第五章　第7講　物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題-2025年高中化學(xué)高考備考

第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第7講物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合題課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對接能從微粒的空間排布及其相互作用的角度對生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究中的簡單案例進(jìn)行分析，舉例說明物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的應(yīng)用價值，如配合物在生物、化學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，氫鍵對于生命的重大意義物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查2023全國乙，T35；2023全國甲，T35；2023北京，T15；2023山東，T16；2023年1月浙江，T17；2023年6月浙江，T17；2022全國乙，T35；2022北京，T15；2022廣東，T20；2022重慶，T18；2022湖南，T18；2022河北，T17；2022福建，T141.宏觀辨識與微觀探析：能從原子、分子水平分析常見物質(zhì)及其反應(yīng)的微觀特征；能聯(lián)系物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)解釋宏觀現(xiàn)象；能從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)說明同類物質(zhì)的共性和不同類物質(zhì)性質(zhì)的差異及原因。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能對復(fù)雜的化學(xué)問題情境中的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析以建立相應(yīng)的模型；能選擇不同模型綜合解釋或解決復(fù)雜的化學(xué)問題命題分析預(yù)測物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)是全國卷的選考內(nèi)容，也是部分省市單獨(dú)命題的基本考查內(nèi)容?？疾榈闹R點(diǎn)瑣碎，常選用新穎素材創(chuàng)設(shè)命題情境，綜合考查原子的核外電子排布，電離能、電負(fù)性大小比較，分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，晶胞的相關(guān)計算等，考查考生對微觀粒子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)知能力，體現(xiàn)了對宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查考點(diǎn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的綜合考查1.物質(zhì)結(jié)構(gòu)常見考點(diǎn)剖析（1）以原子或離子結(jié)構(gòu)為主線的考查角度（2）以分子結(jié)構(gòu)為主線的考查角度（3）以晶體結(jié)構(gòu)為主線的考查角度2.性質(zhì)比較及解釋類問題模型構(gòu)建（1）“原因解釋”類試題的解題流程（2）模型構(gòu)建敘述結(jié)構(gòu)→闡述原理→得出結(jié)論1.[以原子或離子結(jié)構(gòu)為主線考查][2022全國乙]鹵素單質(zhì)及其化合物在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題：（1）氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有ad，其中能量較高的是d。（填標(biāo)號）a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2（2）鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成無色晶體X和紅棕色液體Y。X為CsCl。解釋X的熔點(diǎn)比Y高的原因CsCl是離子晶體，ICl是分子晶體。（3）α－AgI晶體中I－離子作體心立方堆積（如圖所示），Ag＋主要分布在由I－構(gòu)成的四面體、八面體等空隙中。在電場作用下，Ag＋不需要克服太大的阻力即可發(fā)生遷移。因此，α－AgI晶體在電池中可作為固體電解質(zhì)。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則α－AgI晶體的摩爾體積Vm＝12×5043×10－36NAm3·mol－解析（1）因?yàn)榛鶓B(tài)氟原子的電子排布式是1s22s22p5，其中b、c不是9個電子，不能表示氟原子的核外電子排布，故選ad；3p能級的能量高于3s能級，從2p能級激發(fā)1個電子到3s能級比從2p能級激發(fā)2個電子到3p能級需要的能量低，故a和d相比，d能量較高。（2）鹵化物CsICl2受熱發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，則反應(yīng)前后Cs、I均為＋1價，Cl為－1價，因此生成的無色晶體X是CsCl，紅棕色液體Y是ICl。CsCl是離子晶體，而ICl是分子晶體，故CsCl的熔點(diǎn)比ICl的高。（3）因?yàn)?個α－AgI晶胞含有2個Ag＋，即2個AgI，其體積V晶胞＝5043×10－36m3，故α－AgI晶體的摩爾體積Vm＝12×V晶胞·NA＝12×5043×10－36NAm3·mol－2.[以分子結(jié)構(gòu)為主線考查][2022廣東]硒（Se）是人體必需微量元素之一，含硒化合物在材料和藥物領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。自我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）效應(yīng)以來，AIE在發(fā)光材料、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。一種含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路線如下：（1）Se與S同族，基態(tài)硒原子價電子排布式為4s24p4。（2）H2Se的沸點(diǎn)低于H2O，其原因是水分子之間可以形成氫鍵。（3）關(guān)于Ⅰ～Ⅲ三種反應(yīng)物，下列說法正確的有BDE。A.Ⅰ中僅有σ鍵B.Ⅰ中的Se—Se鍵為非極性共價鍵C.Ⅱ易溶于水D.Ⅱ中原子的雜化軌道類型只有sp與sp2E.Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O電負(fù)性最大（4）Ⅳ中具有孤對電子的原子有Se、O。（5）硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為H2SeO4＞H2SeO3（填“＞”或“＜”）。（6）我國科學(xué)家發(fā)展了一種理論計算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程?；衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。①X的化學(xué)式為K2SeBr6。②設(shè)X的最簡式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，則X中相鄰K之間的最短距離為12×34×Mrρ×NA×解析（1）Se位于第四周期，與S同族，為第ⅥA族元素，最外層電子數(shù)為6，所以基態(tài)硒原子價電子排布式為4s24p4。（2）水分子之間可以形成氫鍵，所以H2Se的沸點(diǎn)低于H2O的。（3）苯環(huán)中碳原子為sp2雜化，六個碳原子之間存在大π鍵，所以Ⅰ中不僅有σ鍵，還有大π鍵，A錯誤；Se—Se鍵為非極性共價鍵，B正確；Ⅱ?yàn)榈湫偷臒N類有機(jī)物，難溶于水，C錯誤；Ⅱ中碳碳雙鍵和苯環(huán)中的碳原子均為sp2雜化，碳碳三鍵中的碳原子為sp雜化，D正確；同一周期，從左到右元素電負(fù)性逐漸增大，同一主族，從上到下元素電負(fù)性逐漸減小，所以Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O電負(fù)性最大，E正確。（5）H2SeO4和H2SeO3可表示為（HO）2SeO2和（HO）2SeO，H2SeO3中Se為＋4價，而H2SeO4中Se為＋6價，H2SeO4中Se的正電性高，導(dǎo)致Se—O—H中O的電子向Se偏移，更易電離出H＋，所以硒的兩種含氧酸的酸性強(qiáng)弱為H2SeO4＞H2SeO3。（6）①由題圖可知，的個數(shù)為6×12＋8×18＝4，K位于晶胞內(nèi)，K的個數(shù)為8，所以X的化學(xué)式為K2SeBr6。②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)沿x、y、z軸方向的投影可得相鄰K之間的最短距離為邊長的12，設(shè)邊長為anm，則ρ＝4×Mr（a×10－7）3×NA，所以a＝34×3.[以晶體結(jié)構(gòu)為主線考查][2023全國甲]將酞菁－鈷酞菁－三氯化鋁復(fù)合嵌接在碳納米管上，制得一種高效催化還原二氧化碳的催化劑?；卮鹣铝袉栴}：（1）圖1所示的幾種碳單質(zhì)，它們互為同素異形體，其中屬于共價晶體的是金剛石，C60間的作用力是范德華力。 圖1（2）酞菁和鈷酞菁的分子結(jié)構(gòu)如圖2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p軌道能提供一對電子的N原子是③（填圖2酞菁中N原子的標(biāo)號）。鈷酞菁分子中，鈷離子的化合價為＋2，氮原子提供孤對電子與鈷離子形成配位鍵。（3）氣態(tài)AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在，其空間結(jié)構(gòu)如圖3a所示，二聚體中Al的軌道雜化類型為sp3。AlF3的熔點(diǎn)為1090℃，遠(yuǎn)高于AlCl3的192℃，由此可以判斷鋁氟之間的化學(xué)鍵為離子鍵。AlF3結(jié)構(gòu)屬立方晶系，晶胞如圖3b所示，F(xiàn)－的配位數(shù)為2。若晶胞參數(shù)為apm，晶體密度ρ＝84NA（a×10－10解析（1）題圖1所示物質(zhì)為碳元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體。金剛石是碳原子間通過共價鍵形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為共價晶體；石墨屬于混合型晶體，C60為典型的分子晶體；碳納米管是納米級石墨晶體，C60間的作用力是范德華力。（2）酞菁分子中所有原子共平面，由酞菁的結(jié)構(gòu)可知，酞菁分子中間有一個空腔，由8個碳原子和8個氮原子圍成，這個空腔存在一個18電子的大π鍵，其中兩個—NH—基團(tuán)各提供兩個p電子，其他的氮原子和碳原子各提供一個p電子，故p軌道能提供一對電子的N原子是③號N原子，鈷酞菁分子中鈷離子的化合價為＋2，氮原子提供孤對電子與鈷離子形成配位鍵。（3）根據(jù)AlCl3形成的二聚體結(jié)構(gòu)，可知每個Al和4個Cl成鍵，雜化軌道類型為sp3。AlF3的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于AlCl3，則AlF3為離子晶體，鋁氟之間形成的是離子鍵。由AlF3中的原子個數(shù)比，可知該晶胞中頂點(diǎn)為Al3＋，棱上為F－，則與F－距離最近的Al3＋有2個，即F－的配位數(shù)為2。1個晶胞中Al3＋數(shù)目為8×18＝1，F(xiàn)－數(shù)目為12×14＝3，即1個晶胞中含1個AlF3，根據(jù)晶胞的參數(shù)可知，晶體密度ρ＝84NA1.[2021湖南]硅、鍺（Ge）及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為，晶體硅和碳化硅熔點(diǎn)較高的是SiC（填化學(xué)式）；（2）硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX4。SiX4的熔沸點(diǎn)SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7①0℃時，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液態(tài)的是SiCl4（填化學(xué)式），沸點(diǎn)依次升高的原因是SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均為分子晶體，分子晶體的熔沸點(diǎn)由分子間作用力（范德華力）決定，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高，氣態(tài)SiX4分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體；②SiCl4與N－甲基咪唑（）反應(yīng)可以得到M2＋，其結(jié)構(gòu)如圖所示：N－甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為sp2、sp3，H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹＞C＞H，1個M2＋中含有54個σ鍵；（3）如圖是Mg、Ge、O三種元素形成的某化合物的晶胞示意圖。①已知化合物中Ge和O的原子個數(shù)比為1∶4，圖中Z表示O原子（填元素符號），該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4；②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm，α＝β＝γ＝90°，則該晶體的密度ρ＝7.4×1023NAabcg·cm－3（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、解析（1）硅原子核外有14個電子，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，其最外層的電子排布圖為；晶體硅、碳化硅均屬于共價晶體，原子半徑Si＞C，故鍵長C—Si＜Si—Si，鍵能C—Si＞Si—Si，則熔點(diǎn)碳化硅＞晶體硅。（2）①0℃對應(yīng)273K，由表中數(shù)據(jù)可分析出0℃時，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4中呈液態(tài)的為SiCl4。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，分子晶體的熔沸點(diǎn)由分子間作用力（范德華力）決定，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高，因此SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4熔沸點(diǎn)依次升高；SiX4分子的中心原子的價層電子對數(shù)＝4＋4－4×12＝4，根據(jù)價層電子對互斥模型判斷該分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體。②根據(jù)雜化軌道理論可分析出N－甲基咪唑分子中碳原子的雜化軌道類型為sp2和sp3；同周期主族元素從左到右，電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性N＞C，CH4中H顯正價，C顯負(fù)價，則電負(fù)性C＞H，故電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹＞C＞H；單鍵為σ鍵，雙鍵中一個為σ鍵，一個為π鍵，故1個M2＋中含有54個σ鍵。（3）①根據(jù)均攤法，晶胞中X的個數(shù)為8×18＋6×12＋3＋4×14＝8，Y的個數(shù)為4，Z的個數(shù)為16，由于Ge與O的原子個數(shù)比為1∶4，故圖中Z表示O原子；該化合物的化學(xué)式為Mg2GeO4。②該晶胞質(zhì)量為4×（24×2+73+16×4）NAg，體積為a×10－7×b×10－7×c×10－7cm3，所以晶體密度為2.[2022重慶]配位化合物X由配體L2－（如圖）和具有正四面體結(jié)構(gòu)的[Zn4O]6＋構(gòu)成。（1）基態(tài)Zn2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）。（2）L2－所含元素中，電負(fù)性最大的原子處于基態(tài)時電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為啞鈴形；每個L2－中采取sp2雜化的C原子數(shù)目為8個，C與O之間形成σ鍵的數(shù)目為8個。（3）X晶體內(nèi)部空腔可吸附小分子，要增強(qiáng)X與H2O的吸附作用，可在L2－上引入BC。（假設(shè)X晶胞形狀不變）A.—Cl B.—OHC.—NH2 D.—CH3（4）X晶體具有面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞由8個結(jié)構(gòu)相似的組成單元（如圖）構(gòu)成。X晶胞的組成單元X晶胞的組成單元的對角面中[Zn4O]6＋與L2－配位示意圖①晶胞中與同一配體相連的兩個[Zn4O]6＋的不同之處在于排列方向不同或取向不同。②X晶體中Zn2＋的配位數(shù)為4。③已知鍵長為dnm，理論上圖中A、B兩個Zn2＋之間的最短距離的計算式為3a－2dnm。④已知晶胞參數(shù)為2anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，L2－與[Zn4O]6＋的相對分子質(zhì)量分別為M1和M2，則X的晶體密度為3M1＋M2a3N解析（1）基態(tài)Zn原子核外有30個電子，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，則基態(tài)Zn2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。（2）L2－所含元素有C、H、O，其中電負(fù)性最大的為O，基態(tài)O原子電子占據(jù)的最高能級為2p，其電子云輪廓圖為啞鈴形。L2－中苯環(huán)上碳原子、形成碳氧雙鍵的碳原子采取sp2雜化，每個L2－中采取sp2雜化的C原子共8個。單鍵為σ鍵，雙鍵含1個σ鍵，故C與O之間形成σ鍵的數(shù)目為8個。（3）要增強(qiáng)X與H2O的吸附作用，引入的基團(tuán)需能與H2O形成氫鍵，因此可在L2－上引入—OH、—NH2。（4）①由題圖知，晶胞中與同一配體相連的兩個[Zn4O]6＋的不同之處在于排列方向不同或取向不同。②1個[Zn4O]6＋上、下、左、右、前、后共有6個L2－，每個L2－與[Zn4O]6＋形成2個Zn←O配位鍵，1個[Zn4O]6＋含有4個Zn←O配位鍵，則1個[Zn4O]6＋中Zn2＋形成的配位鍵數(shù)目為6×2＋4＝16，1個Zn2＋的配位數(shù)為4。③圖中A、B兩個Zn2＋之間的最短距離為晶胞組成單元的體對角線長度－Zn—O鍵長的2倍，即（3a－2d）nm。④X晶胞的組成單元中，[Zn4O]6＋的個數(shù)為8×18＝1，L2－的個數(shù)為12×14＝3，該組成單元的質(zhì)量為3M1＋M2NAg，體積為（a×10－7cm）3，則X的晶體密度為3M1＋M2NAg÷（a1.硼（B）、鈷（Co）和錳（Mn）形成物質(zhì)時比較復(fù)雜和變化多端。（1）基態(tài)Co的價層電子排布式為3d74s2，在第二周期主族元素中，第一電離能比B低的元素是Li。（2）硝酸錳是工業(yè)制備中常用的催化劑，Mn（NO3）2中NO3－的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；寫出兩種與NO3－互為等電子體的微粒的化學(xué)式：CO32（3）①偏硼酸根離子的一種無限長的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其化學(xué)式可表示為（BO2）nn－（或BnO2n圖1②一種五硼酸根離子的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中B原子的雜化方式為sp3、sp2。圖2解析（1）Co是27號元素，其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d74s2；同一周期主族元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而整體呈增大的趨勢，但第ⅡA族元素的第一電離能大于第ⅢA族元素，第ⅤA族元素的第一電離能大于第ⅥA族元素，所以第二周期主族元素中第一電離能比B低的元素是Li。（2）NO3－的中心原子N的價層電子對數(shù)為3＋5+1－3×22＝3，沒有孤電子對，NO3－的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形；與NO3－互為等電子體的粒子含有4個原子、價電子總數(shù)為24，有CO32－、SO3、BF3等。（3）①根據(jù)“均攤法”，無限長的鏈?zhǔn)狡鹚岣x子結(jié)構(gòu)中，一個B原子占有O原子的數(shù)目為1＋2×12＝2，所以其化學(xué)式可表示為（BO2）nn－或BnO2nn－。2.[2024浙江名校聯(lián)考]鈣鈦礦材料具有可設(shè)計性，其吸光能力遠(yuǎn)高于晶硅材料。鈣鈦礦常由H、N、O、Ca、Ti、鹵素等元素形成。（1）基態(tài)Ti原子的價電子排布圖為。與Ti位于同一周期且含有相同未成對電子數(shù)的主族元素為Ge、Se。（2）下列說法正確的是BC（填字母）。A.CH3NH3＋中C原子與B.N、O元素的第二電離能大小順序?yàn)镺＞NC.CaTiO3的組成元素的電負(fù)性大小順序是O＞Ti＞CaD.SiCl4的相對分子質(zhì)量大于SiO2，所以SiCl4的沸點(diǎn)大于SiO2解析（1）Ti為22號元素，基態(tài)Ti原子的電子排布式為[Ar]3d24s2，價電子排布圖為。Ti的未成對電子數(shù)為2，與Ti位于同一周期且含有相同未成對電子數(shù)的主族元素，其電子排布式為[Ar]3d104s24p2、[Ar]3d104s24p4，對應(yīng)元素分別為Ge、Se。（2）CH3NH3＋中C原子形成4個σ鍵，無孤電子對，雜化類型為sp3，N原子形成4個σ鍵（其中1個為配位鍵），無孤電子對，雜化類型為sp3，A項(xiàng)錯誤；O元素失去1個電子后2p能級為半充滿結(jié)構(gòu)，則O的第二電離能大于N的第二電離能，B項(xiàng)正確；CaTiO3的組成元素的電負(fù)性大小順序是O＞Ti＞Ca，C項(xiàng)正確；SiCl4為分子晶體，SiO2為共價晶體，SiCl4的沸點(diǎn)小于SiO2，D3.[2023貴州貴陽部分中學(xué)質(zhì)檢]某科研團(tuán)隊(duì)報道了一組鐵銅雙金屬有機(jī)化合物用于催化在水汽置換條件下的苯甲醛還原反應(yīng)。已知鐵銅雙金屬有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示（R代表的是烴基，L代表的是復(fù)雜基團(tuán)）。（1）基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1。（2）該物質(zhì)中碳元素的雜化方式為sp、sp2、sp3。（3）如表是Fe和Cu部分電離能的數(shù)據(jù)，請解釋I2（Fe）小于I2（Cu）的主要原因：Cu失去一個電子后成為Cu＋，Cu＋的價電子排布式是全充滿的3d10，再失去第二個電子時，需要的能量比較多，F(xiàn)e失去一個電子后成為Fe＋，其價電子排布式為3d64s1，再失去第二個電子，需要的能量相對較低。元素FeCu第一電離能I1/（kJ·mol－1）759746第二電離能I2/（kJ·mol－1）15611958（4）Cu可以形成多種配合物，[Cu（NH3）4]2＋是常見的配合物，具有對稱的空間結(jié)構(gòu)。其中兩個NH3被兩個CN－取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu（NH3）4]2＋的空間結(jié)構(gòu)為正方形，一個CN－中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為1∶2。（5）NH3可以與多種金屬離子形成絡(luò)合物，且NH3極易溶于水，原因與氫鍵有關(guān)，則NH3的一水合物的結(jié)構(gòu)式為，理由是NH3·H2O是由于NH3和H2O之間存在氫鍵而形成的，其結(jié)構(gòu)可能有2種情況：，根據(jù)NH3·H2O?NH4＋＋OH－，可以推測正確的結(jié)構(gòu)式為。（6）以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。Fe和Cu在自然界常以硫化物的形式存在，一種四方結(jié)構(gòu)的晶胞結(jié)構(gòu)及部分原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)如下。xyzCu000Fe0.50.50寫出該晶胞中距離Cu（0，0，0）最近的S的坐標(biāo)參數(shù)：（34，14，18）、（14，34，18）、（14，14，38）解析（1）銅是29號元素，基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d104s1。（2）飽和碳原子是sp3雜化，五元碳環(huán)中碳原子是sp2雜化，—CO中碳原子是sp雜化。（4）根據(jù)[Cu（NH3）4]2＋的組成判斷其空間結(jié)構(gòu)應(yīng)該是正四面體形或者正方形，其中兩個NH3被兩個CN－取代的產(chǎn)物有兩種，所以是正方形。CN－中C、N之間是三鍵，所以一個CN－中σ鍵和π鍵的數(shù)目之比為1∶2。（6）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，在該晶胞中距離Cu（0，0，0）最近的S原子有三個，坐標(biāo)參數(shù)分別是（34，14，18）、（14，34，18）、（14，14，38），根據(jù)均攤法可知，一個該晶胞中有4個銅原子、4.[2023山東濟(jì)寧檢測改編]鋰離子電池能夠成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，主要基于其擁有較高的能量重量比和能量體積比等多項(xiàng)特性，正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰材料等。（1）工業(yè)上以FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺（）為原料制備磷酸亞鐵鋰?；鶓B(tài)Cl原子的價電子的軌道表示式為，其在元素周期表中的位置為第三周期第ⅦA族，O、N、P的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞N＞P。（2）鋰離子電池可采用離子液體作為電解質(zhì)，兩種離子液體的結(jié)構(gòu)分別為。1mol化合物Ⅰ中含有23molσ鍵；化合物Ⅱ中陽離子的空間結(jié)構(gòu)為四面體形。傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑大多易揮發(fā)，而離子液體有相對難揮發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，原因是有機(jī)溶劑通過分子間作用力結(jié)合而成，而離子液體通過陰、陽離子結(jié)合形成離子鍵，離子鍵作用力大于分子間作用力。（3）實(shí)驗(yàn)室可利用硝酸錳受熱分解制備錳的一種氧化物（晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示）。①該錳的氧化物中Mn的化合價為＋4，請在下圖中畫出沿z軸方向的投影圖。②已知Mn和O的半徑分別為mpm和npm，則該晶體的空間利用率為4π（2m3解析（1）氯原子的價電子排布式為3s23p5，價電子的軌道表示式為；Cl是第三周期第ⅦA族元素；同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大，O的電負(fù)性大于N，同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減小，N的電負(fù)性大于P，故電負(fù)性O(shè)＞N＞P。（2）1mol化合物Ⅰ中含有23molσ鍵?；衔铫蛑嘘栯x子的中心原子N的價層電子對數(shù)為4＋5－1－42＝4，N采取sp3雜化，陽離子的空間結(jié)構(gòu)為四面體形。傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑都是不帶電的分子，通過分子間作用力結(jié)合而成，而離子液體通過陰、陽離子結(jié)合形成離子鍵，離子鍵作用力大于分子間作用力，故離子液體相對難揮發(fā)。（3）①由題圖可知，1個錳的氧化物晶胞中Mn的個數(shù)為1＋18×8＝2，O的個數(shù)為2＋12×4＝4，則該錳的氧化物的化學(xué)式為MnO2，O的化合價為－2，則Mn的化合價為＋4。該晶胞沿z軸方向的投影圖為。②該晶體的1個晶胞中含有2個Mn和4個O，已知Mn和O的半徑分別為mpm和npm，1個晶胞中Mn和O的總體積為（43πm3×2＋43πn3×4）pm3＝43π（2m3＋4n3）pm3，1個晶胞的體積為a2bpm3，該晶胞的空間利用率為435.[雙氫鍵][2023廣西南寧測試]科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)氮化硼負(fù)載鎳（Ni/BN）催化劑在甲烷和二氧化碳的催化重整的反應(yīng)中具有優(yōu)異的抗積炭性能。制備金剛石型BN的一種方法為NaBH4BH+H2O（OH）3NH（1）基態(tài)鎳原子的M層電子排布式為3s23p63d8。（2）上述制備方法中涉及的B、C、N、O元素，第一電離能由大到小的排序是N＞O＞C＞B。（3）BH4－轉(zhuǎn)變?yōu)锽（OH）3后，B原子的雜化軌道類型由sp3變?yōu)閟p2（4）分子之間除范德華力外，還有可能形成氫鍵，處于不同環(huán)境的氫原子也有可能顯不同的電性，帶相反電性的兩個氫原子會形成一種新的作用力，叫雙氫鍵。比較沸點(diǎn)：氨硼烷（H3N—BH3）＞（填“＞”“＜”或“＝”）乙烷（H3C—CH3），并說明原因氨硼烷分子間既能形成氫鍵又能形成雙氫鍵，增強(qiáng)了氨硼烷分子間的相互作用，使沸點(diǎn)大幅升高。（5）MgxNiyH2x是一種儲氫材料。MgxNiyH2x晶胞形狀為如圖立方體，Ni原子占據(jù)頂點(diǎn)和面心，Mg處于八個小立方體的體心。該化合物的化學(xué)式為Mg2NiH4，已知該晶體的密度為ρg·cm－3，則Ni和Mg之間的最短距離為3444ρNA×34×1010解析（1）鎳為28號元素，基態(tài)Ni原子的M層電子排布式為3s23p63d8。（2）同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，但由于基態(tài)N原子的2p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，故其第一電離能大于O的第一電離能，則第一電離能N＞O＞C＞B。（3）BH4－中B原子形成4個B—H鍵，B原子周圍有4個成鍵電子對，無孤電子對，采取sp3雜化，B（OH）3中每個B原子形成3個B—O鍵，且不含孤電子對，采取sp2雜化。（4）電負(fù)性N＞H＞B，則H3N—BH3中與N相連的H呈正電性，與B相連的H呈負(fù)電性，由題意可知，氨硼烷（H3N—BH3）分子間既能形成氫鍵又能形成雙氫鍵，增強(qiáng)了氨硼烷分子間的作用力，因此氨硼烷的沸點(diǎn)高于乙烷的沸點(diǎn)。（5）Ni位于頂點(diǎn)和面心，其個數(shù)為8×18＋6×12＝4，Mg處于八個小立方體的體心，其個數(shù)為8，根據(jù)該儲氫材料的化學(xué)式MgxNiyH2x可知，該化合物的化學(xué)式為Mg2NiH4，則晶胞的質(zhì)量為4×111NAg，又晶體的密度為ρg·cm－3，故晶胞的棱長為34×111NAρcm，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，Ni和Mg的最短距離為晶胞體對角線長度的6.[2023山東濰坊模擬]氫燃料的儲存是氫燃料電池應(yīng)用的關(guān)鍵，儲氫材料能可逆地大量吸放氫，在氫的儲存與輸送過程中是一種重要載體?；卮鹣铝袉栴}：（1）某種鑭鎳合金儲氫材料的晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。基態(tài)Ni原子核外有2個未成對電子。（2）晶體結(jié)構(gòu)單元中La原子的配位數(shù)為18，該合金的密度約為0.33g·cm－3，則該晶體結(jié)構(gòu)單元的體積為6.6×109pm3（保留兩位有效數(shù)字，已知阿伏加德羅常數(shù)的值為6.02×1023）。（3）鈉鋁合金儲氫后的化學(xué)式為NaAlH4，其陰離子的中心原子的價電子對數(shù)為4，該離子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形。（4）十二氫－N－乙基咔唑（）是一種有機(jī)儲氫材料，該材料儲氫后的脫氫是技術(shù)關(guān)鍵，PdCu/rGO合金催化劑能在較低溫度下使其達(dá)到脫氫的目的。脫氫機(jī)理如圖。儲氫后的十二氫－N－乙基咔唑?yàn)閳D中的X，則X中碳原子的雜化方式有1種，鈀銅合金納米催化劑中微粒之間的作用力是金屬鍵，脫氫的化學(xué)方程式是催化劑＋6H2↑。解析（1）基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為[Ar]3d84s2，3d能級上有2個未成對電子。（2）以該結(jié)構(gòu)單元中上層面心上的La為研究對象，由圖中數(shù)據(jù)知，距其最近的Ni個數(shù)為1