2019屆高考化學(xué)壓軸題預(yù)測(cè)專題04物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì).docx

專題04 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂為起始物，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN，如下圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)由B2O3制備BF3、BN的化學(xué)方程式依次是 、 。(2)基態(tài)B原子的電子排布式為_(kāi)；B和N相比，電負(fù)性較大的是_，BN中B元素的化合價(jià)為_(kāi)。(3)在BF3分子中，F(xiàn)-B-F的鍵角是_，B原子的雜化軌道類型為_(kāi)，BF3和過(guò)量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立體結(jié)構(gòu)為_(kāi)。(4)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為_(kāi)，層間作用力為_(kāi)；(5)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，硬度與金剛石相當(dāng)，晶胞邊長(zhǎng)為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有_個(gè)氮原子、_個(gè)硼原子，立方氮化硼的密度是 gcm-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值。阿伏伽德羅常數(shù)為NA）?！敬鸢浮?1) B2O3+3 CaF2+3H2SO42 BF3+3 Ca SO4+3H2O B2O3+2NH32BN+3 H2O(2) 1s22s22p1，N，+3 (3) 120，sp2，正四面體(4) 共價(jià)鍵（極性鍵），分子間作用力 (5) 4，4，。【解析】(1) 依據(jù)信息，書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式，依次為：B2O3+3 CaF2+3H2SO42 BF3+3 Ca SO4+3H2O B2O3+2NH32BN+3 H2O。(2) 基態(tài)B原子的電子排布式為1s22s22p1；B和N相比，電負(fù)性較大的是N，BN中B元素的化合價(jià)為+3。(3) 在BF3分子中，B原子雜化方式：sp2，鍵角是120。BF4-中心原子價(jià)層電子對(duì)為4，孤電子對(duì)為0，空間構(gòu)型為正四面體。(4) 在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中，層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵（極性鍵），層間作用力為分子間作用力。(5) 立方氮化硼，其結(jié)構(gòu)與金剛石相似，立方氮化硼晶胞中含有4個(gè)氮原子、4個(gè)硼原子，其密度為2.砷化鎵（GaAs）是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，可用于制作微型激光器或太陽(yáng)能電池的材料等。回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出基態(tài)As原子的核外電子排布式_。(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga_As，第一電離能Ga_As。（填“大于”或“小于”）(3)AsCl3分子的立體構(gòu)型為 _，其中As的雜化軌道類型為_(kāi)。(4)GaF3的熔點(diǎn)高于1000，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9，其原因是 。(5)GaAs的熔點(diǎn)為1238，密度為gcm-3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體的類型為 , Ga與As以_鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol-1 和MAs gmol-1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_(kāi)。【答案】(1) Ar3d104s24p3 (2) 大于；小于 (3) 三角錐形；sp3 (4) GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體(5) 原子晶體；共價(jià)； 【解析】(1) 基態(tài)As原子的核外電子排布式Ar3d104s24p3。(2) 根據(jù)元素周期律，同一周期，自左向右，半徑遞減，第一電離能遞增，原子半徑Ga大于As，第一電離能Ga小于As。(3) AsCl3分子的價(jià)層電子對(duì)為4，孤電子對(duì)為1，立體構(gòu)型為三角錐形；As的雜化軌道類型為sp3。(4) GaF3的熔點(diǎn)高于1000，GaCl3的熔點(diǎn)為77.9，其原因是GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體。(5) GaAs的晶胞結(jié)構(gòu)跟金剛石相同，屬于原子晶體，Ga與As以共價(jià)鍵鍵合，其空間利用率為原子的體積除以晶胞的體積，依據(jù)已知質(zhì)量和密度，計(jì)算晶胞體積，進(jìn)而計(jì)算：3.VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含VIA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)S單質(zhì)的常見(jiàn)形式為S8，其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如下圖所示，S原子采用的軌道雜化方式是 ；(2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?；(3)Se原子序數(shù)為 ，其核外M層電子的排布式為 ；(4)H2Se的酸性比H2S (填“強(qiáng)”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為 ，SO32-離子的立體構(gòu)型為_(kāi) ；(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.710-3和2.510-8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2102，請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋： H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因： H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因： ；(6) ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長(zhǎng)為540.0 pm，密度為_(kāi)(列式并計(jì)算)，a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為_(kāi)pm(列式表示)?！敬鸢浮?1) sp3(2) OSSe(3) 34 3s23p63d10(4) 強(qiáng) 平面三角形 三角錐形(5) 第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子H2SeO3和H2SeO4可表示為：(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中Se為+4價(jià)，H2SeO4中Se為+6價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致SeOH的電子更向Se偏移，越易電離出H+。（6）【解析】(1) S原子的孤電子對(duì)為2，鍵合電子對(duì)為2，價(jià)層電子對(duì)為4，雜化方式為sp3。(2) 同主族，自上而下，第一電離能依次減小，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順 序?yàn)镺SSe。(3) Se原子序數(shù)為34，其核外M層電子的排布式為3s23p63d10。(4) H2Se的酸性比H2S強(qiáng)。氣態(tài)SeO3分子價(jià)層電子對(duì)為3，立體構(gòu)型平面三角形，SO32-離子的價(jià)層電子對(duì)為4，立體構(gòu)型為 三角錐形；(5) 請(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋：H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因：第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)一步電離出帶正電荷的氫離子；H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因：H2SeO3和H2SeO4可表示為：(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中Se為+4價(jià)，H2SeO4中Se為+6價(jià)，正電性更高，導(dǎo)致SeOH的電子更向Se偏移，越易電離出H+。(6) 密度=質(zhì)量/體積，離子間的距離為體對(duì)角線的/4，則答案為4.硅是重要的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成了現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào) ，該能層具有的原子軌道數(shù)為 、電子數(shù)為 。(2)硅主要以硅酸鹽、 等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，其中原子與原子之間以 相結(jié)合，其晶胞中共有8個(gè)原子，其中在面心位置貢獻(xiàn) 個(gè)原子。(4)單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(5)碳和硅的有關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下所示，簡(jiǎn)要分析和解釋下列有關(guān)事實(shí):硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是 SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是 (6)在硅酸鹽中，SiO44-四面體(如下圖(a)通過(guò)共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網(wǎng)狀四大類結(jié)構(gòu)型式。圖(b)為一種無(wú)限長(zhǎng)單鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根；其中Si原子的雜化形式為 。Si與O的原子數(shù)之比為 ，化學(xué)式為 【答案】(1) M 9 4(2) 二氧化硅(3) 共價(jià)鍵 3(4) Mg2Si + 4NH4Cl= SiH4+ 4NH3+ 2MgCl2(5) C-C和C-H較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中的Si-Si和的鍵能低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅 烷難以形成。C-H鍵能大于C-O，C-H比C-O穩(wěn)定。而Si-H鍵能小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵(6) sp3 1:3 SiO32- 或SiO3n2n-【解析】 (1) 基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)M，該能層具有的原子軌道數(shù)為9、電子數(shù)為4。(2) 硅主要以硅酸鹽、二氧化硅等化合物的形式存在于地殼中。(3) 單質(zhì)硅存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，其中原子與原子之間以共價(jià)鍵相結(jié)合，其晶胞中共有8個(gè)原子，其中在面心位置貢獻(xiàn)3個(gè)原子。(4) 單質(zhì)硅可通過(guò)甲硅烷(SiH4)分解反應(yīng)來(lái)制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介質(zhì)中反應(yīng)制得SiH4,，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2Si + 4NH4Cl= SiH4+ 4NH3+ 2MgCl2。(5) 硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數(shù)量上都遠(yuǎn)不如烷烴多，原因是C-C和C-H較強(qiáng)，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中的Si-Si和的鍵能低，易斷裂，導(dǎo)致長(zhǎng)鏈硅烷難以形成。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是C-H鍵能大于C-O，C-H比C-O穩(wěn)定，而Si-H鍵能小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的Si-O鍵。(6) SiO44-中Si原子的雜化形式為sp3，Si原子為1，O原子為2+21/2=3，Si與O的原子數(shù)之比1:3，化學(xué)式為SiO32- 或SiO3n2n-。5.早期發(fā)現(xiàn)的一種天然二十面體準(zhǔn)晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)準(zhǔn)晶是一種無(wú)平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位子序的獨(dú)特晶體，可通過(guò) 方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有_個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為_(kāi)，可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+，形成的配合物的顏色為_(kāi)。(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為_(kāi)，1mol乙醛分子中含鍵的數(shù)目為_(kāi)，乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是 。Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶體內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，該晶胞中有 個(gè)銅原子。(4)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a=0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為 ，列式表示Al單質(zhì)的密度_g/cm3(不必計(jì)算出結(jié)果)?！敬鸢浮?1) X射線衍射(2) 4 1s22s22p63s23p63d5 血紅色(3) sp3和sp2 6NA 乙酸存在分子間氫鍵 164276.021023(0.40510-7)3(4) 12 【解析】(1) 準(zhǔn)晶是一種無(wú)平移周期序，但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位子序的獨(dú)特晶體，可通過(guò)X射線衍射方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。(2) 基態(tài)Fe原子3d軌道排布式為3d5，3d有5個(gè)軌道，有4個(gè)未成對(duì)電子，F(xiàn)e3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3+，形成的配合物的顏色為血紅色。(3) CH3CHO中碳原子的雜化軌道類型為為sp3和sp2，1mol乙醛分子中含鍵的數(shù)目為6NA，乙酸的沸點(diǎn)明顯高于乙醛，其主要原因是乙酸存在分子間氫鍵，Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶體內(nèi)部有4個(gè)氧原子，其余氧原子位于面心和頂點(diǎn)，O原子數(shù)目為8，該晶胞中有16個(gè)銅原子。(4) Al單質(zhì)為面心立方晶體，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為12，密度=質(zhì)量/體積，則4276.021023(0.40510-7)3。6.東晉華陽(yáng)國(guó)志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載，云南鎳白銅（銅鎳合金）聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)，3d能級(jí)上的未成對(duì)的電子數(shù)為_(kāi)。(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍(lán)色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_。在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為_(kāi)，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是_。氨的沸點(diǎn) （填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是 ；氨是_分子（填“極性”或“非極性”），中心原子的軌道雜化類型為_(kāi)。 (3)單質(zhì)銅及鎳都是由_鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICuINi的原因是_。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為_(kāi)。若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數(shù)a=_nm【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s2 2 (2) 正四面體 配位鍵 N 高于 NH3分子間可形成氫鍵 極性 sp3(3) 金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4) 3:1 【解析】(1) 鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s2 ,3d軌道有5個(gè)軌道，8個(gè)電子，則3d能級(jí)上的未成對(duì)的電子數(shù)為2。(2) 硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4中SO42-價(jià)層電子對(duì)為4，孤電子對(duì)為0，空間構(gòu)型為正四面體；在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為配位鍵，提供孤電子對(duì)的成鍵原子是N；氨的沸點(diǎn)高于膦（PH3），原因是 NH3分子間可形成氫鍵；氨是極性分子，中心原子的軌道雜化類型為sp3。(3) 單質(zhì)銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICuINi的原因是銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子。(4) 鎳白銅合金的立方晶胞Cu位于面心，有3個(gè)原子，Ni原子位于頂點(diǎn)，有1個(gè)，胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為3:1，若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數(shù)7.碳及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問(wèn)題：(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用 形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在 對(duì)自旋相反的電子。(2)碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是 。(3)CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有 ，C原子的雜化軌道類型是 ，寫(xiě)出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子 。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于 晶體。 (5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:石墨烯晶體金剛石晶體在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有 個(gè)C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接 個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有 個(gè)C原子在同一平面?！敬鸢浮?1) 電子云 2 (2) C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小，難以通過(guò)得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(3) 鍵和鍵，sp CO2 、SCN- (或COS) (4) 分子 (5) 3 2 12 4【解析】(1) 處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用電子云形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在2對(duì)自旋相反的電子。(2) 碳在形成化合物時(shí)，其鍵型以共價(jià)鍵為主，原因是C有4個(gè)價(jià)電子且半徑小，難以通過(guò)得失電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。(3) CS2分子中，共價(jià)鍵的類型有鍵和鍵，C原子的雜化軌道類型是sp，寫(xiě)出兩個(gè)與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子CO2 、SCN- (或COS)。(4) CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點(diǎn)為253K，沸點(diǎn)為376K，其固體屬于分子晶體(5) 碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:在石墨烯晶體中，每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)，每個(gè)六元環(huán)占有2個(gè)C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個(gè)C原子連接12個(gè)六元環(huán)，六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子在同一平面。8.、下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)與氫鍵無(wú)關(guān)的是 (填標(biāo)號(hào)) A.乙醚的沸點(diǎn) B.乙醇在水中的溶解度C.氫化鎂的晶格能 D.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、釩（23V）是我國(guó)的豐產(chǎn)元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)。回答下列問(wèn)題：(1)釩在元素周期表中的位置為 ，其價(jià)層電子排布圖為 。(2)釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。晶胞中實(shí)際擁有的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)分別為 、 。(3)V2O5常用作SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是 對(duì)，分子的立體構(gòu)型為 ；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為 ；SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為 ；該結(jié)構(gòu)中SO鍵長(zhǎng)由兩類，一類鍵長(zhǎng)約140pm，另一類鍵長(zhǎng)約為160pm，較短的鍵為 (填圖2中字母)，該分子中含有 個(gè)鍵。(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸 鈉（Na3VO4），該鹽陰離子的立體構(gòu)型為 ；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為 。 【答案】 、AC 、(1)第四周期VB族 3d34s2（圖像已省略）(2) 4 2 (3) 3 V形 sp2 sp3 a 12(4)正四面體 NaVO3【解析】、下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)與氫鍵無(wú)關(guān)的是：有OH，NH，F(xiàn)H，則存在氫鍵的是乙醇在水中的溶解度，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。、(1)釩在元素周期表中的位置為第四周期VB族，其價(jià)層電子排布圖為3d34s2（圖像已省略）。(2)釩的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，晶胞中陽(yáng)離子：81/8+1=2，陰離子：41/2+2=4；實(shí)際擁有的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)分別為 4、2。(3)V2O5常用作SO2 轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3對(duì)，有一對(duì)孤電子對(duì)，則分子的立體構(gòu)型為V形；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為sp2；SO3的三聚體環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖2所示，形成4個(gè)鍵，該結(jié)構(gòu)中S原子的雜化軌道類型為sp3；該結(jié)構(gòu)中SO鍵長(zhǎng)由兩類，一類鍵長(zhǎng)約140pm，另一類鍵長(zhǎng)約為160pm，較短的鍵為a(填圖2中字母)，a為雙鍵，鍵長(zhǎng)較短，該分子中含有12個(gè)鍵。(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉(Na3VO4)，V價(jià)電子數(shù)為5，孤電子對(duì)為0，價(jià)層電子對(duì)為4，該鹽陰離子的立體構(gòu)型為正四面體；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無(wú)限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸鈉的化學(xué)式為NaVO3，V為1，O為2+21/2=3，則化學(xué)式為NaVO3。9.研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景。回答下列問(wèn)題：(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)。元素Mn與O中，第一電離能較大的是_，基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是_。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_(kāi)和_。(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)開(kāi)，原因是_。(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了鍵外，還存在_ . (5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420 nm，則r(O2-)為_(kāi)nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a =0.448 nm，則r(Mn2+)為_(kāi)nm?！敬鸢浮?1) 1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 O Mn (2) sp sp3(3) H2OCH3OHCO2H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大(4) 離子鍵和鍵（或鍵） (5) 0.148 0.076【解析】(1) Co基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。元素Mn與O中，第一電離能較大的是O，基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn。Mn的未成對(duì)電子數(shù)為5。(2) CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為sp和sp3。(3) 在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)（H2O、CH3OH、CO2、H2），原因是H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大。(4) 硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了鍵外，還存在離子鍵和鍵。(5) MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測(cè)得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420 nm，則r(O2-)為21/2/40.420 nm =0.148 nm，r(Mn2+)+r(O2-)=0.448/2，r(Mn2+) = 0.076 nm。10.我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)氮原子價(jià)電子的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為_(kāi)。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_。(3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為 ，不同之處為 。(填標(biāo)號(hào))A 中心原子的雜化軌道類型 B中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)C立體結(jié)構(gòu) D共價(jià)鍵類型R中陰離子N5-中的鍵總數(shù)為_(kāi)個(gè)。分子中的大鍵可用符號(hào)mn表示其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大鍵可表示為66），則N5-中的大鍵應(yīng)表示為_(kāi)。圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH4+)NHCl、_、_。(4)R的晶體密度為d gcm3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則y的計(jì)算表達(dá)式為_(kāi)?！敬鸢浮?1)(2) 同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個(gè)電子(3) ABD C5 (H3O+)O-HN() ()N-HN() (4)【解析】(1) 氮原子價(jià)電子的軌道表達(dá)式（電子排布圖）為。(2) 元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱作第一電子親和能 （E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個(gè)電子釋放出的能量依次增大；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個(gè)電子。(3) 經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖（b）所示。從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽(yáng)離子（NH4+和H3O+），價(jià)層電子對(duì)均為4，雜化方式為sp3，NH4+孤電子對(duì)為0，空間構(gòu)型為正四面體，H3O+孤電子對(duì)為1，空間構(gòu)型為三角錐形，共價(jià)鍵為鍵和配位鍵。 R中陰離子N5-中的鍵總數(shù)為5個(gè)。分子中的大鍵可用符號(hào)mn表示其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)（如苯分子中的大鍵可表示為66），則N5-中的大鍵應(yīng)表示為。圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH4+)NHCl、(H3O+)O-HN()、()N-HN()。(4) R的晶體密度為d gcm3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個(gè)(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，該單元的相對(duì)質(zhì)量為M，則計(jì)算表達(dá)式為 則y=11.下列敘述正確的有 A某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍，則其最高正價(jià)為+7 B鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能C高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性D鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn).A族元素及其化合物在材料等方面有重要用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。該單質(zhì)的晶體類型為_(kāi)，原子間存在的共價(jià)鍵類型有_，碳原子的雜化軌道類型為 _。(2)SiCl4分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為_(kāi)，分子的立體構(gòu)型為_(kāi)，_分子（填“極性”或“非極性”）。(3)四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖（b）所示。SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_。結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性_、共價(jià)性_。（填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”）(4)碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖（c）所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為_(kāi)；其晶胞參數(shù)為1.4 nm，晶體密度為_(kāi)gcm-3。【答案】I. AD；II. （1）混合型晶體，鍵、鍵；sp2；（2）4，正四面體，非極性；（3） 均為分子晶體，范德華力隨分子相對(duì)質(zhì)量增大而增大；減弱，增強(qiáng)；（4） K3C60，2.0。【解析】. A某元素原子核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的5倍，則其最高正價(jià)為+7，該元素為Br；B鈉元素的第一小于鎂元素的第一電離能，第二電離能大于鎂元素的第二電離能；C高氯酸的酸性大于次氯酸的酸性，氧化性小于次氯酸氧化性。D鄰羥基苯甲醛的熔點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的熔點(diǎn)，原因是鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵。.(1)碳的一種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖（a）所示。該單質(zhì)的晶體類型為混合型晶體，原子間存在的共價(jià)鍵類型有鍵、鍵，碳原子的雜化軌道類型為sp2。(2)SiCl4分子的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，分子的立體構(gòu)型為正四面體，非極性分子。(3)四鹵化硅SiX4的沸點(diǎn)和二鹵化鉛PbX2的熔點(diǎn)如圖（b）所示。SiX4的沸點(diǎn)依F、Cl、Br、I次序升高的原因是均為分子晶體，范德華力隨分子相對(duì)質(zhì)量增大而增大。結(jié)合SiX4的沸點(diǎn)和PbX2的熔點(diǎn)的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學(xué)鍵的離子性減弱、共價(jià)性增強(qiáng)。(5) 碳的另一種單質(zhì)C60可以與鉀形成低溫超導(dǎo)化合物，晶體結(jié)構(gòu)如圖（c）所示。K位于立方體的棱上和立方體的內(nèi)部，此化合物的化學(xué)式為K3C60；其晶胞參數(shù)為1.4 nm，晶體密度為 。12.鍺（Ge）是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar_，有_個(gè)未成對(duì)電子。 (2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是_。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī) 律及原因_。(4)催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是_。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為_(kāi)，微粒之間存在的作用力是_。 (6)晶胞有兩個(gè)基本要素：原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為（0,0,0）；B為（1/2,0,1/2 ）；C為（1/2,1/2,0）。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)。晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76 pm，其密度為_(kāi)gcm-3（列出計(jì)算式即可）?！敬鸢浮?1) 3d104s24p2 2(2) Ge原子半徑大，原子間形成單鍵較長(zhǎng)，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難 以形成鍵。(3) GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸點(diǎn)依次升高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)。(4) OGeZn141414(5) sp3 共價(jià)鍵(6) （ ）【解析】(1) 基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar3d104s24p2，有2個(gè)未成對(duì)電子。(2) Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。 從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是Ge原子半徑大，原子間形成單鍵較長(zhǎng)，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵。(3) 比較下列鍺鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī) 律及原因GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸點(diǎn)依次升高。原因是分子結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)。(4) 催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù) 性由大至小的順序是OGeZn。(5) Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為sp3，微粒之間存在的作用力是共價(jià)鍵。原子坐標(biāo)參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對(duì)位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為（0,0,0）；B為（1/2,0,1/2 ）；C為（1/2,1/2,0）。則D原子的坐標(biāo)參數(shù)為 （ ） ， 晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a=565.76 pm，其密度為。13.鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為_(kāi)nm（填標(biāo)號(hào)）。A404.4B553.5 C589.2D670.8E766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是_，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_(kāi)。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是_。 (3)X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)型為_(kāi)，中心原子的雜化形式為_(kāi)。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_(kāi)nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為_(kāi)。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于_位置，O處于_位置?！敬鸢浮?1) A (2) N 球形 K的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3) V形 sp3 (4) 0.315 12 (5) 體心 棱心【解析】(1) 元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為404.4nm（填標(biāo)號(hào)）。(2) 基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是N，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為球形。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低，原因是K的原子半徑較大且價(jià)電子數(shù)較少，金屬鍵較弱。(3) X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)型為V形，中心原子的雜化形式為sp3。(4) KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立方結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為21/2/20.446nm =0.315nm，與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為12。(5) 在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于體心位置，O處于棱心位置。依據(jù)K、O、I原子之間進(jìn)行判斷。14.鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)Zn原子核外電子排布式為_(kāi)。 (2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能1（Zn）_1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)（872 )，其化學(xué)鍵類型是_；ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，原因是_。(4)中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型 ，C原子的雜化形式為 。(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為_(kāi)。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為 _gcm3（列出計(jì)算式）?！敬鸢浮?1) Ar3d104s2 (2) 大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子 (3) 離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較小 (4) 平面三角形 sp2 (5) 六方最密堆積（A3型） 【解析】(1)Zn原子核外電子排布式為Ar3d104s2。(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能1（Zn）大于1（Cu)；原因是Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子。(3)ZnF2具有較高的熔點(diǎn)（872 )，其化學(xué)鍵類型是離子鍵；ZnF2不溶于有機(jī)溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，原因是ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主、極性較小。(4)中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型平面三角形，C原子的雜化形式為sp2。 (5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為六方最密堆積。六棱柱底邊邊長(zhǎng)為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為g cm3。15. Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_(kāi)、_（填標(biāo)號(hào)）。A B C D(2)Li+與H具有相同的電子構(gòu)型，r(Li+)小于r(H)，原因是_。(3)LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是_、中心原子的雜化形式為_(kāi)。LiAlH4中，存在_（填標(biāo)號(hào)）。A離子鍵 B鍵 C鍵 D氫鍵(4)Li2O是離子晶體，其晶格能可通過(guò)圖(a)的BornHaber循環(huán)計(jì)算得到