專題27 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

專題28物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（2020山東,2分）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級電子數(shù)的2倍,Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是第一電離能:W〉X〉Y〉Z簡單離子的還原性:Y〉X〉W簡單離子的半徑:W〉X〉Y〉Z氫化物水溶液的酸性:Y〉WC本題結(jié)合元素推斷考查元素周期律等知識,考查的化學學科核心素養(yǎng)為證據(jù)推理與模型認知。根據(jù)Z與X可形成淡黃色化合物Z2X2,即該化合物為Na202,結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知,X為0元素,Z為Na元素;基態(tài)0原子核外有8個電子，是最高能級2p上排布的電子數(shù)的2倍；由原子序數(shù)關(guān)系可知Y為F元素，則與其同主族的W為Cl元素。根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律，可知其相對大小順序為：F〉0〉Cl〉Na,A項錯誤;根據(jù)非金屬性：F〉0〉Cl,可知簡單離子的還原性:Cl-〉02-〉F-,B項錯誤;根據(jù)離子半徑的變化規(guī)律，可知簡單離子半徑:Cl-〉02-〉F-〉Na+,C項正確；氫化物水溶液的酸性:HF〈HCl,D項錯誤。（2020山東,2分）下列關(guān)于C、Si及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的論述錯誤的是鍵能C—C〉Si—Si、C—H〉Si—H,因此CH穩(wěn)定性大于SiH626立方型SiC是與金剛石成鍵、結(jié)構(gòu)均相似的共價晶體,因此具有很高的硬度SiH中Si的化合價為+4,CH中C的化合價為-4,因此SiH還原性小于CH4 4 4 4Si原子間難形成雙鍵而C原子間可以,是因為Si的原子半徑大于C,難形成p-pn鍵C本題考查C、Si及其化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，考查的化學學科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。化合物中鍵能越大，該物質(zhì)越穩(wěn)定，由于鍵能C—C〉Si—Si、C—H>Si—H,故可判斷穩(wěn)定性:CH〉SiH,A項正確;SiC與金剛石均為立體網(wǎng)狀的共價晶體，二者成鍵和結(jié)構(gòu)均相似，均626具有很高的硬度,B項正確;根據(jù)非金屬性C〉Si,可知還原性:SiH>CH,C項錯誤；由于原子半4 4徑:Si〉C,Si原子間難形成p-pn鍵，故決定了Si原子間很難形成雙鍵,D項正確。（2020山東,2分）BNH（無機苯）的結(jié)構(gòu)與苯類似,也有大n鍵。下列關(guān)于BNH的說法錯36 336誤的是其熔點主要取決于所含化學鍵的鍵能形成大n鍵的電子全部由N提供分子中B和N的雜化方式相同分子中所有原子共平面A本題考查BNH的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，考查的化學學科核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認知oBNH36 336與苯的結(jié)構(gòu)相似,屬于共價化合物,共價化合物的熔點與分子間作用力有關(guān),與化學鍵的鍵能無關(guān),A項錯誤;BNH中形成大n鍵的電子全部由N提供,B項正確；由于BNH和苯的結(jié)構(gòu)336 336類似，則該分子中B和N均為sp2雜化,C項正確；由于BNH和苯分子結(jié)構(gòu)相似，則BNH分子66中12個原子共面,D項正確。（2020天津,3分）短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。用表中信息判斷下列說法正確的是元素最高價 XYZW氧化物的水化物分子式 HZ0340.1mol?L-1溶液對應(yīng)的pH1.0013.01.570.70元素電負性:Z〈W B.簡單離子半徑:W〈YC.元素第一電離能:Z〈w D.簡單氫化物的沸點:X〈ZA本題考查物質(zhì)性質(zhì)與元素推斷,考查的化學學科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。從Z的最高價氧化物的水化物的化學式和W的最高價氧化物的水化物的pH可知,Z、W是磷、硫元素，結(jié)合X、Y的最高價氧化物水化物的0.1mol?L-1溶液的pH,可知X、Y是氮、鈉元素。電負性:P〈S,A項正確;離子半徑:S2-〉Na+,B項錯誤;磷的3p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于硫,C項錯誤;nh3分子間存在氫鍵，導致其沸點高于ph3,d項錯誤。h3c（2020天津,3分）關(guān)于 〔一1』_的說法正確的是分子中有3種雜化軌道類型的碳原子分子中共平面的原子數(shù)目最多為14分子中的苯環(huán)由單雙鍵交替組成與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成兩種產(chǎn)物A本題考查有機化學基礎(chǔ)知識,考查的化學學科核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認知。該分子中甲基上的碳原子采取SP3雜化、苯環(huán)上的碳原子采取SP2雜化，碳碳三鍵上的碳原子采取sp雜化,A項正確;該分子中有17個原子，共面原子數(shù)最多時，分子中甲基上的兩個氫原子不在該平面內(nèi)，B項錯誤；苯環(huán)中的碳碳鍵是一種介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的獨特的化學鍵,C項錯誤;該有機物分子中有6種不同化學環(huán)境的氫原子，與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成的一氯代物就有6種,D項錯誤。 2（2020浙江1月選考,2分）下列說法正確的是同一原子中，在離核較遠的區(qū)域運動的電子能量較高原子核外電子排布,先排滿K層再排L層、先排滿M層再排N層同一周期中,隨著核電荷數(shù)的增加，元素的原子半徑逐漸增大同一周期中，IIA族與IIIA族元素原子的核電荷數(shù)都相差1A本題考查元素周期表和元素周期律的應(yīng)用。同一原子中,能量較高的電子在離核較遠的區(qū)域運動,A正確;原子核外電子排布，不是先排滿M層再排N層，如鉀原子的M層有8個電子,N層有1個電子，而M層排滿應(yīng)有18個電子,B錯誤;同周期中，隨著核電荷數(shù)的增加，主族元素的原子半徑逐漸減小,C錯誤;同周期中IIA族與IIIA族元素原子的核電荷數(shù)不一定相差1,如第四周期中Ca與Ga的核電荷數(shù)相差11,D錯誤。（2020全國卷111,15分）氨硼烷（NH3BH3）含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲氫材料?；卮鹣铝袉栴}:（1）H、B、N中，原子半徑最大的是 。根據(jù)對角線規(guī)則,B的一些化學性質(zhì)與元素 的相似。⑵NH3BH3分子中,N—B化學鍵稱為 鍵，其電子對由 提供。氨硼烷在催化劑作用下水解釋放氫氣：3NHBH+6HO 3NH++BO3—+9H3 3 2 4 3 6 2為 。⑶NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性（出+），與B原子相連的H呈負電性（H-）,電負

性大小順序是 。與nh3bh3原子總數(shù)相等的等電子體 （寫分子式），其熔點比nh3bh3 （填"高”或"低；）,3原因是在nh3bh3分子之間，存在 ,也稱"雙氫鍵”。（4）研究發(fā)現(xiàn)，氨硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)分別為apm、bpm、cpm,a=B=Y=90。。氨硼烷的2X2X2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。氨硼烷晶體的密度P= g?cm-3（列出計算式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）。（除標明外，每空1分）（1）BSi（硅）（2）配位Nsp3sp2（3）N〉H〉B（2分）理理（2垃 ]\山血訊10分）低H$+與H-的靜電引力（4） （3分）【解析】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，考查的化學核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。（1）根據(jù)同一周期從左到右主族元素的原子半徑依次減小，可知H、B、N中原子半徑最大的是B。元素周期表中B與Si（硅）處于對角線上，二者化學性質(zhì)相似。（2）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4個3。3鍵,為sp3雜化‘B^-中B形成3個。鍵，為sp2雜化。⑶電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。與N原子相連的H呈正電性，與B原子相連的H呈負電性，故電負性N〉H〉B。原子數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒互稱為等電子體，與NH3BH3互為等電子體的分子為CH3CH3。帶相反電荷的微粒能形成靜電引力,NH3BH3分子間存在L+與H-的靜電引力，也稱為"雙氫鍵”,"雙氫鍵”使物質(zhì)的熔沸點較高,而cH3cH3分子間不存在"雙氫鍵”,熔沸點較低。（4）氨硼烷的相對分子質(zhì)量為31,一個氨硼烷的2X2X2超晶胞中含有16個氨硼烷,該超晶胞的質(zhì)量為⑶X16/N）Ag,體積為2aX10-10cmX2bX1O-10cmX2cX10-1Ocm=8abcX10-3Ocm3,則氨硼烷晶體的密度為磷酸根離子的空間構(gòu)型為 ，其中P的價層電子對數(shù)為 、雜化軌道類型TOC\o"1-5"\h\z為 。LiFeP0的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中0圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,4它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePO的單元數(shù)有 個。4電池充電時丄iFePO脫出部分Li+,形成LiFePO,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則1-x 4x= ,n(Fe2+):n(Fe3+)二 。&(1)4(1分)(2)Na與Li同族,Na電子層數(shù)多，原子半徑大，易失電子(2分)Li、Be、B5同周期，核電荷數(shù)依次增加。Be為1s22s2全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大。與Li相比,B核電荷數(shù)大,原子半徑小,較難失去電子,第一電離能較大(2分)(3)正四面體(2分)4(1分)sp3(1分)(4)4(2分)鼻(2分)13：3(2分)16【解析】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識的綜合應(yīng)用,考查的化學核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析。⑴根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)Fe2+和Fe3+的價層電子排布式分別為3d6和3d5,其未成對電子數(shù)分別為4和5,即未成對電子數(shù)之比為 CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是 ；金屬離子與氧離子間的作用力為 ,Ca2+的配位數(shù)是 。 CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是 ；金屬離子與氧離子間的作用力為 ,Ca2+的配位數(shù)是 。 一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I-和有機堿離子CH3NH+,其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中 的空間位置相同,有機堿CH3NH+中,N原子的雜化軌道類型是 ；若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為 g?cm-3(列出計算式)。5層數(shù)多，原子半徑大，故Na比Li容易失去最外層電子，即I/LiDI/Na)。Li、Be、B均為第二周期元素,隨原子序數(shù)遞增,第一電離能有增大的趨勢,而Be的2s能級處于全充滿狀態(tài),較難失去電子，故第一電離能Be比B大。(3)P°3-的中心原子P的價層電子對數(shù)為4,孤電子4對數(shù)為0,中心原子P為SP3雜化，故P°3-的空間構(gòu)型為正四面體。(4)由題圖可知，小白球表4示鋰原子，由圖(a)知，每個晶胞中的鋰原子數(shù)為8X1/8+4X1/4+4X1/2=4,故一個晶胞中有4個LiFePO單元。由圖(b)知,LiFePO結(jié)構(gòu)中，一個晶胞含有13/4個鋰原子,此時鋰原子、TOC\o"1-5"\h\z1-x 4鐵原子的個數(shù)比為13：16,進而推出x=3/16。設(shè)LiFe(PO)中二價鐵離子的個數(shù)為a,三13 16 416價鐵離子的個數(shù)為b,由2a+3b+13=48,a+b=16,得到a:b=13：3,即n(Fe2+):n(Fe3+)=13：3。(2020全國卷11,15分)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料。回答下列問題:基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為 。Ti的四鹵化物熔點如表所示,TiF熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl至Til熔點依次升4 4 4咼,原因是 ?；衔颰iFTiClTiBrTiI4 4 4 4熔點377-24.1238.3 155/°cffl(a) 1^(b) 凰W)（5）用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘,降低了器件效率和使用壽命。我國科學家巧妙地在此材料中引入稀土銪（EU）鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命,其作用原理如圖（c）所示,用離子方程式表示該原理 、 。（l）ls22s22p63s23p63d24s2（2分）（2）TiF為離子化合物，熔點高,其他三種均為共價化合物,4隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大,熔點逐漸升高（2分）（3）O>Ti>Ca（1分）離子鍵（1分）12（1分）（4）Ti4+（l分）sp3（1分） 'X1021（2分）（5）2Ew++Pb—2Eu2++Pb2+（2分）2Ew++I2=2Eu3++2I-（2分）【解析】本題考查電子排布式的書寫、雜化理論以及晶胞的計算等,考查的核心素養(yǎng)是證據(jù)推理與模型認知。（1）Ti是22號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為ls22s22p63s23p63d24s2。（2）TiF為離子化合物，熔點高,TiCl、TiBr、Til為共價化合物,TiCl、TiBr、Til為分子4 4 4 4 4 4 4晶體,其結(jié)構(gòu)相似,隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大,熔點逐漸升高,故熔點由高到低的順序為TiF>TiI>TiBr〉TiCl。（3）0為非金屬元素，其電負性在三種元素中最大,Ca和4 4 4 4Ti同為第四周期元素,金屬性Ca大于Ti,故電負性大小順序為0〉Ti〉Ca;金屬陽離子與02-之間形成離子鍵;圖（a）晶胞中Ca2+位于體心,02-位于棱上,12條棱上每條棱上均有一個02-,Ca2+的配位數(shù)為12。（4）由圖（a）和圖（b）可以看出Pb2+與M+空間位置相同;CHNh+中N原子分別33與2個H原子、1個C原子形成共價單鍵，與H+形成配位鍵，故N原子的雜化軌道類型為sp3；利用均攤法可知圖（b）晶胞中I-個數(shù)是6Xi=3,CHNh+個數(shù)是8Xi=1,Pb2+個數(shù)為1,晶胞體積2 3 3 8—為（aX10-7cm），則晶胞密度P二,= X102ig?cm-3。（5）由圖（c）可知Pb與Ew+反應(yīng)生成Eu2+和Pb2+,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可得反應(yīng)的離子方程式為Pb+2Ew+—2Eu2++Pb2+,Eu2+與I反應(yīng)生成Eu3+和I-,其離子方程式為2EU2++I—2EU3++2I-。22（2020山東，12分）CdSnAs2是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：（1） Sn為WA族元素，單質(zhì)Sn與干燥Cl反應(yīng)生成SnCl。常溫常壓下SnCl為無色液體,SnClTOC\o"1-5"\h\z2444空間構(gòu)型為. ,其固體的晶體類型為 。（2） NH3、PH「AsH3的沸點由高到低的順序為 （填化學式，下同），還原性由強到弱的順序為 ，鍵角由大到小的順序為 。（3） 含有多個配位原子的配體與同一中心離子（或原子）通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示,1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有mol,該螯合物中N的雜化方式有 種。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子的分數(shù)坐標。四方晶系CdSnAs2的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°,晶胞中部分原子的分數(shù)坐標如表所示。坐標

xyz

原子TOC\o"1-5"\h\zCd 0 0 0Sn 0 00.50.12As0.250.255一個晶胞中有 個Sn,找出距離Cd(O,O,O)最近的Sn (用分數(shù)坐標表示)。CdSnAs晶體中與單個Sn鍵合的As有 個。2(除標明外,每空1分)(1)正四面體形分子晶體(2)NH、AsH、PHAsH、PH、NHNH、3333333PH、AsH(3)61(2分) (4)4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)(2分)4【解析】本題考查晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),考查的化學學科核心素養(yǎng)是宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知等。(l)sn為元素周期表中WA族元素，最外層有4個電子，故SnCl的中心原子Sn的價電子對數(shù)為4+4-4*1=4,且均為成鍵電子對，故SnCl的空間構(gòu)型為正424四面體形。由SnCl常溫常壓下為液體可知SnCl符合分子晶體的特點，故其為分子晶體。4 4⑵NH3中存在分子間氫鍵，導致其沸點比與N元素同主族的P、As元素的氫化物PH3、AsH3的沸點要高，而PH「AsH3中均不存在分子間氫鍵,故影響PH「AsH3沸點的因素為范德華力,，相對分子質(zhì)量越大，沸點越高，則沸點由高到低的順序為NH；Ash；ph3。通常同主族元素