2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)提升訓(xùn)練第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第19講晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點三突破物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題微考點1物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用

微考點1物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合應(yīng)用1．(2024·福建漳州檢測)礦物藥M具有補血功效，結(jié)構(gòu)如圖所示。X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的元素，原子序數(shù)之和為51，Y和Z同主族，四種元素中只有W為金屬，W3＋的價層電子為半充溢結(jié)構(gòu)。下列說法錯誤的是(D)A．簡潔氫化物的穩(wěn)定性：Y>ZB．該物質(zhì)易被氧化，需密封保存C．W與Y之間可以形成多種化合物D．X2Y的鍵角大于ZYeq\o\al(2－,4)的鍵角[解析]具有補血功能，四種元素中只有W為金屬，W3＋的價層電子為半充溢結(jié)構(gòu)，則W為Fe。X形成一個單鍵，且可以形成氫鍵，則X為H，同時可得Y為O；X、Y、Z和W原子序數(shù)之和為51，Y和Z同主族，則Z為S。非金屬性：O>S，故簡潔氫化物的穩(wěn)定性：Y(O)>Z(S)，A項正確；該物質(zhì)中Fe為＋2價，易被氧化，需密封保存，B項正確；W和Y可以形成FeO、Fe2O3、Fe3O4等，C項正確；H2O的分子構(gòu)型為V形，鍵角為104.5°，SOeq\o\al(2－,4)中S實行sp3雜化，為正四面體構(gòu)型，鍵角為109.5°，鍵角：H2O<SOeq\o\al(2－,4)，D項錯誤。2．(2024·廣東汕頭模擬)鎳鈷錳三元材料LiNixCoyMnzO2是一類新型鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。(1)錳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2，鎳、鈷、錳三種基態(tài)原子中未成對電子數(shù)最多是Mn。(2)鎳可以形成多種協(xié)作物，如Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4等。①上述兩種協(xié)作物都存在的化學(xué)鍵是bc(填字母)。a．離子鍵 B.配位鍵c．極性鍵 D.非極性鍵②Ni(CO)4常溫下難溶于水，易溶于CCl4中，可推知其為非極性分子(填“極性分子”或“非極性分子”)。③[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。(3)MnO和CoO具有相同的晶體類型，其熔點大小依次為CoO>MnO。(4)鋰離子電池目前廣泛接受溶有LiPF6的碳酸酯作為電解液。①LiPF6各元素的第一電離能從大到小的依次為F>P>Li。②常見溶劑碳酸乙烯酯()中碳原子的雜化方式是sp2、sp3。(5)LiCoO2的晶胞是六棱柱，其結(jié)構(gòu)如圖所示，鎳鈷錳三元材料中Ni和Mn取代了部分Co的位置：晶胞中含Li原子數(shù)為9，若晶胞的底邊邊長為anm，高為cnm，x∶y∶z＝1∶1∶1，則LiNixCoyMnzO2晶胞的密度為eq\f(9×7＋3×59＋3×59＋3×55＋18×16,\f(3\r(3),2)a2cNA×10－21)g·cm－3(列出計算式)。[解析](1)錳是25號元素，則錳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2，鎳、鈷、錳三種基態(tài)原子的價層電子排布式分別為3d84s2、3d74s2、3d54s2，故它們基態(tài)原子中的未成對電子數(shù)分別為2、3、5，則未成對電子數(shù)最多的是Mn。(2)①Ni(CO)4中不存在離子鍵，a錯誤；Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4都存在配位鍵，b正確；Ni(CO)4中有C和O之間的極性鍵，[Ni(NH3)6]SO4中有N—H、S—O之間的極性鍵，c正確；Ni(CO)4、[Ni(NH3)6]SO4都不存在非極性鍵，d錯誤。②H2O是極性分子，CCl4是非極性分子，依據(jù)“相像相溶”原理可知，Ni(CO)4常溫下難溶于水，易溶于CCl4中，可推知其為非極性分子；③[Ni(NH3)6]SO4中陰離子即SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)中中心原子S四周的價層電子對數(shù)為4，依據(jù)價層電子對互斥模型可知，其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。(3)由于MnO和CoO均為離子晶體，它們離子所帶電荷數(shù)相同，Mn2＋的半徑大于Co2＋的半徑，故MnO的離子鍵比CoO的離子鍵弱，故其熔點大小依次為CoO>MnO。(4)①依據(jù)第一電離能的變更規(guī)律：同一周期主族元素從左往右電離能呈增大趨勢，第ⅡA族與第ⅢA族、第ⅤA族與第ⅥA族反常，同一主族從上往下電離能依次減小，故LiPF6各元素的第一電離能從大到小的依次為F>P>Li；②常見溶劑碳酸乙烯酯()中含有碳氧雙鍵的C原子四周形成了3個σ鍵，則該原子接受sp2雜化，其余碳原子四周形成了4個σ鍵，接受sp3雜化。(5)由題干晶胞圖示可知，晶胞中含Li原子數(shù)為9，若晶胞的底邊長為anm，高為cnm，x∶y∶z＝1∶1∶1，得x＝y(tǒng)＝z，即一個晶胞中含有9個Li、3個Ni、3個Co、3個Mn和18個O，則一個晶胞的質(zhì)量為m＝eq\f(9×7＋3×59＋3×59＋3×55＋18×16,NA)g，一個晶胞的體積為V＝eq\f(3\r(3),2)a2c×10－21cm3，故其密度為ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(9×7＋3×59＋3×59＋3×55＋18×16,\f(3\r(3),2)a2cNA×10－21)g·cm－3。歸納拓展：1推斷中心原子的雜化軌道類型(1)依據(jù)價層電子對數(shù)推斷價層電子對數(shù)雜化軌道類型2sp3sp24sp3(2)有機化合物中上的C原子都是sp2雜化，CC－中的C原子是sp雜化，中的C原子是sp3雜化。2晶胞計算中的重要關(guān)系(1)面對角線長＝eq\r(2)a；體對角線長＝eq\r(3)a(a代表棱長)；(2)體心立方積累4r＝eq\r(3)a(r為原子半徑)；(3)面心立方積累4r＝eq\r(2)a(r為原子半徑)。3計算晶體的密度：對于立方晶胞，可建立如下求算途徑可得關(guān)系式：ρ＝eq\f(n×M,a3×NA)(a表示晶胞棱長，ρ表示密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，n表示1mol晶胞所含基本粒子或特定組合的物質(zhì)的量，M表示摩爾質(zhì)量)。【對點訓(xùn)練】1．(2024·云南、吉林、黑龍江、安徽四省聯(lián)考)陰離子POeq\o\al(3－,4)和二脲基有機小分子能通過一種弱相互作用形成超分子陰離子協(xié)作物，如下圖所示(圖中省略陰離子協(xié)作物中部分原子)。下列關(guān)于該陰離子協(xié)作物的說法正確的是(B)A．其中基態(tài)原子中未成對電子數(shù)最多的元素只有一種B．二脲基有機小分子中N—H中的H和POeq\o\al(3－,4)中的O形成氫鍵C．所含元素原子的雜化軌道類型只有一種D．其中基態(tài)原子的第一電離能最大的元素為O[解析]該陰離子協(xié)作物中含有H、C、N、O、P，其對應(yīng)基態(tài)原子中未成對電子數(shù)依次是1、2、3、2、3，A項錯誤；N、O元素的電負(fù)性較大，N—H鍵中共用電子對偏向N原子，使得H原子呈正電性，因此二脲基有機小分子中N—H的H和POeq\o\al(3－,4)中的O形成氫鍵，B項正確；苯環(huán)上的C以及形成雙鍵的C原子為sp2雜化，形成單鍵的N原子為sp3雜化；POeq\o\al(3－,4)中P原子的價層電子對數(shù)為4＋eq\f(5＋3－4×2,2)＝4，實行sp3雜化，C項錯誤；第一電離能：N>P，N>O>H>C，D項錯誤。2．(2024·山東卷，16節(jié)選)探討籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義?；瘜W(xué)式為Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6的籠形包合物四方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(H原子未畫出)，每個苯環(huán)只有一半屬于該晶胞。晶胞參數(shù)為a＝b≠c，α＝β＝γ＝90°。回答下列問題：(1)基態(tài)Ni原子的價電子排布式為3d84s2，在元素周期表中位置為第四周期第Ⅷ族。(2)晶胞中N原子均參與形成配位鍵，Ni2＋與Zn2＋的配位數(shù)之比為2∶3；x∶y∶z＝2∶1∶1；晶胞中有d軌道參與雜化的金屬離子是Zn2＋、Ni2＋。(3)的堿性隨N原子電子云密度的增大而增加，其中堿性最弱的是。[解析](2)由題干晶胞示意圖可知，一個晶胞中含有Ni2＋個數(shù)為2×eq\f(1,2)＝1，Zn2＋個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，含有CN－個數(shù)為8×eq\f(1,2)＝4，NH3個數(shù)為8×eq\f(1,4)＝2，苯環(huán)個數(shù)為4×eq\f(1,2)＝2，則該晶胞的化學(xué)式為Ni(CN)4·Zn(NH3)2·2C6H6。晶胞中每個N原子均參與形成配位鍵，Ni2＋四周形成的配位鍵數(shù)目為4，Zn2＋四周形成的配位鍵數(shù)目為6，則Ni2＋與Zn2＋的配位數(shù)之比為4∶6＝2∶3。x∶y∶z＝4∶2∶2＝2∶1∶1。Zn2＋的配位數(shù)為6，