2022年新高考化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題

2022高考物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題［典例］非金屬氟化物在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有種。(2)0、F、C1電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?；OF2分子的空間構(gòu)型為;OFz的熔、沸點(diǎn)(填“高于”或“低于”)CkO,原因是(3)Xe是第五周期的稀有氣體元素，與F形成的XeF2室溫下易升華。XeF2中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為,下列對XeF2中心原子雜化方式推斷合理的是(填標(biāo)號)。A.sp B.sp2C.sp3 D.sp3d

［解析］（1）基態(tài)F原子共有9個核外電子，則每個電子都有對應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài)，所以核外電子的運(yùn)動狀態(tài)有9種。（2）電負(fù)性一定程度上相當(dāng)于得電子能力，非金屬性越強(qiáng)，得電子能力越強(qiáng)，電負(fù)性越大，非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)镕、O、CI,所以電負(fù)性大小順序?yàn)镕>O>Q；根據(jù)VSEPR6—1X2模型有2+——=4,去掉2對孤電子對，知OF2分子的空間構(gòu)型是角（V）形；OF?和CbO都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，CI2O的相對分子質(zhì)量大，C12O的熔、沸點(diǎn)高。（3）XeF2易升華，所以是分子晶體，其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為2+8二;義2=5,其中心原子的雜化方式應(yīng)為sp3d。（4）圖中大球的個數(shù)為8X：+1=2,小球的個數(shù)為8X；+2=4,根據(jù)XeF2的原子o 4個數(shù)比知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個坐標(biāo)系的單位長度都記為1,B點(diǎn)在棱的f處，其坐標(biāo)為（0,0,；圖中7是底面對角線的一半，a,x=|—r,所以力=出2+>2=yjLa2^_-r2pmo

［答案］(1)9(2)F>O>CI角(V)形低于OF?和CbO都是分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，CbO的相對分子質(zhì)量大，CbO的熔、沸點(diǎn)高(3)5D?（一）試題考查的素養(yǎng)價(jià)值?從近幾年高考試題來看，題目一般是以新型熱電材料、固體儲氫材料、超導(dǎo)材料等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)中的應(yīng)用為命題情境素材，有利于提升“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等核心素養(yǎng)。試題以“拼盤”形式呈現(xiàn)，題目變化較多，知識覆蓋較廣，試題的背景更加新穎，

題目更加綜合，更注重體現(xiàn)科學(xué)新成果或新發(fā)現(xiàn)，更注重考生“結(jié)構(gòu)決定

性質(zhì)”思想的樹立和空間想象能力的考查。原子和分子結(jié)構(gòu)的考查有利于“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等學(xué)科素養(yǎng)的提升。晶體結(jié)構(gòu)的考查不拘泥于晶胞計(jì)算，也有在三維坐標(biāo)系中進(jìn)行空間想象能力的考查，是數(shù)學(xué)中的立體幾何知識滲透到化學(xué)知識的具體呈現(xiàn)形式。這種創(chuàng)新形式能夠促進(jìn)學(xué)科間知識的融合，較好的考查學(xué)生的遷移運(yùn)用能力和創(chuàng)新思維。

?（三）試題函蓋的三個層識?“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”涉及三個層次：“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”，“原子結(jié)構(gòu)”是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”是命題核心，“晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”是命題升華。其中晶體結(jié)構(gòu)的確定是重、難點(diǎn)。三個層次的命題角度如下: 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子或離子的核外電子排布的表示元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系兀素周期律（電離能、電負(fù)性、原子半徑等）

續(xù)表分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)共價(jià)鍵及其分類分子或離子的空間構(gòu)型中心原子的雜化類型配位鍵與配合物的組成分子的性質(zhì)和分子間作用力（氫鍵）的影響晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)晶胞的相關(guān)判斷與計(jì)算晶體類型的判斷晶體性質(zhì)（熔、沸點(diǎn)）比較晶胞參數(shù)的確定考法研究——補(bǔ)短增分“有良策”?提能點(diǎn)（一）晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算方法?1.晶胞參數(shù)的計(jì)算方法

3.晶體空間利用率的計(jì)算方法球體積空間利用率=器蒜義100%，球體積為金屬原子的總體積，如面心立方晶胞。(1)如圖所示，原子的半徑為r,面對角線為4r,。=2吸心/晶胞=/=(2媳廣 ％ 4X$/r)3=16地產(chǎn)1個晶胞中有4個原子，則空間利用率=lX100%=”7T^" %胞 16y2，X100%=74%。 /T>o<71(2)若已知密度為rf,(2)若已知密度為rf,則空間利用率為X100%(〃代表晶胞含有粒子個數(shù)，M代表該粒子的摩爾質(zhì)量)。OOOZrOOOZr?［典例J（2021?全國甲卷?節(jié)選）我國科學(xué)家為＜令擇性的?二氧化碳加氫合成甲醇的催化劑，其組成為ZiQ溶體。?四方ZrO2晶胞如圖所示。Zd+離子在晶胞中的配位數(shù)是?晶胞參數(shù)為〃pm、apm、cpm,該晶體密度為 g-cm_3?（寫出表達(dá)項(xiàng)。在ZrO2中摻雜少量ZnO后形成的催化劑,心學(xué)式可表示為Zn*Zr1 ,則p= （用x表達(dá)）。

［解析］以Zrt)2晶胞結(jié)構(gòu)的上面面心的Z/為研究對象，將晶體結(jié)構(gòu)向上由1個晶胞延長為2個晶胞，可觀察到與該ZP+距離最近的有8個，則Z產(chǎn)的配位數(shù)為8。該晶胞中含8個。2-，Zr4十個數(shù)為8x1+6x；=4(個)，則14x91+8x16 . ⑷ ,個晶胞的質(zhì)量為一而一gj個晶胞的體積為。2cxi0-3。cm3,則該晶體的密4x91+8x16 ,度為而哀而』gcm_3o該晶體中，Zr為+4價(jià)，Zn為+2價(jià)，。為一2價(jià)，由化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0可得，1y+4x(1-x)-2j=0,解得歹=2［答案］4X91+8X168ANaXIL2-x［思維建模J解相關(guān)晶胞計(jì)算的思維模型?［應(yīng)用體驗(yàn)］?1.（2021?湖南等級考?節(jié)選）下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。?（1）已知化合物中Ge和。的原子個數(shù)比為1：4,圖中Z表示 原子（填元素符號），該化合物的化學(xué)式為?（2）已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm>cnm,a=/?=y=90°,則該晶體的密度〃=g?cm-3（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為M，用含歐b、c、名的代數(shù)式表示）。解析：（1）由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，1個晶胞中，對于X原子，8個位于頂點(diǎn)、4個位于1 1棱上、6個位于面上、3個位于晶胞內(nèi)，故1個晶胞中含有X的數(shù)目為8義2+4義；o4+6X：+3=8（個）；對于Y原子，4個Y原子均位于晶胞內(nèi)；對于Z原子，16個Z原子均位于晶胞內(nèi)。其中Ge和O的原子個數(shù)比為1：4,則X為Mg,Y為Ge,Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學(xué)式為MgzGeOq。（2）1個晶胞的質(zhì)量=2些士73：4七16名16g=7^0必個晶胞的體積=q〃cX1（T21cm3,則晶體的密度/▼a740TVa8 740X1021 _3〃=?cX1021cm3=abcNh °答案：（1）0Mg2GeO4（2）fl^X1021

?2.(2021?廣東等級考?節(jié)選)理論計(jì)算預(yù)測，由汞(Hg)、錯(Ge)、睇(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材I料。X的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。?(1)圖b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是解析：（1）題圖b中上、下兩個面的面心原子分別為Hg和Ge,晶胞結(jié)構(gòu)不對稱，不符合晶胞平移后重合的特性，因此不是晶胞單元。（2）由題圖c可知，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4；該晶胞中Hg原子數(shù)=4X；+6X；=4（個），Ge原子數(shù)=8X；+4X；+1=4（個），Sb原子數(shù)為8,故Hg、Ge、Sb粒子個數(shù)比為4：4：8=1：1：2。（3）該晶胞的組成為Hg’Ge4sb8,由于最簡式的式量為M,，則晶胞的質(zhì)量為稅g,晶胞的體積為YyXloRcm3,則晶體4Mr?(2)圖c為X?(2)圖c為X的晶?(3)設(shè)X的最f體的密度為的密度為日21gem3=^x1021g.cm、答案:（1）圖b中上、下兩個面的原子不同，不符合晶胞平移后重合的特性44/O,「「2。如滓”；。方

OOoMg?3.⑴MgO具有NaClOOoMg密堆積方式，X射絨得MgO密堆積方式，X射絨則r(MM+廣?(2)兩種含正貝!|r（O2一）為In9則r(MM+廣?(2)兩種含正貝!|r（O2一）為In9①這兩種含硅化合物的化學(xué)式分別為和②I的晶胞參數(shù)為apm,貝！JI的密度為gcm-30③n的晶胞參數(shù)為〃pm,Si和P的原子半徑分別為qpm和r2pm,則H的空間占有率為解析：⑴因?yàn)橐皇敲嫘牧⒎阶蠲芏逊e方式，面對角線是。2-半徑的4倍，即4『也a,解得r=；X0.420nm=0.148nm；MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，晶胞棱長是2r(02-)+2r(Mn2+)=。'=0.448nm,解得武乂產(chǎn)+尸0.076nm。(2)①由圖可知，I的一個晶胞中有6個B原子，Si原子個數(shù)為8X；=1,則I的化學(xué)式為SiB6,II的一個晶胞中有4個P原子，Si原子個數(shù)為8X*+6X；=4,則n的化學(xué)式為SiP。

②I的一個晶胞中有6個B原子，1個Si原子，則一個晶胞的質(zhì)量為6><.+2894g=XTg，則94g=XTg，則I的密度為/▽a94A^aX(?X1010)394gem3=y^XlO30gem\③H4XT7rri+4XTnr2的一個晶胞中有4個P原子,4個Si原子，則n的空間占有率為 p 167r(ri+r?)X100%=-X100%o答案：(1)0.1480.076(2)?SiB6SiP②黑義103。③^嗽以100%

提能點(diǎn)（二）晶胞中的原子坐標(biāo)與俯視圖1.構(gòu)建坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)軸和單位長度立體幾何模型從最簡單的晶胞——簡單立方堆積的晶胞模型入手，構(gòu)建坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)軸和單位長度立體幾何模型。?簡單立方堆積的晶胞中8個頂點(diǎn)的微粒是完全一至可以任意選擇一個原子為坐標(biāo)原點(diǎn)。以立方體的三線構(gòu)建坐標(biāo)軸，以晶胞邊長為1個單位長度。由此可得如圖所示的坐標(biāo)系。其他晶胞也可以采用這種方式構(gòu)建。如六方最密堆積模型的晶胞按此法構(gòu)建x軸和y軸，只不過夾角不是90°,而

2.典型晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)與俯視圖⑴體心晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)與俯視圖①若原子1為(0,0,0),則原子9的坐標(biāo)為不、不。②X、②X、7軸俯視圖為(2)面心立方晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)和俯視圖O：10O：10；12XO

1?

13012X①原子10?15分別位于六個面的面心，原子1的坐標(biāo)為(0Q0),則確定坐分別為(3)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)和俯視圖①若分別為(3)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)和俯視圖①若a原子為坐標(biāo)原點(diǎn)，晶胞邊長的單位為1,則原子1、2、3、4的坐標(biāo)<?---!——f-A ②X、7軸俯視圖為怔」?【典例J（2019?全國卷n?節(jié)選）一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖1圖1 圖2圖中F-和。2-共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用X和1—X代表，則該化合物的化學(xué)式表示為;通過測定密度〃和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的x值，完成它們的關(guān)系表達(dá)式：p=gcm-3o以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖(\1n1中原子1的坐標(biāo)為:，則原子2和3的坐標(biāo)分別為 、［解析］由題圖可知，As、Sm都在晶胞的面上，該晶胞中As的原子個數(shù)1一1=4X^=2,Sm的原子個數(shù)=4X^=2,Fe在晶胞的棱心和體心，F(xiàn)e的原子個1 1數(shù)=1+4X7=2,F-和-在晶胞的頂點(diǎn)和上下底面,f一和cP的個數(shù)和=2X5

+8x1=2,已知F-和O?-的比例依次為x和1—x,所以該物質(zhì)的化學(xué)式為OSmFeAsO^xFvo1個晶胞的質(zhì)量=2[28SmFeAsO^xFvo1個晶胞的質(zhì)量=2[281+16(l-x)+19x]Nag,晶胞的體積="cX10-30cm3,所以晶胞的密度〃=生號黑呆禁曳1gcm-3o根據(jù)圖1中原子1的坐標(biāo)為［，pI］,可看出原子2的N軸為0,X、7軸均為:，則原子2的坐標(biāo)為p0；原子3的x、『軸均為0,z軸為;，則原子3的坐標(biāo)為0,0,1o［答案］SmFeAsOi-xFx［答案］SmFeAsOi-xFx2[281+16(1—*)+19刈

於MX1030求目標(biāo)原子坐標(biāo)參數(shù)確定的思維模板［思維建模］最終確定所求目標(biāo)的求目標(biāo)原子坐標(biāo)參數(shù)確定的思維模板［思維建模］最終確定所求目標(biāo)的原子坐標(biāo)參數(shù)確定坐標(biāo)系中的原點(diǎn)位置確定y、之軸的單位標(biāo)準(zhǔn)分析題中所給坐標(biāo)參數(shù)?［應(yīng)用體驗(yàn)J?1.氮化錢是一種半導(dǎo)體材料。晶胞結(jié)構(gòu)可看作金剛石晶I胞內(nèi)部的碳原子被N原子代替，頂點(diǎn)和面心的碳原子被Ga原子代替。?(1)與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為?(2)以晶胞參蜀:"°誓、，向坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,1二11標(biāo)。若沿7軸投影的晶胞中所有原子的分布如圖，則2、3、4原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)不可能是 (填字母)。?解析=(1)金剛石是正四面體的空間結(jié)構(gòu)，根據(jù)類比替換原則可知與同一個錢原子相連的氮原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。(2)根據(jù)金剛石的結(jié)構(gòu)進(jìn)行類推，將金剛石晶胞分割成八個小部分，有四個原子分別位于不相鄰的小立方體中心,根據(jù)1的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(0.25,0?25,0.75)及1、2、3、4的相對位置可知，2、3、4的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可能為(0.25,0?75,0.25)、(0?75,0?75,0?75)、(0.75,0.25,0.25),不可能為(0.25,0.75,0.75)o?答案：(1)正四面體(2)bCdSe的一種晶體為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其中原子坐標(biāo)參數(shù)(\ 1A為大[[則B、C的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為o該晶胞中Cd—Se鍵的鍵長為O已知Cd和Se的原子半徑分別為々dnm和rsenm,則該晶胞中原子的空間利用率為。

i解析：Cd-Se鍵的鍵長為晶胞體對角線長的%故鍵長為爭，晶胞中原子占（4 4 ）的總體積為｝rRd+鏟息）X4,晶胞體積為屋，故晶胞中原子的空間利用率=W4W4*4「14'4*4J4付3?43]X100%鏟，Cd+鏟，SeJX4

X100%（2021?臨沂模擬）硫化鋰是目前正在研發(fā)的鋰離子電池的新型固體電解質(zhì)，為立方晶系晶體，其晶胞參數(shù)為Qpm。該晶胞中離子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為12,1-V-?912,1-V-?91-21-212,

O鋰離子：（4f4f4）;0494）;（/494）;（49494）;（1）在圖上畫出硫化鋰晶胞沿x軸投影的俯視圖。7

x ?、?X /'、、、//Os2-OLi+

?⑵硫離子的配位數(shù)為?(3)設(shè)Na為阿伏加德羅常數(shù)的值，硫化鋰的晶體密度為g?cm-3(列出計(jì)算表達(dá)式)o\/QQP；6/\解析：\/QQP；6/\影的俯視圖為 (2)根據(jù)(1)中的分析，結(jié)合俯視圖，從面心的S2一看,周圍與之等距且最近的Li"有8個，所以S2一的配位數(shù)為8；

1 1(3)1個晶胞中有S?的數(shù)目為8X*+6X]=4個，含有Li+數(shù)目為8個，晶胞參數(shù)為qpm,一個晶胞體積為＞=/pm3=Q3xio30^^3,1mol晶胞的體積為/X1030Nacm3,lmol晶胞質(zhì)量為帆=4X46g,所以晶體密度為〃=r=4X46g 1.84X1()32 3^AXfl3X10~30cm3=a3NAgcm°.?,、QQ，1.84X1032a"Q'CfQo'、4答案：⑴*?\1.84X1032a"［典例］(2021?河北等級考)KH2P。4晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國科學(xué)工作者制備的超大KH2PO4晶體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國家戰(zhàn)略空白。回答下列問題：(1)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是(填離子符號)o(2)原子中運(yùn)動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+；表示,與之相反的用一;表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子，其價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為。

?(3)已知有關(guān)氮、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ?molT)如下N—NN=NP—PP=P193946197489表： 從能量角度看，氮以N2、而白磷以P』(結(jié)構(gòu)式可表示為 P)形式存在的原因是O(4)已知KH2P。2是次磷酸的正鹽，H3P。2的結(jié)構(gòu)式為，其中P采取雜化方式。(5)與PO丁電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為o

(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如:oII——

HO—p—OjH+HO-rOH0OO-2H2OIIIIII——--?HO—P—O—P—O—P—OHI I IOH OH OH如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為(7)分別用。、.表示H2PO’和K+,KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示,圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO4、在晶胞xz面、片面上的位置:篙名蠢黜某底邊嗯呼渺"m、高為cpm，阿伏加德g吊數(shù)的值為Na，日日體的密度為g，cm-3（鶯出黃達(dá)式）。,②晶胞在X軸方向的投影圖為（填標(biāo)號）。A B C D

分點(diǎn)突破一中心原子雜化軌道類型的判斷

［核心歸納］分子（A為中心原子）中心原子孤電子對數(shù)中心原子雜化方式分子結(jié)構(gòu)示例ab20SP直線形BeCl2>82、HCN1sp2V形SO2、O32sp3V形h2o>h2sab30sp2平面三角形bf3>ch2o>SO31sp3三角錐形NH3、H3O+、PCI3ab40sp3正四面體形CH4.NH4、SO4［特別提示］（1）價(jià)層電子對互斥理論說明的是價(jià)層電子對的空間構(gòu)型，而分子的空間構(gòu)型指的是成鍵電子對的空間構(gòu)型，不包括孤電子對。①當(dāng)中心原子無孤電子對時，兩者的空間構(gòu)型一致；②當(dāng)中心原子有孤電子對時，兩者的空間構(gòu)型不一致。如中心原子采取Sp3雜化的，其價(jià)層電子對互斥理論為四面體，其分子空間構(gòu)型可以為正四面體形（如CH4）,也可以為三角錐形（如NH3）或V形（如H2O）。（2）雜化軌道間的夾角與分子內(nèi)的鍵角不一定相同，中心原子雜化類型相同時孤電子對數(shù)越多，鍵角越小。嗦養(yǎng)提升］BeCb是共價(jià)分子，可以以單體、二聚體和多聚體形式存在。它們的結(jié)構(gòu)簡式如下，請寫出單體、二聚體和多聚體中Be的雜化軌道類型：(1)CI—Be—C1：；ClCl—Be Be—Cl：；ClClCl\/\/\/BeBeBe： o/\/\/\ ClCl答案：(l)sp雜化(2)sp2雜化(3)sp3雜化

(1)磷酸根離子的空間構(gòu)型為,其中P的價(jià)層電子對數(shù)為、雜化軌道類型為O(2)有機(jī)堿CH3NH；中，N原子的雜化軌道類型是o(3)NH3BH3分子中，N-B化學(xué)鍵稱為鍵，其電子對由提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NH3BH3+6H2O=3NH4+B3Or+9H2o在該反應(yīng)中，o在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由 變?yōu)?解析：(1)PO『的中心原子P的價(jià)層電子對數(shù)為4,孤電子對數(shù)為0,中心原子P為sp3雜化，故PO：-的空間構(gòu)型為正四面體。(2)CH3NH：中N原子與2個H原子、1個C原子形成三個共價(jià)鍵，與H+形成一個配位鍵，故N原子的雜化軌道類型為(3)NH3BH3中N有孤電子對，B有空軌道，N和B形成配位鍵，電子對由N提供。NH3BH3中B形成四個。鍵，為sp3雜化，b30r中B形成3個。鍵，為沖?雜化。答案：(1)正四面體4sp3(2)sp3(3)配位Nsp3sp2

分點(diǎn)突破二分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)差異原因的解釋［核心歸納］作用力范德華力氫鍵共價(jià)鍵作用粒子分子或原子（稀有氣體）氫原子與氟、氮、氧原子（分子內(nèi)、分子間）原子特征無方向性、無飽和性有方向性、有飽和性有方向性、有飽和性強(qiáng)度比較共價(jià)鍵＞氫鍵〉范德華力

作用力范德華力氫鍵共價(jià)鍵影響強(qiáng)度的因素①隨著分子極性和相對分子質(zhì)量的增大而增大②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越大對于A—H-B—,A、B的電負(fù)性越大，B原子的半徑越小，氫鍵強(qiáng)度越成鍵原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固對物質(zhì)性質(zhì)的影響①影響物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)、溶解度等物理性質(zhì)②組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，隨相對分子質(zhì)量的增大，物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高分子間氫鍵的存在，使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高，在水中的溶解度增大①影響分子的穩(wěn)定性，共價(jià)鍵鍵能越大，分子穩(wěn)定性越強(qiáng)②影響原子晶體的熔、沸點(diǎn)、硬度I特別提示I“原因解釋”類試題的解題流程分子極性、氫鍵、化學(xué)反應(yīng)〉因素所造成的影響對應(yīng)原子或離子的最外層電子排布（全空、半充滿、全充滿）I特別提示I“原因解釋”類試題的解題流程分子極性、氫鍵、化學(xué)反應(yīng)〉因素所造成的影響對應(yīng)原子或離子的最外層電子排布（全空、半充滿、全充滿） .分析關(guān)鍵溶解度電離能熔、沸點(diǎn)晶體類型、氫鍵、相對分子質(zhì)量、晶格能、共價(jià)鍵強(qiáng)弱等聯(lián)系與該性質(zhì)相關(guān)的因素提取要解釋的性質(zhì)康養(yǎng)提升］1.(1)NH4H2P。4中，電負(fù)性最高的元素是;(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4(Zn) A(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是o(3)元素銅與銀的第二電離能分別為/cu=l958kJmoF\INi=l753kJ-mol1,/cu>，Ni的原因是-(4)Cu元素基態(tài)原子最外層有個電子。原子半徑：A1Si,第一電離能：NOo(填“>”或“v”)(5)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(石)。第二周期部分元素的為變化趨勢如圖所示，其中除氮元素外，其他元素的G自左而右依次增大的原因是;氮元素的心呈現(xiàn)異常的原因是o答案：(1)0(2)大于Zn的核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子(3)銅失去的是全充滿的3『°電子，銀失去的是4sl電子(4)1>>(5)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)，具有相對穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子

2.目前我國研制的稀土催化劑催化轉(zhuǎn)化汽車尾氣示意圖如圖1所示。(l)Zr原子序數(shù)為40,價(jià)電子排布式為o圖1中屬于非極性分子的氣體是o(2)①氟化硼(BF3)是石油化工的重要催化劑。BF3中B—F比BF；中B—F的鍵長短，原因是o②乙硼烷(B2H6)是用作火箭和導(dǎo)彈的高能燃料；氨硼烷(H3NBH3)是最具潛力的儲氫材料之一。B2H6的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中B原子的雜化方式為③H3NBH3的相對分子質(zhì)量與B2H6相差不大，但是H3NBH3的沸點(diǎn)卻比B2H6高得多，原因是O④硼酸鹽是重要的防火材料。圖3是硼酸鈉晶體中陰離子(含B、O、H三種元素)的結(jié)構(gòu)，該晶體中含有的化學(xué)鍵有oA.離子鍵B.極性鍵C.非極性鍵D.配位鍵E.金屬鍵(3)CO與Ni可生成?；沎Ni(CO)4],已知其中鍥的化合價(jià)為0,[Ni(CO)d的配體中配位原子是 。(4)為了魯省貴金屬并降低成本,也常用鈣鈦礦型復(fù)合氧化物作為催化劑。一種復(fù)合氧化物結(jié)構(gòu)如圖4所示，則與每個Sd.緊鄰的-有個。解析：(l)Zr位于周期表中第五周期第WB族，價(jià)電子排布式為4d25s2,非極性分子中，分子對稱性較高，正、負(fù)電荷中心重合，則圖1中屬于非極性分子的氣體是。2、N2.CO20(2)①BF3中B原子價(jià)層電子對數(shù)為3,采用sp2雜化，BF；中B原子價(jià)層電子對數(shù)為4,采用沖3雜化，s軌道成分越多，電子云重疊程度越大，鍵長越短。②根據(jù)B2H6的分子結(jié)構(gòu)圖可知，B的價(jià)層電子對數(shù)為4,VSEPR模型為四面體，雜化方式為沖3雜化。③H3NBH3中含有電負(fù)性大的N原子和N—H,易形成分子間氫鍵，B2H6只存在范德華力，所以H3NBH3的沸點(diǎn)比B2H6高得多。④由圖3中陰離子結(jié)構(gòu)可知，陰離子中含有極性鍵和配位鍵，所以硼酸鈉晶體中含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵，不存在金屬鍵和非極性鍵，故選A、B、Do(3)配體為CO,配體中C給出孤電子對，所以配位原子為C。(4)根據(jù)幾何關(guān)系，晶胞中Sr2T處于體心，與最近的。2一距離為?X晶胞邊長，這樣的-共有12個，則與每個緊鄰的。2一有12個。答案：(l)4d25s2。2、N2>CO2(2)①BF3中B采用sp2雜化，BF；中B采用sp3雜化，S軌道成分越多，電子云重疊程度越大，鍵長越短②sp3③H3NBH3分子間存在氫鍵，分子間作用力更大④ABD(3)C(4)12考題發(fā)掘?融通相關(guān)知識（一）精讀題干?習(xí)得以下素養(yǎng)1.KH2P。4晶體的類型是什么?提喬煙械篇獻(xiàn)虎陶般，屬娠鼻南子排布是怎樣的？提示二K元素的核外電子排布圖為Is2s2p3s3p4sEH元素的核外電子排布圖為isP元素的核外電子排布圖為Is2s2p3s3phJOEHUHO元素的外核外電子排布圖為Is2s2p(二)精讀⑴⑵問?習(xí)得以下素養(yǎng)1.根據(jù)P元素的核外電子排布圖可知其原子軌道有幾種？提示：9種2.根據(jù)第(2)問提供的信息，O元素價(jià)電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和是多少？提示：+1(三)精讀⑶(4)⑸(6)問?習(xí)得以下素養(yǎng)1.根據(jù)第⑶問提供的信息，N、P同為第VA族元素，氮以NZ而白磷以P4的形式存在，其原因是什么？提示：由題表中鍵能關(guān)系可知3倍的N—N鍵的鍵能小于N三N鍵的鍵能，而3倍的P—P鍵的鍵能大于P三P鍵的鍵能,所以氮以N2中的N三形式存在更穩(wěn)定，磷以P4中的P—P鍵形式存在更穩(wěn)定。2.寫出H3P。4的結(jié)構(gòu)式，并說明P元素采取的雜化方式。OIIH—O—P—O—HI，P，P元素的雜化方式為sp3提示:H3P。4的結(jié)構(gòu)式為 H

?3.根據(jù)第(6)問提供的信息?3.根據(jù)第(6)問提供的信息,磷酸的什.Aga onH3PO4P rtH(。+H+寫出H3P。4脫水縮合成多聚(L1)H2OOH(四)精讀(7)問習(xí)得以下素養(yǎng)OH則原子b的坐標(biāo)是什么？以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，在KH2PO4晶體的四方晶胞如圖所示中，原子a的坐標(biāo)為(0Q0)則原子b的坐標(biāo)是什么？［參考答案］(1)K+和P3(［參考答案］(1)K+和P3(2)+：或一3(3)在原子數(shù)目相同的條件下,更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定由比N4具有OIP0-TU1TPIHsp3(5)SiF?或SO2F2等)-4X136(6)P,Q￡⑺①而3°n3②B［真題實(shí)戰(zhàn)］(2021?湖南高考)硅、錯(Ge)及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。回答下列問題：(1)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為,晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是(填化學(xué)式)；(2)硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX”SiX4的熔、沸點(diǎn)幽SiCl4SiBr4甑4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7①0C時，SiF,、SiQ』、SiBr4>SiL呈液態(tài)的是（填化學(xué)式），沸點(diǎn)依次升高的原因是,氣態(tài)SiX4分子的空間構(gòu)型是；②SiCL與N-甲基咪建產(chǎn)LNyN）反應(yīng)可以得到M2+,其結(jié)構(gòu)如圖所示：N-甲基咪唾分子中碳原子的雜化軌道類型為,H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?1個M?+中含有個o鍵；

（3）下圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。原子（填元素①已知化合物中Ge和O的原子個數(shù)比為1：4,圖中Z表示符號），該化合物的化學(xué)式為;原子（填元素a=B=7=90。，則該②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為qnm、bnm、a=B=7=90。，則該晶體的密度P=c、M的代數(shù)式表示）。g?cnr3（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為此，用含。、b、

解析：（1）硅原子核外有14個電子，有Is、2s、2p、3s、3P五個能級，每個能級的電晶體的密度P=c、M的代數(shù)式表示）。子數(shù)分別是2、2、6、2、2,則基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為3s 3p。晶體硅和碳化硅均為原子晶體，碳原子半徑比硅原子半徑小，則C—Si鍵長比Si—Si鍵長短，故碳化硅的熔點(diǎn)較高。（2）①0tH273K,由題表中的數(shù)據(jù)可知，只有SiCL的熔點(diǎn)低于273K,沸點(diǎn)高于273K,則SiCL在0七時為液態(tài)。SiF4,SiCl4.SiBr4>SiL均為分子晶體，結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量依次增大，則分子間作用力依次增大，沸點(diǎn)逐漸升高。SiXq的中心原子Si周圍的價(jià)層電子對數(shù)=4+；x（4—1'4）=4,無孤電子對，由VSEPR模型可知，其VSEPR模型與分子空間構(gòu)型均為正四面體。②H￡—N&中甲基碳原子為飽和碳原子，是卬3雜化，碳碳雙鍵中的碳原子為那2雜化。短周期同周期元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大，且H的電負(fù)性比C小，故電負(fù)性由大到小的順序是N>C>Ho

2+Si.一2+中1個 L/N—CR基團(tuán)有1個N—Si、4個N—C.Si、—1個N=C、1個CC、6個1個N=C、1個C則含13x4=52（個）仃鍵,另外還有2個Si—C1,故1個中含有。鍵的數(shù)目為54個。(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，1個晶胞中，對于X原子，8個位于頂角、4個位于棱上、6個位于面上、3個位于晶胞內(nèi)，故1個晶胞中含有X的數(shù)目為8x；+4x：+6x1+3=8；對于Y原子，4個Y原子均位于晶胞內(nèi)；對于Z原子，16個Z原子均位于晶胞內(nèi)。其中Ge和O的原子個數(shù)之比為1：4,則X為Mg,Y為Ge,Z為O。由上述分析可知，該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4o②1個晶胞的h曰24x8+73x4+16x16 740 人=在以一e _?1 , ?質(zhì)量=R g=入廠1個晶胞的體積=Mcxl021cm,則晶740體的密度〃=qAx%-21cm3 黑弋g?11\

E□答案：⑴E□答案：⑴3s3pSiC(2)@SiCl4SiF4>SiCL、SiBr4>Sil4都是分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大,分子間作用力依次增大正四面體②即2、Sp3N>C>H54(3)@OMg2GeO4(3)@OMg2GeO4②740X1021abcN、(2020?全國I卷)Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：⑴基態(tài)Fe?+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為.(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(6)如表所示。/i(Li)>/i(Na),原因是o/iCBe>/1(B)>Z1(Li),原因是oA/CkJ-moF1)Li520A/CkJ-moF1)Li520Be900Na496Mg738Al578(4)LiFePOj的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點(diǎn)、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數(shù)有個o圖(a)LiFePO4圖⑹LijFePC)4 圖?FePO4電池充電時，LiFePO』脫出部分L1,形成LiirFePO*結(jié)構(gòu)示意圖如圖(b)所示，貝！Jx=，n(Fe2'):