2023届高考化学三轮冲刺 第11题　物质结构与性质综合题 课件（共187张PPT）

(共187张PPT)
第11题　物质结构与性质
第二篇　非选择题突破
综合题
复习建议：4课时(题型突破2课时　习题2课时)
悟真题·明考向
析题型·固双基
目
录
CONTENTS
///////
///////
题型特训
///////
1.(2022·全国甲卷)2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为________________________。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是__________(填标号)，判断的根据是
________________________________________________________________________________________________________________________________________；
第三电离能的变化图是__________(填标号)。
图a
图b
同一周期第一电离能有增大的趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高
(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构________________。
(4) CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为__________和________；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因_________________________________________________________________。
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子
是________；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为________pm。
sp2
sp3
C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定
Ca2＋
2.(2022·全国乙卷)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)氟原子激发态的电子排布式有___________，其中能量较高的是__________ (填标号)。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
ad
d
(2)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个________杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl________键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(Π)。
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是________________________________________________，
理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强；(ⅱ)_________________________________________________________________。
(3)卤化物CsICl2受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为__________。解释X的熔点比Y高的原因________________________________。
sp2
σ
一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔
Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl键的键长越短
CsCl
CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
(4)α－AgI晶体中I－作体心立方堆积(如图所示)，Ag＋主要分布在由I－构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，α－AgI晶体在电池中可作为__________。
已知阿伏加德罗常数的值为NA，则α－AgI晶体的摩尔体积Vm＝
____________________________m3·mol－1(列出算式)。
电解质
3.(2021·全国甲卷)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为________；单晶硅的晶体类型为__________________________。SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为________。SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、
②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)
中Si采取的杂化类型为________(填标号)。
3s23p2
原子晶体(或共价晶体)
sp3
②
(2)CO2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是_________________________________________________________________。
2
2
甲醇和水均能形成分子间氢键，而甲硫醇不能，且水比甲醇的氢键多
(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4＋离子在晶胞中的配位数是
________，晶胞参数为a pm、a pm、c pm，该晶体密度为_________________
g·cm－3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1－xOy，则y＝________(用x表达)。
8
2－x
4.(2021·全国乙卷)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：
(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是________(填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供电子对形成配位键的原子是________________，中心离子的配位数为________。
AC
N、O、Cl
6
(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如下图所示。
PH3中P的杂化类型是________。NH3的沸点比PH3的________，原因是______________________________。H2O的键角小于NH3的，分析原因：
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
sp3
高
NH3分子间存在氢键
H2O、NH3分子中的O原子、N原子均为sp3杂化，其中心原子的孤电子对数分别为2、1，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小
(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是________原子。设Cr和
Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为
______________________________%(列出计算表达式)。
铝
考情预测：预计2023年高考仍会借助新科技、新能源为背景，考查原子核外电子排布式(图)、电离能、电负性、σ键、π键、杂化方式、分子或离子的空间构型(价层电子对互斥理论)、化学键及氢键、晶体结构特点及微粒间作用力、晶体的熔、沸点比较及晶胞的计算，特别是对空间想象能力和计算能力的考查，是近几年的考查重点，复习时加以重视！
[微练1]　高考题组合练。
(1)(2020·全国卷Ⅱ)基态Ti原子的核外电子排布式为________。
(2)(2021·湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为________。
(3)(2021·海南卷)基态锰原子的价层电子排布式为________。
(4)(2021·天津卷)基态Fe原子的价层电子排布式为________。
(5)(2021·广东卷)基态硫原子价电子排布式为________。
智能点二　电离能、电负性及其应用
1.电离能的应用
判断元素金 属性的强弱 电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱
判断元素 的化合价 如果某元素的In＋1<>I1，所以钠元素的化合价为＋1
2.电负性的应用
[微练2]　高考题组合练。
(1)(2020·全国卷Ⅱ)CaTiO3组成元素的电负性大小顺序是________。
(2)(2020·全国卷Ⅲ)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________。
(3)(2021·海南卷)第一电离能的大小：C________O(填“大于”或“小于”)。
(4)(2021·湖南卷)H、C、N的电负性由大到小的顺序为________。
(5)(2021·山东卷)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为________。
答案　(1)O＞Ti＞Ca　(2)N＞H＞B
(3)小于　(4)N>C>H　(5)F>O>Cl
[微练3]　高考题组合练。
sp3
配位
N
sp3
sp2
sp2
sp3
SiF4、SO2F2等
5
D
智能点四　大π键的判断
1.含义
在一个具有平面(或直线)结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键，或共轭大π键，简称大π键。
2.大π键的形成条件
3.大π键表示符号
形成大π键的条件 这些原子多数处于同一平面上
这些原子有相互平行的p轨道
p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍
4.实例
5.常见的大π键
[示例1]　SO2分子中的大π键表示为________。
解析　(1)计算大π键中的电子数，思维流程为：
[微练4]　经X射线衍射测得化合物R[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，五氮阴离子盐]的晶体结构，其局部结构如图所示。
智能点五　结构决定性质——解释原因类简答题
1.孤电子对对键角的影响(BP—成键电子对，LP—孤电子对)
分子 杂化轨 道角度 排斥力分析 实际键角
H2O 109°28′ LP—LP>>LP—BP>BP—BP 105°
NH3 109°28′ LP—BP>BP—BP 107°
COCl2 120° C===O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力 形成两种键角分别为124°18′、111°24′
2.范德华力、氢键、共价键对物质性质的影响
作用力类型 范德华力 氢键 共价键
作用微粒 分子 H与N、O、F 原子
强度比较 共价键＞氢键＞范德华力 影响因素 组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 形成氢键元素的电负性 原子半径
对性质 的影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使熔、沸点升高，溶解度增大 键能越大，稳定性越强
3.晶体熔、沸点高低的比较
共价 晶体 原子半径越小、键长越短，则键能越大，其熔、沸点就越高，如：金刚石＞晶体硅。 离子 晶体 阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子键越强，熔、沸点就越高，如：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。 金属 晶体 金属离子半径越小，离子所带电荷数越多，其形成的金属键越强，金属单质的熔、沸点就越高，如Al＞Mg＞Na。 分子 晶体 存在分子间氢键 其熔、沸点较高，如：H2O>H2S
组成和结构相似 相对分子质量越大，其熔、沸点就越高，如：HI＞HBr
[微练5]　高考题组合练。
(1)(2020·全国卷Ⅱ)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 －24.12 38.3 155
TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高
在原子数目相同的条件下，N2比N4具有更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定
(3)(2021·海南卷)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。前者的熔点明显高于后者，其主要原因是
_________________________________________________________________。
MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多，离子键强度更大
SiCl4
SiX4都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，
分子间作用力依次增大
智能点六　原子分数坐标的确定
[微练6]　(1)(2022·广东六校三次联考)NiO的晶胞结构如图甲所示，其中原子坐
标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，1)，则C的原子坐标参数________________。
(3)(2021·海南卷)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型，如图所示。
智能点七　晶胞及组成微粒计算
1.晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法
2.四种离子晶体模型
3.有关晶胞的三大类计算
(2)计算晶体中微粒间距离的方法
(3)晶体微粒与M、ρ之间的关系
若1个晶胞中含有x个微粒，则1 mol晶胞中含有x mol微粒，其质量为xM g(M为微粒的相对原子质量)；又1个晶胞的质量为ρa3 g(a3为晶胞的体积，a为晶胞边长或微粒间距离)，则1 mol晶胞的质量为ρa3NA g，因此有xM＝ρa3NA。
[微练7]　高考题组合练。
Ti4＋
(2)(2020·全国卷Ⅲ)研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为a pm、b pm、c pm，α＝β＝γ＝90°。氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。
氨硼烷晶体的密度ρ＝_________________________________ g·cm－3
(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)(2021·广东卷)理论计算预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视
为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是
_________________________________________________________________。
②图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比Hg∶Ge∶Sb＝____________________。
图b中上、下两个面的原子不同，不符合晶胞平移后重合的特性
4
1∶1∶2
③设X的最简式的式量为Mr，则X晶体的密度为____________________ g·cm－3
(列出算式)。
【题型建模】
[典例]　(2022·江西重点中学联考)Fe、Ni元素性质非常相似，属于铁系元素，得到广泛应用，请回答下列问题：
(1)Fe元素位于元素周期表的________区(填分区)。
(2)基态Ni3＋核外电子排布式为________________________。
d
1s22s22p63s23p63d7
(3)鉴定Ni2＋的特征反应是将丁二酮肟加入Ni2＋盐溶液中，生成鲜红色的螯合物M，M结构如图1所示：
①组成M的五种元素中，除H元素外，另外四种元素第一电离能由大到小的顺序为________________(填元素符号)，其中C原子的杂化类型为____________。
②图中各微粒间不存在的作用力有________(填标号)。
a.配位键 b.极性键 c.非极性键 d.π键 e.离子键 f.氢键
N>O>C>Ni
sp3、sp2
e
(4)一种铁氮化合物具有高磁导率，可用于制电子元件，其晶胞结构如图2所示。
①该铁氮化合物的化学式为_________________________________。
②在该晶胞结构的另一种表示中，N处于顶点位置，则铁处于___________位置。
③若该化合物密度为ρ g·cm－3，用NA表示阿伏加德罗常数，则由Fe(Ⅱ)构成的正
八面体的体积为_____________ cm3。
Fe4N或Fe3(Ⅱ)Fe(Ⅲ)N
体心和棱心
解题建模
1.根据所确定的元素的位置，完成电子排布式(图)的书写，注意第四周期元素，并根据所处位置完成电负性和电离能的大小比较，注意特殊情况。
2.根据所组成的物质结构特点，确定对物质的分子极性、空间构型、中心原子杂化及微粒间的作用力对性质的影响，注意氢键和配位键这两种特殊作用力。
3.根据所组成物质的晶体类型，及所掌握的计算模型，完成晶体结构的计算(如晶体密度的计算、晶胞原子个数的计算等)。
【分点突破】
微题型1　以指定元素或物质为背景的多角度立体考查(主)
[精练1]　(2022·湖南卷)铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题：
3d104s24p4
8
＞
(2)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示：
①富马酸分子中σ键与π键的数目比为____________。
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为______________________。
11∶3
O＞C＞H＞Fe
sp3杂化
H2O
(4)钾、铁、硒可以形成一种超导材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示：
①该超导材料的最简化学式为________________。
②Fe原子的配位数为__________。
③该晶胞参数a＝b＝0.4 nm、c＝1.4 nm。阿伏加
德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为
____________________________________ g·cm－3
(列出计算式)。
KFe2Se2
4
[精练2]　(2022·广东卷)硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下：
4s24p4
两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高
BDE
O、Se
＞
正四面体形
(6)我国科学家发展了一种理论计算方法，可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能，该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一，其晶胞结构如图1，沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
①X的化学式为__________________。
②设X的最简式的式量为Mr，晶体密度为ρ g·cm－3，则X中相邻K之间的最短距
离为______________________nm(列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。
K2SeBr6
[精练3]　(2022·河南名校联盟联考)铝在合金制造和铝离子电池等方面用途非常广泛，铝离子电池常用室温下的离子液体AlCl3/[EMIM]Cl作电解质。回答下列问题：
(1)基态Al原子核外价电子排布图为______________________。Mg、Al及Si的第一电离能从大到小的顺序为__________________。
Si>Mg>Al
正四面体
sp2
sp2
(3)一种金属间化合物的晶胞结构如下图所示：
微题型2　无具体元素或以推导为背景的“拼盘式”考查(次)
[精练4]　(2022·牡丹江联考)已知A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大，其中A无中子；B含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同；D原子基态核外电子运动状态共8种；E为Ⅷ族元素，基态E原子中有4个未成对电子且全在同一能级；E、F原子序数相差3。
(1)写出阳离子E2＋的核外电子排布式________________________________。
(2)B、C、D简单气态氢化物的稳定性由小到大的顺序是___________________
(用化学式书写)。
1s22s22p63s23p63d6或者[Ar]3d6
CH4＜NH3＜H2O
(3)由A、B、C构成的物质(ABC)的结构式是______________，其中B原子的杂化方式是________，CA3空间构型是______________，BA4的VSEPR模型为______________，是由________键构成的___________分子(填“极性”或“非极性”)。
(4)E元素与D元素形成的ED晶体与NaCl晶体晶胞结构相似，则ED晶体中E离子的配位数为________。
H—C≡N
sp
三角锥形
正四面体
极性
非极性
6
(5)F单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞结构如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如丙所示。
若F原子半径为a cm，则F单质晶体的密度为______________________________
g·cm－3(只列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。
[精练5]　(2022·云南师大附中月考)许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列有关问题：
3d24s2
小于
平面三角形
(3)血红蛋白的结构如图所示，其中N原子的杂化方式为____________。
(4)焦炭、金刚石和C60都是碳的单质。已知金刚石中碳碳键的键长为154.45 pm，C60中碳碳键的键长为140～ 145 pm，二者比较熔点高的是________，理由是_________________________________________________________________。
sp2、sp3
金刚石
金刚石是共价晶体，C60是分子晶体
(5)已知，铁有α、γ、δ三种晶体结构，并且在一定条件下可以相互转化(如图)，请回答相关的问题：
①相同体积的α、γ、δ三种晶体的质量比为_________________。
②一种由铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心，每个铁原子又为两个八面体共用，则该化合物的化学式为________，该晶体中铁原子配位数为________。
Fe3C
2
题型特训2　经典考题专练
题型特训1　最新模拟专练
题型特训1　最新模拟专练
1.(2022·河南名校调研)铜是人类最早发现的金属之一，铜及其化合物在生活和生产中有着广泛的应用。根据信息回答下列问题：
金属
钾(K)
HCCl4(或SiF4、SiCl4、 CF4等)
sp3
11∶2
8NA (或4.816×1024)
(5)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示，其中原子A的坐标参数为(0，1，
0)。 原子B的坐标参数为_________________；若该晶体密度为d g·cm－3，阿
伏加德罗常数为NA，则铜镍原子间最短距离为_______________________ pm。
2.(2022·安徽诊断)氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产和生活中有着重要作用。
(1)尿素[CO(NH2)2]的合成揭开了人工合成有机物的序幕。其中各组成元素(氢除外，下同)电负性最弱的是________(填元素名称)，第一电离能由小到大的顺序为(填元素符号)________________，氮原子价层电子的轨道表达式为
____________________。
碳
C(2)NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。
①NH3的中心原子的杂化轨道类型为________。
②NH3BH3存在配位键，提供空轨道的是________。
③NH3BH3的熔点________CH3CH3(填“>”或“＜”)，原因是
_________________________________________________________________。
sp3
B
>
NH3BH3分子中N原子的电负性较大，分子间会形成氢键
(3)氮化镓(GaN)晶体是一种很有发展前景的材料，可用于研发下一代功率半导体设备。岩盐矿(NaCl)结构的GaN晶体结构如图所示，Ga、N原子半径分别为1.40×10－10 m、0.8×10－10 m，则Ga原子的配位数为________，设阿伏
加德罗常数的值为NA，则该GaN的密度是_______________________ g·cm－3
(相对原子质量N：14，Ga：70)。
6
3.(2022·甘肃第一次诊断)半导体芯片的发明促进了人类信息技术的发展，单晶硅、砷化镓(GaAs)、碳化硅等是制作半导体芯片的关键材料，也是我国优先发展的新材料。请回答以下问题：
(1)上述材料所涉及的四种元素中电负性最小的元素是________(填元素符号)，
基态砷原子价层电子的轨道表达式为________________________________，和As位于同一周期，且未成对电子数也相同的元素还有________种。
Ga
两
(2)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，沸点57.6 ℃，可混溶于苯、氯仿等有机溶剂，则SiCl4晶体类型为____________________，熔化时克服的作用力是________________________。其中Si采取的杂化类型为________。化合物N(CH3)3和N(SiH3)3的结构如图所示，更易形成配合物的是________，判断理由是_____________________________________________________________
________________________________________________________________。
分子晶体
分子间作用力
sp3
N(CH3)3
分子极性更强，N原子更易提供电子对形成配位键且形成配位键时空间构型不受阻碍
(3)β－SiC的晶胞结构如图所示，若碳和硅的原子半径分别为a pm和b pm，密度为p g·cm－3，晶胞中4个C构成的空间构型为______________，其原子的空间利用率(即晶胞中原子体积占空间体积的百分率)为
________________________________。(用含a、b、ρ、NA的代数式表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。
正四面体
4.(2022·汉中十校联考)2021年10月18日《自然·化学》发表我国科学家研究成果，发现AgCrS2(AMX2家族成员之一，A为一价金属，M为三价金属，X为氧族元素)在室温下具有超离子行为。回答下列问题：
9
24
O
sp3
正四面体形
H2O＞H2S＞H2Se＞H2Te
(3)配合物[Cr(OH)3(H2O)(en)](en为H2NCH2CH2NH2)的中心离子配位数为________(Cr与O、N均形成了配位键)，1 mol该配合物中含________ mol σ键。
(4)复合材料氧铬酸钙的立方晶胞如图所示。已知A、B的原子坐标分别为
(0，0，0)、(1，1，0)，则C的原子坐标为
________________，1个钙原子与________
个氧原子等距离且最近，已知钙和氧的最近
距离为a pm，则该晶体的密度为_______________________ g/cm3
(列出计算式即可)。
6
22
12
5.(2022·宝鸡二模)硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素，可以形成众多的化合物。回答下列问题：
(1)基态硼原子的电子排布式为_________________，占据最高能级的电子云轮廓图为_________________形。
1s22s22p1
哑铃(或纺锤)
(2)氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水，其主要原因是___________________________________。
②H3NBH3分子中存在配位键，提供孤电子对的原子是________(填元素符号)；与H3NBH3互为等电子体的分子________(任写一种满足条件的分子式)。
③氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键，用“N—HL H—B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是________。
A.C6H5和CHCl3 B.LiH和HCN C.B2H6和NH3 D.C2H4和C2H2
氨硼烷与水分子间形成氢键
N
C2H6
C
(3)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏，其化学式写作Na2B4O7·10H2O，实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]－缩合而成的双六元环，应该写成Na2[B4O5(OH)4]·8H2O，其结构如图1所示，它的阴离子可形成链状结构，阴离子中B原子的杂化轨道类型为____________，该晶体中不存在的作用力是________(填字母)。
图1
A.离子键 B.共价键 C.氢键 D.金属键
sp2、sp3
D
8
Na3Li(BH4)4
6.(2022·河南百校大联考)铁及其化合物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题：
(1)基态铁原子中，最高能层电子的电子云的形状为________，原子中未成对的电子数为________。
(2)铁的常见氧化物中氧化铁比氧化亚铁稳定，试从原子结构角度解释原因：_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
球形
4
Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5，3d能级处于半充满的稳定状态，故氧化铁比氧化亚铁稳定
(3)铁作为过渡金属，能形成多种配位化合物。赤血盐
{K3[Fe(CN)6]}为红色晶体，其配离子中提供空轨道的
为________(填微粒符号)，配位原子是________(填元
素符号)；Fe2＋与1，10－邻二氮菲(phen)在水溶液中
能形成稳定的螯合物，其结构如图，该螯合物中各元
素的电负性由大到小的顺序为____________________，N的杂化方式为________，Fe2＋的配位数为________。
(4)无水三氯化铁(FeCl3)为棕黑色，共价性较强，熔点为307.6 ℃，沸点约为316 ℃，易升华，400 ℃以下的气态FeCl3的相对分子质量测定值约为325，其原因是_________________________________________________________________。
Fe3＋
C
N>C>H>Fe
sp2
6
气态FeCl3主要以二聚体形式存在
(5)一种铁、碳形成的间腺化合物的晶体结构如图1所示，其晶胞为长方体，结构如图2所示(晶胞中部分铁原子未标出)。
①该晶体的化学式为________。
②与碳原子紧邻的铁原子构成的空间
构型为____________________。
③则该晶体的密度为______________
g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值，
用含a、b、c、NA的式子表示)。
Fe3C
正八面体
7.(2022·成都七中模拟)工业上合成氨，CO易与铁触媒作用导致铁触媒失去催化活性：Fe＋5CO===Fe(CO)5。为了防止催化剂铁触媒中毒，要除去CO，发生的反应为：[Cu(NH3)2]OOCCH3＋CO＋NH3===[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3。回答下列问题：
(1)已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103 ℃，则Fe(CO)5的晶体类型为_____________。
(2)配合物[Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3中碳原子的杂化类型是_____________，所含非金属元素(H除外)第一电离能由大到小的顺序为_____________(用元素符号表示)，配体中提供孤对电子的原子是________。
分子晶体
sp、sp2、sp3
N>O>C
N、C
BD
4
(4)如图1是钾的石墨插层化合物的晶胞图1(图中大球表示K原子，小球表示C原子)，如图2是晶胞沿c轴方向的投影。
①该插层化合物的化学式是________。
②K层中K原子之间的最近距离是C—C键的键长dC—C的________倍。
KC8
8.(2022·四省八校模拟) 2050年新能源使用的比重将达到50%。实现新能源的转换，是人类社会和科技进步必须实施的一项全球性的任务。最近科学家通过含第Ⅷ族元素物质制得了纳米CoFe2O4和NiFe2O4，该纳米材料可有效改善固体推进剂的燃速和压力指数。请回答下列问题：
(1)Co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)第Ⅷ族元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知Fe(CO)5的沸点103 ℃，常温下为浅黄色液体，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括________(填选项标号)。
a.极性键 b.非极性键 c.配位键 d.离子键 e.金属键
d
3d74s2
ac
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水介质中，丁
二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图
所示，该分子中碳原子的杂化方式有____________；
该配合物中除氢外的非金属元素第一电离能由大到小
的顺序是______________。
(4)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是______________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________。
sp3和sp2
N>O>C
Fe、Co、Ni、Ca均为金属晶体，Fe、
Co、Ni的金属阳离子的离子半径均比Ca小，价电子数目均比Ca多，金属键均比Ca强，所以熔点均高于Ca
(5)黄铜矿的主要成分是由铁、铜、硫三种元素构成的化合物，其晶胞结构如下图所示，该晶胞上下底面为正方形，侧面与底面垂直。
①一个晶胞中有________个Cu原子，晶体中
与一个Cu原子键合的S原子有________个。
②已知：NA为阿伏加德罗常数的值，根据如
图中所示的数据可得该晶体的密度是
____________________________________________ g·cm－3(列出计算式)。
4
4
9.(2022·哈尔滨二模)卤族元素的单质及化合物性质丰富，在科研和生产中有许多重要用途。请回答：
(1)卤族元素位于元素周期表的________区，其中电负性最大的是________(填元素符号)，溴原子的M能层电子排布式为______________。
(2)基态氯原子核外有________种运动状态不同的电子，其中单电子占据的轨道形状为____________。
p
F
3s23p63d10
17
哑铃形
AC
直线形
C只有两个能层，L层没有d轨道，不能接受孤对电子形成sp3d的中间过程
63 pm
不正确
题型特训2　经典考题专练
1.(2020·全国卷Ⅰ)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________________________________________________。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是____________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________。
I1/(kJ·mol－1) Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子
Li、Be、B同周期，
核电荷数依次增加。Be为1s22s2全满稳定结构，第一电离能最大。与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大
(3)磷酸根离子的空间构型为___________，其中P的价层电子对数为________、杂化轨道类型为________。
(4)LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有________个。
电池充电时，LiFePO4脱出部分Li＋，形
成Li1－xFePO4，结构示意图如(b)所示，
则x＝________，n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝________。
正四面体
4
sp3
4
13∶3
2.(2019·全国卷Ⅰ)在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：
(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
A
sp3
sp3
乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键
Cu2＋
Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2
为分子晶体。晶格能MgO＞Li2O。分子间作用力(分子量)P4O6＞SO2
(4)图(a)是MgCu2的拉维斯结
构，Mg以金刚石方式堆积，
八面体空隙和半数的四面体
空隙中，填入以四面体方式
排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短
距离x＝__________pm，Mg原子之间最距离y＝________pm。设阿伏加德罗
常数的值为NA，则MgCu2的密度是____________________g·cm－3(列出计算表达式)。
3.(2019·全国卷Ⅱ)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe－Sm－As－F－O组成的化合物。回答下列问题：
(1)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________________，其沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是
_________________________________________________________________。
(2)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。
(3)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。
三角锥形
低
NH3分子间存在氢键
4s
4f5
小于
(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
SmFeAsO1－xFx
4.(2022·山东卷)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°。回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子排布式为________________，在元素周期表中位置为__________________________________。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键，Ni2＋与Zn2＋的配位数之比为________；x∶y∶z＝______________；晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是________。
3d84s2
第4周期第Ⅷ族
2∶3
2∶1∶1
Zn2＋
D
吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子
Thanks！
本讲内容结束