiO 2(4)AlCl33NaN 3 = 3NaClAlN4N 2 1.20410 23或 0.2NA【解析】本题主要考查了原子结构、第一电离能、杂化轨道、晶胞的计算、氧化还原反应等，考查了学生1413(2018临沂一模)碳是形成化合物种类最多的元素。(1)CH2=CH-CN 是制备晴纶的原料，其分子中 键和 键的个数比为 (填最简整数比)，
23、写出该分子中所有碳原子的杂化方式 。(2)乙醇(CH 3CH2OH)和二甲醚(CH 3OCH3)分子式均为 C2H6O，但 CH3CH2OH 的沸点高于 CH3OCH3的沸点，其原因是 。(3)某元素位于第四周期 VIII 族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为 。(4)碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能。右图所示为碳化硅的晶胞(其中为碳原子，为硅原子)。每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有 个。设晶胞边长为 a cm，密度为 b g/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为 (用含 a、b 的式子表示)。 (4)每个碳
24、原子与另外四个硅原子形成共价键，与之等距离的硅原子有四个。15【满分解答】(1)21 sp 2 sp (2)乙醇分子之间形成氢键(3)3d84s2 (4)4； 160/(a 3b)14(2018扬州四模)天然气既是重要的能源，也是重要的化工原料，其主要成分是甲烷。(1)甲烷在一定条件下可生成：A碳正离子(CH ) B碳负离子(CH ) 3 3C甲基(CH 3) D碳烯( CH2)四种微粒中，键角为 120的是_。(填序号)与碳负离子(CH )互为等电子体的一种分子的结构式为_。 3(2)海底富藏大量的可燃冰(甲烷的水合物)，关于可燃冰的说法中正确的是_A甲烷分子与水分子均是极性分子B可燃冰中甲
25、烷分子与水分子间以氢键相结合C可燃冰属于原子晶体D甲烷分子与水分子中的 键均是 ssp3电子云重叠而成的(3)在高温下，甲烷可还原 CuO 得到 Cu2O。Cu 的核外电子排布式为_。 Cu 2O 晶体的晶胞结构如右上图所示。其中“”代表的离子符号为_。(4)一定条件下，甲烷与水蒸气可生成 H2和 CO。则所生成的气体中 键总数与 键总数之比为16_。【满分解答】(1)A (2)D (3)Ar3d 10O 2 (4)2115(2018吉安模拟)已知：A、B、C、D 为周期表 136 号中的元素，它们的原子序数逐渐增大。A 的基态原子有 3 个不同的能级，各能级中电子数相等；C 的基态原子 2p
26、 能级上的未成对电子数与 A 原子相同；D 的基态原子的 M 电子层上有 4 个未成对电子。 请回答下列问题：(1)D 是元素周期表中第 周期，第 族的元素；其基态原子的外围电子排布式为 。(2)A、B、C、D 四种元素中，电负性最大的是_(填元素符号)。(3)由 A、B、C 形成的离子 CAB 与 AC2互为等电子体，则 CAB 中 A 原子的杂化方式为_。B 的氢化物的沸点远高于 A 的氢化物的主要原因是_。(4)D 能与 AC 分子形成 D(AC)5，其原因是 AC 分子中含有_。D(AC) 5常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点为 103 ，易溶于非极性溶剂，据此可判断 D(AC)5晶
27、体属于 (填晶体类型)。 (5) SiO2的晶胞可作如下推导：先将 NaCl 晶胞中的所有 Cl 去掉，并将 Na 全部换成 Si 原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个 Si 原子便构成了晶体 Si 的一个晶胞。再在每两个相邻的 Si原子(距离最近的两个 Si 原子)中心联线的中点处增添一个 O 原子，便构成了 SiO2晶胞，故 SiO2晶胞中有_个 Si 原子，_个 O 原子。【满分解答】(1) 四 3d 64s2 (2) O (3)sp、 NH 3分子间能形成氢键(4) 孤对电子、分子晶体 (5) 8 16【解析】 “A 的基态原子有 3 个不同的能级，各能级中电子数相等”
28、则 A 为 C 元素；“C 的基态原子 2p 能级上的未成对电子数与 A 原子相同”则 C 为 O 元素；“D 的基态原子的 M 电子层上有 4 个未成对电子”则D 为 Fe 元素；由“A、B、C、D 为周期表 136 号中的元素，它们的原子序数逐渐增大”可知 B 为 N 元素。(3)等电子体中原子的杂化方式相同，CO 2是直线型，C 元素的杂化方式为 sp 杂化。(4)能形成配位键的原因是 CO 中存在孤对电子；由“(AC) 5常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点为 103 17，易溶于非极性溶剂”可知其为分子晶体。(5) NaCl 晶胞如图： ，则黑球可以看成是 Si 原子， “小立方体”中可放置四个 Si
