專題11 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

專題11物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)經(jīng)典題組』1．2019年10月1日，在慶祝中華人民共和國成立70周年的閱兵儀式上，最后亮相的DF－31A洲際彈道導(dǎo)彈是我國大國地位、國防實力的顯著標(biāo)志。其制作材料中包含了Fe、Cr、Ni、C等多種元素?；卮鹣铝袉栴}：TOC\o"1-5"\h\z基態(tài)鐵原子的價電子排布式為 。與Cr同周期且基態(tài)原子最外層電子數(shù)相同的元素，可能位于周期表中的 區(qū)。實驗室常用KSCN溶液、苯酚( 「檢驗Fe3+。其中N、0、S的第一電離能由大到小的順序為 (用元素符號表示)，苯酚中碳原子的雜化軌道類型為 。鐵元素能與C0形成Fe(CO)5。羰基鐵［Fe(CO)5］可用作催化劑、汽油抗爆劑等。lmolFe(CO)5分子中含 molo鍵，與CO互為等電子體的一種離子的化學(xué)式為 。碳的一種同素異形體的晶體可采取非最密堆積，然后在空隙中插入金屬離子獲得超導(dǎo)體。如圖為一種超導(dǎo)體的面心立方晶胞，C60分子占據(jù)頂點和面心處,

K+占據(jù)的是C60分子圍成的 空隙和 空隙(填幾何空間構(gòu)型)；若C60分子的坐標(biāo)參數(shù)分別為A(0,0,0)、B&0,2j、C(1,1,1)等，則距離A最近的陽離子的原子坐標(biāo)參數(shù)為 。⑹Ni可以形成多種氧化物，其中一種NiaO晶體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，由于晶體缺陷，a的值為0.88，且晶體中的Ni分別為Ni2+、Ni3+，則晶體中2+與Ni3＋的最簡整數(shù)比為 ，晶胞參數(shù)為428pm，則晶體密度為 g?cm-3(na表示阿伏加德羅常數(shù)的值，列出表達式)。答案(I)3d64s2(2)s、ds⑶N>O>Ssp2雜化⑷10CN-或C2-(合理即可)(5)正四面體正八面體&11(6)8:34X(59X0.88+(6)8:3NAX(428X10-10)3解析(1)基態(tài)鐵原子的電子排布式為1S22s22p63s23p63d64s2,則其價電子排布式為3d64s2。Cr原子的價電子排布式為3d54s1，其最外層電子數(shù)為1,與其同周期的銅的價電子排布式為3d104s1,鉀的價電子排布式為4s1,二者最外層電子數(shù)均為1,Cu位于ds區(qū)，K位于s區(qū)。N、O元素為同周期相鄰元素，且N的價電子排布式為2s22p3,2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，故第一電離能大于氧元素，0、S是第WA族元素，同主族從上到下,元素第一電離能依次減小。苯環(huán)中碳原子的雜化方式為sp2。⑷配合物Fe(CO)5的一個配體內(nèi)碳原子和氧原子間有1個a鍵，中心鐵原子與一個配原子C原子間有一個a鍵，則一個Fe(CO)5分子中含有10個°鍵。等電子體是指原子數(shù)目和價電子數(shù)目相同的微粒，與CO互為等電子體的離子有CN(5)由圖知K+占據(jù)C60構(gòu)建的正四面體體心和正八面體體心的位置。距離A最近的K+在A、B及另兩個面心處的C60分子形成的正四面體體心處，兩者間的最短距離為體對角線長度的1,結(jié)合A、B、C的坐標(biāo)參數(shù)可知該K+的坐標(biāo)參數(shù)設(shè)一個NiaO晶體中Ni2+有x個、Ni3+有y個，貝Ux+y二0.88,2x+3y二2,求得x二0.64,y二0.24,則晶體中Ni2+與2+的最簡整數(shù)比為8:3;由Nio晶a體晶胞結(jié)構(gòu)為NaCl型，可推知一個叫.880晶胞中含有4個Ni0.88O,則晶體密度為4X(59X0.88+16)為NAX(428X10-10)3g°cm3°2．硼及其化合物在新材料、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面用途很廣。請回答下列問題：B元素的基態(tài)原子的核外電子排布圖為 ，第二周期中第一電離能比B小的元素為 °三氟化硼常用作有機反應(yīng)的催化劑，其分子的立體構(gòu)型為 ，中心原子的雜化類型為 B的一種天然礦藏化學(xué)式為Na2[B4O5(OH)4]?8H2O,其陰離子結(jié)構(gòu)單元是由兩個氣BO3和兩個[B(OH)4]-縮合而成的雙六元環(huán)，結(jié)構(gòu)式如圖1,該陰離子含配位鍵，請在圖1中用“f”標(biāo)出其中的配位鍵。該陰離子可相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu),其可能的原因是 (4)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時有超導(dǎo)性,理想的硼化鎂晶體是鎂原子和硼原子分層排布,即一層鎂一層硼相間排列。如圖2是該晶體微觀結(jié)構(gòu)中取岀的部分原子沿Z分原子沿Z軸方向的投影(白球是鎂，黑球是硼)°則硼化鎂的化學(xué)式為O(5)磷化硼(BP)可作為金屬表面的保護薄膜，其晶胞如圖3所示，在BP晶胞中P占據(jù)的是硼原子堆積的 (選填“立方體”“正四面體”或“正八面體”)空隙。建立如圖4所示坐標(biāo)系，可得晶胞中A、C處原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，則M、N處的P原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為 、 ，若晶胞中硼原子和磷原子之間的最近核間距為apm,則晶胞邊長為 cm°

答案(1) /———Li(2)平面正三角形sp2-答案(1) /———Li(2)平面正三角形sp2-Sil/}OH陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)亠 (133Ax/331、4a⑸正四面體m〔4，4，4丿n(4，4，4丿3X10-10解析(1)B原子核外電子排布圖為?「一 ；同周期元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，同一周期的第IIA的Be處于2s軌道的全充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素(B、Li),故第二周期中第一電離能比B小的元素為Li。3-1X3BF3分子的中心B原子孤電子對數(shù)二一2一二0,價層電子對數(shù)二3+0二3,分子空間構(gòu)型為平面正三角形，中心B原子的雜化軌道類型為sp2。間形成配位鍵，用“一”標(biāo)出其中的配位鍵為：，o-ii-t)/I\

HO 0B-OHXI/0-E5-0形成間形成配位鍵，用“一”標(biāo)出其中的配位鍵為：，o-ii-t)/I\

HO 0B-OHXI/0-E5-0陰離子通過氫鍵相互結(jié)合形成鏈狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)投影可知，1個B原子為3個Mg原子共用，1個Mg原子為6個B原子共用，由此可知Mg、B原子數(shù)目之比為1：2，故硼化鎂的化學(xué)式為MgB2。B原子處于晶胞的頂點與面心，P原子與距離最近的4個B原子形成正四面體構(gòu)型，P處于正四面體的中心；根據(jù)圖示坐標(biāo)系，可知M、N兩點的坐標(biāo)分

別為m[4,4,3]、兒4,3,4。原子與周圍的4個b原子最近且形成正四面體結(jié)構(gòu)，二者連線處于體對角線上，為體對角線的4由于硼原子和磷原子之間的最近核間距為apm,則立方體的體對角線長為4apm,假設(shè)每條邊長為x，則\：'3Xx二4apm,所以晶胞的邊長二4apm,所以晶胞的邊長4aIpm=—73X10-10cm。3.2019年諾貝爾化學(xué)獎授予約翰?古迪納夫、斯坦利?惠廷厄姆和吉野彰三位科學(xué)家,以表彰他們在鋰電池領(lǐng)域所做出的巨大貢獻。LiCoO2、LiFePO4常用作鋰離子電池的正極材料?；鶓B(tài)Co原子核外電子排布式為 ,基態(tài)磷原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為 ；該能層能量最高的電子的電子云在空間有 個伸展方向,原子軌道呈 形。[Co(NO3)4]2-中C02+的配位數(shù)為4,配體中N的雜化方式為 ，該配離子各元素的第一電離能由小到大的順序為 (填元素符號)，1mol該配離子中含。鍵數(shù)目為 NA。ALiFePO4屬于簡單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽,如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如圖所示：這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為 (這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為 (用n代表P原子數(shù))。鉆藍晶體結(jié)構(gòu)如圖，該立方晶胞由4個I型和4個II型小立方體構(gòu)成，其化學(xué)式為 ，晶體中A13+占據(jù)02-形成的 (填“四面體空隙”或“八面體空隙”)。Na為阿伏加德羅常數(shù)的值，鉆藍晶體的密度為 g?cm-3(列計算式)。?CnoA]OO

?CnoA]OO答案(I)ls2s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d4s2M3啞鈴sp2Co<O<N16(3)(PnO3n1)(n＋2)－n3n＋1(4)CoAl2(4)CoAl2O4八面體空隙8x59+2x27+4x16NA2ax10-73解析(1)Co是27號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3(74s2；P是15號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1S22s22p63s23p3,電子占據(jù)的最高能層為M能層；該能層能量最高的電子的電子云在空間有3個伸展方向，原子軌道呈啞鈴形。(2)[Co(N03)4]2-中C02+的配位數(shù)為4,配體中N原子的價層電子對數(shù)=3+345+1-3x2丄2 =3,且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子的雜化類型為SP2,該配離子中金屬元素的第一電離能最小，N元素和O元素位于同一周期且N的2p軌道半充滿，較穩(wěn)定，所以第一電離能N>O，則這三種元素的第—電離能CovOvN個硝酸根離子中含有3個。鍵，鈷離子和4個N原子之間還有4個。鍵，則1個該配離子中含。鍵數(shù)目為4x3+4=16,1mol該配離子中含。鍵數(shù)目為16NA。A(3由圖可知，存在2個P原子時，有7個O,帶4個負(fù)電荷，存在3個P原子時，有10個O,帶5個負(fù)電荷，則存在n個P原子時，有(3n+1)個O,帶(n+2)個負(fù)電荷，這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為(Po3小+2)-。n3n+1(4結(jié)合[、II知,該晶胞中Co原子個數(shù)=4x11+2x1+1x4=8、A1原子個數(shù)=4x4=16、O原子個數(shù)=8x4=32,Co、Al、O原子個數(shù)之比=8：16：32=1：2：4,故鈷藍的化學(xué)式為CoA12O4；晶體中A13+占據(jù)O2-形成的八面體空隙,24該晶胞體積=(2ax10-7cm)3，每個晶胞中含8個CoA1204，故鈷藍晶體的密度為59+27x2+16x4NI x82ax10-73 阿-3。高考題組』(2020?全國卷I)Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為 。Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I)如表所示。I](Li)>I](Na),原因 OI1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是 I1(kJ<mol-1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(3)磷酸根離子的空間構(gòu)型為 ，其中P的價層電子對數(shù)為 雜化軌道類型為 。⑷LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，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LiFePO4的單元數(shù)有 個。(c)FePO^LiFePO4的單元數(shù)有 個。(c)FePO^允電■.illIrlM.電池充電時，LiFeO4脫出部分Li+，形成Li1-xFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示,貝I」x二 ,n(Fe2+):n(Fe3+)二 。答案(1)4:5Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，故第一電離能更小Li，Be和B為同周期元素，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)Be原子的s能級軌道處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的正四面體形4sp34弓或0.1875 13:316解析(1)基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2,失去外層電子轉(zhuǎn)化為Fe2+和Fe3+,這兩種基態(tài)離子的價電子排布式分別為3d6和3d5，根據(jù)洪特規(guī)則可知，基態(tài)Fe2+有4個未成對電子，基態(tài)Fe3+有5個未成對電子，所以未成對電子個數(shù)比為4：5。經(jīng)過計算，PO3-中不含孤電子對，成鍵電子對數(shù)目為4,價層電子對數(shù)為4,因此其構(gòu)型為正四面體形，P原子是采用sp3雜化方式形成的4個sp3雜化軌道。由題干可知，LiFePO4的晶胞中，F(xiàn)e存在于由O構(gòu)成的正八面體內(nèi)部，P存在于由O構(gòu)成的正四面體內(nèi)部；再分析題干中給出的(a)、(b)和(c)三個不同物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，對比(a)和2)的差異可知，(a)圖所示的LiFePO4的晶胞中，小球表示的即為Li+,其位于晶胞的8個頂點，4個側(cè)面面心以及上下底面各自的相對的兩條棱心處，經(jīng)計算一個晶胞中Li+的個數(shù)為8X1+4X1+4X1=4個；8 2 4進一步分析(a)圖所示的LiFePO4的晶胞中，八面體結(jié)構(gòu)和四面體結(jié)構(gòu)的數(shù)目均為4,即晶胞中含F(xiàn)e和P的數(shù)目均為4;考慮到化學(xué)式為LiFePO4，并且一個晶胞中含有的Li+,Fe和P的數(shù)目均為4,所以一個晶胞中含有4個LiFePO4單元。對比(a)和(6兩個晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，Li1FePO4相比于LiFePO4缺失一個面心1－x 4 4的Li+以及一^棱心的Li+；結(jié)合上一^空的分析可知，LiFePO4晶胞的化學(xué)式為3.25Li4Fe4P4O16,那么Li]_xFePO4晶胞的化學(xué)式為Li3.25Fe4P4O16,所以有1-x二丁，即x=0-1875。結(jié)合上一個空計算的結(jié)果可知，Li1^FePO4即Li08125FePO4；假設(shè)Fe2+和Fe3+數(shù)目分別為x和y,則列方程組：x+y=1,0.8125+2x+3y+5=4X2,解得x=0.8125,y=0.1875,則Li1^FePO4中n(Fe2+):n(Fe3+)=0.8125:0.1875=13：3O(2020?全國卷II)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：⑴基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為 。Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是 化合物TiF4叫TiBr4鞏熔點/°C377-24.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如圖a所示，其組成元素的電負(fù)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 ?！N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一3(列出計算式)。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(xué)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 、 。答案(I)ls22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2⑵TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，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⑶O>Ti>Ca離子鍵12(4)Ti4+620sP3NAa3X1021

2Eu3＋＋Pb===2Eu2＋＋Pb2＋2Eu2＋＋I2===2Eu3＋＋2I－解析(1)鈦元素是22號元素，故其基態(tài)原子的核外電子排布式為Is22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素，Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素，Ca在Ti的左邊，根據(jù)同一周期元素的電負(fù)性從左往右依次增大，故Ti>Ca,O為非金屬，故其電負(fù)性最強，故三者電負(fù)性由大到小的順序是0>Ti>Ca,金屬陽離子和氧負(fù)離子之間以離子鍵結(jié)合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數(shù)是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離子，故Ca2+的配位數(shù)必須是與之距離最近且相等的氧離子的數(shù)目，從圖a可知，為三個相互垂直的面上的氧離子數(shù)目，每一個面上有4個，故Ca2+的配位數(shù)是12。比較晶胞a、b可知，將圖b中周圍緊鄰的八個晶胞中體心上的離子連接起來，就能變?yōu)閳Da所示晶胞結(jié)構(gòu)，圖b中體心上的Pb2+就變?yōu)榱税藗€頂點，即相當(dāng)于圖a中的Ti4+,故圖b中的Pb2+與圖a中的Tiu的空間位置相同；有機堿CH3NH+中N原子上無孤對電子，周圍形成了4個準(zhǔn)建，故N原子采用sp3雜化；從圖b可知，一個晶胞中含有Pb2+的數(shù)目為1個，CH3NH+的數(shù)目為8X1=1個，338I-的數(shù)目為6X1=3個,故晶胞的密度為I-的數(shù)目為6X1=3個,故晶胞的密度為p=v=nnmv=A207+3X127+12+14+6

NA(aX10_7)3g?cm-3=620NAa3X1021g?cm-3。從作用原理圖c可以推出，這里發(fā)生兩個離子反應(yīng)方程式，左邊發(fā)生Pb+2Eu3+===Pb2++2Eu2+，右邊發(fā)生I2+2Eu2+===2Eu3++21一。(2019?全國卷I)在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的Mg??微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要材料?；卮鹣铝袉栴}：下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是 (填標(biāo)號)。A.[Ne]： B.[Ne]?C.[Ne]「 D.[Ne]-乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是 、 。乙二胺能與Mg2+、CU2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是 其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是 (填“Mg2+”或Cu2+”)。一些氧化物的熔點如下表所示氧化物L(fēng)i2OMgOP4O6SO2熔點/°C1570280023.8-75.5解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：⑷圖a是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cuo圖b是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢姡珻u原子之間最短距離x二 pm,Mg原子之間最短距離y二 pm。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則MgCu2的密度是 g?cm-3(列出計算表達式)。答案(1)A⑵sp3sp3乙二胺的兩個N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵CU2+Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O,分子間作用力(相對分子質(zhì)量)p4o6>so2

8X24+16X64NAa3X10-3°解析（1）由題給信息可知，A項和D項代表Mg+,B項和C項代表Mg，因I2>I1,則電離最外層一個電子所需能量：A>B;3p能級的能量高于3s,較易失去,故A中電離最外層一^電子所需能量最大。（2）乙二胺中N、C原子價層電子對數(shù)均為4,均采用sp3方式雜化。乙二胺中氮原子有孤對電子，Mg2+、CU2+存在空軌道，兩者易形成配位鍵。由于半徑CU2+>Mg2+,CU2+的配位數(shù)比Mg2+大，故乙二胺與CU2+形成的配合物更穩(wěn)定。（3）晶體的熔點高低與晶體類型以及晶體微粒間的作用力有關(guān)。Li2O、MgO是離子晶體,離子晶體的晶格能大小影響了晶體熔點的高低,晶格能越大,晶體熔點越高；P4O6、SO2為分子晶體,分子晶體的熔點高低取決于分子間作用力的大小,分子間作用力越大,晶體熔點越高。（4）由圖b可知，立方格子面對角線長為-Qapm,即為4個Cu原子直徑之和,則Cu原子之間最短距離為弓I。pm。由圖b可知，若將每個晶胞分為8個小立方體，則Mg原子之間最短距離y為晶胞內(nèi)位于小立方體體對角線中點的Mg原子與頂點Mg原子之間的距離（如右上圖所示），即小立方體體對角線長的一半，貝卜二2pmX寸3X*二乎apm。由圖a可知，每個晶胞含Mg原子8x8+6X|+4=8個,含Cu原子16個,則MgCu2的密度⑴元素As與個,含Cu原子16個,則MgCu2的密度⑴元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為 ，其沸P(aX1O-10)3NAg?cm-3。點比NH3的 （填“高”或“低”）,其判斷理由是

Fe成為陽離子時首先失去 軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2,Sm3+價層電子排布式為 。比較離子半徑：F- 02-(填“大于”“等于”或“小于”)。一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖中F-和02-共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1-x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為 ；通過測定密度P和晶胞參數(shù)，可以計算該物質(zhì)的X值，完成它們的關(guān)系表達式：P二 g?cm-3。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，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1圖1中原子1的坐標(biāo)為石2,1)則原子2和3的坐標(biāo)分別為答案(1)三角錐形低NH3分子間存在氫鍵4s4f5(3)小于(4)SmFeAs01F1-xx2[281+16(1-x)+19x](丄2o]仃0耳a2cNAX10-30 匕‘2’丿(°，，2丿解析⑴AsH3和NH3為等電子體，NH3為三角錐形，因此AsH3也為三角錐形。因為nH3分子間存在氫鍵，所以AsH3的沸點比NH3低。Fe的價層電子排布式為3d64s2，成為陽離子時首先失去的是4s軌道的電子。Sm3+是Sm原子失去3個電子形成的，Sm的價層電子排布式為4f66s2，失去3個電子時，首先失去6s軌道上的2個電子，再失去4f軌道上的1個電子，因此Sm3+的價層電子排布式為4f5。02-和F-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，F(xiàn)-的核電荷數(shù)大，因此F-的半徑小。⑷由題圖可知，As、Sm都在晶胞的面上，該晶胞中As的原子個數(shù)二4X*二

2,Sm的原子個數(shù)二4站二2,Fe在晶胞的棱上和體心，F(xiàn)e的原子個數(shù)二1+4X#=2,F-和O2-在晶胞的頂點和上下底面，F(xiàn)-和02-的個數(shù)和二2X1+8X1=2,28已知F一和O2一的比例依次為x已知F一和O2一的比例依次為x和1-x.所以該物質(zhì)的化學(xué)式為SmFeAsO1-xFx。1個晶胞的質(zhì)量二2[281+16（1-x）+19x]g,晶胞的體積二a2cX10-30cm3,所以晶胞的密度二2[281+16（1]）+附g.cma2cNAX10-30-3。根據(jù)圖1中原子1的坐標(biāo)為（2,原子3可看出原子2的z軸為0,x、y軸均為$則原子2的坐標(biāo)為[1,1,0原子3的x、y軸均為0,z軸為￡則原子3的坐標(biāo)為〔0,0,模擬題組』（2020.黑龍江省重點中學(xué)高三第三次聯(lián)考）坦桑石是一種世界公認(rèn)的新興寶石，這種寶石于1967年在赤道雪山腳下的阿魯沙地區(qū)被發(fā)現(xiàn)。坦桑石的主要化學(xué)成分為Ca2Al3（SiO4）3（OH）,還可含有V、Cr、Mn等元素。（1） 下列狀態(tài)的鋁中，電離最外層的一個電子所需能量最大的是 （填序號）?！縉e]「1 ②[Ne]'； ?[Ne]''④]Ne]''（2） 煙酸鉻是鉻的一種化合物，其合成過程為：①Cr①Cr3+核外電子排布式為 TOC\o"1-5"\h\zH、C、N、O的電負(fù)性由大到小的順序是 。煙酸中碳、氮原子的雜化方式分別為 、 。分子中的大n鍵可用符號nm表示，其中m代表參與形成大n鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大n鍵的電子數(shù)(如二氧化碳分子中的大n鍵可表示為口扌)，則煙酸中的大n鍵應(yīng)表示為 。SiCl4、SiF4都極易水解。SiCl4、SiF4都屬于 (填“極性”或“非極性”)分子，其熔點的關(guān)系為Sic, (填“〉”“<”或“二”)SiF4。將Mn摻入GaAs晶體(圖甲)可得到稀磁性半導(dǎo)體材料(圖乙)，圖甲、圖乙晶體結(jié)構(gòu)不變。圖乙中a點和b點的原子坐標(biāo)參數(shù)分別為(0,0,0)和(1丄0),則c點的原子坐標(biāo)參數(shù)為 。設(shè)圖甲晶體的密度為Pg?cm-3,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值，則該晶胞中距離最近的兩個鎵原子之間的距離為 pm。答案⑴③(2)①1s22s22p63s23p63d3或［Ar］3d30>N>C>Hsp2SP2④口g(3)非極性>⑷①［。，2,2］②乎*譜"01。解析(1)①表示基態(tài)鋁原子，②表示基態(tài)A1+,③表示基態(tài)A12+,④表示激發(fā)態(tài)A12+,由于第一電離能<第二電離能<第三電離能，基態(tài)比激發(fā)態(tài)穩(wěn)定，故電離最外層的一個電子所需能量最大的為③。(2)②同一周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，又CH4中C顯負(fù)價，故電負(fù)性：0>N>C>H。④煙酸分子的六元環(huán)中的5個C、1個N參與形成大n鍵，每個原子貢獻1個未參與雜化的p軌道上的電子，故煙酸中的大n鍵應(yīng)表示為n6。

SiCl4、SiF4均為正四面體形分子，為空間對稱結(jié)構(gòu)，因此均屬于非極性分子。SiC'SiF4均為分子晶體，組成結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量：SiCl4>SiF4，則分子間作用力：SiCl4>SiF4，故熔點：SiCl4>SiF4。(4)①c位于側(cè)面的面心,(4)①c位于側(cè)面的面心,其原子坐標(biāo)參數(shù)為［o,2,2}②設(shè)晶胞的邊長為a2pm,則距離最近的兩個鎵原子的距離為亍apm。該晶胞中的Ga位于頂點和面心,個數(shù)為8X1+6X1=4,As位于體內(nèi)，個數(shù)為4,以該晶胞為研究對象，則晶胞辱X10辱X1010，故的質(zhì)量為 g=pg.cm- 氯化鋁在有機化學(xué)中有很廣泛的應(yīng)用。無水氯化鋁在177.8°C時升華，蒸氣或熔融狀態(tài)以ai2ci6形式存在。下列關(guān)于氯化鋁的推斷錯誤的是 。a?氯化鋁是分子晶體 b.Al 氯化鋁在有機化學(xué)中有很廣泛的應(yīng)用。無水氯化鋁在177.8°C時升華，蒸氣或熔融狀態(tài)以ai2ci6形式存在。下列關(guān)于氯化鋁的推斷錯誤的是 。a?氯化鋁是分子晶體 b.Al2Cl6中Al是sp2雜化c?氯化鋁難溶于有機溶劑 d.Al2Cl6中存在配位鍵 FeCO3可作補血劑，CoCO3可用于陶瓷工業(yè)的著色劑。已知：r(Fe2+)為61pm,r(Co2+)為65pm。在隔絕空氣條件下分別加熱FeCO3和CoCO3時，F(xiàn)eCO3距離最近的兩個鎵原子的距離為*X［腭X1010pm。(2020?貴陽市高三適應(yīng)性考試)元素周期表中第三、四周期的某些元素在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。釩(V)及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域。釩的價電子排布圖是 。v2o5是一種常見的催化劑，常用在SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)中。V2O5的結(jié)構(gòu)式如圖所示，則v2O5分子中a鍵和n鍵數(shù)目之比為 ;若將V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉(Na3VO4),該鹽中陰離子的立體構(gòu)型為 ,寫出與VO?一空間構(gòu)型相同的一種陽離子 (填化學(xué)式)。的分解溫度低于Coco3，其原因是.GaN是人工合成的新型半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。GaN晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知六棱柱底面邊長為acm,高為bcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NAO則晶胞中Ga原子采用的堆積方式為 ，每個Ga原子周圍距離最近的Ga原子數(shù)目為 ；GaN的密度為 g?cm一3(用含°、b、NA的A代數(shù)式表示)。答案(1)①「?' -?②3：2正四面體NH+(2)bc(3)r(Fe2+)vr(Co2+),晶格能FeO>CoO,FeCO3比CoCO3易分解(4)六方最密堆積12112筋a2bNA解析(1)①釩的核外有23個電子，其價電子排布圖為「一， .°②根據(jù)單鍵為。鍵，雙鍵含1個。鍵、1個兀鍵知，V2°5中含有6個o鍵、4個n鍵，故o鍵與n鍵數(shù)目之比為6：4=3：2°該鹽中陰離子為VO4一，中心原子V原子的價層電子對數(shù)為4,無孤電子對，故VO3-的立體構(gòu)型為正四面體形?？臻g構(gòu)型4為正四面體形的陽離子為NH+°4a項,根據(jù)氯化鋁易升華,蒸氣或熔融狀態(tài)以分子形式存在,知氯化鋁為Cl Cl CI分子晶體，正確；b項，A12C16分子的結(jié)構(gòu)式為 廠■ ,Al原子無孤電子CI 「I II對，雜化類型為SP3,錯誤；c項，氯化鋁為非極性分子，易溶于有機溶劑，錯誤;ClClC1d項，Al2Cl6中存在如圖 J■ 所示的配位鍵，正確。26 /\Z\ClClC1⑶Fe2+的半徑小于CO2+的半徑，晶格能FeO>CoO,FeO比CoO穩(wěn)定，故FeCO3比CoCO3易分解。結(jié)合題圖知，晶胞中Ga原子采用六方最密堆積。以上底面面心處Ga原子

為研究對象，距其最近的Ga原子有12個，其中同層有6個，上層、下層中各有3個。以六棱柱為研究對象，其中含Ga原子數(shù)為12x6+2x|+3=已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為-已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為-37°C，沸點為136°C，由此可知TiCl4為 晶體。將TiCl4加入鹽酸中，經(jīng)處理可得到一種配位數(shù)為6的綠色晶體TiCl3?6H2O,lmol該晶體恰好與含2molAgNO3的溶液反應(yīng)得到白色沉淀,則該綠色晶體中配離子為 。鈣鈦礦的一種晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。Ti位于立方晶胞的頂點,每個Ti被6為6X*+4=6，故其質(zhì)量為一n—X6g,體積為acmX乎acmXbcmX3=^2^abcm3,故GaN的密度為一n—X6g^2~a2bcm3=^2bNg^cm-3°AA3.(2020?昆明市高三摸底診斷)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，其常見的化合物有鈣鈦礦、硫酸氧鈦(TiOSO4)、鈦酸(H2TiO3)、二氧化鈦(TiO2)、四氯化鈦(TiCl4)等，回答下列問題:(1)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為，金屬鈦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其堆積方式名稱O⑵硫酸氧鈦的陽離子為(1)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為，金屬鈦晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其堆積方式名稱O⑵硫酸氧鈦的陽離子為TiO2+，其陰離子的VSEPR模型名稱為 TiOSO4在水溶液中不穩(wěn)定,易生成鈦酸沉淀,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，其催化的一^實例為:o nh2I ①抽米Ti煤CH3(X：H2CCHq CH5OCH；CHCH3化合暢甲 @NHl 化合物乙化合物乙中C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為 ?；衔锛椎姆悬c低于化合物乙的沸點,主要原因是

個o包圍成配位八面體,Ca位于立方晶胞的體心，與Ca距離最近的0有 個；若Ca與Ti的最近核間距為apm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則此鈣鈦礦A的密度為 g?cm一3。(列出計算式即可)答案(1)3d答案(1)3d24s2六方最密堆積⑵正四面體TiOSO4+2H2O===H,TiO3!+H2SO4N>o>C化合物乙分子間存在氫鍵分子[TiCl(H2o)5]2＋(5)125h.''3X1030NAa340+(5)125h.''3X1030NAa3(^aX10-io}NA解析(1)Ti為22號元素，基態(tài)Ti原子的價層電子排布式為3d24s2，由金屬鈦的晶胞圖可知，鈦晶體的堆積方式為六方最密堆積。硫酸氧鈦的陰離子為SO2-,SO2-中硫原子的價層電子對數(shù)是4+(6+2-2X4)-2=4,所以其VSEPR模型是正四面體形。TiOSO4在水中形成H2TiO3沉淀和H2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiOSO4+2H2O===H2TiO3!+H2SO4。同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢，由于N原子的2p軌道半充滿，較穩(wěn)定，其第一電離能高于O,所以第一電離能由大到小的順序為N>O>C?；衔镆曳肿娱g能形成氫鍵，而化合物甲分子間