1、- 1 -易错点 26 物质结构与性质模拟题训练1铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:（1）基态铁原子的价电子排布图为_（2）铁元素常见的离子有 Fe2+和 Fe3+,稳定性 Fe2+_Fe3+(填“大于”或“小于”)，原因是_。（3）纳米氧化铁能催化火管推进剂 NH4ClO4的分解，NH 4+的结构式为_(标出配位键)，其中氮原子的杂化方式为_;与 ClO 4-互为等电子体的分子或离子为_(任写两种)。（4）金属铁晶体原子采用体心立方堆积。则铁晶体的空间利用率为_ (用含 的式子表示)。（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由 A、B 方块组成。则该化合物中Fe2
2、+、Fe 3+、O 2-的个数比为_(填最简整数比)；已知该晶体的密度 dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为 NA，则晶胞参数为_nm(用含 d 和 NA的代数式表示)。（6）一种铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心。每个铁原子又为两个八面体共用。则该化合物的化学式为_。【答案】 小于 Fe2+的价电子排布式为 3d6,Fe3+的价电子排布式- 2 -为 3d5,Fe3+的 3d 能级为半充满状态，较稳定 sp3 CCl4、PO 43- 1:2:4 Fe3C 2铁、钴、镍等金属单质及化合物有广泛的应用。（1）已知锂离子电池总反应方程式是 FePO4(s
3、)+Li(s) LiFePO4(s)。请写出 Fe3+的电子排布式_，PO 43-离子中 p 原子杂化轨道类型_。（2）化合物“钴酞菁”能显著提升二次电池的充放电效率，下图是改性“氨基钴酞菁”分子的结构图。- 3 -一个电子的运动状态取决于_种因素，基态 Co 原子中空间运动状态不同的电子数为_种。氨基钴酞菁中非金属元素的电负性从大到小的顺序为_“氨基钴酞菁”比“钴酞菁”显著溶于水，请简述其原因_。（3）K 3Co(NO2)6中存在的化学键类型有_，配位数为_。（4）Sr 和 Ca 为同族金属元素，CaO 与 SrO 熔点更高、硬度更大，请简述原因_。（5）如上图所示为 NiO 晶体的晶胞示意
4、图：该晶胞中与一个 Ni 最近等距离的 O 构成的空间几何形状为_。在 NiO 晶体中 Ni2+的半径为 apm，O 3-的半径为 bpm，假设它们在晶体中是紧密接触的，则其密度为_g/cm3。 （用含字母 a、b 的计算式表达）【答案】1s 22s22p63s23p63d5或【Ar】3d 5 sp3 4 15 NCH 引入的氨基可与水分子之间形成氢键 离子键、共价键、配位键 6 CaO 的晶格能大于 SrO 的晶格能，所以 CaO 比 SrO 熔点更高、硬度更大 正八面体 - 4 -则其密度为 = g/cm3。3 （1）基态溴原子的价层电子轨道排布式为_。第四周期中，与溴原子未成对电子数相同
5、的金属元素有_种。（2）铍与铝的元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有_(填标号)。A都属于 p 区主族元素 B电负性都比镁大C第一电离能都比镁大 D氯化物的水溶液 pH 均小于 7（3）Al 元素可形成AlF 63 、AlCl 4 配离子，而 B 元素只能形成BF 4 配离子，由此可知决定配合物中配位数多少的因素是_；AlCl 4-的立体构型名称为_。（4）P 元素有白磷、红磷、黑磷三种常见的单质。白磷（P 4）易溶于 CS2，难溶于水，原因是_黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体，黑磷晶体与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体
6、的说法正确的是_。A黑磷晶体中磷原子杂化方式为 sp2杂化B黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力C黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上DP 元素三种常见的单质中，黑磷的熔沸点最高（5）F 2中 F-F 键的键能(157kJ/mol)小于 Cl2中 Cl-Cl 键的键能(242.7kJ/mol)，原因是_。（6）金属钾的晶胞结构如图。若该晶胞的密度为 a g/cm3，阿伏加得罗常数为 NA，则表示 K原子半径的计算式为_。- 5 -【答案】 4 BD 中心原子半径、配位原子的半径 正四面体 P4 、CS 2是非极性分子， H2O 是极性分子，根据相似相溶原理，P 4难溶于水 BD F 的
7、原子半径小，孤电子对之间的斥力大 - 6 -4钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）元素 K 的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm（填标号） 。A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E.766.5（2）基态 K 原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。K 和 Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K 的熔点、沸点等都比金属 Cr 低，原因是_。- 7 -（3）X 射线衍射测定等发现，I 3AsF6中存在 I3+离子。I 3+离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_。（
8、4）KIO 3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=0.446nm，晶胞中 K、I、O 分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K 与 O 间的最短距离为_nm，与 K 紧邻的 O 个数为_。【答案】A N 球形 K 的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 V 形 sp3 0.315 12 5钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题：(1) 写出 As 的基态原子的电子排布式_。(2)N、P、As 为同一主族元素，其电负性由大到小的顺序为_，它们的氢化物沸点最高的是_。将 NaNO3和 Na2O 在一定条件下反应得到一种白色晶体，已
9、知其中阴离子与 SO42-互为等电子体，则该阴离子的化学式是_。(3) Fe3+、Co 3+与 N3-、CN -等可形成络合离子。K 3Fe(CN)6可用于检验 Fe2+,配体 CN-中碳原子杂化轨道类型为_。Co(N 3)(NH3)5SO4中 Co 的配位数为_,其配离子中含有的化学键类型为_(填离子键、共价键、配位键)，C、N、O 的第一电离能最大的为_，其原因是_。(4) 砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中 Ga 与周围等距且最近的 As 形成的空间构型为- 8 -_。已知砷化镓晶胞边长为 apm,其密度为 pgcm-3,则阿伏加德罗常数的数值为_(列出计算式即可)。【答案】Ar 3d104s
10、24p3 NPAs NH3 NO4 3- sp 6 共价键、配位键 N 氮原子 2p 轨道上的电子为半充满，相对稳定，更不易失去电子 正四面体 6氮、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。（1）基态磷原子价电子排布的轨道表示式为_。（2） 元素 B、N、O 的第一电离能由大到小的顺序为_。（3） 食品添加剂 NaNO2中 NO2-中心原子的杂化类型是_，与 NO2-互为等电子体的分子的- 9 -化学式为_。(写 1 种)。（4）N 2H4 是火箭的燃料，与氧气的相对分子质量相同，它在常温常压下是液态，而氧气是气态，造成这种差异的主要原因是_。（5）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护
11、层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高温下在氢气中反应合成。三溴化磷分子的空间构型是_，三溴化硼键角是_。磷化硼晶体晶胞如图所示: 其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为_，磷原子的配位数为_，该结构中有一个配位键，提供空轨道的原子是_。己知晶胞边长 a pm，阿伏加德罗常数为 NA。则磷化硼晶体的密度为_g/cm3。磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图中虚线圆圈表示 P 原子的投影)，用实线圆圈画出B 原子的投影位置(注意原子体积的相对大小)。_【答案】 NOB sp2杂化 SO2、O 3 N2H4分子间存在氢键，O2分子间只有范德华力，氢键比范德华力强 三角锥形 120 面心立
12、方最密堆积 4 B 或 【解析】(1)P 为 15 号元素，基态磷原子价电子排布的轨道表示式为 ，故答案为： ；- 10 -7金属铁及其化合物在材料、航空工业上有重要用途。回答下列相关问题：(1)基态钛原子中有_个状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓图形状为_，写出其价电子的轨道表达式_。(2)化合物 TiO2不仅是常用的白色颜料，也是一些反应的良好催化剂，如：- 11 -有机物 X 中 C 原子的杂化轨道类型为_，1mol Y 中所含 键的数目是_。(3)已知 TiCl4在常温下是无色液体，TiCl 4的晶体类型是_晶体，其空间构型是_。(4)自然界中有丰富的钛矿资源，如右图表示的是钡钛
13、矿晶体的晶胞结构，经 X 射线分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为 apm。写出钡钛矿晶体的化学式_，其密度是_gcm -3。【答案】22 球形 sp3、sp 2 16NA 分子 正四面体 BaTiO3 233/(a10-10)3NA = = = g/cm3，故答案为：BaTiO 3； 。- 12 -8利用 合成的新型三元催化剂La 0.8Cu0.2Ni1-xMxO3(M 分别为 Mn、Fe 和 Co)可以使汽车尾气中 NO 和 CO 发生反应而减少尾气污染，同时可大大降低重金属的用量。回答下列问题：（1）Mn 2+的核外电子排布式为：_，其单电子数为_。（2）C、N、O、Mn 电负性由大到小的顺
14、序是_。（3） 也是常见配体，其中采取 sp2杂化的碳原子和 sp3杂化的碳原子个数比为_。（4）蓝色物质 KFe(III)xFe(II)(CN)6可缓解重金属中毒，x=_；该物质中不存在的作用力有_。A范德华力 B离子键 C 键 D 键 E.氢键（5）副族元素钴的氧化物可以在室温下完全氧化甲醛(HCHO)。甲醛分子的立体构型为_；甲醛常温下为气体而甲醇(CH 3OH)为液体的原因是_ 。（6）副族元素 Mn 和元素 Se 形成的某化合物属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，其中(为 Se， 为 Mn)，该化合物的化学式为_，Se 的配位数为_，Mn 和 Se 的摩尔质量分别为 M1g/mol、M
15、 2g/mol，该晶体的密度为 g/cm 3,则 MnSe 键的键长为_nm(计算表达式)。【答案】1s 22s22p63s23p63d5或者Ar3d 5 5 ON CMn 1:1 1 AE 平面三角形 甲醇可以形成分子间氢键 MnSe 4 【解析】(1)锰是 25 号元素，Mn 2+的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5，其中 3d5中的 5个电子分布在 5 个原子轨道中，因此单电子数为 5，故答案为：1s 22s22p63s23p63d5；5；(2)元素的金属性越强，电负性数值越小，非金属性越强，电负性数值越大，C、N、O、Mn 电负性由大到小的顺序是 ONCMn，故答案
16、为：ONCMn；- 13 -9氢化铝钠（NaAlH 4）是一种新型轻质储氢材料，掺入少量 Ti 的 NaAlH4在 150时释氢，在 170、15. 2MPa 条件下又重复吸氢。NaAlH 4可由 AlCl3和 NaH 在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如图所示。（1）基态 Ti 原子的价电子轨道排布图为_。（2）NaH 的熔点为 800，不溶于有机溶剂。NaH 属于_晶体，其电子式为_。- 14 -（3）AlCl 3在 178时升华，其蒸气的相对分子质量约为 267，蒸气分子的结构式为_ （标明配位键）（4）AlH 4 中，Al 的轨道杂化方式为_；例举与 AlH4 空间构型相同的两种
17、离子_（填化学式） 。（5）NaAlH 4晶体中，与 Na+紧邻且等距的 AlH4 有_个；NaAlH 4晶体的密度为_gcm3 （用含 a 的代数式表示） 。【答案】 离子 sp3 NH4+、BH 4（或“SO 42” “PO43” 等其他合理答案） 8 （或“ ”） 10硒化锌是一种透明黄色半导体，也可作红外光学材料，熔点 1520。（1）锌离子的电子排布式是_。（2）根据元素周期律，电负性 S_Se，第一电离能 Se_As(填“”或“”或“ H2O 分子间存在氢键 6 2341030/NAa3 面心立方堆积 - 16 -个铜晶胞中含有 4 个原子，则铜原子的体积为：44/3r 3 cm3
18、，晶胞体积为（2 r） 3，故空间利用率：（44/3r 3）/（2 r） 3= ；综上所述，本题答案是：面心立方堆积；。11 （1）普鲁士蓝的化学式为 Fe4Fe(CN)63，该物质中存在的化学键有离子键、_和_；含有的 Fe3+的核外电子样布式为_。（2）KCN 可被 H2O2 氧化为 KOCNKOCN 可作为制药原料，其晶体类型是_；碳原子采取 sp 杂化，1mol 该物质中含有的 键数目为_。含有的三种非金属元素的电负性由大到小的顺序是_。(2)H 2O2常温下是液体，沸点较高(150)，其主要原因是_。（3）成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为 As2S3，分子结构如下左图，As 原子的杂
19、化方式为_，雌黄和 SnCl2 在盐酸中反应转化为雌黄(As 4S4) 和 SnCl4，SnCl 4 分子的空间构型为_。（4）某晶体的晶胞结构如上右图所示，该晶体的化学式为_，该晶胞参数分别为 apm，cpm，=120如图示；1 号原子坐标为(0，0，0)，2 号原子坐标为(1/3，2/3，0)，则 3 号原子坐标为_，计算上述晶体中 A 和 B 两原子间的最小核间距为_pm。【答案】共价键 配位键 Ar3d5 离子晶体 2NA ONC H2O2分子之间可以形成氢键 sp 3杂化 正四面体形 AB (1/2，2/3，1/2) - 17 -12我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导
20、”材料研究上取得了重要成果，该研究项目荣获 2013 年度“国家自然科学奖”一等奖。（1）基态砷原子的价电子排布式为_。（2）氟、氧、砷三种元素的电负性由大到小的顺序是_(用相应的元素符号填空)。（3）Fe(SCN) 3溶液中加人 NH4F，发生如下反：Fe(SCN) 3+6NH4F= (NH4)3FeF6+3NH4SCNNH 4F 中阳离子的立体构型为_。(NH 4)3FeF6存在的微粒间作用力有_(选填序号，下同)。a.离子键 b.共价键 c.金属键 d.配位键 e.范德华力 f.氢键已知 SCN中各原子最外层均满足 8 电子稳定结构，则 C 原子的杂化方式为_，该原子团中 与 键个数比为
21、_。（4）FeCl 3晶体易溶于水、乙醇，受热易气化，而 FeF3晶体熔点高于 1000oC，试解释两种化合物熔点差异较大的原因：_。（5）S 和 Fe 形成的某化合物，其晶胞如图所示，则该物质的化学式为 _。设该晶胞的密度为 g/cm3，用 NA表示阿伏加德罗常数，则该晶胞中距离最近的 S 原子之间的距离为（列出计算式即可）_cm。- 18 -【答案】4S 24P3 FOAs 正四面体 abd sp 1:1 FeF3为离子晶体，FeCl3为分子晶体 FeS 【解析】 （1）主族元素基态原子的价层电子排布就是最外层电子排布，所以基态砷原子的价层电子排布式为 4s24p3，故答案为：4s 24p
22、3；13东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名- 19 -中外， 曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为_。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH 3)6SO4 蓝色溶液。 Ni(NH3)6SO4中 H、N、O 元素的电负性由大到小的顺序为_；SO 42 的立体构型是_；与 SO 42 互为等电子体的微粒为_（填化学式，任写一种） 。 氨的沸点高于膦（PH 3） ，原因是_； 氨是_分子（填“极性”或“非极性” ） ，中心原子的轨道杂化类型为 。(3)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol ，INi
23、=1753kJ/mol ，第二电离 ICuINi 的原因是_。(4)铜的某种氯化物不仅易溶于水，而且易溶于乙醇和丙酮，其链状结构如图所示，则该氯化物的 化学式为_，属于_晶体。(5)Cu2+与乙二胺可形成上右图所示配离子，其中所含化学键类型有 _（填标号） 。a配位键 b极性键 c离子键 d非极性键 e金属键(6)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。【答案】1s 22s22p63s23p63d84s2 ONH 正四面体 CCl4 PO43-等 氨气分子之间形成氢键 极性 sp3 Cu 失去的是全充满的 3d10电子，Ni 失去的是 4s1电子，Cu 的核外电子
24、排布更稳定，失去第二个电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的； CuCl2 分子 abd 3：1 - 20 -电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的；（4）由均摊法求解化学式，铜：21/2=1，氯：2，化学式为 CuCl2；铜的某种氯化物不仅易溶于水，而且易溶于乙醇和丙酮，具有分子晶体的特征；（5）由图含有 aCu-N 为配位键 bCu-N、C-N-H、CH 极性键 dC-C 非极性键，故选abd；（6）晶胞中 Ni 处于顶点，Cu 处于面心，则晶胞中 Ni 原子数目为 81/8=1、Cu 原子数目=61/2=3，故 Cu 与 Ni 原子数目之比为 3：1。14铜的化合物有很多，用途很广。如磷化铜
25、(Cu 3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性原件。(1)基态锡原子的价电子排布式为_，据此推测，锡的最常见正价是_ 。(2)磷化铜与水反应产生有毒的磷化氢(PH 3), PH3分子的中心原子的杂化方式是_ 。(3)磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为 Sn_ P(填“” “” “” “” “CO 2与 H2均为非极性分子，CO 2分子量较大、范德华力较大离子键和 键 【解析】 （1）Mn 的原子序数为 25，Mn 原子核外有 25 个电子，根据构造原理，基态 Mn 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2（或Ar 3d54s2
26、） ；Mn 为金属元素易失去电子，O为非金属元素，第一电离能：MnSSi BC SCN 或 N3- 三角锥形 Ar3d6 1.42108 - 29 -=4r 34/3，晶胞体积=（2r ） 3，晶胞中 Al 原子总质量=，解得 r= cm= 1.42108 cm。20常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、砷化镓（GaAs）太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。 (1)镓元素位于元素周期表的_周期_族，砷原子核外的电子有_种运动状态。(2)Si、P、S 的第一电离能由大到小的顺序是 _， 二氧化硅和干冰晶体的熔点差别很大，其原因是_。(3)与 AsF3互为等电子体的分子为_（只写
27、一中） ，其空间构型为_。(4)硼酸(H 3BO3)本身不能电离出 H+，在水溶液中易结合一个 OH 生成B(OH) 4 ，而体现弱酸性。- 30 -B(OH) 4 中 B 原子的杂化类型为_。B(OH) 4 的结构式为_。(5)金刚石的晶胞如图所示，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是_(用化学式表示)；金刚石的晶胞参数为 a pm(1 pm10 12 m)。 金刚石晶胞的密度为_g/cm 3(只要求列算式，阿伏加德罗常数为 NA)。【答案】4
28、A 33 PSSi SiO2是原子晶体，融化时需破坏共价键，干冰是分子晶体，融化时需破坏范德华力，共价键的键能远大于范德华力，所以二氧化硅的熔点远高于干冰晶体 PCl3 三角锥形 sp3 CSiCSi 9.61031/a3NA 【解析】 (1)镓元素为 31 号元素，位于元素周期表的 4 周期A 族，砷原子核电荷数为33，核外的电子有 33 运动状态；综上所述，本题答案是：4，A，33。 (2) 同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第 IIA 族、第 VA 族元素第一电离能大于其相邻元素；Si、P、S 元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，P 处于第 VA族,所以第一电离能：PSSi；SiO 2是原子晶体，融化时需破坏共价键，干冰是分子晶体，融化时需破坏范德华力，共价键的键能远大于
