1、1考点二十八 物质结构与性质补差专练1 （2018 届湖南省益阳市高三 4 月调研考试）据媒体报道,法国一家公司 Tiamat 日前研发出比当前广泛使用的锂电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的钠离子电池,预计从 2020 年开始实现工业生 产。该电池的负极材料为 Na2Co2TeO6(制备原料为 Na2CO3、Co 3O4和 TeO2)，电解液为 NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题:（1）Te 属于元素周期表中_区元素,其基态原子的价电子排布式为_。（2）基态 Na 原子中,核外电子占据的原子轨道总数为_,最高能层电子云轮廓图形状为_（3）结合题中信息判断:C、O、Cl 的电负性由大
2、到小的顺序为_(用元素符号表示)。（4）CO 32-的几何构型为_;碳酸丙烯酯的结构简式如图所示,则其中碳原子的杂化轨道类型为_,1mol 碳酸丙烯酯中键的数目为_.（5）Co(H 2O)63+的几何构型为正八面体形,配体是_,该配离子包含的作用力为_(填选项字母)。A.离子键 B.极性键 C.配位键 D.氢键 E.金属键（6）Na 和 O 形成的离子化合物的晶胞结构如图所示,晶胞中 O 的配位数为 _,该晶胞的密度为g/cm 3,阿伏加德罗常数的值为 NA，则 Na 与 O 之间的最短距离为_cm(用含 、N A的代数式表示)。【答案】 p 5s25p4 6 球形 OClC 平面三角形 sp
3、2、sp 3 l3NA(或 136.021023) H2O BC 8 2(3)元素的非金属性越强，氧气与氯化氢能够反应生成氯气和水，氧元素的非金属性最强，电负性数值越大，C、O、Cl 的电负性由大到小的顺序为 OClC，故答案为：OClC；(4)CO32-中 C 的价层电子对数=3+ 12(4+2-32)=3，几何构型为平面三角形；根据碳酸丙烯酯的结构简式，则其中碳原子有 2 种，不饱和的碳氧双键中的 C 原子采用 sp2杂化，饱和的碳原子采用 sp3杂化；1mol 碳酸丙烯酯中含有 6molC-H，4molC-O，2molC-C 和 1molC=O，共 13mol，键的数目为 136.021
4、023，故答案为：平面三角形；sp 2、sp 3；136.0210 23；(5)Co(H2O)63+的几何构型为正八面体形，配体是 H2O，该配离子包含的作用力有 H-O 极性键、配位键，故答案为：BC；(6)晶胞中 Na+离子数目为 8，O 2-离子数目为 818+6 =4，Na +离子、O 2-离子数目之比为 2：1，故该晶体化学式为 Na2O，由图可知，每个 Na+离子周围有 4 个 O2-离子，Na +离子配位数为 4，距一个阴离子周围最近的所有阳离子有 8 个，则 O 的配位数为 8；晶胞质量为 62ANg，该晶胞的密度为 gcm -3，而晶胞体积为 462ANggcm -3= 46
5、2ANcm3，晶胞棱长为 34Acm，则 Na 与 O 之间的最短距离为立方体对角线的1= 3 Acm，故答案为：8； 362AN。2 （2018 届广东省韶关市高三 4 月模拟考试二模）硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有重要应用。回答下列问题:（1）N 原子核外有_ 种不同运动状态的电子。基态 N 原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为_。（2）经测定发现，N 2O5固体由 NO2+和 NO3-两种离子组成，该固体中 N 原子杂化类型为_；与 NO2+互为等电子体的微粒有_(写出一种)。（3）铵盐大多不稳定。NH 4F、NH 4I 中，较易分解的是_，原因是_。（4） 第二
6、周期中，第一电离能介于 B 元素和 N 元素间的元素为_(填“元素符号”)。（5）晶体硼有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体( 见图 I)，每个顶点为一个硼原子,每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由_个硼原子构成;若该结构单元中有 2 个原子为 10B(其余为 11B)，那么该结构单元有_种不同 类型。3（6）硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似，B、N 原子相互交替排列(见图 II)，其晶胞结构如图 III 所示。设层内 B-N 核间距为 apm，面间距为 bpm，则该氮化硼晶体的密度为_g/cm3(用含 a、b、N A 的代数式表示)。【答
7、案】 七( 或“7”) 哑铃形 sp、sp 2 SCN-、CO 2、 CS2、N 3-等中的任一种 NH4F F 原子半径比 I 原子小，HF 键比 HI 键强(HF 更易形成)，F -更易夺取 NH4+中的 H+ Be、C、O 12 3 23031rrABabN或 2301rAMBabN或 2301Aab（3）铵盐大多不稳定。NH 4F、NH 4I 中，较易分解的是 NH4F，原因是 F 原子半径比 I 原子小，HF 键比HI 键强(HF 更易形成)，F -更易夺取 NH4+中的 H+；（4）同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第 IIA 族、第 V 族元素原子
8、最外层电子处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态，所以其第一电离能大于其相邻元素，故第一电离能介于 B、N 之间的第二周期元素有 Be、C、O 三种元素；（5）顶点数： 203512（个） （共 20 个面，每个面均为正 三角形，有三个顶点，而每个顶点都同时属于 5 个面，所以有 12 个原子；当选定 1 个顶点后，与它最近的顶点数为 5 个，然后就是 5 个和 1个，即二取代物有 3 种，即该结构单元有 3 种不同类型；（6）根据图 III 可知一个晶胞中含有 N 原子数为 142，B 原子数为 82，将一个六边形切成相等的六个，每个的底为4apm=a 10cm，高为23apm，面积为2202
9、1336a12aapmcm，晶胞的体积为20210303cmbcbc，故密度为23031rrABNab= 230rAMBa= 23014AaN。3 （2018 届河南省南阳市第一中学高三第十四次考试）明代宋应星所著天工开物中已经记载了我国古代用炉甘石（主要成分 ZnCO3）和煤冶锌工艺，锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题：（1）Zn 原子基态核外电子排布式为_。（2）硫酸锌溶于氨水形成Zn(NH 3)4SO4溶液。与 SO42-互为等电子体的阴离子化学式为_（写出一种）氨的热稳定性强于膦(PH 3)，原因是_。（3）黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分
10、别为 ICu=746 kJmol-1，I Zn=906 kJmol-1，I CuCZn 平面三角形 12 974/(a10 -10)3NA【解析】 （1）Zn 是 30 号元素，其原子基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d 104s2。（2）与 SO42-互为等电子体的阴离子有 PO43-(或 ClO4-) ；氨的热稳定性强于膦(PH 3)，原因是氮元素的5非金属性强于磷元素。4 （2018 届江西省新余市高三第二次模拟考试）由 S、Cl 及 Fe、Co、Ni 等过渡元素组成的新型材料有着广泛的用途，回答下列问题:（1）钴元素基态原子的电子排布式为_，P、
11、S、C1 的第一电离能由大到小顺序为_。（2）SCl 2 分子中的中心原子杂化轨道类型是_，该分子空间构型为_。（3）Fe、Co、Ni 等过渡元素易与 CO 形成配合物，化学式遵循 18 电子规则: 中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于 18，如 Ni 与 CO 形成配合物化学式为 Ni (CO)4，则 Fe 与 CO 形成配合物化学式为_。Ni(CO) 4中 键与 键个数比为_，已知: Ni(CO) 4熔点-19.3,沸点 43，则Ni (CO)4为_晶体。（4）已知 NiO 的晶体结构如图 1 所示。NiO 的晶体结构可描述为:氧原子位于面心和顶点，氧原子可形成正八面体空隙和正四
12、面体空隙，镍原子填充在氧原子形成的空隙中。则 NiO 晶体中镍原子填充在氧原子形成的_体空隙中。已知 MgO 与 NiO 的晶体结构相同，其中 Mg2+和 Ni2+的离子半径分别为 66pm 和 69pm。则熔点 :MgO_ NiO( 填“ ” 、 “ P S sp3 V 形 Fe(CO)5 11 分子 正八面 Mg 2+半径 比 Ni 2+小， MgO 的晶格能比 NiO 大 构型为 V 形。 （3）每个 分子内含有 1 个 键和 2 个 键，而每个 分子同时又通过 1 个 配位键与 原子连接，所以 键和 键之比为 。 是由配位键形成的化合物，配位键属于共价键的一种，所以该物质是分子晶体。
13、（4）由图可知，氧原子形成的正四面体空隙中不含镍原子，中间是空的，形成的正八面体空隙中含有一个镍原子，则该晶体中镍原子填充在氧原子形成的正八面体空隙中。晶体结构相同时，离子半径越小离子键强度越高， 半径比 小， 的晶格能比 大，故熔点 。图中的单分子层可以如图画出一维重复单元：重复单元呈平行四边形，是相邻四个 原子球中心的连线，每个重复单元包含 1 个 原子和 1 个 原子，相对分子质量为 75。重复单元所占的 平行四边形面积： ，则 1 平方米上该晶体质量为： ，即。 。5 （2018 届广西桂林市、贺州市高三上学期期末联考）天宫二号空间实验室于 2016 年 9 月 15 日在酒泉卫星发射
14、中心发射成功。实验室承载了 10 余项太空实验,其中包含了好比科幻英维“综合材料”多晶碲化锌(ZnTe)的实验。(1)电负性 Zn_Te(填“”或“CSi sp 直线型 N 球形 8 16 将 NaCl 晶胞中面心上的 Na+和棱边上的 C1-全部去掉，将顶角上的 Na+替换为 Cs+（或其他合理答案）97 （2018 届福建省厦门市双十中学高三第八次能力考试）C、N 和 Si 能形成多种高硬度材料，如Si3N4,C3N4,SiC.(1)Si3N4和 C3N4中硬度较高的是_,理由是_.(2)C 和 N 能形成一种类石墨结构材料，其合成过程如下图所示。该类石墨结构材料化合物的化学式为_。其合成
15、过程中有三聚氰胺形成，三聚氰胺中 N 原子的杂化方式有_。(3)C 和 N 还能形成一种五元环状有机物咪唑(im)，其结构为 。化合物Co(im) 6SiF6的结构示意图如下:Co 原子的价层电子轨道表达式(价层电子排布图)为_。N 与 Co 之间的化学键类型是_，判断的理由是_。阴离子 SiF62-中心原子 Si 的价层电子对数为_。阳离子(Co(im) 62+和 SiF62-之间除了阴阳离子间的10静电作用力，还存在氢键作用，画出该氢键的表示式_。例如水中氢键的表示式为: (4)SiC 为立方晶系晶体，晶胞參数为 a,已知 Si 原子半径为 rSi,C 原子半径为 rC,该晶胞中原子的分数
16、坐标为:则 SiC 立方晶胞中含有_个 Si 原子、_个 C 原子，该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_(列出计算式即可)。【答案】 C 3N4 两者同属原子晶体(答两者结构相似)，C 的原子半径小于 Si,与 Si-N 相比，C-N 的键长短、键能大 C6N8或(C 6N8)n或 C3N4或(C 3N4)n sp2、sp 3 配位键 N 有孤对电子，Co 2+有空轨道 6 4 4 （3）Co 原子的价层电子为最外层和次外层电子，其电子轨道表达式为 。因 N 有孤对电子，Co 2+有空轨道，所以 N 与 Co 之间可形成配位键。价层电子对数=成键数+孤电子对数，孤电子对数=（中心原子的最外
17、层电子数-配位原子与中心原子结合的原子最多能接受的电子数）/2，由此可算出中心原子 Si 的价层电子对数为 4。氢键发生在非金属强的原子和氢原子之间，在该物质中氢键可表示为。 （4）从该晶胞中原子的分数坐标可看出，每个 C 原子周围有 4 个 Si 原子，每个 Si 原子有 4个 C 原子，形成正四面体结构，所以 SiC 立方晶胞中含有 4 个 Si 原子、4 个 C 原子。其总体积为4/3r c34+4/3r si34=16/3(r c3+ rsi3)。则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 16/3(r c3+ rsi3)/a3100%。8 （2018 届安徽省江淮十校高三第三次 4 月
18、联考）已知 A、B、C、D、E 为原子序数依次增大的前四周期元素。已知前四种元素的基态原子 p 能级都有 2 个单电子，E 的原子序数等于 A、B、C 三种元素原子序数11之和。试回答下列问题:(1)基态 E 原子外围电子排布图为_；其中 M 能层有_种能量不同的电子。(2)从原子结构角度解释 B 电负性大于 D 的原因是:_。(3) 含 A 元素的化合物中，A 的原子间常有 键，但是含 C 元素的化合物中，C 的原子间只能存在 键，其主要原因是_。(4)H2D2B8是一种具有强氧化性的二元酸(其中分子结构中有 2 个 B 原子显-1 价),则 H2D2B8的结构式为_，分子中采取 sp3杂化
19、的 B 原子有_个。(5)E 晶胞内粒子的堆积模型如图所示。已知:E 晶胞的密度为 g/cm 3，N A代表阿伏加德罗常数值，E 的相对原子质量为 M。E 粒子的配位数为_。E 粒子半径为_pm。E 晶胞中粒子的空间利用率 =_(用含 的式子表示)。【答案】 3 O 和 S 价电子数相同，随着电子层数的增多， S 的原子半径大于 O，导致原子核对外层电子的吸引力减弱 硅原子半径大于碳，硅原子的原子轨道肩并肩重叠程度小，形成 键不稳定 (也可写成 ) 4 12 2612(2). O 和 S 元素处于同一主族，随电子层数的增多，S 的原子半径大于 O，导致原子核对外层电子的吸引力减弱，所以 O 元
20、素的电负性大于 S，故答案为：O 和 S 价电子数相同，随着电子层数的增多，S 的原子半径大于 O，导致原子核对 外层电子的吸引力减弱；(3). 含碳元素的化合物中，碳的原子之间可以形成碳碳双键、碳碳三键，碳碳双键和碳碳三键中都含有 键，因硅原子半径大于碳原子，硅原子的原子轨道肩并肩重叠程度小于碳原子，形成的 键不稳定，所以含硅元素的化合物中，硅原子间只能存在 键，故答案为：硅原子半径大于碳，硅原子的原子轨道肩并肩重叠程度小，形成 键不稳定；(4). H2S2O8是一种具有强氧化性的二元酸，其分子结构中有 2 个 O 原子显1 价，说明该分子结构中含有过氧键：OO，结合化合价代数和为 0，可知
21、硫原子显+6 价，H 2S2O8是一种二元酸，说明该分子结构中含有 2 个羟基，则 H2S2O8的结构式为： (也可写成 )，由结构式可知，过氧键中的两个氧原子和羟基中的两个氧原子采取 sp3杂化，所以采取 sp3杂化的 O 原子有 4 个，故答案为： (也可写成 )；4；(5). . 由 Ni 晶胞内粒子的堆积模型图可知，Ni 粒子的配位数为 382=12，故答案为：12；. Ni 晶胞是面心立方晶胞，面对角线上三个 Ni 粒子相切，设 Ni 的半径为 r cm，晶胞参数为 a cm，根据勾股定理可得：(4r) 2=2a2，r = a cm，由均摊法可知，1 个 Ni 晶胞中含 4 个 Ni
22、 粒子，则晶胞密度 =，a= ，r = cm= pm，故答案为： ；432434 24341010 24341010. 晶胞中 Ni 粒子的数目为 4 个，设 Ni 的半径为 r cm，晶胞参数为 a cm，由上述计算可知，Ni 粒子半13径为： r = a cm，则 Ni 粒子在晶胞中的空间利用率为： = ，故答案为： 。434( 24)33 269 （2018 届广东省揭阳市高三上学期期末学业水平考试）氢化铝钠（NaAlH 4）是一种新型轻质储氢材料，掺入少量的 Ti，有利于 NaAlH4吸氢，释氢。AlCl 3和 NaH 在 PCl3或 PCl5催化下可合成 NaAlH4（晶胞结构如右下
23、图所示） 。（1）单质磷与 Cl2反应，可以生成 PCl3和 PCl5.其中各原子均满足 8 电子稳定结构的化合物中，P 原子的杂化轨道类型为_，其分子的空间构型为_。（2）NaH 的熔点为 800，不溶于有机溶剂。NaH 属于_晶体，其电子式为_。（3）AlH 4 中，Al 的轨道杂化方式为_；列举与 AlH4 空间构型相同的两种离子_（填化学式） 。 （4）NaAlH 4晶体中，与 Na+紧邻且等距的 AlH4 有_个；NaAlH 4晶体的密度为_g/cm 3（用含 a 的代数式表示） 。（5）若 NaAlH4晶胞底心处的 Na+被 Li+取代，得到的晶体为_（填化学式） 。【答案】 sp
24、3杂化 三角锥型 离子 Na+H sp3 NH4+、BH 4（或“SO 42” “PO43” 等其他合理答案） 8 54/(301a 3) 或 10810 21/(NAa3) Na3Li(AlH4)4(3)在 AlH4 中，Al 的轨道杂化方式为 sp3；其空间构型为正四面体，具有相同空间构型的离子还有NH4+、BH 4（或“SO 42” “PO43” 等） ；(4) 在 NaAlH4晶体中，与 Na+紧邻且等距的 AlH4 有 8 个，分别在同层四个角和上下面心上有四个；该晶胞中含有 Na+=16，AlH 4 =12，所以其化学式为 Na4(AlH4)4，该晶胞的质量14为 m= 54AgN
25、，其体积 V=2a310-21cm3，所以该晶体的密度为 1.081023/(NAa3) g/cm3，或者 54/301a3 g/cm3；(5)由上述分析可知，若 NaAlH4晶胞底心处的 Na+被 Li+取代，得到的晶体为 Na3Li(AlH4)4。10 （2018 届广东省肇庆市高三第一学期二模）TiO 2是一种性能优良的半导体光催化剂，能有效地吸附有机污染物（如甲醛、甲苯等)和含氮化合物(如 NH3、CN 等）转化为 CO2和 N2等小分子物质。（1）Ti 基态核外电子排布式为_。（2）甲醛 HCHO 分子空间构型为_；分子中碳原子轨道杂化类型为_， 键和 键的个数之比为_，（3）氨气极
26、易溶于水，是因为氨和水的分子均是_，还因为_。（4）甲苯分子中能够共平面的原子最多为_个；苯环不易被卤素加成，而比较容易被卤素取代苯环上的氢，原 因是_。（5）含 CN 的污水毒性极大，用 NaClO 先把 CN 氧化为 CNO ，然后在酸性条件下再将 CNO 氧化为无污染的气体。请写出与 CNO 互为等电子体的微粒_分子或离子，写一种） 。（6）Ti(CN) 42-中 Ti2+与 CN-的 C 原子形成配位键。不考虑空间构型，Ti(CN) 42-的结构可表示为_。（7）Ti 的某氧化物和 CaO 相互作用能形成钛酸盐的晶胞结构如图所示（Ti 4+位于立方体的顶点，Ca 2+ 处于立方体的中心
27、） 。该晶体中，Ti 4+和周围_ 个 O2-相紧邻；若该晶胞的密度为 dg/cm3则钛氧键的键长为_pm （用带 NA的代数式表示） 。【答案】 1s22s22p63s23p63d24s2（或Ar3d 24s2） 平面三角形 sp2 1:3 极性分子（或相似相溶） 氨分子与水分子可形成分子间氢键 13 苯环上存在大 键（或双键平均化） N2O、CO 2、CS 2、SCN 等 12 103162AadN15与 CNO 互为等电子体的微粒 N2O、CO 2、CS 2、SCN 等分子或离子。 （6）Ti(CN) 42-中 Ti2+与 CN-的 C 原子形成配位键。不考虑空间构型，Ti(CN) 42-的结构可表示为 。（7）由晶胞结构图可知，体心为 Ca2 ，面心为 O2 ，该晶体中每个顶点 Ti4 与面心的 O2 相邻，每个顶点为 8 个晶胞共用，每个面为 2 个晶胞共用，晶体中，Ti 4 和周围紧相邻 O2 数目为 38/2=12，该晶体中，Ti 4+和周围 12 个 O2-相紧邻；如图晶胞中 Ti4 为 81/8=1,Ca2 为 1，O 2 为 61/2=3,令晶胞边长为x，=m/v= 31AMNx ,晶胞边长为 1036AxdN，则钛氧键的键长为 10362AadNpm。
