2019屆高考化學壓軸題預測專題04物質結構與性質.docx

專題04 物質結構與性質1.氮化硼（BN）是一種重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂為起始物，經過一系列反應可以得到BF3和BN，如下圖所示：請回答下列問題： (1)由B2O3制備BF3、BN的化學方程式依次是 、 。(2)基態(tài)B原子的電子排布式為_；B和N相比，電負性較大的是_，BN中B元素的化合價為_。(3)在BF3分子中，F-B-F的鍵角是_，B原子的雜化軌道類型為_，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4，BF4-的立體結構為_。(4)在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中，層內B原子與N原子之間的化學鍵為_，層間作用力為_；(5)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有_個氮原子、_個硼原子，立方氮化硼的密度是 gcm-3（只要求列算式，不必計算出數值。阿伏伽德羅常數為NA）?！敬鸢浮?1) B2O3+3 CaF2+3H2SO42 BF3+3 Ca SO4+3H2O B2O3+2NH32BN+3 H2O(2) 1s22s22p1，N，+3 (3) 120，sp2，正四面體(4) 共價鍵（極性鍵），分子間作用力 (5) 4，4，?！窘馕觥?1) 依據信息，書寫化學方程式，依次為：B2O3+3 CaF2+3H2SO42 BF3+3 Ca SO4+3H2O B2O3+2NH32BN+3 H2O。(2) 基態(tài)B原子的電子排布式為1s22s22p1；B和N相比，電負性較大的是N，BN中B元素的化合價為+3。(3) 在BF3分子中，B原子雜化方式：sp2，鍵角是120。BF4-中心原子價層電子對為4，孤電子對為0，空間構型為正四面體。(4) 在與石墨結構相似的六方氮化硼晶體中，層內B原子與N原子之間的化學鍵為共價鍵（極性鍵），層間作用力為分子間作用力。(5) 立方氮化硼，其結構與金剛石相似，立方氮化硼晶胞中含有4個氮原子、4個硼原子，其密度為2.砷化鎵（GaAs）是優(yōu)良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式_。(2)根據元素周期律，原子半徑Ga_As，第一電離能Ga_As。（填“大于”或“小于”）(3)AsCl3分子的立體構型為 _，其中As的雜化軌道類型為_。(4)GaF3的熔點高于1000，GaCl3的熔點為77.9，其原因是 。(5)GaAs的熔點為1238，密度為gcm-3，其晶胞結構如圖所示。該晶體的類型為 , Ga與As以_鍵鍵合。Ga和As的摩爾質量分別為MGa gmol-1 和MAs gmol-1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏伽德羅常數值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為_?！敬鸢浮?1) Ar3d104s24p3 (2) 大于；小于 (3) 三角錐形；sp3 (4) GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體(5) 原子晶體；共價； 【解析】(1) 基態(tài)As原子的核外電子排布式Ar3d104s24p3。(2) 根據元素周期律，同一周期，自左向右，半徑遞減，第一電離能遞增，原子半徑Ga大于As，第一電離能Ga小于As。(3) AsCl3分子的價層電子對為4，孤電子對為1，立體構型為三角錐形；As的雜化軌道類型為sp3。(4) GaF3的熔點高于1000，GaCl3的熔點為77.9，其原因是GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體。(5) GaAs的晶胞結構跟金剛石相同，屬于原子晶體，Ga與As以共價鍵鍵合，其空間利用率為原子的體積除以晶胞的體積，依據已知質量和密度，計算晶胞體積，進而計算：3.VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現出多種氧化態(tài)，含VIA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。請回答下列問題：(1)S單質的常見形式為S8，其環(huán)狀結構如下圖所示，S原子采用的軌道雜化方式是 ；(2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為 ；(3)Se原子序數為 ，其核外M層電子的排布式為 ；(4)H2Se的酸性比H2S (填“強”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構型為 ，SO32-離子的立體構型為_ ；(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.710-3和2.510-8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2102，請根據結構與性質的關系解釋： H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因： H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因： ；(6) ZnS在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應用廣泛。立方ZnS晶體結構如下圖所示，其晶胞邊長為540.0 pm，密度為_(列式并計算)，a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為_pm(列式表示)?！敬鸢浮?1) sp3(2) OSSe(3) 34 3s23p63d10(4) 強 平面三角形 三角錐形(5) 第一步電離后生成的負離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子H2SeO3和H2SeO4可表示為：(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中Se為+4價，H2SeO4中Se為+6價，正電性更高，導致SeOH的電子更向Se偏移，越易電離出H+。（6）【解析】(1) S原子的孤電子對為2，鍵合電子對為2，價層電子對為4，雜化方式為sp3。(2) 同主族，自上而下，第一電離能依次減小，O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順 序為OSSe。(3) Se原子序數為34，其核外M層電子的排布式為3s23p63d10。(4) H2Se的酸性比H2S強。氣態(tài)SeO3分子價層電子對為3，立體構型平面三角形，SO32-離子的價層電子對為4，立體構型為 三角錐形；(5) 請根據結構與性質的關系解釋：H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因：第一步電離后生成的負離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子；H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因：H2SeO3和H2SeO4可表示為：(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中Se為+4價，H2SeO4中Se為+6價，正電性更高，導致SeOH的電子更向Se偏移，越易電離出H+。(6) 密度=質量/體積，離子間的距離為體對角線的/4，則答案為4.硅是重要的半導體材料，構成了現代電子工業(yè)的基礎。回答下列問題:(1)基態(tài)Si原子中，電子占據的最高能層符號 ，該能層具有的原子軌道數為 、電子數為 。(2)硅主要以硅酸鹽、 等化合物的形式存在于地殼中。(3)單質硅存在與金剛石結構類似的晶體，其中原子與原子之間以 相結合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻 個原子。(4)單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介質中反應制得SiH4,，該反應的化學方程式為 。(5)碳和硅的有關化學鍵鍵能如下所示，簡要分析和解釋下列有關事實:硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是 SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是 (6)在硅酸鹽中，SiO44-四面體(如下圖(a)通過共用頂角氧離子可形成島狀、鏈狀、層狀、骨架網狀四大類結構型式。圖(b)為一種無限長單鏈結構的多硅酸根；其中Si原子的雜化形式為 。Si與O的原子數之比為 ，化學式為 【答案】(1) M 9 4(2) 二氧化硅(3) 共價鍵 3(4) Mg2Si + 4NH4Cl= SiH4+ 4NH3+ 2MgCl2(5) C-C和C-H較強，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中的Si-Si和的鍵能低，易斷裂，導致長鏈硅 烷難以形成。C-H鍵能大于C-O，C-H比C-O穩(wěn)定。而Si-H鍵能小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si-O鍵(6) sp3 1:3 SiO32- 或SiO3n2n-【解析】 (1) 基態(tài)Si原子中，電子占據的最高能層符號M，該能層具有的原子軌道數為9、電子數為4。(2) 硅主要以硅酸鹽、二氧化硅等化合物的形式存在于地殼中。(3) 單質硅存在與金剛石結構類似的晶體，其中原子與原子之間以共價鍵相結合，其晶胞中共有8個原子，其中在面心位置貢獻3個原子。(4) 單質硅可通過甲硅烷(SiH4)分解反應來制備。工業(yè)上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介質中反應制得SiH4,，該反應的化學方程式為Mg2Si + 4NH4Cl= SiH4+ 4NH3+ 2MgCl2。(5) 硅與碳同族，也有系列氫化物，但硅烷在種類和數量上都遠不如烷烴多，原因是C-C和C-H較強，所形成的烷烴穩(wěn)定，而硅烷中的Si-Si和的鍵能低，易斷裂，導致長鏈硅烷難以形成。SiH4的穩(wěn)定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是C-H鍵能大于C-O，C-H比C-O穩(wěn)定，而Si-H鍵能小于Si-O鍵，所以Si-H鍵不穩(wěn)定而傾向于形成穩(wěn)定性更強的Si-O鍵。(6) SiO44-中Si原子的雜化形式為sp3，Si原子為1，O原子為2+21/2=3，Si與O的原子數之比1:3，化學式為SiO32- 或SiO3n2n-。5.早期發(fā)現的一種天然二十面體準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}：(1)準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位子序的獨特晶體，可通過 方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有_個未成對電子，Fe3+的電子排布式為_，可用硫氰化鉀檢驗Fe3+，形成的配合物的顏色為_。(3)新制備的Cu(OH)2可將乙醛氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O，乙醛中碳原子的雜化軌道類型為_，1mol乙醛分子中含鍵的數目為_，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是 。Cu2O為半導體材料，在其立方晶體內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，該晶胞中有 個銅原子。(4)Al單質為面心立方晶體，其晶胞參數a=0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數為 ，列式表示Al單質的密度_g/cm3(不必計算出結果)?！敬鸢浮?1) X射線衍射(2) 4 1s22s22p63s23p63d5 血紅色(3) sp3和sp2 6NA 乙酸存在分子間氫鍵 164276.021023(0.40510-7)3(4) 12 【解析】(1) 準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位子序的獨特晶體，可通過X射線衍射方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。(2) 基態(tài)Fe原子3d軌道排布式為3d5，3d有5個軌道，有4個未成對電子，Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，可用硫氰化鉀檢驗Fe3+，形成的配合物的顏色為血紅色。(3) CH3CHO中碳原子的雜化軌道類型為為sp3和sp2，1mol乙醛分子中含鍵的數目為6NA，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是乙酸存在分子間氫鍵，Cu2O為半導體材料，在其立方晶體內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，O原子數目為8，該晶胞中有16個銅原子。(4) Al單質為面心立方晶體，晶胞中鋁原子的配位數為12，密度=質量/體積，則4276.021023(0.40510-7)3。6.東晉華陽國志南中志卷四中已有關于白銅的記載，云南鎳白銅（銅鎳合金）聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題：(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_，3d能級上的未成對的電子數為_。(2)硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構型是_。在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為_，提供孤電子對的成鍵原子是_。氨的沸點 （填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是 ；氨是_分子（填“極性”或“非極性”），中心原子的軌道雜化類型為_。 (3)單質銅及鎳都是由_鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICuINi的原因是_。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為_。若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數a=_nm【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s2 2 (2) 正四面體 配位鍵 N 高于 NH3分子間可形成氫鍵 極性 sp3(3) 金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4) 3:1 【解析】(1) 鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或Ar 3d84s2 ,3d軌道有5個軌道，8個電子，則3d能級上的未成對的電子數為2。(2) 硫酸鎳溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4中SO42-價層電子對為4，孤電子對為0，空間構型為正四面體；在Ni(NH3)62+中Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是N；氨的沸點高于膦（PH3），原因是 NH3分子間可形成氫鍵；氨是極性分子，中心原子的軌道雜化類型為sp3。(3) 單質銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICuINi的原因是銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子。(4) 鎳白銅合金的立方晶胞Cu位于面心，有3個原子，Ni原子位于頂點，有1個，胞中銅原子與鎳原子的數量比為3:1，若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數7.碳及其化合物廣泛存在于自然界中，回答下列問題：(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現的概率密度分布可用 形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在 對自旋相反的電子。(2)碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是 。(3)CS2分子中，共價鍵的類型有 ，C原子的雜化軌道類型是 ，寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子 。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于 晶體。 (5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示:石墨烯晶體金剛石晶體在石墨烯晶體中，每個C原子連接 個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有 個C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接 個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有 個C原子在同一平面?！敬鸢浮?1) 電子云 2 (2) C有4個價電子且半徑小，難以通過得失電子達到穩(wěn)定結構(3) 鍵和鍵，sp CO2 、SCN- (或COS) (4) 分子 (5) 3 2 12 4【解析】(1) 處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現的概率密度分布可用電子云形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在2對自旋相反的電子。(2) 碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是C有4個價電子且半徑小，難以通過得失電子達到穩(wěn)定結構。(3) CS2分子中，共價鍵的類型有鍵和鍵，C原子的雜化軌道類型是sp，寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子CO2 、SCN- (或COS)。(4) CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于分子晶體(5) 碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結構如圖所示:在石墨烯晶體中，每個C原子連接3個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有2個C原子。在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接12個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有4個C原子在同一平面。8.、下列物質的結構或性質與氫鍵無關的是 (填標號) A.乙醚的沸點 B.乙醇在水中的溶解度C.氫化鎂的晶格能 D.DNA的雙螺旋結構、釩（23V）是我國的豐產元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)?；卮鹣铝袉栴}：(1)釩在元素周期表中的位置為 ，其價層電子排布圖為 。(2)釩的某種氧化物的晶胞結構如圖1所示。晶胞中實際擁有的陰、陽離子個數分別為 、 。(3)V2O5常用作SO2 轉化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價層電子對數是 對，分子的立體構型為 ；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為 ；SO3的三聚體環(huán)狀結構如圖2所示，該結構中S原子的雜化軌道類型為 ；該結構中SO鍵長由兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為 (填圖2中字母)，該分子中含有 個鍵。(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸 鈉（Na3VO4），該鹽陰離子的立體構型為 ；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結構，則偏釩酸鈉的化學式為 。 【答案】 、AC 、(1)第四周期VB族 3d34s2（圖像已省略）(2) 4 2 (3) 3 V形 sp2 sp3 a 12(4)正四面體 NaVO3【解析】、下列物質的結構或性質與氫鍵無關的是：有OH，NH，FH，則存在氫鍵的是乙醇在水中的溶解度，DNA的雙螺旋結構。、(1)釩在元素周期表中的位置為第四周期VB族，其價層電子排布圖為3d34s2（圖像已省略）。(2)釩的某種氧化物的晶胞結構如圖1所示，晶胞中陽離子：81/8+1=2，陰離子：41/2+2=4；實際擁有的陰、陽離子個數分別為 4、2。(3)V2O5常用作SO2 轉化為SO3的催化劑。SO2 分子中S原子價層電子對數是3對，有一對孤電子對，則分子的立體構型為V形；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為sp2；SO3的三聚體環(huán)狀結構如圖2所示，形成4個鍵，該結構中S原子的雜化軌道類型為sp3；該結構中SO鍵長由兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為a(填圖2中字母)，a為雙鍵，鍵長較短，該分子中含有12個鍵。(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉(Na3VO4)，V價電子數為5，孤電子對為0，價層電子對為4，該鹽陰離子的立體構型為正四面體；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結構，則偏釩酸鈉的化學式為NaVO3，V為1，O為2+21/2=3，則化學式為NaVO3。9.研究發(fā)現，在CO2低壓合成甲醇反應（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應用前景?；卮鹣铝袉栴}：(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為_。元素Mn與O中，第一電離能較大的是_，基態(tài)原子核外未成對電子數較多的是_。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。(3)在CO2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質中，沸點從高到低的順序為_，原因是_。(4)硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學鍵除了鍵外，還存在_ . (5)MgO具有NaCl型結構（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數為a=0.420 nm，則r(O2-)為_nm。MnO也屬于NaCl型結構，晶胞參數為a =0.448 nm，則r(Mn2+)為_nm?！敬鸢浮?1) 1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2 O Mn (2) sp sp3(3) H2OCH3OHCO2H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大(4) 離子鍵和鍵（或鍵） (5) 0.148 0.076【解析】(1) Co基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。元素Mn與O中，第一電離能較大的是O，基態(tài)原子核外未成對電子數較多的是Mn。Mn的未成對電子數為5。(2) CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為sp和sp3。(3) 在CO2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質（H2O、CH3OH、CO2、H2），原因是H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大。(4) 硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學鍵除了鍵外，還存在離子鍵和鍵。(5) MgO具有NaCl型結構（如圖），其中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數為a=0.420 nm，則r(O2-)為21/2/40.420 nm =0.148 nm，r(Mn2+)+r(O2-)=0.448/2，r(Mn2+) = 0.076 nm。10.我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）?；卮鹣铝袉栴}：(1)氮原子價電子的軌道表達式（電子排布圖）為_。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈現異常的原因是_。(3)經X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖（b）所示。從結構角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為 ，不同之處為 。(填標號)A 中心原子的雜化軌道類型 B中心原子的價層電子對數C立體結構 D共價鍵類型R中陰離子N5-中的鍵總數為_個。分子中的大鍵可用符號mn表示其中m代表參與形成大鍵的原子數，n代表參與形成大鍵的電子數（如苯分子中的大鍵可表示為66），則N5-中的大鍵應表示為_。圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH4+)NHCl、_、_。(4)R的晶體密度為d gcm3，其立方晶胞參數為a nm，晶胞中含有y個(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，該單元的相對質量為M，則y的計算表達式為_?！敬鸢浮?1)(2) 同周期元素隨核電荷數依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結合一個電子(3) ABD C5 (H3O+)O-HN() ()N-HN() (4)【解析】(1) 氮原子價電子的軌道表達式（電子排布圖）為。(2) 元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能 （E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是同周期元素隨核電荷數依次增大，原子半徑逐漸變小，故結合一個電子釋放出的能量依次增大；氮元素的E1呈現異常的原因是N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結合一個電子。(3) 經X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖（b）所示。從結構角度分析，R中兩種陽離子（NH4+和H3O+），價層電子對均為4，雜化方式為sp3，NH4+孤電子對為0，空間構型為正四面體，H3O+孤電子對為1，空間構型為三角錐形，共價鍵為鍵和配位鍵。 R中陰離子N5-中的鍵總數為5個。分子中的大鍵可用符號mn表示其中m代表參與形成大鍵的原子數，n代表參與形成大鍵的電子數（如苯分子中的大鍵可表示為66），則N5-中的大鍵應表示為。圖（b）中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH4+)NHCl、(H3O+)O-HN()、()N-HN()。(4) R的晶體密度為d gcm3，其立方晶胞參數為a nm，晶胞中含有y個(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl單元，該單元的相對質量為M，則計算表達式為 則y=11.下列敘述正確的有 A某元素原子核外電子總數是最外層電子數的5倍，則其最高正價為+7 B鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能C高氯酸的酸性與氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性D鄰羥基苯甲醛的熔點低于對羥基苯甲醛的熔點.A族元素及其化合物在材料等方面有重要用途。回答下列問題：(1)碳的一種單質的結構如圖（a）所示。該單質的晶體類型為_，原子間存在的共價鍵類型有_，碳原子的雜化軌道類型為 _。(2)SiCl4分子的中心原子的價層電子對數為_，分子的立體構型為_，_分子（填“極性”或“非極性”）。(3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖（b）所示。SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_。結合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性_、共價性_。（填“增強”“不變”或“減弱”）(4)碳的另一種單質C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖（c）所示。K位于立方體的棱上和立方體的內部，此化合物的化學式為_；其晶胞參數為1.4 nm，晶體密度為_gcm-3?！敬鸢浮縄. AD；II. （1）混合型晶體，鍵、鍵；sp2；（2）4，正四面體，非極性；（3） 均為分子晶體，范德華力隨分子相對質量增大而增大；減弱，增強；（4） K3C60，2.0。【解析】. A某元素原子核外電子總數是最外層電子數的5倍，則其最高正價為+7，該元素為Br；B鈉元素的第一小于鎂元素的第一電離能，第二電離能大于鎂元素的第二電離能；C高氯酸的酸性大于次氯酸的酸性，氧化性小于次氯酸氧化性。D鄰羥基苯甲醛的熔點低于對羥基苯甲醛的熔點，原因是鄰羥基苯甲醛形成分子內氫鍵。.(1)碳的一種單質的結構如圖（a）所示。該單質的晶體類型為混合型晶體，原子間存在的共價鍵類型有鍵、鍵，碳原子的雜化軌道類型為sp2。(2)SiCl4分子的中心原子的價層電子對數為4，分子的立體構型為正四面體，非極性分子。(3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖（b）所示。SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是均為分子晶體，范德華力隨分子相對質量增大而增大。結合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性減弱、共價性增強。(5) 碳的另一種單質C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖（c）所示。K位于立方體的棱上和立方體的內部，此化合物的化學式為K3C60；其晶胞參數為1.4 nm，晶體密度為 。12.鍺（Ge）是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar_，有_個未成對電子。 (2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構角度分析，原因是_。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī) 律及原因_。(4)催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是_。(5)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為_，微粒之間存在的作用力是_。 (6)晶胞有兩個基本要素：原子坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為（0,0,0）；B為（1/2,0,1/2 ）；C為（1/2,1/2,0）。則D原子的坐標參數為_。晶胞參數，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76 pm，其密度為_gcm-3（列出計算式即可）。【答案】(1) 3d104s24p2 2(2) Ge原子半徑大，原子間形成單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難 以形成鍵。(3) GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸點依次升高。原因是分子結構相似，相對分子質量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強。(4) OGeZn141414(5) sp3 共價鍵(6) （ ）【解析】(1) 基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為Ar3d104s24p2，有2個未成對電子。(2) Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。 從原子結構角度分析，原因是Ge原子半徑大，原子間形成單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵。(3) 比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī) 律及原因GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸點依次升高。原因是分子結構相似，相對分子質量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強。(4) 催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負 性由大至小的順序是OGeZn。(5) Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為sp3，微粒之間存在的作用力是共價鍵。原子坐標參數，表示晶胞內部各原子的相對位置，下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數A為（0,0,0）；B為（1/2,0,1/2 ）；C為（1/2,1/2,0）。則D原子的坐標參數為 （ ） ， 晶胞參數，描述晶胞的大小和形狀，已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76 pm，其密度為。13.鉀和碘的相關化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}：(1)元素K的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為_nm（填標號）。A404.4B553.5 C589.2D670.8E766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據最高能層的符號是_，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是_。 (3)X射線衍射測定等發(fā)現，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構型為_，中心原子的雜化形式為_。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立方結構，邊長為a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為_nm，與K緊鄰的O個數為_。(5)在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于_位置，O處于_位置?！敬鸢浮?1) A (2) N 球形 K的原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱(3) V形 sp3 (4) 0.315 12 (5) 體心 棱心【解析】(1) 元素K的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為404.4nm（填標號）。(2) 基態(tài)K原子中，核外電子占據最高能層的符號是N，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為球形。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是K的原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱。(3) X射線衍射測定等發(fā)現，I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構型為V形，中心原子的雜化形式為sp3。(4) KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立方結構，邊長為a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為21/2/20.446nm =0.315nm，與K緊鄰的O個數為12。(5) 在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于體心位置，O處于棱心位置。依據K、O、I原子之間進行判斷。14.鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)Zn原子核外電子排布式為_。 (2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能1（Zn）_1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)ZnF2具有較高的熔點（872 )，其化學鍵類型是_；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是_。(4)中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型 ，C原子的雜化形式為 。(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為_。六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數的值為NA，Zn的密度為 _gcm3（列出計算式）。【答案】(1) Ar3d104s2 (2) 大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子 (3) 離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小 (4) 平面三角形 sp2 (5) 六方最密堆積（A3型） 【解析】(1)Zn原子核外電子排布式為Ar3d104s2。(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能1（Zn）大于1（Cu)；原因是Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子。(3)ZnF2具有較高的熔點（872 )，其化學鍵類型是離子鍵；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小。(4)中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型平面三角形，C原子的雜化形式為sp2。 (5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為六方最密堆積。六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，阿伏加德羅常數的值為NA，Zn的密度為g cm3。15. Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_、_（填標號）。A B C D(2)Li+與H具有相同的電子構型，r(Li+)小于r(H)，原因是_。(3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是_、中心原子的雜化形式為_。LiAlH4中，存在_（填標號）。A離子鍵 B鍵 C鍵 D氫鍵(4)Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的BornHaber循環(huán)計算得到