2022屆高考新教材化學二輪復習填空題熱點考點專練考點一　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考點一物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．最近我國科研人員成功攻克了5G通信芯片制造中關(guān)鍵材料氮化鎵(GaN)的研制難題。已知元素鎵(Ga)與Al、N與As分別是同主族的元素，請回答下列問題：(1)基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]________。(2)根據(jù)元素周期律，元素的電負性Ga________(填“大于”或“小于”)As；(3)超高導熱絕緣耐高溫納米氮化鋁在絕緣材料中應用廣泛，氮化鋁晶體與金剛石類似，每個鋁原子與________個氮原子相連，氮化鋁晶體屬于________晶體。(4)NH3是氮的氫化物，中心原子的雜化方式是________，NH3的沸點比AsH3高的原因是______________________________________________。(5)GaN可采用MOCVD(金屬有機物化學氣相淀積)技術(shù)制得：以合成的三甲基鎵為原料，使其與NH3發(fā)生系列反應得到GaN和另一種產(chǎn)物，該過程的化學方程式為：________________________。(6)共價晶體GaAs的晶胞參數(shù)y＝xpm，它的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，該晶胞內(nèi)部存在的共價健數(shù)為________；緊鄰的As原子之間的距離為a，緊鄰的As、Ga原子之間的距離為b，則eq\f(a,b)＝________。該晶胞的密度為________g·cm－3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。2．科學家發(fā)現(xiàn)固體電解質(zhì)Li3SBF4快離子導體具有良好導電能力，為鋰離子電池的發(fā)展做出了有益的貢獻。請回答下列問題：(1)在第二周期元素中，第一電離能介于B與F之間的元素有________種。該周期中第一電離能最大的元素的基態(tài)原子吸收能量后可得到多種激發(fā)態(tài)原子，其中形成的能量最低的激發(fā)態(tài)原子的電子軌道表示式為________________。(2)BiF3(Bi，鉍，第六周期ⅤA族元素)也常用作氟離子電池的正極材料，該物質(zhì)中中心原子的雜化方式為________，該分子中鍵角________(填“”＞“＜”或“＝”)BF3分子中鍵角。(3)Li3SBF4可由Li2S與LiBF4反應制得，已知熔點：Li2S為938℃；LiBF4為520℃，則二者均屬于________晶體；Li2S的溶點高于LiBF4的可能原因為____________________________________________________________________________________。(4)Li3SBF4的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于體心，則Li＋位于________(填“頂角”或“棱上”)。若該晶胞中Li＋與BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的最近距離為apm，則該晶體密度為________g·cm－3(列出計算式即可，不必化簡)。在Li3SBF4晶胞的另一種結(jié)構(gòu)中，BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于頂角，則S2－位于________(填“體心”“面心”或“棱上”)。3．Al、Cr、Co、Ni的合金及其相關(guān)化合物用途非常廣泛，如鋰離子電池的正極材料為LiCoO2，電解質(zhì)溶液為LiBF4溶液。(1)Co2＋的基態(tài)核外電子排布式為____________。(2)鈷元素可形成種類繁多的配合物。三氯五氨合鈷的化學式為Co(NH3)5Cl3，是一種典型的維爾納配合物，具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3與足量硝酸銀溶液反應時生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3＋的配位數(shù)為________，該配合物中的配位原子為________________________。(3)1951年Tsao最早報道了用LiAlH4還原腈：。①LiAlH4中三種元素的電負性從大到小的順序為（用元素符號表示）。②中碳原子的軌道雜化類型為，1mol該分子中含σ鍵的物質(zhì)的量為。（4）全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，其化學式為。（5）NiO的晶胞結(jié)構(gòu)如圖乙所示其中離子坐標參數(shù)A為（0，0，0），則C的離子坐標參數(shù)為。一定溫度下，NiO晶體可以自發(fā)地分散并形成“單分子層”可以認為O2－作密置單層排列，Ni2＋填充其中（如圖丙），已知O2－的半徑為apm，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，每平方米的面積上具有該晶體的質(zhì)量為g（用含a、NA的代數(shù)式表示，Ni的相對原子質(zhì)量為59）。4．我國科研工作者合成了含鉬氧氟八面體的亞硒（碲）酸鹽類二階非線性光學晶體M[Ba（MoO2F）2（XO3）2（X＝Se、Te）]和一種尖晶石結(jié)構(gòu)多元金屬（含Ag、Sn、In）硫族化合物半導體材料，并探索了材料的光電性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：（1）Mo是第五周期第ⅥB族元素，基態(tài)Mo2＋價電子的自旋狀態(tài)（填“相同”或“相反”）。（2）晶體M中非金屬元素的電負性由大到小的順序是，SeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中Se的雜化方式為，H2Te分子的立體構(gòu)型為。（3）氫鍵的本質(zhì)是缺電子的氫原子和富電子的原子或原子團（比如大π鍵）之間的一種弱的電性作用，氯仿（CHCl3）易溶于苯是因為二者分子間形成了氫鍵，形成氫鍵的條件是。（4）已知Ba、Mo的氯化物沸點信息如下表所示。二者沸點差異的原因是。氯化物沸點BaCl21560℃MoCl5268℃（5）NH3分子中H—N—H鍵角為107°，在[Ag（NH3）2]＋中，H—N—H鍵角近似109.5°，鍵角變大的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）某多元金屬硫族化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中In、Sn、S位于晶胞內(nèi)，Ag有6個原子位于面心。則該物質(zhì)的化學式為，已知該晶胞的晶胞參數(shù)為apm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則密度ρ＝g·cm－3（用含NA和a的計算式表示）?？键c一物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．解析：（1）Ga為31號元素，其基態(tài)Ga原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1;（2）根據(jù)元素周期律，從左到右電負性逐漸增大，因此元素的電負性Ga小于As；（3）氮化鋁晶體與金剛石類似，金剛石是每個碳與周圍四個碳相連，因此每個鋁原子與4個氮原子相連，氮化鋁晶體屬于共價晶體；（4）NH3是氮的氫化物，中心原子價層電子對數(shù)為3＋1＝4，其中心原子的雜化方式是sp3,NH3的沸點比AsH3高的原因是氨氣分子間有氫鍵；（5）三甲基鎵與NH3發(fā)生系列反應得到GaN和另一種產(chǎn)物，根據(jù)元素守恒得到另一種產(chǎn)物為甲烷，因此該過程的化學方程式為：Gaeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3))3＋NH3=3CH4＋GaN;（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)分析得到該晶胞內(nèi)部每個Ga與周圍四個As連接，因此晶胞內(nèi)部存在的共價健數(shù)為16；緊鄰的As原子之間的距離為a，即面對角線的二分之一，緊鄰的As、Ga原子之間的距離為b，即為體對角線的四分之一，共價晶體GaAs的晶胞參數(shù)y＝xpm，因此eq\f(a,b)＝eq\f(\f(\r(2),2)x,\f(\r(3),4)x)＝eq\f(2\r(6),3)；該晶胞的密度為ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(145g·mol－1,NAmol－1)×4,（x×10－10）3)＝eq\f(5.8,x3NA)×1032g·cm－3。答案：（1）3d104s24p1（2）小于（3）4共價（4）sp3氨氣分子間有氫鍵（5）Gaeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3))3＋NH3=3CH4＋GaN（6）16eq\f(2\r(6),3)eq\f(5.8×1032,NA·x3)2．解析：（1）第二周期元素從左至右，電離能呈逐漸增大的趨勢，但Be和N的電離能反常，分別大于B和O，故第一電離能介于B與F之間的元素有Be、C、N、O四種元素，第二周期中第一電離能最大的元素是Ne,Ne的激發(fā)態(tài)原子中能量最小的應該是基態(tài)原子中1個最高能量的電子，躍遷到能量僅高于該能級的軌道中，即將1個2p軌道中的電子躍遷到3s軌道中，故軌道表示式為。（2）BiF3的中心原子Bi的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(5－3,2)＝4，所以發(fā)生sp3雜化，由于含有一個孤電子對，所以鍵角小于109°28′，而BF3的中心原子B的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(3－3,2)＝3，發(fā)生sp2雜化，鍵角為120°。（3）根據(jù)物質(zhì)組成以及熔、沸點數(shù)據(jù)可知Li2S與LiBF4均為離子晶體，離子晶體熔、沸點高低主要取決于離子半徑大小與離子所帶電荷數(shù)多少，故Li2S的熔點高于LiBF4的可能原因是BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的半徑大于S2－，且BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))所帶電荷數(shù)少，所以Li2S的晶格能大于LiBF4的。（4）由于BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于體心，所以每個晶胞中含有1個BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，根據(jù)化學式Li3SBF4可知晶胞中應該有3個Li＋和1個S2－，所以Li＋位于棱上（12×eq\f(1,4)＝3）。由于Li＋與BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的最近距離為apm，則晶胞邊長為eq\f(a,\r(2))×2＝eq\r(2)apm，體積為（eq\r(2)a×10－10）3cm3，而晶胞質(zhì)量為eq\f(140,NA)g，故晶體密度為eq\f(\f(140,NA),（\r(2)a×10－10）3)g·cm－3。（所畫為以BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))為頂角的eq\f(1,8)晶胞），如圖分析知，若晶胞結(jié)構(gòu)中BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于頂角，則S2－位于體心，Li＋位于面心。答案：（1）4（2）sp3＜（3）離子BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的半徑大于S2－的，且BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))所帶電荷數(shù)少，所以Li2S的晶格能大于LiBF4的（4）棱上eq\f(\f(140,NA),（\r(2)a×10－10）3)體心3．解析：（1）Co2＋基態(tài)核外電子數(shù)為25個，所以Co2＋基態(tài)核外電子排布式為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ar))3d7或1s22s22p63s23p63d7；（2）生成白色沉淀2.87g，則n（AgCl）＝eq\f(2.87g,143.5g·mol－1)＝0.02mol，說明該配合物外界含有兩個氯離子，另外1個氯離子和氨氣分子為內(nèi)界，所以配位數(shù)為6；中心原子是Co，配位原子是N和Cl；（3）①元素的金屬性越強，電負性越小，在常溫下，Li可與水反應，Al不與水反應，說明Li的金屬性強于Al，則其電負性小于Al，Al和Li均能與酸反應置換出H2，說明H的電負性最大，則LiAlH4中三種元素的電負性從大到小的順序為：H>Al>Li；②中既有碳氮三鍵，又有苯環(huán)，則碳原子的軌道雜化類型為sp、sp2；共含有7mol碳氫σ鍵，12mol碳碳σ鍵及1mol碳氮三鍵，則共含有σ鍵的物質(zhì)的量為20mol；（4）頂點粒子占eq\f(1,8)，面上粒子占eq\f(1,2)，棱上粒子占eq\f(1,4)，內(nèi)部粒子為整個晶胞所有，所以一個晶胞中含有Cr的數(shù)目為：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4×1＝8，一個晶胞中含有Co的數(shù)目：12×eq\f(1,4)＋1×1＝4，一個晶胞中含有Al的數(shù)目為：4×1＝4，所以晶體化學式為Cr2CoAl；（5）NiO的晶體結(jié)構(gòu)如圖乙所示，其中離子坐標參數(shù)A為（0，0，0），C在x、y、x軸上的投影分別是1、eq\f(1,2)、eq\f(1,2)，所以C坐標參數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))；根據(jù)圖知，每個Ni原子被3個O原子包圍、每個O原子被3個Ni原子包圍，如圖所示，相鄰的3個圓中心連線為正三角形，三角形的邊長為2apm，每個三角形含有一個Ni原子，三角形的面積＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2a×2a×sin60°×10－24))m2＝eq\r(3)×10－24a2m2，如圖，實際上每個Ni原子被兩個小三角形包含，小平行四邊形面積為2eq\r(3)×10－24a2m2，O原子個數(shù)為1，每平方米面積上分散的該晶體的質(zhì)量＝eq\f(1,2\r(3)×10－24a2)×eq\f(M,NA)g＝eq\f(1,2\r(3)×10－24a2)×eq\f(59＋16,NA)g＝eq\f(25\r(3)×1024,2a2NA)g。答案：（1）eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ar))3d7或1s22s22p63s23p63d7（2）6N、Cl（3）①H>Al>Li②sp、sp220mol（4）Cr2CoAl（5）eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))eq\f(25\r(3)×1024,2a2NA)4．解析：（1）Mo是第五周期第ⅥB族元素，基態(tài)Mo2＋價電子的排布式為4d4，價電子自旋狀態(tài)相同。（2）根據(jù)同周期從左到右元素的電負性逐漸增大，同主族從上到下元素的電負性逐漸減小可知，非金屬F、O、Se、Te之間的關(guān)系為F＞O＞Se＞Te，SeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中心原子Se的價層電子對數(shù)為（6＋2）÷2＝4，故其雜化形式為sp3，Te與O同主族，其氫化物H2Te中Te的雜化形式為sp3，只有2個H原子成鍵，可知其立體構(gòu)型為V形。（3）氫鍵的本質(zhì)是缺電子的氫原子和富電子的原子或原子團（比如大π鍵）之間的一種弱的電性作用。氯元素的電負性大，三個原子吸引電子能力強，使C—H的H幾乎是裸露的質(zhì)子，苯環(huán)含有大