24化學(xué)新教材B版高考題型分類突破 專題十四 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

專題十四物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)?對應(yīng)學(xué)生書第145頁知識(shí)點(diǎn)一電子層、能級與原子軌道1.電子層(n):在多電子原子中,核外電子的能量是不同的,按照電子的能量差異將其分成不同電子層。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。2.能級:同一電子層里電子的能量也可能不同,又將其分成不同的能級,通常用s、p、d、f等表示,同一電子層里,各能級的能量按s、p、d、f的順序依次升高,即E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。3.原子軌道:電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。原子軌道軌道形狀軌道個(gè)數(shù)s球形1p啞鈴形3溫馨提示:第一電子層(K),只有s能級;第二電子層(L),有s、p兩種能級,p能級上有三個(gè)原子軌道px、py、pz,它們具有相同的能量;第三電子層(M),有s、p、d三種能級。知識(shí)點(diǎn)二原子核外電子的排布規(guī)律①能量最低原理在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí),原子核外電子總是優(yōu)先占據(jù)能量更低的原子軌道:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……②洪特規(guī)則基態(tài)原子中,填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,且自旋平行③泡利原理每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋方向相反的電子知識(shí)點(diǎn)三基態(tài)原子核外電子排布的四種表示方法表示方法舉例電子排布式K:1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式Cu:[Ar]3d104s1價(jià)層電子排布Fe:3d64s2軌道表示式(或電子排布圖)O:①常見特殊原子或離子基態(tài)簡化電子排布式微粒簡化電子排布式微粒簡化電子排布式微粒簡化電子排布式Fe原子[Ar]3d64s2Cu+[Ar]3d10Cu2+[Ar]3d9Cr原子[Ar]3d54s1Fe2+[Ar]3d6Mn2+[Ar]3d5Cr3+[Ar]3d3Fe3+[Ar]3d5Ni原子[Ar]3d84s2②基態(tài)原子軌道表示式書寫的常見錯(cuò)誤錯(cuò)誤類型錯(cuò)因剖析改正違背能量最低原理違背泡利原理違背洪特規(guī)則違背洪特規(guī)則知識(shí)點(diǎn)四電離能、電負(fù)性1.元素第一電離能的周期性變化規(guī)律一般規(guī)律同一周期,隨著原子序數(shù)的增加,元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢,稀有氣體元素的第一電離能最大,堿金屬元素的第一電離能最小;同一主族,隨著電子層數(shù)的增加,元素的第一電離能逐漸減小特殊情況第一電離能的變化與元素原子的核外電子排布有關(guān)。通常情況下,當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半充滿(p3、d5、f7)和全充滿(s2、p6、d10、f14)結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,該元素具有較大的第一電離能2.電離能、電負(fù)性大小判斷規(guī)律在元素周期表中,主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大,從上到下逐漸減小特性同周期主族元素,ⅡA族(ns2)全充滿、ⅤA族(np3)半充滿,比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰的ⅢA族和ⅥA族元素方法常常應(yīng)用化合價(jià)及物質(zhì)類別判斷電負(fù)性的大小,如O與Cl的電負(fù)性比較:①HClO中Cl為+1價(jià)、O為-2價(jià),可知O的電負(fù)性大于Cl;②Al2O3是離子化合物、AlCl3是共價(jià)化合物,可知O的電負(fù)性大于Cl知識(shí)點(diǎn)五共價(jià)鍵類型分類依據(jù)類型特征形成共價(jià)鍵的原子軌道重疊方式σ鍵電子云“頭碰頭”重疊π鍵電子云“肩并肩”重疊形成共價(jià)鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移原子間共用電子對的數(shù)目單鍵原子間有一對共用電子對雙鍵原子間有兩對共用電子對三鍵原子間有三對共用電子對知識(shí)點(diǎn)六中心原子雜化類型和分子空間結(jié)構(gòu)的相互判斷分子(A為中心原子)中心原子雜化方式中心原子孤電子對數(shù)空間結(jié)構(gòu)示例AB2sp0直線形BeCl2sp21V形SO2sp32V形H2OAB3sp20平面三角形BF3sp31三角錐形NH3AB4sp30正四面體形CH4知識(shí)點(diǎn)七原子個(gè)數(shù)相同,價(jià)電子數(shù)相同的粒子粒子價(jià)電子總數(shù)空間結(jié)構(gòu)CO2、SCN-、NO2+、N2O、COS、CS216e-直線形CO32-、NO24e-平面三角形SO2、O3、NO18e-V形SO42-32e-正四面體形PO33-、SO26e-三角錐形CO、N2、C10e-直線形CH4、NH8e-正四面體形知識(shí)點(diǎn)八鍵的極性與分子極性的關(guān)系類型實(shí)例兩個(gè)鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間結(jié)構(gòu)X2H2、N2—非極性鍵非極性分子直線形XYHCl、NO—極性鍵極性分子直線形XY2(X2Y)CO2、CS2180°極性鍵非極性分子直線形H2O105°極性鍵極性分子V形(續(xù)表)類型實(shí)例兩個(gè)鍵之間的夾角鍵的極性分子的極性空間結(jié)構(gòu)XY3BF3120°極性鍵非極性分子平面三角形NH3107°極性鍵極性分子三角錐形XY4CH4、CCl4109°28'極性鍵非極性分子正四面體形知識(shí)點(diǎn)九范德華力、氫鍵、共價(jià)鍵的比較范德華力氫鍵共價(jià)鍵概念分子間普遍存在的一種相互作用力,但不是化學(xué)鍵已經(jīng)與電負(fù)性很大的原子(N、O、F)形成共價(jià)鍵的氫原子與另一個(gè)電負(fù)性很大的原子(N、O、F)之間的作用力原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵存在范圍分子之間已經(jīng)與N、O、F形成共價(jià)鍵的氫原子與另外的F、N、O原子之間相鄰原子間特征無方向性、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原子的電負(fù)性越大,B原子的半徑越小,氫鍵鍵能越大成鍵原子半徑越小、鍵長越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越穩(wěn)定對物質(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;分子內(nèi)氫鍵會(huì)使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)降低,在水中溶解度減?、儆绊懛肿拥姆€(wěn)定性,共價(jià)鍵鍵能越大,分子穩(wěn)定性越強(qiáng);②影響共價(jià)晶體的熔、沸點(diǎn),硬度知識(shí)點(diǎn)十共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵的比較共價(jià)鍵離子鍵金屬鍵存在分子或物質(zhì)內(nèi)部強(qiáng)弱判斷鍵長越短,鍵能越大,共價(jià)鍵越強(qiáng)①電荷數(shù)越大,離子鍵越強(qiáng);②成鍵的陰、陽離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng)①與金屬陽離子所帶電荷成正比;②與陽離子半徑成反比;③與價(jià)電子數(shù)多少成正比對物質(zhì)性質(zhì)的影響化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)十一配合物配合物的組成[中心離子(配體)n][外界]典型配合物[Cu(NH3)4]SO4Fe(SCN)3[Ag(NH3)2]OH中心離子Cu2+Fe3+Ag+中心離子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一般是金屬離子,特別是過渡金屬離子,必須有空軌道配體NH3SCN-NH3配體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分子或離子,必須含有孤電子對(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)配位數(shù)(n)432外界SO無OH-顏色深藍(lán)色紅色無色配離子所含化學(xué)鍵配體通過配位鍵與中心離子結(jié)合配合物所含化學(xué)鍵配位鍵、離子鍵;配體或外界中可能還含有共價(jià)鍵配合物的常見性質(zhì)若為離子化合物,多數(shù)能溶解、能電離,多數(shù)有顏色金屬羰基配合物是過渡金屬和一氧化碳配位形成的配合物,如四羰基鎳[Ni(CO)4]。在許多有機(jī)化合物的合成反應(yīng)中,金屬羰基配合物常常作為這些反應(yīng)的催化劑二茂鐵的結(jié)構(gòu)為一個(gè)鐵原子處在兩個(gè)平行的環(huán)戊二烯的環(huán)之間。在固體狀態(tài)下,兩個(gè)戊環(huán)相互錯(cuò)開成全錯(cuò)位構(gòu)型,溫度升高時(shí)則繞垂直軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)。二茂鐵的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,類似芳香族化合物知識(shí)點(diǎn)十二物質(zhì)熔、沸點(diǎn)高低比較的規(guī)律一般情況下,熔、沸點(diǎn):共價(jià)晶體>離子晶體>分子晶體,如:金剛石>NaCl>Cl2;金屬晶體>分子晶體,如:Na>Cl2。(金屬晶體熔、沸點(diǎn)有的很高,如鎢、鉑等,有的則很低,如汞等)共價(jià)晶體半徑越小鍵長越短→鍵能越大→熔、沸點(diǎn)越高,如:金剛石>石英>離子晶體一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,離子鍵越強(qiáng),熔、沸點(diǎn)就越高。如:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl金屬晶體金屬離子半徑越小,離子所帶電荷數(shù)越多,其形成的金屬鍵越強(qiáng),金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)就越高,如Al>Mg>Na分子晶體①分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)越高;具有分子間氫鍵的分子晶體熔、沸點(diǎn)反常的高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點(diǎn)越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點(diǎn)越高,如CO>N2④在同分異構(gòu)體中,一般支鏈越多,熔、沸點(diǎn)越低,如正戊烷>異戊烷>新戊烷知識(shí)點(diǎn)十三幾種典型晶體模型1.常見共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)分析晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析金剛石原子半徑(r)與邊長(a)的關(guān)系:3a=8r(1)每個(gè)碳與相鄰4個(gè)碳以共價(jià)鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu),鍵角均為109°28'(2)每個(gè)金剛石晶胞中含有8個(gè)碳原子,最小的碳環(huán)為六元環(huán),并且不在同一平面(實(shí)際為椅式結(jié)構(gòu)),碳原子為sp3雜化(3)每個(gè)碳原子被12個(gè)六元環(huán)共用,每個(gè)共價(jià)鍵被6個(gè)六元環(huán)共用,一個(gè)六元環(huán)實(shí)際擁有12個(gè)(4)C原子數(shù)與C—C數(shù)之比為1∶2,12g金剛石中有2mol共價(jià)鍵(5)密度=8×12g·mol-(續(xù)表)晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析SiO2(1)SiO2晶體中最小的環(huán)為十二元環(huán),即每個(gè)十二元環(huán)上有6個(gè)O,6個(gè)Si(2)每個(gè)Si與4個(gè)O以共價(jià)鍵結(jié)合,形成正四面體結(jié)構(gòu),每個(gè)正四面體占有1個(gè)Si,4個(gè)“12O”,n(Si)∶n(O)(3)每個(gè)Si原子被12個(gè)十二元環(huán)共用,每個(gè)O原子被6個(gè)十二元環(huán)共用(4)每個(gè)SiO2晶胞中含有8個(gè)Si原子,含有16個(gè)O原子(5)硅原子與Si—O共價(jià)鍵之比為1∶4,1molSiO2晶體中有4mol共價(jià)鍵(6)密度=8×60g·mol-SiC、BP、AlN(1)每個(gè)原子與4個(gè)另一種原子形成正四面體結(jié)構(gòu)(2)密度:ρ(SiC)=4×ρ(BP)=4×ρ(AlN)=4(a為晶胞邊長,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)(3)若Si與C最近距離為d,則邊長(a)與最近距離(d)的關(guān)系:3a=4d2.常見分子晶體結(jié)構(gòu)分析晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析干冰(1)面心立方最密堆積:立方體的每個(gè)頂點(diǎn)有一個(gè)CO2分子,每個(gè)面心上也有一個(gè)CO2分子,每個(gè)晶胞中有4個(gè)CO2分子(2)每個(gè)CO2分子周圍等距且緊鄰的CO2分子有12個(gè)(3)密度=4×44g·mol-(續(xù)表)晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析白磷(1)面心立方最密堆積(2)密度=4×124g·mol-冰(1)每個(gè)水分子與相鄰的4個(gè)水分子以氫鍵相連(2)每個(gè)水分子實(shí)際擁有兩個(gè)“氫鍵”(3)冰晶體和金剛石晶胞相似的原因:每個(gè)水分子與周圍四個(gè)水分子形成氫鍵【微點(diǎn)撥】(1)若分子間只有范德華力,則分子晶體采取分子密堆積,每個(gè)分子周圍有12個(gè)緊鄰的分子。在分子晶體中,原子先以共價(jià)鍵形成分子,分子再以分子間作用力形成晶體。由于分子間作用力沒有方向性和飽和性,分子間盡可能采取密堆積的排列方式。如:干冰、O2、I2、C60等分子(2)若分子間靠氫鍵形成的晶體,則不采取密堆積結(jié)構(gòu),每個(gè)分子周圍緊鄰的分子數(shù)要小于12個(gè)。因?yàn)闅滏I有方向性和飽和性,一個(gè)分子周圍其他分子的位置和數(shù)目是一定的。如:冰晶體、苯甲酸晶體3.常見離子晶體結(jié)構(gòu)分析晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析NaCl(1)一個(gè)NaCl晶胞中,有4個(gè)Na+,有4個(gè)Cl-(2)在NaCl晶體中,每個(gè)Na+同時(shí)強(qiáng)烈吸引6個(gè)Cl-,形成正八面體;每個(gè)Cl-同時(shí)強(qiáng)烈吸引6個(gè)Na+(3)在NaCl晶體中,Na+和Cl-的配位數(shù)分別為6、6(4)在NaCl晶體中,每個(gè)Na+周圍與它最接近且距離相等的Na+共有12個(gè),每個(gè)Cl-周圍與它最接近且距離相等的Cl-共有12個(gè)(5)密度=4×58.5g·mo(續(xù)表)晶體晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析CsCl(1)一個(gè)CsCl晶胞中,有1個(gè)Cs+,有1個(gè)Cl-(2)在CsCl晶體中,每個(gè)Cs+同時(shí)強(qiáng)烈吸引8個(gè)Cl-,即Cs+的配位數(shù)為8,每個(gè)Cl-同時(shí)強(qiáng)烈吸引8個(gè)Cs+,即Cl-的配位數(shù)為8(3)在CsCl晶體中,每個(gè)Cs+周圍與它最接近且距離相等的Cs+共有6個(gè),形成正八面體,在CsCl晶體中,每個(gè)Cl-周圍與它最接近且距離相等的Cl-共有6個(gè)(4)密度=168.5g·mol-ZnS(1)1個(gè)ZnS晶胞中,有4個(gè)S2-,有4個(gè)Zn2+(2)Zn2+的配位數(shù)為4,S2-的配位數(shù)為4(3)密度=4CaF2(1)1個(gè)CaF2的晶胞中,有4個(gè)Ca2+,有8個(gè)F-(2)CaF2晶體中,Ca2+和F-的配位數(shù)不同,Ca2+配位數(shù)是8,F-的配位數(shù)是4(3)密度=4離子晶體的配位數(shù)離子晶體中與某離子距離最近的異電性離子的數(shù)目叫該離子的配位數(shù)影響離子晶體配位數(shù)的因素(1)正、負(fù)離子半徑比:AB型離子晶體中,陰、陽離子的配位數(shù)相等,但正、負(fù)離子半徑比越大,離子的配位數(shù)越大。如:ZnS、NaCl、CsCl(2)正、負(fù)離子的電荷比。如:CaF2晶體中,Ca2+和F-的配位數(shù)不同4.常見金屬晶體結(jié)構(gòu)分析(1)金屬晶體的幾種堆積模型分析堆積模型簡單立方堆積體心立方堆積(鉀型)面心立方最密堆積(銅型)六方最密堆積(鎂型)晶胞(續(xù)表)堆積模型簡單立方堆積體心立方堆積(鉀型)面心立方最密堆積(銅型)六方最密堆積(鎂型)代表金屬PoNa、K、FeCu、Ag、AuMg、Zn、Ti配位數(shù)681212晶胞占有的原子數(shù)1242原子半徑(r)與立方體邊長為(a)的關(guān)系a=2r3a=4r2a=4r—(2)金屬晶胞中原子空間利用率計(jì)算:空間利用率=V球V①簡單立方堆積:如圖1所示,原子的半徑為r,立方體的棱長為2r,則V球=43πr3,V晶胞=(2r)3=8r3,空間利用率=V球V晶胞×100%=43圖1②體心立方堆積:如圖2所示,原子的半徑為r,體對角線c為4r,面對角線b為2a,由(4r)2=a2+b2得a=43r。1個(gè)晶胞中有2個(gè)原子,故空間利用率=V球V晶胞×100%=2×43圖2③面心立方最密堆積:如圖3所示,原子的半徑為r,面對角線為4r,a=22r,V晶胞=a3=(22r)3=162r3,1個(gè)晶胞中有4個(gè)原子,則空間利用率=V球V晶胞×100%=4×4圖3④六方最密堆積:如圖4所示,原子的半徑為r,底面為菱形(棱長為2r,其中一個(gè)角為60°),則底面面積S=2r×3r=23r2,h=263r,V晶胞=S×2h=23r2×2×263r=82r3,1個(gè)晶胞中有2個(gè)原子,則空間利用率=V球V晶胞圖4(3)晶體密度的計(jì)算公式推導(dǎo)過程:若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒,則晶胞的物質(zhì)的量:n=NNA=xNAmol,晶胞的質(zhì)量:m=n·M=xNA·Mg;密度:ρ=題型1原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選擇題)例1(2023·全國新課標(biāo)卷,9)一種可吸附甲醇的材料,其化學(xué)式為[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示,其中[C(NH2)3]+為平面結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()。A.該晶體中存在N—H…O氫鍵B.基態(tài)原子的第一電離能:C<N<OC.基態(tài)原子未成對電子數(shù):B<C<O<ND.晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型相同答案A解析A項(xiàng),由晶體結(jié)構(gòu)圖可知,[C(NH2)3]+中的—NH2的H與[B(OCH3)4]-中的O形成氫鍵,該晶體中存在N—H…O氫鍵,正確。B項(xiàng),同一周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢,但是第ⅡA、ⅤA族元素的原子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,其第一電離能大于同周期的相鄰元素,基態(tài)原子的第一電離能從小到大的順序?yàn)镃<O<N,錯(cuò)誤。C項(xiàng),B、C、O、N的未成對電子數(shù)分別為1、2、2、3,基態(tài)原子未成對電子數(shù)B<C=O<N,錯(cuò)誤。D項(xiàng),[C(NH2)3]+為平面形結(jié)構(gòu),則其中的C和N原子軌道雜化類型均為sp2;[B(OCH3)4]-中B與4個(gè)O形成了4個(gè)σ鍵,B沒有孤電子對,則B的原子軌道雜化類型為sp3;[B(OCH3)4]-中O分別與B和C形成了2個(gè)σ鍵,O原子還有2個(gè)孤電子對,則O的原子軌道的雜化類型均為sp3;綜上所述,晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型不相同,錯(cuò)誤。變式1(2023·浙江6月選考,11)X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期,且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對電子,W原子在同周期中原子半徑最大。下列說法不正確的是()。A.第一電離能:Y>Z>XB.電負(fù)性:Z>Y>X>WC.Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡單離子的半徑:W<ZD.W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)物之一是非極性分子答案A【元素推斷】X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期,且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對電子,則X為C,Y為N,Z為F,W原子在同周期中原子半徑最大,則W為Na。解析A項(xiàng),根據(jù)同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA、ⅤA族元素的原子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,其第一電離能大于同周期相鄰元素,則第一電離能:Z>Y>X,錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)同周期主族元素從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小,則電負(fù)性:Z>Y>X>W,正確;C項(xiàng),根據(jù)同電子層結(jié)構(gòu)核多徑小,則Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡單離子的半徑:W<Z,正確;D項(xiàng),W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)物之一為乙炔,乙炔是非極性分子,正確。解題技法題型2分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選擇題)例2(2023·湖北卷,11)物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)。下列性質(zhì)差異與結(jié)構(gòu)因素匹配錯(cuò)誤的是()。選項(xiàng)性質(zhì)差異結(jié)構(gòu)因素A沸點(diǎn):正戊烷(36.1℃)高于新戊烷(9.5℃)分子間作用力B熔點(diǎn):AlF3(1040℃)遠(yuǎn)高于AlCl3(178℃升華)晶體類型C酸性:CF3COOH(pKa=0.23)遠(yuǎn)強(qiáng)于CH3COOH(pKa=4.76)羥基極性D溶解度(20℃):Na2CO3(29g)大于NaHCO3(8g)陰離子電荷答案D解析A項(xiàng),正戊烷和新戊烷形成的晶體都是分子晶體,由于新戊烷支鏈多,分子間作用力小,所以沸點(diǎn)較低,正確;B項(xiàng),AlF3為離子化合物,形成的晶體為離子晶體,熔點(diǎn)較高,AlCl3為共價(jià)化合物,形成的晶體為分子晶體,熔點(diǎn)較低,則AlF3熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于AlCl3,正確;C項(xiàng),—CF3是吸電子基團(tuán),吸電子基團(tuán)使得羧基上的羥基極性增強(qiáng),更容易電離出氫離子,酸性增強(qiáng),正確;D項(xiàng),碳酸氫鈉在水中的溶解度比碳酸鈉小的原因是碳酸氫鈉晶體中HCO3-間存在氫鍵,與陰離子電荷無關(guān)變式2(2023·湖北卷,9)價(jià)層電子對互斥理論可以預(yù)測某些微粒的空間結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()。A.CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體B.SO32-和C.CF4和SF4均為非極性分子D.XeF2和XeO2的鍵角相等答案A解析A項(xiàng),甲烷分子的中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,水分子的中心原子價(jià)層電子對數(shù)也為4,故CH4和H2O的VSEPR模型都是四面體,正確;B項(xiàng),SO32-的孤電子對數(shù)為1,CO32-的孤電子對數(shù)為0,SO32-的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,CO32-的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,錯(cuò)誤;C項(xiàng),CF4為正四面體結(jié)構(gòu),為非極性分子,SF4的中心原子有孤電子對,為極性分子,錯(cuò)誤;D項(xiàng),XeF2和XeO2解題技法題型3晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(選擇題)例3(2023·遼寧卷,14)晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1),進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后,可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)。下列說法錯(cuò)誤的是()。A.圖1晶體密度為72.5NAB.圖1中O原子的配位數(shù)為6C.圖2表示的化學(xué)式為LiMg2OClxBr1-xD.Mg2+取代產(chǎn)生的空位有利于Li+傳導(dǎo)答案C解析A項(xiàng),根據(jù)均攤法,圖1的晶胞中含Li的個(gè)數(shù)為8×14+1=3,O的個(gè)數(shù)為2×12=1,Cl的個(gè)數(shù)為4×14=1,1個(gè)晶胞的質(zhì)量為3×7+16+35.5NAg=72.5NAg,晶胞的體積為(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3,則晶體的密度為72.5NA×a3×10-30g·cm-3,正確;B項(xiàng),圖1晶胞中,O位于面心,與O等距離最近的Li有6個(gè),O原子的配位數(shù)為6,正確;C項(xiàng),根據(jù)均攤法,圖2中Li的個(gè)數(shù)為1,Mg或空位的個(gè)數(shù)為8×14=2,O的個(gè)數(shù)為2×12=1,Cl或Br的個(gè)數(shù)為4×14=1,根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,Mg的個(gè)數(shù)應(yīng)該為1變式3(2023·湖北卷,15)鑭La和H可以形成一系列晶體材料LaHn,在儲(chǔ)氫和超導(dǎo)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。LaHn屬于立方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)和參數(shù)如圖所示。高壓下,LaH2中的每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu),即得到晶體LaHx。下列說法錯(cuò)誤的是()。A.LaH2晶體中La的配位數(shù)為8B.晶體中H和H的最短距離:LaH2>LaHxC.在LaHx晶胞中,H形成一個(gè)頂點(diǎn)數(shù)為40的閉合多面體籠D.LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為40(4.84×答案C解析A項(xiàng),由LaH2的晶胞結(jié)構(gòu)可知,La位于頂點(diǎn)和面心,晶胞內(nèi)8個(gè)小立方體的中心各有1個(gè)H原子,若以頂點(diǎn)La研究,與之最近的H原子有8個(gè),則La的配位數(shù)為8,正確;B項(xiàng),由LaHx晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu),H和H之間的最短距離變小,則晶體中H和H的最短距離:LaH2>LaHx,正確;C項(xiàng),由題干信息可知,在LaHx晶胞中,每個(gè)H結(jié)合4個(gè)H形成類似CH4的結(jié)構(gòu),這樣的結(jié)構(gòu)有8個(gè),頂點(diǎn)數(shù)為5×8=40,但不是閉合的結(jié)構(gòu),錯(cuò)誤;D項(xiàng),1個(gè)LaHx晶胞中含有5×8=40個(gè)H原子,含H質(zhì)量為40NAg,晶胞的體積為(484.0×10-10cm)3=(4.84×10-8)3cm3,則LaHx單位體積中含氫質(zhì)量的計(jì)算式為40(4.84解題技法題型4物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(綜合題)例4(2023·全國甲卷,35節(jié)選)將酞菁—鈷鈦菁—三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上,制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉栴}:(1)酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面,其中p軌道能提供一對電子的N原子是(填圖2酞菁中N原子的標(biāo)號(hào))。鈷酞菁分子中,鈷離子的化合價(jià)為,氮原子提供孤對電子與鈷離子形成鍵。

(2)氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在,其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示,二聚體中Al的軌道雜化類型為。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃,遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃,由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為鍵。AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系,晶胞如圖3b所示,F-的配位數(shù)為。若晶胞參數(shù)為apm,晶體密度ρ=g·cm-3(列出計(jì)算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。

答案(1)③+2配位(2)sp3離子28.解析(1)已知酞菁分子中所有原子共平面,則其分子中所有的C原子和所有的N原子均為sp2雜化,且分子中存在大π鍵,其中標(biāo)號(hào)為①和②的N原子均有一對電子占據(jù)了一個(gè)sp2雜化軌道,其p軌道只能提供1個(gè)電子參與形成大π鍵,標(biāo)號(hào)為③的N原子的p軌道能提供一對電子參與形成大π鍵,因此標(biāo)號(hào)為③的N原子形成的N—H易斷裂從而電離出H+。鈷酞菁分子中,失去了2個(gè)H+的酞菁離子與鈷離子通過配位鍵結(jié)合成分子,鈷離子的化合價(jià)為+2,氮原子提供孤電子對與鈷離子形成配位鍵。(2)由Al2Cl6的空間結(jié)構(gòu)結(jié)合相關(guān)元素的原子結(jié)構(gòu)可知,Al原子價(jià)層電子對數(shù)是4,與其周圍的4個(gè)氯原子形成四面體結(jié)構(gòu),二聚體中Al的軌道雜化類型為sp3。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃,遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃,由于F的電負(fù)性最大,其吸引電子的能力最強(qiáng),可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為離子鍵。由AlF3的晶胞結(jié)構(gòu)可知,其中含灰色球的個(gè)數(shù)為12×14=3,黑色球的個(gè)數(shù)為8×18=1,則灰色的球?yàn)镕-,距F-最近且等距的Al3+有2個(gè),則F-的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為apm,則晶胞的體積為(apm)3=a3×10-30cm3,晶胞的質(zhì)量為84gNA,則其晶體密度ρ=8變式4(2023·全國乙卷,35)中國第一輛火星車“祝融號(hào)”成功登陸火星。探測發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物(MgxFe2-xSiO4)?；卮鹣铝袉栴}:(1)基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為。橄欖石中,各元素電負(fù)性大小順序?yàn)?鐵的化合價(jià)為。

(2)已知一些物質(zhì)的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)熔點(diǎn)/℃NaCl800.7SiCl4-68.8GeCl4-51.5SnCl4-34.1Na與Si均為第三周期元素,NaCl熔點(diǎn)明顯高于SiCl4,原因是

。

分析同族元素的氯化物SiCl4、GeCl4、SnCl4熔點(diǎn)變化趨勢及其原因:

。

SiCl4的空間結(jié)構(gòu)為,其中Si的軌道雜化形式為。

(3)一種硼鎂化合物具有超導(dǎo)性能,晶體結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,其晶體結(jié)構(gòu)、晶胞沿c軸的投影圖如圖所示,晶胞中含有個(gè)Mg;該物質(zhì)化學(xué)式為,B—B最近距離為。

答案(1)3d64s2O>Si>Fe>Mg+2(2)鈉的電負(fù)性小于硅,氯化鈉為離子晶體,而SiCl4為分子晶體隨著同族元素的電子層數(shù)的增多,其熔點(diǎn)依次升高,其原因是SiCl4、GeCl4、SnCl4均形成分子晶體,分子晶體的熔點(diǎn)由分子間作用力決定,分子間作用力越大則其熔點(diǎn)越高;隨著其相對分子質(zhì)量增大,其分子間作用力依次增大正四面體sp3(3)1MgB233a解析(1)Fe為26號(hào)元素,基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。元素的金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越小,元素的非金屬性越強(qiáng)則其電負(fù)性越大,橄欖石(MgxFe2-xSiO4)中,各元素電負(fù)性大小順序?yàn)镺>Si>Fe>Mg;因?yàn)镸gxFe2-xSiO4中Mg、Si、O的化合價(jià)分別為+2、+4和-2,根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為0,可以確定鐵的化合價(jià)為+2。(3)由硼鎂化合物的晶體結(jié)構(gòu)可知Mg位于正六棱柱的頂點(diǎn)和面心,由均攤法可以求出正六棱柱中含有12×16+2×12=3個(gè)Mg,由晶胞沿c軸的投影圖可知本題所給晶體結(jié)構(gòu)包含三個(gè)晶胞,則晶胞中Mg的個(gè)數(shù)為1;晶體結(jié)構(gòu)中B在正六棱柱體內(nèi)共6個(gè),則該物質(zhì)的化學(xué)式為MgB2;由晶胞沿c軸的投影圖可知,B原子在圖中兩個(gè)正三角形的重心,該點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離是該點(diǎn)到對邊中點(diǎn)距離的2倍,頂點(diǎn)到對邊的垂線長度為32a,因此B-B最近距離為32a×13×解題技法1.立方體(長方體)晶胞組成的計(jì)算方法2.有關(guān)晶胞各物理量之間的關(guān)系3.晶體微粒與M、ρ之間的關(guān)系若1個(gè)晶胞中含有x個(gè)微粒,則1mol晶胞中含有xmol微粒,其質(zhì)量為xMg(M為微粒的相對“分子”質(zhì)量);又1個(gè)晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3g(a3為晶胞的體積),則1mol晶胞的質(zhì)量為ρa(bǔ)3NAg,因此有xM=ρa(bǔ)3NA。1.(2023·山東卷,3改編)下列分子屬于極性分子的是()。A.CO2 B.NCl3 C.SO3 D.SiF4答案B解析CO2中C上的孤電子對數(shù)為12×(4-2×2)=0,成鍵電子對數(shù)為2,價(jià)層電子對數(shù)為2,CO2的空間結(jié)構(gòu)為直線形,CO2屬于非極性分子,A項(xiàng)不符合題意;NCl3中N上的孤電子對數(shù)為12×(5-3×1)=1,成鍵電子對數(shù)為3,價(jià)層電子對數(shù)為4,NCl3的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,NCl3屬于極性分子,B項(xiàng)符合題意;SO3中S上的孤電子對數(shù)為12×(6-3×2)=0,成鍵電子對數(shù)為3,價(jià)層電子對數(shù)為3,SO3的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,SO3屬于非極性分子,C項(xiàng)不符合題意;SiF4中Si上的孤電子對數(shù)為12×(4-4×1)=0,成鍵電子對數(shù)為4,價(jià)層電子對數(shù)為4,SiF4的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,SiF42.(2023·浙江1月選考,12改編)共價(jià)化合物Al2Cl6中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),一定條件下可發(fā)生反應(yīng):Al2Cl6+2NH32Al(NH3)Cl3,下列說法不正確的是()。A.Al2Cl6的結(jié)構(gòu)式為B.一個(gè)Al2Cl6分子中有2個(gè)配位鍵C.NH3的VSEPR模型是四面體形D.Al2Br6比Al2Cl6更難與NH3發(fā)生反應(yīng)答案D解析A項(xiàng),由雙聚氯化鋁分子中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可知,分子的結(jié)構(gòu)式為,正確;B項(xiàng),由結(jié)構(gòu)式可得,Al的價(jià)層電子數(shù)為3,其與3個(gè)氯原子形成共價(jià)鍵,同時(shí)為另外一個(gè)氯原子提供空軌道,故一個(gè)Al2Cl6分子中有2個(gè)配位鍵,正確;C項(xiàng),NH3有3個(gè)σ鍵,孤電子對數(shù)為12×(5-3×1)=1,因此價(jià)層電子對數(shù)為4,其VSEPR模型是四面體形,正確;D項(xiàng),溴元素的電負(fù)性小于氯元素,溴原子半徑大于氯原子,則鋁溴鍵弱于鋁氯鍵,所以雙聚溴化鋁的鋁溴鍵更易斷裂,比雙聚氯化鋁更易與氨氣反應(yīng),錯(cuò)誤。3.(2023·山東卷,5改編)石墨與F2在450℃反應(yīng),石墨層間插入F得到層狀結(jié)構(gòu)化合物(CF)x,該物質(zhì)仍具潤滑性,其單層局部結(jié)構(gòu)如圖所示。下列關(guān)于該化合物的說法正確的是()。A.與石墨相比,(CF)x導(dǎo)電性增強(qiáng)B.與石墨相比,(CF)x抗氧化性增強(qiáng)C.與石墨相比,(CF)x中C—C的鍵長更短D.石墨中的碳是sp2雜化,(CF)x中的碳也是sp2雜化答案B解析A項(xiàng),石墨晶體中每個(gè)碳原子上未參與雜化的1個(gè)2p軌道上電子在整個(gè)碳原子平面運(yùn)動(dòng),故石墨晶體能導(dǎo)電,而(CF)x中沒有未參與雜化的2p軌道上的電子,故與石墨相比,(CF)x的導(dǎo)電性減弱,錯(cuò)誤;B項(xiàng),(CF)x中C原子的所有價(jià)鍵均參與成鍵,沒有未參與成鍵的孤電子或不飽和鍵,故與石墨相比,(CF)x的抗氧化性增強(qiáng),正確;C項(xiàng),石墨含有大π鍵,電子云重疊程度更大,對原子核的引力更強(qiáng),故鍵長更短,因此與石墨相比,(CF)x中C—C的鍵長更長,錯(cuò)誤;D項(xiàng),石墨含有大π鍵,每個(gè)C與周圍的3個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵,故其碳原子為sp2雜化,在(CF)x中C與周圍的3個(gè)碳原子和1個(gè)F原子形成共價(jià)鍵,因此其碳原子雜化方式為sp3雜化,錯(cuò)誤。4.(2023·湖南卷,4改編)下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是()。A.CO2和SO2都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子B.鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對羥基苯甲醛的沸點(diǎn)C.是兩性化合物D.冠醚(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者能通過弱相互作用形成超分子答案A解析A項(xiàng),CO2為非極性分子,SO2的空間結(jié)構(gòu)為V形,SO2為極性分子,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鄰羥基苯甲醛中含有分子內(nèi)氫鍵,分子內(nèi)氫鍵會(huì)降低物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),對羥基苯甲醛能形成分子間氫鍵,分子間氫鍵會(huì)升高物質(zhì)的熔、沸點(diǎn),因此鄰羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn)低于對羥基苯甲醛的熔、沸點(diǎn),正確;C項(xiàng),在酸性條件下反應(yīng)生成,在堿性條件下反應(yīng)生成,因此為兩性化合物,正確;D項(xiàng),超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間作用力形成的分子聚集體,冠醚(18-冠-6)的空穴大小為260~320pm,可以適配K+(276pm)、Rb+(304pm),冠醚與離子之間以弱相互作用結(jié)合,正確。5.(2023·湖南卷,11改編)科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,該立方晶胞參數(shù)為apm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說法錯(cuò)誤的是()。A.晶體最簡化學(xué)式為KCaB6C6B.晶體中與B最近且距離相等的C有4個(gè)C.同周期中,第一電離能比B小的元素有1個(gè)D.晶體的密度為2.17×1答案D解析A項(xiàng),根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,其中K的個(gè)數(shù):8×18=1,Ca的個(gè)數(shù):1,B的個(gè)數(shù):12×12=6,C的個(gè)數(shù):12×12=6,故其最簡化學(xué)式為KCaB6C6,正確;B項(xiàng),根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,B原子位于面上,同一面有兩個(gè)C最近,鄰面有兩個(gè)C最近,因此晶體中與B最近且距離相等的C有4個(gè),正確;C項(xiàng),同周期主族元素從左往右,第一電離能呈增大趨勢,第ⅡA元素的s軌道處于全充滿狀態(tài),第一電離能比相鄰元素大,故同周期中,第一電離能比B小的元素只有Li元素,共1個(gè),正確;D項(xiàng),根據(jù)A項(xiàng)分析可知,該晶胞最簡化學(xué)式為KCaB6C6,則1個(gè)晶胞質(zhì)量為217NAg,晶胞體積為a3×10-30cm3,則其密度為2.6.(2023·浙江1月選考,17改編)硅材料在生活中占有重要地位。請回答:(1)Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為,分子中氮原子的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種。Si(NH2)4受熱分解生成Si3N4和NH3,其受熱不穩(wěn)定的原因是

。

(2)由硅原子核形成的三種微粒,電子排布式分別為①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p6、③[Ne]3s23p14s1,有關(guān)這些微粒的敘述,正確的是(填字母)。

A.微粒半徑:③>①>②B.電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是①②C.電離一個(gè)電子所需最低能量:①>②>③D.由③到①得到的是暗背景、亮線、線狀不連續(xù)的光譜圖答案(1)四面體7Si周圍的—NH2基團(tuán)體積較大,受熱時(shí)斥力較強(qiáng)[或Si(NH2)4中Si—N鍵能相對較小];產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(2)BD解析(1)Si(NH2)4分子可視為SiH4分子中的4個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的,所以Si(NH2)4分子中Si原子軌道的雜化類型是sp3,分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為四面體;氮原子的電子排布式為1s22s22p3,核外共有7個(gè)電子,故核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有7種。(2)電子排布式分別為①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p6、③[Ne]3s23p14s1,可推知分別為基態(tài)Si原子、基態(tài)Si4-、激發(fā)態(tài)Si原子;A項(xiàng),根據(jù)微粒電子層數(shù)及各層電子數(shù)多少可推知,微粒半徑:③>②>①,錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)上述分析可知,電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是①②,正確;C項(xiàng),激發(fā)態(tài)硅原子不穩(wěn)定,容易失去電子,Si4-的3p軌道為全充滿狀態(tài),不易電離出電子,故電離一個(gè)電子所需最低能量為②>①>③,錯(cuò)誤;D項(xiàng),由③到①是激發(fā)態(tài)到基態(tài),得到的光譜圖是發(fā)射光譜,而發(fā)射光譜圖是暗背景、亮線、線狀不連續(xù)的,正確。7.(2023·山東卷,16改編)鹵素可形成許多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特殊的化合物?；卮鹣铝袉栴}:(1)-40℃時(shí),F2與冰反應(yīng)生成HOF和HF。F的核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有種,常溫常壓下,HOF為無色氣體,固態(tài)HOF的晶體類型為,HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為(填化學(xué)式)。

(2)ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵(Π35)。ClO2中Cl原子的軌道雜化方式為;O—Cl—O鍵角Cl—O—Cl鍵角(填“>”、“<”或“=”)。比較ClO2與Cl2O中Cl—O鍵的鍵長并說明原因:

。

(3)一定條件下,CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(晶胞參數(shù)a=b≠c,α=β=γ=90°),其中Cu化合價(jià)為+2。晶胞中黑球表示的是,化合物X的化學(xué)式為,與Cu2+最近的K+個(gè)數(shù)是個(gè)。若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,化合物X的密度ρ=g·cm-3(用含NA的代數(shù)式表示)。

答案(1)5分子晶體HF、H2O2和O2(2)sp2>ClO2分子中Cl—O的鍵長小于Cl2O中Cl—O的鍵長,其原因是ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O的鍵長較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵(3)K+K2CuF484.解析(1)F的核外電子排布式為1s22s22p5,共占據(jù)5個(gè)軌道,有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。常溫常壓下,HOF為無色氣體,則HOF的沸點(diǎn)較低,固態(tài)HOF的晶體類型為分子晶體。HOF分子中F顯-1價(jià),其水解時(shí)結(jié)合H2O電離的H+生成HF,則OH+結(jié)合H2O電離的OH-,兩者反應(yīng)生成H2O2,H2O2不穩(wěn)定,其分解生成O2,因此,HOF水解反應(yīng)的產(chǎn)物為HF、H2O2和O2。(2)ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵(Π35)。由ClO2中存在Π35可以推斷,其結(jié)構(gòu)為,即兩個(gè)O原子分別與Cl原子形成配位鍵,Cl原子提供1個(gè)電子,兩個(gè)O原子分別提供2個(gè)電子形成大π鍵Π35,中心原子Cl形成兩個(gè)配位鍵和一個(gè)孤電子對,則Cl原子的軌道雜化方式為sp2。Cl2O中心原子為O,根據(jù)價(jià)層電子對的計(jì)算公式可知n=6+1×22=4,O的雜化方式為sp3。根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論可知,n=4時(shí),價(jià)電子對的幾何構(gòu)型為四面體形,n=3時(shí),價(jià)電子對的幾何構(gòu)型為平面三角形,sp2雜化的鍵角一定大于sp3的,雖然ClO2和Cl2O均為V形結(jié)構(gòu),但O—Cl—O鍵角大于(3)一定條件下,CuCl2、K和F2反應(yīng)生成KCl和化合物X。已知X屬于四方晶系,其中Cu化合價(jià)為+2。由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知,該晶胞中含有黑球的個(gè)數(shù)為8×14+2=4、白球的個(gè)數(shù)為16×14+4×12+2=8、灰色球的個(gè)數(shù)為8×18+1=2,則X中含有3種元素,其個(gè)數(shù)之比為1∶2∶4,由于其中Cu的化合價(jià)為+2、F的化合價(jià)為-1、K的化合價(jià)為+1,根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,可以推斷黑球表示的是K+,白球表示的是F—,灰球表示的是Cu2+,因此X為K2CuF4。由圖可得,離體心的Cu2+最近的K+為棱上的8個(gè)K+,因此與Cu2+最近的K+個(gè)數(shù)是8;若阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶胞的質(zhì)量為2×218NAg,晶胞的體積為a2cpm3=a2c×10-30cm3,化合物X的密度ρ=28.(2023·浙江6月選考,17改編)氮的化合物種類繁多,應(yīng)用廣泛。請回答:(1)基態(tài)N原子的最外層電子的原子軌道有種不同的伸展方向。

(2)與碳?xì)浠衔镱愃?N、H兩元素之間也可以形成氮烷、氮烯。①下列說法不正確的是。

A.能量最低的激發(fā)態(tài)N原子的電子排布式:1s22s12p33s1B.化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù):Ca3N2>Mg3N2C.最簡單的氮烯分子式:N2H4D.氮烷中N原子的雜化方式都是sp3②氮和氫形成的無環(huán)氨多烯,設(shè)分子中氮原子數(shù)為n,雙鍵數(shù)為m,其分子式通式為。

③給出H+的能力:NH3CH4(填“>”或“<”),理由是

。

(3)某含氮化合物晶胞如圖,其化學(xué)式為,每個(gè)陽離子的配位數(shù)(緊鄰的陰離子數(shù))為。

答案(1)4(2)①AC②NnHn+2-2m(m≤n2,m為正整數(shù))③>NH3中的N的電負(fù)性更大,使得N—H的極性大于C—H,故更容易斷裂(3)①CaCN2②6解析(1)基態(tài)N原子最外層電子排布式為2s22p3,則基態(tài)N原子的最外層電子的原子軌道有4種不同的伸展方向。(2)①A項(xiàng),能量最低的激發(fā)態(tài)N原子應(yīng)該是2p能級上一個(gè)電子躍遷到3s能級,其電子排布式:1s22s22p23s1,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鈣的金屬性比鎂的金屬性強(qiáng),則化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分?jǐn)?shù):Ca3N2>Mg3N2,正確;C項(xiàng),最簡單的氮烯即含1個(gè)氮氮雙鍵,另1個(gè)價(jià)鍵與氫結(jié)合,則其分子式為N2H2,錯(cuò)誤;D項(xiàng),氮烷中N原子有1個(gè)孤電子對,有3個(gè)價(jià)鍵,則氮原子的雜化方式都是sp3,正確。②氮和氫形成的無環(huán)氨多烯,一個(gè)氮的氮烷為NH3,兩個(gè)氮的氮烷為N2H4,三個(gè)氮的氮烷為N3H5,四個(gè)氮的氮烷為N4H6,設(shè)分子中氮原子數(shù)為n,其氮烷分子式通式為NnHn+2,根據(jù)有一個(gè)氮氮雙鍵,則少2個(gè)氫原子,因此當(dāng)雙鍵數(shù)為m,其分子式通式為NnHn+2-2m(m≤n2,m為正整數(shù))。③NH3中的N的電負(fù)性更大,使得N—H的極性大于C—H,故更容易斷裂,因此給出H+的能力:NH3>CH4(3)Ca的個(gè)數(shù)為2+8×18=3,CN22-個(gè)數(shù)為2+4×14=3,則其化學(xué)式為CaCN2;由俯視圖()可得,對于頂點(diǎn)Ca2+,離其最近的CN22-1.(2023·浙江省紹興市高三二模)照相底片定影并回收定影液硫代硫酸鈉和銀,經(jīng)歷如下過程,下列說法不正確的是()。AgBrNa3[Ag(S2O3)2]Ag2SAg+SO2A.Na3[Ag(S2O3)2]晶體中所含的作用力只有離子鍵、配位鍵B.S2O32-與SO42-結(jié)構(gòu)相似,相當(dāng)于SC.該過程中與Ag+結(jié)合能力:S2->S2O32D.副產(chǎn)物SO2的鍵角小于120°的原因:SO2分子中S的孤電子對對成鍵電子對的排斥作用使鍵角變小答案A解析A項(xiàng),Na3[Ag(S2O3)2]晶體中所含的作用力有離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵,錯(cuò)誤;B項(xiàng),S2O32-與SO42-結(jié)構(gòu)相似,相當(dāng)于SO42-中O被一個(gè)S原子替換,正確;C項(xiàng),反應(yīng)中溴化銀轉(zhuǎn)化為[Ag(S2O3)2]3-、[Ag(S2O3)2]3-轉(zhuǎn)化Ag2S,故該過程中與Ag+結(jié)合能力:S2->S2O32->Br-,正確;D項(xiàng),SO2分子中S為sp2雜化,含有孤電子對2.(2023·浙江省高三5月?？?氯化二乙基鋁(CH3CH2)2AlCl既能形成穩(wěn)定的二聚體,也能形成三聚體。(CH3CH2)2AlCl三聚體所有原子最外層電子均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)如圖所示,下列推測不合理的是()。A.(CH3CH2)2AlCl三聚體分子中含有3個(gè)配位鍵,每個(gè)Al的配位數(shù)是4B.(CH3CH2)2AlCl的三聚體為非極性分子C.(CH3CH2)2AlCl與O2完全反應(yīng)生成二氧化碳、水、氧化鋁和氯化氫D.(CH3CH2)2AlCl比(CH3CH2)2AlBr更易水解答案D解析A項(xiàng),由圖可知,(CH3CH2)2AlCl三聚體分子的中心離子是鋁離子,氯離子和乙基是配體,鋁離子的配位數(shù)為4,正確;B項(xiàng),由圖可知,(CH3CH2)2AlCl三聚體分子是結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,正確;C項(xiàng),由質(zhì)量守恒定律可知,(CH3CH2)2AlCl在一定條件下與氧氣完全反應(yīng)生成二氧化碳、水、氧化鋁和氯化氫,正確;D項(xiàng),氯元素的電負(fù)性大于溴元素,鋁氯鍵強(qiáng)于鋁溴鍵,則水解時(shí)(CH3CH2)2AlCl的鋁氯鍵比(CH3CH2)2AlBr的鋁溴鍵難以斷裂,比(CH3CH2)2AlBr更難水解,錯(cuò)誤。3.(2023·浙江省高三聯(lián)考)下列說法正確的是()。A.圖A中,18-冠-6中O原子電負(fù)性大,帶負(fù)電荷,通過離子鍵與K+作用,體現(xiàn)了超分子“分子識(shí)別”的特征B.圖B物質(zhì)相較NaBF4摩爾質(zhì)量更大,具更高的熔、沸點(diǎn)C.圖B中,1mol該物質(zhì)含有16molσ鍵D.圖C中,表示硅氧四面體,則該硅酸鹽結(jié)構(gòu)的通式為(Si6O17)n10答案D解析A項(xiàng),圖A中冠醚與K+之間并非離子鍵,而是通過配位鍵結(jié)合,錯(cuò)誤;B項(xiàng),圖B中物質(zhì)陽離子基團(tuán)較大,離子鍵較弱,較NaBF4熔、沸點(diǎn)更低,錯(cuò)誤;C項(xiàng),根據(jù)圖B中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)可知,1mol該物質(zhì)含有20molσ鍵,錯(cuò)誤;D項(xiàng),將左邊結(jié)構(gòu)補(bǔ)齊會(huì)形成兩個(gè)環(huán),被兩個(gè)環(huán)共用的氧原子左邊有7個(gè),右邊有7個(gè),共14個(gè),獨(dú)立成個(gè)體的氧原子有10個(gè),同時(shí)每個(gè)環(huán)都有獨(dú)立的硅原子,則Si∶O=(4+4×0.5)∶(14×0.5+10)=6∶17,這樣每個(gè)環(huán)所包含的O有17個(gè),硅有6個(gè),再根據(jù)硅元素的化合價(jià)為+4價(jià),氧元素的化合價(jià)為-2價(jià),其結(jié)構(gòu)通式為(Si6O17)n104.(2023·遼寧省撫順市高三模擬)砷化鎵(GaAs)作為第二代半導(dǎo)體材料的代表,是目前研究最成熟、生產(chǎn)量最大的半導(dǎo)體材料。GaAs晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶胞邊長為apm,下列說法正確的是()。A.GaAs屬于離子晶體B.基態(tài)砷原子價(jià)層電子軌道表示式為C.As的配位數(shù)為4D.該晶體密度為5.8×10答案C解析A項(xiàng),根據(jù)題中GaAs晶胞結(jié)構(gòu)圖,可知該晶胞含有Ga原子和As原子,微粒間的作用力是共價(jià)鍵,屬于共價(jià)晶體,錯(cuò)誤;B項(xiàng),砷元素的質(zhì)子數(shù)為33,其價(jià)層電子排布為4s24p3,則砷元素價(jià)層電子軌道表示式為,錯(cuò)誤;C項(xiàng),由GaAs晶胞結(jié)構(gòu)圖,可知與砷原子距離最近的鎵原子的個(gè)數(shù)為4,則As的配位數(shù)為4,正確;D項(xiàng),根據(jù)GaAs晶胞結(jié)構(gòu)圖,可得出位于晶體內(nèi)部的砷原子的個(gè)數(shù)為4,位于頂點(diǎn)和面心的鎵原子個(gè)數(shù)為8×18+6×12=4,設(shè)晶體的密度為dg·cm-3,則d=4×145NA10-305.(2023·山東省棗莊市二模)Co元素的某些化合物在電池、光電材料、催化劑等方面有廣泛應(yīng)用。回答下列問題:一種具有光催化作用的配合物A結(jié)構(gòu)簡式如圖所示:(1)與Co同周期,基態(tài)原子有1個(gè)未成對電子的元素有種。

(2)配離子ClO3-的空間結(jié)構(gòu)為,鈷元素的化合價(jià)為(3)配合物A無順磁性,則中心離子的雜化方式為(填標(biāo)號(hào))。(若中心離子具有單電子,則配合物為順磁性物質(zhì)。)

A.sp3B.sp3d8C.d2sp3 D.sp3d(4)咪唑()具有類似苯環(huán)的芳香性,1號(hào)N比2號(hào)N更易與鈷形成配位鍵的原因是

。

答案(1)5(2)三角錐形+3(3)C(4)2號(hào)氮原子孤電子對參與形成大π鍵,使電子云密度降低,與鈷原子配位能力減弱解析(1)Co位于第四周期,第四周期元素中,原子基態(tài)時(shí)具有1個(gè)未成對電子,價(jià)層電子排布為4s1、4s24p1、4s24p5、3d104s1、3d14s2,共有5種元素。(2)配離子ClO3-中心原子價(jià)層電子對數(shù)為3+12(7+1-3×2)=4,且含有1個(gè)孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形;由配合物A的結(jié)構(gòu)簡式可知Co原子和N原子形成4個(gè)配位鍵,和O原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,ClO3-帶1個(gè)單位負(fù)電荷,則鈷元素的化合價(jià)為+3價(jià)。(3)由配合物A的結(jié)構(gòu)簡式可知Co原子形成6個(gè)配位鍵,Co原子的價(jià)層電子對數(shù)為6,雜化方式為1.一種鋰鋅合金晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為apm,Li+、Zn2+的半徑依次為76pm、74pm。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。晶胞空間利用率等于粒子總體積與晶胞體積之比。下列敘述錯(cuò)誤的是()。A.鋰鋅晶體由陽離子和電子構(gòu)成B.該晶胞中兩種陽離子數(shù)目之比為1∶1C.該晶胞空間利用率φ=32πD.該晶體密度ρ=576×1030a答案C解析鋰鋅合金是金屬晶體,金屬晶體由自由電子和陽離子靠金屬鍵構(gòu)成,A項(xiàng)正確。該晶胞