2021年高考題和模擬題化學(xué)分類匯編 17 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修）

2021年高考題和模擬題分類匯編

專題17物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.（2021.全國高考真題）我國科學(xué)家研發(fā)的全球首套千噸級太陽能燃料合成項(xiàng)目被形象地稱為“液態(tài)陽光”

計戈上該項(xiàng)目通過太陽能發(fā)電電解水制氫，再采用高選擇性催化劑將二氧化碳加氫合成甲醇。回答下列問

題：

（1）太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子層的電子排式為；單晶硅的晶體類型

為。SiCb是生產(chǎn)高純硅的前驅(qū)體，其中Si采取的雜化類型為。SiCh可發(fā)生水解反應(yīng)，機(jī)

理如下：

含s、p、d軌道的雜化

含s、p、d軌道的雜化類型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中間體SiCL（H2O）中Si采取的雜化類型為

（填標(biāo)號）。

（2）CCh分子中存在______個?鍵和個兀鍵。

（3）甲醉的沸點(diǎn)（64.7℃）介于水（100℃）和甲硫醺（CHsSH,7.6℃）之間，其原因是。

（4）我國科學(xué)家發(fā)明了高選擇性的二氧化碳加氫合成甲醉的催化劑，其組成為ZnO/ZrO2固溶體。四方ZrO2

晶胞如圖所示。Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是,晶胞參數(shù)為apm、apm,cpm,該晶體密度為

gym"（寫出表達(dá)式）.在ZK）2中摻雜少量ZQ后形成的催化劑，化學(xué)式可表示為ZnxZr-Oy,則

y=（用x表達(dá)）。

4x91+8x16

甲醇均能，且水比甲醇的氫鍵多8-~~-——2-x

acx/V人x1u

【解析】

⑴基態(tài)Si原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P2,因此Si的價電子層的電子排式為3s23P2；晶體硅中Si

原子與Si原子之間通過共價鍵相互結(jié)合，整塊晶體是一個三維的共價鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此晶體硅為原子晶體;

4-4x1

SiCU中Si原子價層電子對數(shù)為4+---=4,因此Si原子采取sp3雜化；由圖可知，SiC14(H2O)中Si原子

的6鍵數(shù)為5,說明Si原子的雜化軌道數(shù)為5,由此可知Si原子的雜化類型為sp'd,故答案為：3s23p5原

子晶體(共價晶體)；sp3；②:

(2)CO2的結(jié)構(gòu)式為O=C=O,1個雙鍵中含有1個3鍵和1個兀鍵，因此1個CO2分子中含有2個3鍵和2

個兀鍵，故答案為：2；2；

(3)甲醉分子之間和水分子之間都存在氫鍵，因此沸點(diǎn)高于不含分子間氫鍵的甲硫醇，甲醇分子之間氫鍵的

總強(qiáng)度低于水分子之間氫鍵的總強(qiáng)度，因此甲醇的沸點(diǎn)介于水和甲硫醇之間，故答案為：甲硫醇不能形成

分子間氫鍵，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氫鍵多；

(4)以晶胞中右側(cè)面心的Z"為例，同一晶胞中與Zr4+連接最近且等距的-數(shù)為4,同理可知右側(cè)晶胞中有

4個02-與zd+相連，因此Zr4+離子在晶胞中的配位數(shù)是4+4=8；I個晶胞中含有4個ZrCh微粒，1個晶胞的

4molx9lg/mol+8molx16g/mol

質(zhì)量優(yōu)=--------------------------——，1個晶胞的體積為

(ax1Oiocm)x(ax1Oiocm)x(cx10-,°cm)=a2cx10-30cm3,因此該晶體密度

4x91+8x16

m4x91+8x16

aiNXig，cm%在ZrO中摻雜少量ZrO后形成的催化劑，化學(xué)式可表示

V。-。2

a2cxlO_3Ocm3

為ZnxZn-xOy,其中Zn元素為+2價,Zr為+4價，0元素為-2價，根據(jù)化合物化合價為0可知2x+4x(l-x)=2y,

4x91+8x16

解得y=2-X,故答案為：a2cx0-30；2-X。

2.(2021.全國高考乙卷)過渡金屬元素銘(Cr)是不銹鋼的重要成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛

應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：

(1)對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是(填標(biāo)號)。

A.軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54sl

B.4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動

C.電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大

(2)三價銘離子能形成多種配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl『中提供電子對形成配位鍵的原子是

,中心離子的配位數(shù)為o

(3)[Cr(NH3)4H2O),Cl『中配體分子NHQH2。以及分子PH,的空間結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的鍵角如圖所示。

PH,中P的雜化類型是。NH,的沸點(diǎn)比PH,的,原因是,H20的鍵角小于NH3的,

分析原因_______.

(4)在金屬材料中添加A1C「2顆粒，可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性、硬度和機(jī)械性能。AlCr?具有體心四方結(jié)構(gòu),

如圖所示，處于頂角位置的是原子。設(shè)Cr和A1原子半徑分別為％和5,則金屬原子空間占有率

為%(列出計算表達(dá)式)。

【答案】ACN、O、Cl6sp'高NH,存在分子間氫鍵NH3含有一對孤對電子,

而H20含有兩對孤對電子，H2。中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大A1

8兀（24+舄）

xlOO

3a2c

【解析】

(1)A,基態(tài)原子滿足能量最低原理，Cr有24個核外電子，軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布

應(yīng)為[Ar]3d54slA正確:

B.Cr核外電子排布為［A門3d54sl,由于能級交錯，3d軌道能量高于4s軌道的能量，即3d電子能量較高，

B錯誤；

C.電負(fù)性為原子對鍵合電子的吸引力，同周期除零族原子序數(shù)越大電負(fù)性越強(qiáng)，鉀與銘位于同周期，銘原

子序數(shù)大于鉀，故銘電負(fù)性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大，c正確；

故答案為：AC；

（2）［Cr（NH3）3（H2O）2Cl『中三價銘離子提供空軌道，N、O、C1提供孤對電子與三價銘離子形成配位

鍵，中心離子的配位數(shù)為N、O、C1三種原子的個數(shù)和即3+2+1=6,故答案為：N、O、C1：6；

（3）PH3的價層電子對為3+1H,故PH3中P的雜化類型是sp'；N原子電負(fù)性較強(qiáng)，NH3分子之間存在

分子間疑鍵，因此N&的沸點(diǎn)比PH?的高；H?O的鍵角小于NH?的，原因是：NH3含有一對孤對電子,

3

而H2O含有兩對孤對電子，H2。中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大，故答案為：sp；高；NH3

存在分子間氫鍵；NH3含有一對孤對電子，而H2。含有兩對孤對電子，H2。中的孤對電子對成鍵電子對

的排斥作用較大；

（4）已知AlCr2具有體心四方結(jié)構(gòu)，如圖所示，黑球個數(shù)為8xg+l=2,白球個數(shù)為8x1+2=4,結(jié)合化學(xué)

84

式AlCq可知，白球?yàn)镃r,黑球?yàn)锳L即處于頂角位置的是Al原子。設(shè)Cr和Al原子半徑分別為力和5,

則金屬原子的體積為史以x4+蟠X2=+T）,故金屬原子空間占有率

333

二8兀（2r+1）現(xiàn)產(chǎn)）*］00%,故答案為：A1；8兀（2色+初100

---------r-------X1004-3a2c3a2c

dc

3.（2021.廣東高考真題）很多含疏基（-SH）的有機(jī)化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如，解毒劑化合物

I可與氧化汞生成化合物IK

o

H

CIL—SHCH—S、CH—SH

CHS

11'〉Hg1廠H

CH—SHCH—S/CH—SHO

1

CH2—OHCH2—OHCH—SO3Na

IIImIV

(1)基態(tài)硫原子價電子排布式為O

(2)H2S.CH4、H2O的沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椤?/p>

(3)汞的原子序數(shù)為80,位于元素周期表第周期第HB族。

(4)化合物III也是一種汞解毒劑。化合物IV是一種強(qiáng)酸.下列說法正確的有。

A.在I中S原子采取sp3雜化

B.在【I中S元素的電負(fù)性最大

C.在HI中C-C-C鍵角是180。

D.在m中存在離子鍵與共價鍵

E.在IV中硫氧鍵的鍵能均相等

(5)汞解毒劑的水溶性好，有利于體內(nèi)重金屬元素汞的解毒?；衔颕與化合物川相比，水溶性較好的是

(6)理論計算預(yù)測，由汞(Hg)、倍(Ge)、睇(Sb)形成的一種新物質(zhì)X為潛在的拓?fù)浣^緣體材料。X

的晶體可視為Ge晶體(晶胞如圖9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。

①圖9b為Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一種單元結(jié)構(gòu)，它不是晶胞單元，理由是

②圖9c為X的晶胞，X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為；該晶胞中粒子個數(shù)比Hg：

Ge：Sb=o

③設(shè)x的最簡式的式量為Mr,則X晶體的密度為g/cm3(列出算式)。

【答案】3s23P4H2O>H2S>CH4六AD化合物HI由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取

2xM

代位置除圖9b外還有其它形式41：1：2—~Fr

301xxy

【解析】

(1)基態(tài)硫原子核外電子排布式為Is22s22P63s23P4,因此基態(tài)硫原子價電子排布式為3s23P4,故答案為：3s23P4。

(2)H?S、CHhH2O均為分子晶體，Hq分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，&S、CH4的分子間范德華力隨相對

分子質(zhì)量增大而增加，因此沸點(diǎn)由高到低順序?yàn)椋篐2O>H2S>CH4,故答案為：H2O>H2S>CH4O

(3)第六周期0族元素的原子序數(shù)為86,因此第80號元素Hg位于第六周期第UB族，故答案為：六。

CH2-SH

(4)A.CH—SH中S原子的價層電子對數(shù)=2十二=4,因此S原子采取sp3雜化，故A正確；

I2

CH2-OH

CH-S.

「2)g

B.CH—S中含有的元素為H、C、0、S、Hg,同周期元素從左至右元素的電負(fù)性逐漸增大，同

I

CH2-OH

主族元素從上至下元素的電負(fù)性逐漸減小，因此5種元素中電負(fù)性最大的為O元素，故B錯誤；

CH2-SH

C.CH—SH中C原子成鍵均為單鍵，因此C原子采取sp3雜化，所以C-CC鍵角接近109°2夕，故C

I

CH2-SO3Na

錯誤：

CH2-SHCH2-SH

D.CH—SH中存在C-H、C-C、C-S、S=O、S-O、S-H共價鍵和!H——SH與Na*之間的離子鍵,

1H2-SO；

CH2-SO3Na

故D正確;

FHA}

OH中硫氧鍵分為硫氧單鍵和硫氧雙鍵，共價鍵種類不同，因此二者的鍵能不同，故E錯

誤;

綜上所述，說法正確的是AD項(xiàng)，故答案為AD。

CHSH

2-CH2-SH

(5)CH—SH中羥基能與水分子之間形成分子間氫鍵，CH—SH為易溶于水的鈉鹽，溶于水后電離

CH-SONa

CH2-OH23

CHj-SHCH2-SH

出的—SH中O原子均能與水分子之間形成氫鍵，相同物質(zhì)的量兩種物質(zhì)溶于水后,CH—SH形成

一SOj一

的紙鍵更多，因此化合物in更易溶于水，故答案為：化合物HL

(6)①對比圖9b和圖9c可得X晶體的晶胞中上下兩個單元內(nèi)的原子位置不完全相同，不符合晶胞晶胞是晶

體的最小重復(fù)單位要求，故答案為：由圖9c可知，圖9b中Sb、Hg原子取代位置除圖9b外還有其它形式。

②以晶胞上方立方體中右側(cè)面心中Hg原子為例，同一晶胞中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為2,右側(cè)晶胞中

有2個Sb原子與Hg原子距離最近，因此X的晶體中與Hg距離最近的Sb的數(shù)目為4；該晶胞中Sb原子

均位于晶胞內(nèi)，因此1個晶胞中含有Sb原子數(shù)為8,Ge原子位于晶胞頂點(diǎn)、面心、體心，因此I個晶胞中

含有Ge原子數(shù)為l+8x：+4x；=4,Hg原子位于棱邊、面心，因此1個晶胞中含有Hg原子數(shù)為

82

6x—+4x—=4,則該晶胞中粒子個數(shù)比Hg：Ge：Sb=4：4：8=1：1：2,故答案為：4；1：1：2O

4xM

③1個晶胞的質(zhì)量------/g，1個晶胞的體積V=(xx10-7cm)2x(yx107cm)=x2yx102'em3,則X晶體的

6.02x10

4xM

密度為9=6.02x1023g3,故答案為：.

V不而5301xxy301xxy

4.(2021?河北高考真題)KH2P04晶體具有優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。我國科學(xué)工作者制備的超大KH2P04晶

體已應(yīng)用于大功率固體激光器，填補(bǔ)了國家戰(zhàn)略空白?；卮鹣铝袉栴}：

⑴在KH2PCh的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是_(填離子符號)。

(2)原子中運(yùn)動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+工表示，與之相反的用表示，稱為電

22

子的自旋磁量子數(shù).對于基態(tài)的磷原子，其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為一。

(3)已知有關(guān)氨、磷的單鍵和三鍵的鍵能(kJ?moH)如表：

N—NN三NP—PP三P

193946197489

從能量角度看，氮以N2、而白磷以P4(結(jié)構(gòu)式可表示為PP)形式存在的原因是一。

P

⑷已知KH2P04是次磷酸的正鹽，H3P02的結(jié)構(gòu)式為一，其中P采取一雜化方式。

⑸與P0；電子總數(shù)相同的等電子體的分子式為一。

(6)磷酸通過分子間脫水縮合形成多磷酸，如:

OOOo>Oo

UH==H

2O"HH

P"

-P-P-H2P-P-P-

—

—I-—-

OHOHOHOHOHOH

如果有n個磷酸分子間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則相應(yīng)的酸根可寫為一。

(7)分別用。、?表示H2PO；和K+,KH2P04晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO；、

K+在晶胞xz面、yz面上的位置:

①若晶胞底邊的邊長均為apm、高為cpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的密度_g?cm-3(寫出表達(dá)式)。

H4x136

有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定H-O-P=Osp3SiR、SO2F2等PnO；nIO-Na2c

H

B

【解析】

(I)在KH,PC)4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子分別為H+(或H)、0"、K+和P"，其中核外

電子排布相同的是K+和p3j

(2)對于基態(tài)的磷原子，其價電子排布式為3s23P3,其中3s軌道的2個電子自旋狀態(tài)相反，自旋磁量子數(shù)的

代數(shù)和為0；根據(jù)洪特規(guī)則可知，其3P軌道的3個電子的自旋狀態(tài)相同，因此，基態(tài)磷原子的價電子的自

33

旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為+—或-一。

22

(3)根據(jù)表中的相關(guān)共價鍵的鍵能可知，若6molN形成類似白磷分子結(jié)構(gòu)的N4分子，可以釋放出的能量為

193kJx6=1158kJ；若6m。1N形成N2分子，則可釋放的能量為946kJx2=1892kJ,顯然，形成N2分子放出的

能量更多，故在N數(shù)目相同的條件卜;N2具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。同理，若6molP形成P4分

子，可以釋放出的能量為197kJx6=1182kJ；若6molP形成P2分子，則可釋放的能量為489kJx2=978kJ,顯

然，形成巳分子放出的能量更多，故在P數(shù)目相同的條件下，P4具有更低的能量，能量越低越穩(wěn)定。

(4)含氧酸分子中只有羥基上的H可以電離；由陋2「。2是次磷酸的正鹽可知，113尸。2為一元酸，其分子

H

中只有一個羥基，另外2個H與P成鍵，還有一個O與P形成雙鍵，故其結(jié)構(gòu)式為H-O—，=0，其中p

H

共形成4個。鍵、沒有孤電子對，故其價層電子對數(shù)為4,其采取sp3雜化。

(5)等電子體之間的原子總數(shù)和價電子總數(shù)都相同，根據(jù)前加后減、前減后加、總數(shù)不變的原則，可以找到

與尸。;電子總數(shù)相同的等電子體分子為SiF4、SO2F2等。

(6)由題中信息可知，n個磷酸分子間脫去(n-l)個水分子形成鏈狀的多磷酸，因此，如果有n個磷酸分子

間脫水形成環(huán)狀的多磷酸，則可脫去n個水分子得到(HP。6，其失去H+后得到相應(yīng)的酸根，故該酸根可寫

為P0〉

(7)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，H2PO；位于晶胞的頂點(diǎn)、面上和體心，頂點(diǎn)上有8個、面上有4個，體心有1個，

故晶胞中HzPO：的數(shù)目為8x：+4x〈+l=4；K?位于面上和棱上，面上有6個，棱上4個，故晶胞中K卡

的數(shù)II為6X』+4XL=4。因此，平均每個晶胞中占有的H2PO；和K+的數(shù)口均為%若晶胞底邊的邊長

24

均為，卯帆、高為印加，則晶胞的體積為lO,OaZccn?,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，晶體的密度為

4x1363

302SCm

10-/VAac'°

②由圖（a）、（b）、（c）可知，晶胞在x軸方向的投影圖為

5.（2021?湖南高考真題）硅、錯（Ge）及其化合物廣泛應(yīng)用于光電材料領(lǐng)域。回答下列問題:

（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（填化學(xué)式）;

（2）硅和鹵素單質(zhì)反應(yīng)可以得到SiX&,SiX4的熔沸點(diǎn)如下表:

Si月SiCl4SiBr4Sil4

熔點(diǎn)/K183.0203.2278.6393.7

沸點(diǎn)/K187.2330.8427.2560.7

①0七時，SiR、SiCl4.SiBr4,Sil,呈液態(tài)的是一（填化學(xué)式），沸點(diǎn)依次升高的原因是,氣態(tài)SiX,

分子的空間構(gòu)型是

②SiJ與N-甲基咪喋（HJC-NQ）反應(yīng)可以得到M2+，其結(jié)構(gòu)如圖所示:

14CZ'CI

&C-NJ占

N-甲基咪嚏分子中碳原子的雜化軌道類型為,H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?1個M?+

中含有個b鍵;

（3）下圖是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。的原子個數(shù)比為1：4,圖中Z表示原子（填元素符號），該化合物的化學(xué)式

為_______

②已知該晶胞的晶胞參數(shù)分別為anm、bnm、cnm,a=0=y=90°,則該晶體的密度?=g-cm3（設(shè)

阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，用含a、b、c、NA的代數(shù)式表示).

【答案】SiCSiC14SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大,

也?Eun]

3

分子間作用力依次增大正四面體形sp2、sp；；N>C>H54OMg2GeO4

【解析】

(1)硅元素的原子序數(shù)為14,價電子排布式為3s23P2,則價電子排布圖為晨,：原子晶體的熔點(diǎn)取

tH]Itl"I

決于共價鍵的強(qiáng)弱，晶體硅和碳化硅都是原子晶體，碳原子的原子半徑小于硅原子，非金屬性強(qiáng)于硅原子,

碳硅鍵的鍵能大于硅硅鍵、鍵長小于硅硅鍵，則碳硅鍵強(qiáng)于硅硅鍵，碳化硅的熔點(diǎn)高于晶體硅，故答案為:

3S3P

n0-nnrmSiC;

(2)①由題給熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)可知，時，四氟化硅為氣態(tài)，四氯化硅為液態(tài)，四漠化硅、四碘化硅為固態(tài)；

分子晶體的沸點(diǎn)取決于分子間作用力的大小，SiX」都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分

子間作用力依次增大，則SiX4的沸點(diǎn)依次升高；SiX4分子中硅原子的價層電子對數(shù)為4,孤對電子對數(shù)為0,

則分子的空間構(gòu)型為正四面體形，故答案為：SiCh；SiX4都是結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分了-質(zhì)量依次增

大，分子間作用力依次增大；正四面體形；

②由M?+離子的結(jié)構(gòu)可知，離子中含有雜化方式為sp3雜化的單鍵碳原子和sp?雜化的雙鍵碳原子：元素的

非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，元素的非極性強(qiáng)弱順序?yàn)镹>C>H,則元素電負(fù)性的大小順序?yàn)镹>C>H；

M2+離子的結(jié)構(gòu)中含有單鍵、雙鍵和配位鍵，單鍵和配位鍵都是。鍵，雙鍵中含有1個。鍵，則離子中含有

54個G鍵,故答案為：sp?、sp3；N>C>H；54；

(3)①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中位于頂點(diǎn)、面心、棱上和體內(nèi)的X原子為8x￡+6x|+4x)+3=8,位于體內(nèi)

824

的Y原子和Z原子分別為4和16,由Ge和。原子的個數(shù)比為1：4可知，X為Mg原子、Y為Ge原子、

Z為O原子，則晶胞的化學(xué)式為Mg2GeCh,故答案為：O；Mg2GeO4；

4x185740740

②由晶胞的質(zhì)量公式可得：下「a-,解得。=薪了爐g/cnP,故答案為：而「X呼。

2021年模擬題

1.(2021.河南.高三模擬)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FeCl,、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制

備。

(1)基態(tài)鐵原子的價電子排布式為，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)FeCL,的熔點(diǎn)為306℃,沸點(diǎn)為315℃,FeCL,的晶體類型是。

(3)苯胺(QpNHz)和NH4H2P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PC］和PCL，其中氣態(tài)PCL,分子的立體構(gòu)型為

(6)研究發(fā)現(xiàn)固態(tài)PCL和PB*均為離子晶體，但其結(jié)構(gòu)分別為［PC1J［PCk「和［PBj］+Br-,分析PJ

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:

②晶體的密度為g-cm-3(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B「半徑較大，無法形成［PB%］-Fe(SbO3)2

792

abcxlN隊(duì)

【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，貝IJNH4H2PO,中，除氫元素外,

其余三種元素N、0和P的第一電離能最大的是N（填元素符號）。

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

（3）苯胺（中N含有1對孤電子對、價層電子對數(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。

5-3x1

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

型為三角錐形。

（6）固態(tài)PC§和PB/均為離子晶體,但其結(jié)構(gòu)分別為［PClJlPCk「和［PBrjBC原因是：Br半

徑較大，而CI半徑較小，所以P周圍可以容納6個C1,能形成［PC%］，而無法容納6個Br、即無法形

成伊8打。

（7）①錦酸亞鐵晶胞如圖所示，據(jù)圖可知一個晶胞中含有Sb原子的個數(shù)為8x』+2=4,O原子的個數(shù)

4

為4x'+10=12,Fe2+的個數(shù)為8xl+l=2,則睇酸亞鐵的化學(xué)式為Fe（SbC）3）,。

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,

3_2,3?792

a=，=7=90。，則晶體的體積為abcnm=abcxlOcm晶體的密度為而CX1（T2RAgo

2.（2021?河南?高三模擬）金屬鈦被譽(yù)為“二H■?一世紀(jì)金屬“，有”生物金屬，海洋金屬，太空金屬''的美稱，

具有廣泛的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：

（1）鈦在周期表中的位置___________,鈦原子核外有種空間運(yùn)動狀態(tài)不同的電子，Ti2+電子

占據(jù)的最高能層的電子排布式為。

（2）磷酸鈦鋁鋰可用作鋰離子電池的正極材料?，PO：的空間構(gòu)型是,第一電離能介于Al、P

之間的第三周期元素為（填元素符號）。

（3）Ti（BH4）2是一種儲氫材料，其中所含元素的電負(fù)性由小到大排列順序?yàn)?B原子的雜化方

式是,其中的BH4可由BH3和H-結(jié)合而成。BH4含有（填序號）

①。鍵②兀鍵③氫鍵④配位?、蓦x子鍵

（4）TiCh的一種晶胞具有典型的四方晶系結(jié)構(gòu)（如圖所示），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)。晶胞中A、B的原子坐標(biāo)為（0.31,0,31,0）,（0.81,0.19,0.5）?

已知晶胞含對稱中心，則C、D原子坐標(biāo)為、。該晶胞中B、C兩個氧原子之間的

核間距d=pm。

【答案】第四周期NB族123s23P63d2正四面體Mg、Si、STi<B<Hsp3①@

(0.19,0.81,0.5)(0.69,0.69,1)0.62x0a

【分析】

鈦為22號元素，核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d24s2,據(jù)此分析解答；磷酸根的價層電子對數(shù)為4,并

且中心原子P不含有孤電子對，結(jié)合同一周期，從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但第HA族、第

VA族元素的第一電離能大于相鄰元素分析解答；BH；,中H表現(xiàn)-1價，H元素對鍵合電子吸引力更大，結(jié)合

價層電子對個數(shù)=◎鍵個數(shù)+!（a-xb）分析解答；根據(jù)晶胞含對稱中心分析解答。

2

【詳解】

（1）鈦為22號元素，在周期表中位于第四周期NB族；鈦原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d24s2,

核外有12種空間運(yùn)動狀態(tài)不同的電子，失去最外層的2個電子形成Ti2+,TV+電子占據(jù)的最高能層的電子排

布式為3s23P63d2,故答案為：第四周期IVB族;12；3s23P63d2；

（2）磷酸根的價層電子對數(shù)為4,并且中心原子P不含有孤電子對，磷酸根的空間構(gòu)型為正四面體；同周

期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第HA族由于s能級全滿，處于穩(wěn)定狀態(tài)，第VA由于p能

級半滿，較穩(wěn)定，故第三周期元素第一電離能介于Al、P之間的元素有Mg、Si、S三種，故答案為：正四

面體;Mg、Si、S；

(3)BH；中H表現(xiàn)-1價，H元素對鍵合電子吸引力更大，同周期自左而右電負(fù)性增大，故電負(fù)性：H>B

>Li；BH：中B原子孤電子對數(shù)=---------=0,價層電子對數(shù)=4+0=4,B原子采用sp3雜化；BH；可由

BH3和H?結(jié)合而成，BH：含有B-H單鍵和配位鍵，故選①④，故答案為：H>B>Li；sp，雜化；①④；

(4)根據(jù)晶胞中A、B的原子坐標(biāo)為(0.31,0.31,0),(0.81,0.19,0.5)和晶胞含對稱中心，根據(jù)對稱關(guān)系

0.31+0.69=1,0.81+0.19=1,0.5+0.5=1,則C、D原子坐標(biāo)為(0.19,0.81,0.5),(0.69,0.69,1)；B、C兩個

氧原子之間的核間距d2=(0.81-0.19)2a2+(0.81-0.19)2a2,則d=0.62x&a,故答案為：(0.19,0.81,0.5)；(0.69,

0.69,1)；0.62x0a。

3.(2021?河南鄭州市?高三模擬)吳夢昊研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計了一系列穩(wěn)定的由超堿PnH；和超鹵素MX；組成的

PnH4Mx4(Pn=N,P;M=B,Al,Fe；X=C1,Br)超鹽晶體。

(1)基態(tài)鐵原子價電子排布中未成對電子數(shù)成對電子對數(shù)之比。

(2)第二周期元素中，第一電離能介于元素B和N之間的元素有種。

(3)超堿PnH：離子中PH：與PH3鍵角PH：PH3(填“大于”或“小于”)，請分析原因。

(4)寫出與超鹵素A1C"等電子體的兩種分子的化學(xué)式：o

(5)六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似(如圖)，晶體中氮原子的雜化方式為o氮化硼晶體不導(dǎo)電的

(6)磷化硼晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，晶胞中P原子空間堆積方式為；已知晶體中硼和磷原子半徑分別

為“pm和npm,距離最近的硼和磷原子核間距為二者原子半徑之和。則磷化硼晶胞中原子的體積占晶胞體

積的百分率為(寫出計算式)。

【答案】2：13大于PH3分子中磷原子上孤對電子對共價鍵的排斥作用大于共價鍵之間的斥力

CO4、SiCL（或SiF4等）sp2層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子面心立方最密堆積（或Al堆積）

3

^n（r/+r2）x4

-“上、——xlOO%

[4（彳+叫3

石

【詳解】

（1）基態(tài)鐵原子價電子排布是3d64s2,,則未成對電子數(shù)成對電子對數(shù)之為4:2=2:1；

（2）同一周期從左到右第一電離能逐漸增大，但第二主族，第五主族反常，則第二周期元素中，第一電離

能介于元素B和N之間的元素有Be,C,0共3種元素；

（3）超堿PnH：離子中PH：與PH3鍵角PH：大于PH3,請分析原因Ph分子中磷原子上孤對電子對共價鍵

的排斥作用大于共價鍵之間的斥力；

（4）原子總數(shù)相等、價電子總數(shù)相等的微?；シQ為等電子體，則與超鹵素A1C1；等電子體的兩種分子的化

學(xué)式：CCL、SiCk（或SE等）;

（5）六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似（如圖），石墨中碳原子的雜化方式是sp2,則晶體中氮原子的雜化方

式為sp2,氮化硼晶體不導(dǎo)電的原因是層狀結(jié)構(gòu)中沒有自由移動的電子；

（6）磷化硼晶胞中P原子在正六面體的面心，則其空間堆積方式為面心立方最密堆積（或Ai堆積），P原子

個數(shù)是8x』+6x1=4,B原子個數(shù)是4,設(shè)晶胞的邊長為a,體對角線是6a,B原了P原了最近距離

82

4（r,4-r）

等于體對角線的四分之一，即a=f且0，則磷化硼晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為

V3

33

^n(r1+r2)x4

xlOO%?

「43+4)3

［百］

4.（2021.廣西?高三模擬）金云母｛K2Mg6[A12Si602o]（OH）4｝是一種含鎂和鉀的鋁硅酸鹽，化學(xué)成分中替代鉀

的有鈉、鈣、鋼；替代鎂的有鈦、鐵、錦、銘。

（1）基態(tài)鉀原子的核外電子排布式為。

（2）鋼元素在周期表中位于（填“s”“d”或“p”）區(qū)。

（3）Mg、Al、K的第一電離能由小到大的順序是。

（4）鎂、鈣、銀均為第IIA族元素。

①M(fèi)gO、CaO、BaO中硬度最小的是。

②CaO的晶體結(jié)構(gòu)與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)類型相同，則與一距離最近的Ca?+數(shù)目為

(5)雙(B—二酮)鈦(IV)配合物具有抗腫瘤作用。為了尋求生物活性更好的P-二酮配體，設(shè)計如下合成過程:

①物質(zhì)甲中碳原子的雜化方式為o

②K2c03中陰離子的空間構(gòu)型為。

③物質(zhì)乙中含O鍵和7T鍵的數(shù)目之比為

(6)鎂與硅形成的晶體的晶胞屬于面心立方結(jié)構(gòu)，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞參數(shù)為anm。

①C點(diǎn)的Mg原子坐標(biāo)參數(shù)為。

②設(shè)Na為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶胞的密度為g-cm-\

【答案】Is22s22P63s23P64slsK<Al<MgBaO6sp，sp3平面三角形22：3

]_l_l_304

(屋屋丁^10)?73

【解析】

(1)K是19號元素，根據(jù)能量最低原理，可知核外電子排布式為Is22s22P63s23P64s1

(2)領(lǐng)處于第六周期第HA族，屬于s區(qū)元素：

(3)一般金屬性越強(qiáng)，笫一電離能越小，Mg元素原子3s軌道為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能高于于A1的，

故第一電離能由小到大的順序?yàn)椋篕<Al<Mg；

(4)①M(fèi)gO、CaO,BaO均屬于離子晶體,離子電荷數(shù)相同，由于r(Mg2+)<r(Ca2+)<r(Ba?+),故晶格能

MgO>CaO>BaO,故BaO的硬度最小：

②CaO的晶體結(jié)構(gòu)與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)類型相同，離子的配位數(shù)為6,則與CP-距離最近的Ca2+數(shù)目為6；

(5)①物質(zhì)甲叛基中碳原子形成3個。鍵，其它碳原子形成4個。鍵，雜化軌道數(shù)目分別為3、4,碳原子分

3+2-2?

別采取sp2、sp3雜化②CCV-中C原子孤電子對數(shù)=—―=0,價層電子對數(shù)=3+0=3,故其空間構(gòu)型為

平面三角形：③單鍵為。鍵，雙鍵含有1個。鍵、1個兀鍵，物質(zhì)乙中含。鍵和兀鍵的數(shù)目之比為22：3；

（6）①C點(diǎn)的Mg原子與坐標(biāo)原點(diǎn)Si原子連線處于晶胞體對角線上,且二者距離等于晶胞體對角線長度的一，

4

可知其參數(shù)x=y=z=-,即C點(diǎn)Mg原子坐標(biāo)參數(shù)為（工,！,工）：②晶胞中Mg原子數(shù)目為8,Si原子數(shù)

4444

1184+28?84+28?

目為8x-+6x—=4晶胞質(zhì)量=----------晶胞體積=（ax10。）3.晶胞密度=----------

82NANA

（aX17）3=73

^°NAx（axlO-）?

5.（2021.山東?高三模擬）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Fe3+,基態(tài)Fe?+的價電子

的排布式為,相同條件下，F(xiàn)e3+比Fe2+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，Ir為缽元素。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.極性共價鍵D.非極性共價鍵E.G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。

其中鐵酸憶的化學(xué)式為,已知1號O原子空間坐標(biāo)為（0,0,；）,2號。原子空間坐標(biāo)為（；