2021屆高三化學(xué)新題5月考點(diǎn)15 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題（選修）解析版

考點(diǎn)15物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題（選修）

1.（2021?吉林東北師大附中高三月考?）碳和硅在元素周期表中都處于第IVA族，但他們的性質(zhì)并不相同，

碳和硅的性質(zhì)差異清晰地顯示出它們各自在有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)（硅酸鹽）中占據(jù)統(tǒng)治地位的作用。

（1）處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用一形象化描述，基態(tài)硅原子的核

外電子排布式為一，其基態(tài)原子核外有一種不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子.

（2）由于硅的價(jià)層有d軌道可以利用，而碳沒有，因此它們的化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)存在較大差異?；衔?/p>

N（CH3）3（三角錐形）和N（SiH3）3（平面形）的結(jié)構(gòu)如圖所示，則二者中N的雜化方式分別為一。更易形成配合

物的是一。

（3）碳酸鹽在一定溫度下會發(fā)生分解，實(shí)驗(yàn)證明碳酸鹽的陽離子不同，分解溫度不同。

第HA族部分碳酸鹽受熱分解溫度

碳酸鹽MgCO3CaCOsBaCOsSrCO3

熱分解溫度/℃40290011721360

陽離子半徑/pm6699112135

試解釋，IIA族碳酸鹽的分解溫度隨著陽離子半徑的增大逐步升高的原因一。

（4）石墨烯與金屬R可以形成一種插層化合物。其中R層平行于石墨層，晶胞如圖甲所示，其垂直于石墨

層方向的投影如圖乙所示。則該插層化合物的化學(xué)式為一。

甲乙

32

【答案】電子云Is22s22P63s23P2或[Ne]3s23P28sp,spN（CH3）3當(dāng)陽離子所帶電荷相同

時(shí)，陽離子半徑越大，其結(jié)合氧離子能力就越弱，對應(yīng)的碳酸鹽受熱分解溫度就越高RCs

【詳解】

（1）處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用電子云形象化描述；硅元素的原子

序數(shù)為14,則基態(tài)硅原子的核外電子排布式為Is22s22P63s2sp2或［NeJ3s2sp2；基態(tài)原子核外有1+1+3+I+2-8

種不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，故答案為：電子云；Is22s22P63s2sp2或［Ne］3s2sp2：8；

（2）由化合物N（CH3）3的空間構(gòu)型為三角錐形可知，化合物中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)

為1，氮原子的雜化方式為sp3雜化，N（SiH?3的空間構(gòu)型為平面形可知，化合物中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)

為3,孤對電子對數(shù)為0,氮原子的雜化方式為Sp2雜化，N（CH3）3中氮原子具有孤對電子，N（SiH3）3中氮原

子沒有孤對電子，則N（CH3）3更易形成配合物，故答案為：sp3：sp2;更易形成配合物；

（3）碳酸鹽分解實(shí)際過程是晶體中陽離子結(jié)合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過程,

陽離子所帶電荷相同時(shí),，陽離子半徑越小結(jié)合氧離子能力越強(qiáng)，對應(yīng)的碳酸鹽就越容易分解，IIA族陽離子

所帶電荷相同，從上到下陽離子半徑依次增大，碳酸鹽的分解溫度逐步升高，故答案為：當(dāng)陽離子所帶電

荷相同時(shí)，陽離子半徑越大，其結(jié)合氧離子能力就越弱，對應(yīng)的碳酸鹽受熱分解溫度就越高；

（3）由圖甲和圖乙可知，晶胞中位于頂點(diǎn)、面心和體內(nèi)的R原子個(gè)數(shù)為8X1+6義!+4=8,位于棱上和

82

面心的碳原子個(gè)數(shù)為12XL+8X4X5=64,則插層化合物的化學(xué)式為RC8,故答案為：RQ,

2.（2021?山東濟(jì)南市?高三三模）鐵及其化合物具有廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：

（1）鐵元素在元素周期表中的位置為,其形成的離子常見的有Fe2+和F/+,基態(tài)Fe?+的價(jià)電子

的排布式為相同條件下，F(xiàn)e3+比Fe?+穩(wěn)定，原因是。

（2）一種二茂鐵為骨架的新型手性麟氮配合物結(jié)構(gòu)示意圖如下，其中Ph為苯基，k為鉞元素。該結(jié)構(gòu)中電

負(fù)性最大的元素為（填元素符號，下同），分子中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/p>

。P原子的雜化方式為，分子中不含有的化學(xué)鍵類型是（填標(biāo)號）。

A.離子鍵B.配位鍵C.極性共價(jià)鍵D.非極性共價(jià)鍵E.。鍵F.兀鍵

（3）鐵酸鈕是一種典型的單相多鐵性材料其正交相晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

?Y

其中鐵酸鈕的化學(xué)式為,己知1號O原子空間坐標(biāo)為（0,0,；）,2號。原子空間坐標(biāo)為（：，

7--m,--n）,則3號Fe原子的空間坐標(biāo)為___________,若晶胞參數(shù)分別為apm、bpm和cpm,阿伏加

24

德羅常數(shù)的值用代人表示，則該晶體的密度為gym-%列出表達(dá)式）

【答案】第四周期第VBI族3d6基態(tài)Fe3+的價(jià)電子排布為3d5的半充滿結(jié)構(gòu)，能量低，穩(wěn)定ON

1132x193x1()3°

>0>Csp3AYFeCh——,—Hm,-)------------

224abcA^A

【詳解】

（1）鐵為26號元素，在元素周期表中的位置為第四周期第VDI族，基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2,

則基態(tài)Fe?+的價(jià)電子排布式為3d6；由于基態(tài)Fe?+的價(jià)電子排布為3d5的半充滿結(jié)構(gòu)，能量低，故Fe3+比Fe?+

穩(wěn)定。

（2）該物質(zhì)含有H、C、N、O、Fe、Ir元素，同周期元素從左至右電負(fù)性增大，同主族元素從上往下電負(fù)

性減小，故該結(jié)構(gòu)中電負(fù)性最大的元素為O；分子中第二周期元素為C、N、O,第一電離能由大到小的順

序?yàn)镹>O>C。由圖可知，P原子形成4根。鍵，則P原了?的價(jià)層電了?對數(shù)為4,則其雜化方式為sp3；該

分子中，N、P原子與Ir之間形成配位鍵，存在C-H鍵、C-0鍵、N-H鍵等極性共價(jià)鍵，存在C-C非極性共

價(jià)鍵，兩原子之間的共價(jià)鍵有且只有一個(gè)是。鍵，C=N雙鍵中有一個(gè)。鍵，一個(gè)兀鍵，不含有離子鍵，故選

Ao

（3）晶胞中Y的個(gè)數(shù)為8x2+4x工=2,Fe的個(gè)數(shù)為2,O的個(gè)數(shù)為8xL+4=6,故鐵酸鈕的化學(xué)式為YFeO3；

844

已知1號。原子空間坐標(biāo)為（0,0,5）,2號O原子空間坐標(biāo)為（；，y-m,}-n）,則3號Fe原子的空間

113

坐標(biāo)為（萬，-+m,-）,若晶胞參數(shù)分別為apm、bpm和cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值用"八表示，則該

2x193_32x193x1()3。

晶體的密度為---------------------------9?cmi=-----------g-cm，

%(axlOlo)(bxlOIO)(cx10」°)°

abc/VA

3.（2021?江西新余市?高三二模）氨、磷、碑、鐵、鈦等元素及其化合物在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、科技和國防建設(shè)中有

著許多獨(dú)特的用途。

I.如LiFePO”是新型鋰離子電池的電極材料，可采用FeCy、NHJ12Po_,、LiCl和苯胺等作為原料制

備。

（1）基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為.,NH4H2PO&中，除氫元素外，其余三種元素第一電離能最大

的是.（填元素符號）。

(2)FeCy的熔點(diǎn)為306℃,沸點(diǎn)為315℃,FeCy的晶體類型是,

(3)苯胺（NH?）和NH4HzPO」中的N原子雜化方式分別為

(4)苯胺和甲苯相對分子質(zhì)量接近，但苯胺熔點(diǎn)比甲苯的高，原因是

II.氨、磷、碑、睇等第VA族元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中用途廣泛。

（5）白磷在氯氣中燃燒可以得到PC1；和PCk，其中氣態(tài)PC1.分子的立體構(gòu)型為

（6）研究發(fā)現(xiàn)固態(tài)PJ和PBr5均為離子晶體，但其結(jié)構(gòu)分別為［PC1J［PJ］和［PBrJ，分析PC%

和PBr5結(jié)構(gòu)存在差異的原因是

（7）睇酸亞鐵晶胞如圖所示，其晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,?=/?=/=90°,則:

①錦酸亞鐵的化學(xué)式為

②晶體的密度為g-cm-（設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）。

【答案】3d64s2N分子晶體sp\sp3苯胺和甲苯都是分子晶體，苯胺中N原子容易形成

分子間氫鍵，其熔點(diǎn)偏高三角錐Br一半徑較大，無法形成［PB%］-Fe（SbO3）2

792

血X10-21NA

【詳解】

I.（1）鐵原子序數(shù)為26,按構(gòu)造規(guī)律知，基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。同周期元素第一電離能從

左到右有增大的趨勢，但當(dāng)電子排布有半充滿結(jié)構(gòu)，第一電離能較高，則N的第一電離能高于O元素，同

主族元素第一電離能從上到下依次減小，則N的第一電離能高于P元素，則NH4H2PO4中，除氫元素外,

其余三種元素N、。和P的第一電離能最大的是N（填元素符號）。

（2）FeC§的熔點(diǎn)為306℃,沸點(diǎn)為315℃,氯化鐵的熔沸點(diǎn)較低，則FeC§的晶體類型是分子晶體。

（3）苯胺（0一附心中N含有1對孤電子對、價(jià)層電子對數(shù)為4,則苯胺中N原子雜化方式為sp3、

NH4H2PO4中的N原子沒有孤電子對、價(jià)層電子對數(shù)為4,雜化方式為sp3。

（4）苯胺和甲苯可構(gòu)成分子晶體，苯胺和甲苯相對分子質(zhì)量接近，但苯胺熔點(diǎn)比甲苯的高，則苯胺分子

間的作用力更強(qiáng)，從苯胺的結(jié)構(gòu)可知，苯胺中N原子容易形成分子間氫鍵，使其熔點(diǎn)偏高、甲苯分子間則

不存在氫鍵，甲苯熔點(diǎn)比苯胺低。

II.（5）P03分子內(nèi)中心原子P孤電子對數(shù)=與一=1、價(jià)層電子對數(shù)=3+1=4,故為sp3雜化、空間構(gòu)

型為三角錐形。

（6）固態(tài)PCL和PB「5均為離子晶體，但其結(jié)構(gòu)分別為［PC1J［PC16］和［PBE「B「原因是：Br-半

徑較大，而C1-半徑較小，所以P周圍可以容納6個(gè)C「，能形成伊。6］，而無法容納6個(gè)Br、即無法形

成［PB』。

（7）①睇酸亞鐵晶胞如圖所示，據(jù)圖可知一個(gè)晶胞中含有Sb原子的個(gè)數(shù)為8X'+2=4,O原子的個(gè)數(shù)

4

為4x4+10=12,Fe?+的個(gè)數(shù)為8x1+1=2，貝慨酸亞鐵的化學(xué)式為Fe（SbC）3）2。

28

122x4+16x12+56x2792

②晶胞的質(zhì)量為--------------------g=R—g,其晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,

792

a=￡=y=90。，則晶體的體積為2改!11113=21^乂10一2%3,晶體的密度為-3

1112lg-cmo

abcxiO-NA

4.（2021?貴州貴陽市?高三二模）鐵是一種重要的金屬，鐵元素也是人體必需的微量元素之一.鐵及其化合

物在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用.回答下列問題：

(1)氯化鐵溶液用于檢驗(yàn)食用香精乙酰乙酸乙酯時(shí)，會生成紫色配合物，其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示.該配合

物中基態(tài)鐵離子的價(jià)電子排布式為碳原子的雜化軌道類型為

OCJHJ

(2)鐵氯化鉀K3[Fe(CN)6]溶液是檢驗(yàn)Fe2+常用的試劑，lmol[Fe(CN)6r中所含。鍵的數(shù)目為

(3)鐵的晶體中鐵原子有三種堆積方式，其中兩種品胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，下列說法正確的是

a.a—Fe的空間利用率為74%

b.y-Fe品胞中鐵原子的配位數(shù)為12

c.a-Fe延展時(shí)，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閥-Fe

d.金屬鐵導(dǎo)電是由于通電時(shí)自由電子作定向移動(dòng)

(4)Fe與Ca位于同一周期且最外層電子構(gòu)型相同，鐵的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均比鈣的高，其原因是.

(5)有一種藍(lán)色晶體，它的結(jié)構(gòu)特征是Fe?*和Fe?+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，立方體的每一條棱

上均有一個(gè)CN，K+位于立方體的某個(gè)合適的位置上，由此可知該晶體的化學(xué)式為；立方體中

Fe3+間連接起來形成的空間構(gòu)型為.

(6)FeS?晶體的晶胞如圖所示，晶胞邊長為anm.設(shè)NA為阿伏加羅常數(shù)的值，則晶體密度的計(jì)算表達(dá)

3

式為g-cm-;晶胞中Fe?+位于S7所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為nm.

【答案】3d5sp2sp312NAbdFe的原子半徑比Ca的原子半徑小，價(jià)電子數(shù)更多，金屬

鍵更強(qiáng)KFe[Fe(CN)6]正四面體竺等t叵

a-NA2

【分析】

根據(jù)鐵原子的電子排布式和Fe3+的電子排布式寫出Fe"的價(jià)電子排布式：根據(jù)鐵氯化鉀K3[Fe(CN)6]的結(jié)

構(gòu)，判斷該結(jié)構(gòu)中所含b鍵的數(shù)目；根據(jù)a-Fe屬于體心立方堆積，y-Fe屬于面心立方最密堆積判斷正

確選項(xiàng)；根據(jù)Fe和Ca的結(jié)構(gòu)，由金屬鍵判斷熔沸點(diǎn)高低的原因；根據(jù)題中信息，計(jì)算晶體的化學(xué)式；根

據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，由“均攤法”進(jìn)行晶胞的相關(guān)計(jì)算；據(jù)此解答。

【詳解】

(1)Fe的原子序數(shù)為26,核內(nèi)26個(gè)質(zhì)子，核外26個(gè)電子，其電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s,Fe3+

是Fe原子失去最外層2個(gè)電子和次外層一個(gè)電子形成的，則鐵離子的價(jià)電子排布式為3d5；該配合物中，

甲基和乙基上的碳原子形成4個(gè)6鍵且不含孤電子對，雜化軌道數(shù)目為4,碳原子雜化方式為sp，雜化，碳

碳雙鍵、酯基中C碳原子形成3個(gè)c鍵且不含孤電子對，雜化軌道數(shù)目為3,碳原子雜化方式為sp2雜化；

答案為3d5；sp2,sp\

(2)[Fe(CN)6產(chǎn)中Fe3+與CN-之間形成配位鍵，屬于6鍵、CN-中C原子與N原子之間形成1個(gè)0鍵,[Fe(CN)6產(chǎn)

含有12個(gè)。鍵，lmol[Fe(CN)6產(chǎn)離子中所含。鍵的數(shù)目為12NA；答案為12NA。

a—Fe屬于體心立方堆枳，空間利用率為68%,故a錯(cuò)誤;

7-Fe屬于面心立方最密堆積，面心立方最密堆積配位數(shù)為12,故b正確;

c.金屬延展時(shí)，金屬鍵不變，金屬結(jié)構(gòu)不變，所以a—Fe延展時(shí)，不可能轉(zhuǎn)變?yōu)閥-Fe,故c錯(cuò)誤；

d.金屬鐵的導(dǎo)電性是由于在Fe中含有自由移動(dòng)的電子，在通電時(shí)自由電子改作定向移動(dòng)形成電流，故d

正確：

答案為bd。

（4）Fe與Ca位于同一周期且最外層電子構(gòu)型相同，鐵的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)均比鈣的高，是因?yàn)槎呔鶠榻饘倬?/p>

體，金屬鍵越強(qiáng)，熔沸點(diǎn)越高，F(xiàn)e的原子半徑比Ca的小，價(jià)電子數(shù)更多，金屬鍵更強(qiáng)；答案為Fe的原子

半徑比Ca的原子半徑小，價(jià)電子數(shù)更多，金屬鍵更強(qiáng)。

（5）某藍(lán)色晶體中，F(xiàn)e2\Fe?+分別占據(jù)立方體互不相鄰的頂點(diǎn)，F(xiàn)e2\Fe3+個(gè)數(shù)都是4x1=0.5,立方體的

每條棱上均有一個(gè)CN,CN-個(gè)數(shù)=12x'=3,根據(jù)電荷守恒得K+個(gè)數(shù)="~0?5><2~05><3=05,所以Fe2+^

41

Fe3\CN\K+個(gè)數(shù)之比=0.5:0.5:3:0.5=1:1:6:1,所以該晶體的化學(xué)式為KFe[Fe（CN）H；立方體中F&+間連

接起來形成的空間構(gòu)型為正四面體形；答案為KFe[Fe（CN）k；正四面體。

1.1

（6）晶胞邊長為anm=axl（y7cm,晶胞體積V=（axl（?7cm）3,該晶胞中Fe?+個(gè)數(shù)=l+12x—=4,S；個(gè)數(shù)=8x-

48

Im4M4xl20xl02148xl023

+6x^=4,其晶體密度片歹=可再正書g-cm"F^g-cm，=F^g.cnr3；晶胞中Fe?+

位于S：所形成的八面體的體心,該正八面體的邊長為每個(gè)面對角線長度的一半,即正八面體的邊長=^a;

2

4.8x1023

答案為

3—ac

aNA2

5.（2021?天津高三三模）N、P、S、Cu、Sn元素形成的化合物質(zhì)性質(zhì)豐富，研究較多。

（1）基態(tài)Cu原子核外電子排布式為。

S

（2）硫眼（||）分子中氮、碳的雜化類型分別為、o

H,N—C—NH,

（3）P、S的第二電離能。2）的大小關(guān)系為L（P）12岔）（填“>”“<”或"="），原因是

+

（4）[CU（NH3）2]不穩(wěn)定遇到氧氣被氧化成深藍(lán)色的[CU（NH,）4『，試回答下列問題:

①[Cu(NHjJ+配位數(shù)為，含有0鍵的數(shù)目為個(gè)。

②NH3的空間結(jié)構(gòu)為

③上述反應(yīng)可用于檢驗(yàn)氨氣中的痕量。2，寫出該反應(yīng)的離子方程式___________

(5)CU2S11S3屬于立方晶體,如下圖所示,

Os

OCuSn

2/31/3

其晶胞參數(shù)為a=0.5428nm,阿伏加德羅常數(shù)為NA，S原子填充在Cu,(Sn-)構(gòu)成的正四面體空隙中,

則晶胞中正四面體的空隙填充率為,則Cu?SnS3密度為g<01-3(列出計(jì)算式)。

【答案】次仃35。4slsp3sp2<S+的價(jià)電子排布式為：3s23P3,屬于半滿結(jié)構(gòu)，能量低，穩(wěn)定,

++?+

難失去電子416三角錐形4[Cu(NH31]+8NH3+O2+4H=4[CU(NH3)4]+2H2O

以x(0.5428x10-7)3

【詳解】

(1)基態(tài)Cu原子核電荷數(shù)是29,核外3d能級上10個(gè)電子、4s能級上1個(gè)電子為其價(jià)電子，則Cu原子核

外電子排布式為[Ar]3d；

(2)每個(gè)N原子形成的共價(jià)鍵有2個(gè)N-H鍵、1個(gè)N-C鍵，且還含有1個(gè)孤電子對，所以N原子價(jià)層電子

對個(gè)數(shù)是3,根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型為sp3；每個(gè)C原子形成的共價(jià)鍵有2個(gè)C-N鍵、

1個(gè)C=s鍵，根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型分別為sp2；

(3)P+的價(jià)電子排布式為3s23P2,S+的價(jià)電子排布式為：3s23P3,屬于半滿結(jié)構(gòu)，能量低，穩(wěn)定，難失去電

子，所以I2(p)<l2(s);

(4)①[Cu(NH3)4]2+中的配體為NH3,有4個(gè)配體，所以配位數(shù)為4,即4個(gè)。鍵，NH3中3個(gè)N-H鍵，有

3個(gè)o鍵,故。鍵總數(shù)為3x4+4=16；

②NH3的價(jià)層電子對數(shù)=3+(5-3xl)/2=4,一對孤電子對，所以空間構(gòu)型為三角錐形；

③[Cu(NHj,『在氨氣中遇到氧氣被氧化成深藍(lán)色的[CU(NHJ4廣，則氨作為配合物，需要2個(gè)NH3,

Cu元素化合價(jià)從+1升至+2,則0元素化合價(jià)從。降至-2,變價(jià)2x2=4,則[Cu(NH3),了前配系數(shù)4,根

據(jù)電荷守恒和Cu?+在酸性環(huán)境才能存在，則離子反應(yīng)方程式為：4[CU(NH3)]+8NH3+O2+4H+=4

2+

[CU(NH3)4]+2H2O；

(5)CuzSnSs的晶胞中，S原子填充在Cux(Snm)構(gòu)成的正四面體空隙個(gè)數(shù)為8,其中有4個(gè)被填充，則晶胞

21

中正四面體的空隙填充率為50%,在?個(gè)晶胞中，S在晶胞內(nèi)部，為4個(gè)，一Cu和一Sn在頂點(diǎn)和面」:，數(shù)

33

2I3

4x32+4x(-x64+X118.7)-x342.7

目為8x1/8+6x1/2=4,根據(jù)

p=—=----------------------------------g?cm4

-73-----------------7rr3gvm

VNAx(0.5428xlO)NAx(0.5428xlO)

6.(2021?河南高三三模)磷酸鐵鋰電池以容量高、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流充放電、電化學(xué)性能穩(wěn)定、使

用安全、對環(huán)境無污染而備受青睞，其總反應(yīng)式為LiFeP04+6CW|TLLrFeP04+LixC6。

(1)基態(tài)Fe2+與Fe3+的最外層電子數(shù)之比為。

(2)上述電池中可用Co原子代替Fe原子，它們的各級電離能(kJ-mo「)數(shù)據(jù)如下:

i.kLLIs

Fe762.51561.9295752907240

Co760.41648323249507670

I,(Co)>I3(Fe)的原因是

(3)石墨是六方品系，其硬度小而熔沸點(diǎn)高，原因分別是、；石墨中碳原子的價(jià)

層電子對數(shù)為,雜化軌道類型為

(4)磷酸鐵鋰電池的負(fù)極材料為Li原子嵌入兩層石墨層中間形成的晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，乙晶體的

化學(xué)式為。在晶胞中，石墨層中最近的兩個(gè)碳碳原子間的距離是142pm,石墨層與層間的距離

是335Pm,則甲晶體的密度為g-cm-3(列出表達(dá)式即可，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

甲

【答案】14：13Co?+的價(jià)電子排布式為3d7,Fe?+的價(jià)電子排布式為3d6,Fe?+易失去1個(gè)電子變?yōu)?/p>

3d$的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間的作用力為范德華力，可以滑動(dòng)，故硬度小石墨中同

2

層原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)故熔沸點(diǎn)高3spLiC12

__________79__________

9^X1422X335X10-30N,

2A

【詳解】

(1)鐵元素的原子序數(shù)為26,亞鐵離子和鐵離子的最外層電子排布式為3s23P63d6和3s23P63d5,則最外層

電子數(shù)之比為14:13,故答案為：14:13；

(2)Cd+離子的價(jià)電子排布式為3d7,Fe2+離子的價(jià)電子排布式為3d6,Fe?+離子再失去1個(gè)電子形成F5十

離子的價(jià)電子排布式為3d5,3d5為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則與Co?+離子相比，F(xiàn)e2+離子易失去1個(gè)電子形成

Fe3+離子,導(dǎo)致鉆元素的第三電離能大于鐵元素的第三電離能，故答案為：Co2+的價(jià)電子排布式為3d7，F(xiàn)e2+

的價(jià)電子排布式為3d6,Fe?+易失去1個(gè)電了?變?yōu)?d$的穩(wěn)定結(jié)構(gòu);

(3)石墨是過渡型晶體，空間結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間的作用力為范德華力，可以滑動(dòng)，故硬度小,

同層原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故熔沸點(diǎn)高，石墨晶體同層中每個(gè)碳原子與3個(gè)碳原子以共價(jià)鍵

相結(jié)合，則碳原子的價(jià)層電子對數(shù)為3,雜化軌道類型為sp?雜化，故答案為：石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之

間的作用力為范德華力，可以滑動(dòng)，故硬度?。皇型瑢釉又g以共價(jià)鍵結(jié)合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)故熔沸點(diǎn)高；

3；sp2；

(4)由乙晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中鋰原子的原子個(gè)數(shù)為4X1=!，碳原子的個(gè)數(shù)為8X?+2=6,則

822

晶胞的化學(xué)式為LiC⑵由甲晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中鋰原子的原子個(gè)數(shù)為8X：=1,碳原子的個(gè)數(shù)為

8

8X1+2=6,晶胞的化學(xué)式為LiC6,設(shè)晶胞的密度為dg/cn?,由晶胞的質(zhì)量公式可得：？叵

22

79

7+12x6

w

X1422X335X10Xd=一-----故答案為：LiCi2；

79

—X1422X335X10-3<)N°

2A

7.（2021.山東青島市.高三二模）HgCL稀溶液可用作外科手術(shù)刀消毒劑，HgCL晶體熔點(diǎn)較低，熔融狀態(tài)

下不導(dǎo)電。

（1）HgCb屬于化合物（填“離子”或“共價(jià)”）。

（2）HgCb和不同濃度NH3-NH4cl反應(yīng)得到某種含汞化合物的晶胞結(jié)構(gòu)M如圖所示：（部分微粒不在晶胞

內(nèi)）

①寫出該含汞化合物的化學(xué)式___________O

②M中/HNH（填“大于”、“小于”、或“等于”）NH3中的/HNH,分析原因___________。

③該含汞化合物晶體在水中的溶解性（填“可溶”或"難溶”），分析原因___________。

④在晶胞中C1原子a的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（；，；，1）,則Hg原子b的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為；晶胞的體積為V

cm3,則該晶體的密度為g-cm_3o

【答案】共價(jià)Hg（NH3）2Cl2大于在M中氮原子的孤電子對填充到汞離子的空軌道形成共價(jià)鍵，

對N-H鍵的斥力減弱，因此M中NHNH比NH3中的變大可溶該分子可以與水分子形成分子間氫

【詳解】

（1）因?yàn)镠gCL晶體熔點(diǎn)較低，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，所以HgCL屬于共價(jià)化合物；

（2）①由圖可知一個(gè)Hg連接2個(gè)N%和4個(gè)C1,2個(gè)NH3被一個(gè)Hg完全占有，而每個(gè)C1均被兩個(gè)Hg

平分，則一個(gè)Hg擁有2個(gè)CL所以該含汞化合物的化學(xué)式為Hg（NH3）2Cb;

②在M中含有NH3,NH3中N原子存在孤電子對，該孤電子對填充到汞離子的空軌道形成共價(jià)鍵，對N-H

鍵的斥力減弱，導(dǎo)致M中幾個(gè)N-H鍵之間的鍵角增大，所以ZHNH比Ng中的變大，即M中/HNH大

于NH3中/HNH；

③該含汞化合物晶體中含有較多的NH3,在水中會與水分子形成分子間的氫鍵，導(dǎo)致物質(zhì)的溶解性增強(qiáng)，

故該晶體在水中可溶；

31

④由圖可知Hg原子b的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(1,0,-)；

用均攤方法計(jì)算，在晶胞中含有C1數(shù)目為：8xl+2xl+8xi=4,含有Hg原子數(shù)為：1+2X1=2,含有

8242

N%分子4個(gè)，晶胞的體積為Vcn?,則該晶體的密度為：

%.542?200.5+4?g4611.3

g-cm。

VgN1

VgNA

8.(2021?陜西寶雞市?高三二模)照相底片定影時(shí)，常用定影液硫代硫酸鈉(Na2s2O3)溶解未曝光的漠化

銀(AgBr),生成含NasIAgSC^］的廢定影液再向其中加入Na2s使NaslAgSC^］中的銀轉(zhuǎn)化為

Ag?S,使定影液再生。將Ag2s在高溫下轉(zhuǎn)化為Ag,達(dá)到回收銀的目的。

回答下列問題：

(1)元素周期表中，銅、銀、金位于同一副族相鄰周期，則基態(tài)銀原子的價(jià)層電子排布式為

乙二胺(H?NCH2cH2NH2)是一種有機(jī)化合物，與Cd+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是

(2)S2O；離子結(jié)構(gòu)如圖所示，寫出一種等電子體其結(jié)構(gòu)中3鍵的類型為

(3)寫出AgBr溶于Na2s2O3溶液反應(yīng)的離子方程式。NaslAgGzO,%］中存在的作用力有

(填化學(xué)鍵類型)，銀離子的配位數(shù)是。

(4)在空氣中灼燒Ag2s生成Ag和SO?,SO2分子中心原子的雜化類型為，分子的空間構(gòu)型

為，與C02構(gòu)型不同的原因是,由此判斷H?。的鍵角HQ+的鍵角。

(5)用X射線衍射法可測定阿伏加德羅常數(shù)。金的X射線衍射圖象可知晶胞屬于面心立方晶胞?若金原子

的半徑為rem,金的密度為pg-cm',摩爾質(zhì)量為Mg-moL,列出計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)的算式___________

(用含a,P,M的表達(dá)式表示)。

(6)從組成的角度分析Ag2cCh比Ag2s的分解溫度低的原因是o

【答案】4d5sl乙二胺的兩個(gè)N提供孤對電子給CM+形成配位鍵SO：P-PG鍵

32

AgBr+2S2O^=[Ag(S2O3)2]-+Br-離子鍵、共價(jià)鍵、配位犍2spV形硫原子上

孤電子對存在對共價(jià)鍵的排斥作用使鍵角變小小于以=4"3PmHAg+對CO/中氧離子

的吸引，在加熱條件下使碳氧鍵斷裂，釋放出CO?氣體

【詳解】

(1)已知基態(tài)銅原子的價(jià)層電子排布式為：3d'°4s'，元素周期表中，銅、銀、金位于同一副族相鄰周期，

故基態(tài)銀原子的價(jià)層電子排布式為4di°5si，由于乙二胺(H?NCH2cHzNH?)中兩個(gè)-NH2的N原子上均有

孤電子,均能與C#+等金屬離子形成配位鍵,故能與Ci?+等金屬離了?形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，故答案為：4d5sl：

乙二胺的兩個(gè)N提供孤對電子給CV+形成配位鍵；

(2)等電子體是指原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)相等的分子，因S和O的價(jià)電子數(shù)相等，故S2O；等電子體

為SO：,其結(jié)構(gòu)中。鍵是S原子的3P軌道和O原子的2P軌道重疊形成的，故。鍵的類型為P-P。鍵，故答

案為：SO：；P-Pc鍵；

(3)由題干信息可知，硫代硫酸鈉(Na2s2O3)溶解未曝光的濱化銀(AgBr),生成含Na3[Ag(S2O3)2],AgBr

溶于Na2s2。3溶液反應(yīng)的方程式為：AgBr+2Na2S2O3=Na3rAg(S2O,)2]+NaBr,故離子方程式為：

3

AgBr+2s2。：=[Ag(S2O3)2]-+Br-,

Na3[Ag(S2C)3)2]中存在的作用力有Na+與[Ag(S2O3)2廣之間的離子鍵、[Ag(S2C>3)2廣內(nèi)部中有s原子

和O原子間的共價(jià)鍵和Ag+與S2。；-之間的配位鍵，[Ag(S2()3)2廣中銀離子的配位數(shù)是2,故答案為：

3-

AgBr+2S2O^=[Ag(S2O,)21+離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵；2；

(4)在空氣中灼燒Ag2s生成Ag和SO2,SO2分子中心原子S原子周圍形成2個(gè)6鍵，含有的孤電子對

數(shù)為：1(6-2x2)=l,故中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3,故雜化類型為sp2,分子的空間構(gòu)型為V形，CO2

中C原子沒有孤電子時(shí)，導(dǎo)致C=0之間的排斥力減小，故鍵角增大，故SO2與C02構(gòu)型不同的原因是硫原

子上孤電子對存在對共價(jià)鍵的排斥作用使鍵角變小，由于H2。中0原子存在2對孤電子對，H3O+中0原

子存在1對孤電子對，由此判斷H2。的鍵角小于H3O+的鍵角，故答案為：sp2；V形；硫原子上孤電子

對存在對共價(jià)鍵的排斥作用使鍵角變小；小于；

(5)設(shè)阿伏加德羅常數(shù)NA,已知金的晶胞屬于面心立方晶胞，故一個(gè)晶胞中含有8X』+6XL=4個(gè)金原

82

子，設(shè)晶胞的邊長為xcm,若金原子的半徑為rem,可知:4r=72x＞即x=2板rem,又金的密度為pg-cm",

-1

摩爾質(zhì)量為Mg-moP,列出為：4M=NA(2&r)3P,故計(jì)算阿伏加德羅常數(shù)的算式為：NA=^=--mol,

故答案為：&=4盤pmo「'；

(6)由于S2-的半徑大于。2?的半徑，Ag+對CO；中氧離子的吸引，在加熱條件下使碳氧鍵斷裂，釋放出

CO2氣體，導(dǎo)致Ag2cCh比Ag2s的分解溫度低，故答案為：Ag+對CO；中氧離子的吸引，在加熱條件卜使

碳氧鍵斷裂，釋放出C02氣體。

9.(2021.海南海口市.高三三模)金屬Ni可以與Mg、C形成一種化合物M,M是一種新型超導(dǎo)體，它的臨

界溫度為8K?；卮鹣铝袉栴}：

(1)在基態(tài)Mg原子中，核外存在__________對自旋相反的電子。

(2)碳在礦物中，通常以碳酸鹽形式存在。根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，可推知CO；的空間構(gòu)型為

,其中碳原子的雜化軌道類型為oNaHCCh的溶解度比Na2cCh的小，其原因是HCO

;在水溶液中易形成多聚離子，請解釋HCO；形成多聚離子的原因是。

(3)Ni的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為。區(qū)分晶體Ni和非晶體Ni的最可靠的科學(xué)方法為

。向綠色的NiSCU溶液中滴加過量的氨水，溶液會變成深藍(lán)色，其原因是溶液中生成了一種六

配體的配離子，該配離子的化學(xué)式為。

(4)已知M的晶胞(a=p=y=90。)結(jié)構(gòu)如下圖所示，則M的化學(xué)式為。其晶胞參數(shù)為：a=b=

c=dpm,該晶體的密度為g?cmB(列出計(jì)算式)

【答案】6平面三角形sp2HCC)3中的-OH可以與另一HCC>3中的氧原子形成氫鍵，故可形成多

213

2+

聚體3d84s2X射線衍射法[Ni(NH3)dMgCNi3dxl(y3()N

【詳解】

(1)Mg元素為12號元素，核外電子排布為Is22s22P63s2,同一軌道中最多有兩個(gè)自旋方向的電子，Mg原

子所占軌道均排滿，所以有6對自旋相反的電子；

(2)CO：中C原子的價(jià)層電子對數(shù)為3+土力@巳=3,不含孤電子對，所以空間構(gòu)型為平面三角形，碳

2

原子為sp2雜化；HCO；中含有-OH可以與另一HCO：中的氧原子形成域鍵，故可形成多聚體；

(3)Ni元素為28號元素，核外電子排布為［Ar］3d84s2,價(jià)層電子排布式為3d84s2；區(qū)分晶體和非晶體的最

科學(xué)方法為X射線衍射法；氨水中含有大量N%分子，N%分子中N原子有孤電子對，而Ni?+存在空軌道，

二者可以形成配位鍵，根據(jù)題意配位數(shù)為6,所以該配離子為［砧例比卜產(chǎn)；

(4)根據(jù)均攤法，晶胞中Mg原子的個(gè)數(shù)為8x：=l,Ni原子的個(gè)數(shù)為6x：=3,C原子的個(gè)數(shù)為1,所以

82

59x3+12+24,,,,

化學(xué)式為MgCNi3；晶胞的質(zhì)量為m=——------g,晶胞的體積為V=d3pm3=cPxl(y30cm3,則晶體密度為

inJ

片菽歷而；g-Cm'°

10.(2021.四川成都市?石室中學(xué)高三三模)氮元素在農(nóng)藥生產(chǎn)及工業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域用途非常廣泛。請根

據(jù)提示回答下列問題：

(1)N原子的最外層電子排布式為一，在第二周期元素中，第一電離能大于N的元素有一種。

(2)NH3是重要的配體，如［CU(NH3)4］2+,NH3分子的VSEPR模型為,其中H—N—H的鍵角為107.3。，

則［Cu(NH3)4產(chǎn)中H—N—H的鍵角―107.3。(填“大于”“小于”“等于")。

(3)甲基胺離子(CH3NH；)的電子式為,其中存在的共價(jià)鍵類型為一(填極性鍵、非極性鍵、配位

鍵)。已知(CH3)2NH比N%接收質(zhì)子的能力強(qiáng)，可能的原因是。

(4)2-甲基毗呢(［(a)是類似于苯的芳香化合物，分子中N原子的雜化類型為一。Imol該物質(zhì)中含有的

。鍵數(shù)目為一.

(5)已知氨在一定條件下可形成一種立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z軸投影圖均如圖所示

①晶胞的棱長為apm,則該晶體的密度為_g/cm"寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式，設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

②請畫出該立方晶胞沿體對角線方向的投影圖一。

HH

【答案】2s22P32四面體形大于［H：C：N：Hr極性鍵和配位健甲基的供電子能力強(qiáng)于

HH

氫原子，導(dǎo)致N原子電子云密度增大，接收質(zhì)子的能力強(qiáng)sp214NA^^X1O30◎

【詳解】

(1)N原子為第二周期VA族，則最外層電子排布式為2s22P3；在第二周期元素中，第一電離能大于N的

元素有Ne、F,合計(jì)2種；

(2)NH3的價(jià)層電子對數(shù)為4,VSEPR模型為四面體構(gòu)型，NFh分子中存在孤電子對，［Cu(NH3)4盧中孤電

子對已形成配位鍵，不再有孤對電子；NH3中孤電子對與成鍵電子對之間排斥力更大，使成鍵電子對之間的

夾角更小，則H—N—H的鍵角大于107.3%

HH

(3)甲基胺離子(CH3NH；)的電子式為存在的共價(jià)鍵類型為C-H、N-H、C-N極性鍵，N-H

HH

配位鍵；甲基供電子能力強(qiáng)于氫原子，甲基越多，N原子的電負(fù)性更強(qiáng)，接收質(zhì)子能力更強(qiáng)，則(CH3)2NH

比N%接收質(zhì)子的能力強(qiáng)。

(4)N原子有兩個(gè)。鍵，一對孤電子對，另一個(gè)單電子參與形成兀鍵，故為SP2雜化；分子中含有7條C-H

◎鍵，5條C-Cc鍵，2條C-Nc鍵，合計(jì)14條6鍵，則1mol該物質(zhì)中含有的。鍵數(shù)目為14NA。

(5)①根據(jù)題意可知，此時(shí)氨形成的晶體類型為體心立方堆積，配位數(shù)為8,每個(gè)晶胞中含有2個(gè)NH”

17x234Go

密度二斤嬴而可§W=？N；

②正方體的角對角線的投影為正六邊形，圖像為

11.(2021.黑龍江哈爾濱市.哈九中高三二模)金屬元素及其化合物在