2024年高考化學一輪復習第一部分專題22物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)練習含解析

PAGE1-專題22物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．(2024·全國卷Ⅰ)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]在一般鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2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。回答下列問題：(1)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________(填標號)。A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](2)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，其緣由是_________________________________________________，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＋”)。(3)一些氧化物的熔點如下表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔點/℃1570280023.8－75.5說明表中氧化物之間熔點差異的緣由：______________________________________________________________。(4)圖a是MgCu2的拉維斯結(jié)構(gòu)，Mg以金剛石方式積累，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Cu。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＝________pm，Mg原子之間最短距離y＝________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)A(2)sp3sp3乙二胺的兩個N供應(yīng)孤對電子給金屬離子形成配位鍵Cu2＋(3)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(4)eq\f(\r(2),4)aeq\f(\r(3),4)aeq\f(8×24＋16×64,NAa3×10－30)解析(1)依據(jù)影響電離能大小的因素(有效核電荷數(shù)、微粒半徑和電子層結(jié)構(gòu))可知，A中電離最外層一個電子所需能量最大。(2)乙二胺中N、C原子價層電子對數(shù)均為4，均采納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＋形成的協(xié)作物更穩(wěn)定。(3)晶體的熔點凹凸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凹凸，晶格能越大，晶體熔點越高；P4O6、SO2為分子晶體，分子晶體的熔點凹凸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eq\r(2)apm，即為4個Cu原子直徑之和，則Cu原子之間最短距離為eq\f(\r(2),4)apm。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，則y＝eq\f(a,2)pm×eq\r(3)×eq\f(1,2)＝eq\f(\r(3),4)apm。由圖a可知，每個晶胞含Mg原子8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4＝8個，含Cu原子16個，則MgCu2的密度ρ＝eq\f(8×24＋16×64,a×10－103NA)g·cm－3。2．(2024·全國卷Ⅱ)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]近年來我國科學家發(fā)覺了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}：(1)元素As與N同族。預料As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為________，其沸點比NH3的________(填“高”或“低”)，其推斷理由是_________________。(2)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____________。(3)比較離子半徑：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導化合物的晶胞如圖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O2－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，則該化合物的化學式表示為________；通過測定密度ρ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：ρ＝________g·cm－3。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標，例如圖1中原子1的坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，則原子2和3的坐標分別為________、________。答案(1)三角錐形低NH3分子間存在氫鍵(2)4s4f5(3)小于(4)SmFeAsO1－xFxeq\f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))解析(1)AsH3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。(2)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。(3)O2－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。(4)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)＝4×eq\f(1,2)＝2，Sm的原子個數(shù)＝4×eq\f(1,2)＝2，F(xiàn)e在晶胞的棱上和體心，F(xiàn)e的原子個數(shù)＝1＋4×eq\f(1,4)＝2，F(xiàn)－和O2－在晶胞的頂點和上下底面，F(xiàn)－和O2－的個數(shù)和＝2×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝2，已知F－和O2－的比例依次為x和1－x，所以該物質(zhì)的化學式為SmFeAsO1－xFx。1個晶胞的質(zhì)量＝eq\f(2[281＋161－x＋19x],NA)g，晶胞的體積＝a2c×10－30cm3，所以晶胞的密度＝eq\f(2[281＋161－x＋19x],a2cNA×10－30)g·cm－3。依據(jù)圖1中原子1的坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))，可看出原子2的z軸為0，x、y軸均為eq\f(1,2)，則原子2的坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))；原子3的x、y軸均為0，z軸為eq\f(1,2)，則原子3的坐標為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，0，\f(1,2)))。3．(2024·全國卷Ⅲ)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、平安性高等特點，文獻報道可采納FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備。回答下列問題：(1)在周期表中，與Li的化學性質(zhì)最相像的鄰族元素是________，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)________(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為________________，其中Fe的配位數(shù)為________。(3)苯胺()的晶體類型是________。苯胺與甲苯()的相對分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點(－5.9℃)、沸點(184.4℃)分別高于甲苯的熔點(－95.0℃)、沸點(110.6℃)，緣由是________________。(4)NH4H2PO4中，電負性最高的元素是________；P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。(5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡潔磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種困難磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示：這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為________(用n代表P原子數(shù))。答案(1)Mg相反(2)4(3)分子晶體苯胺分子之間存在氫鍵(4)Osp3σ(5)(PnO3n＋1)(n＋2)－解析(1)在周期表中存在“對角線”關(guān)系的元素化學性質(zhì)相像，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等，所以與Li的化學性質(zhì)最相像的鄰族元素是Mg。Mg元素基態(tài)原子核外M層上只有3s軌道上2個自旋狀態(tài)相反的電子。(2)在蒸汽狀態(tài)下FeCl3以雙聚分子存在，即分子式為Fe2Cl6；每個Fe原子與3個Cl原子形成共價鍵，還可以供應(yīng)空軌道與另1個Cl原子供應(yīng)的孤對電子形成配位鍵，結(jié)構(gòu)式可表示為或；由結(jié)構(gòu)式可知，F(xiàn)e的配位數(shù)為4。(3)苯胺是有機化合物，屬于分子晶體。由于苯胺分子中N原子電負性大、原子半徑小，易形成分子間氫鍵N—H…N，導致熔、沸點比相對分子質(zhì)量相近的甲苯高。(4)元素的非金屬性越強，電負性越高，非金屬性：H＜P＜N＜O，故在N、H、P、O四種元素中電負性最高的是O。POeq\o\al(3－,4)中價層電子對數(shù)為eq\f(5＋3,2)＝4，實行sp3雜化方式，雜化軌道與配位原子只能形成σ鍵，故與O原子的2p軌道形成σ鍵。(5)由題給焦磷酸根離子、三磷酸根離子的結(jié)構(gòu)式可看出，多磷酸鹽中存在POeq\o\al(3－,4)結(jié)構(gòu)單元，n個POeq\o\al(3－,4)結(jié)構(gòu)單元共用(n－1)個O原子，則O原子總數(shù)為4n－(n－1)＝3n＋1，離子所帶電荷數(shù)為－(n＋2)，故通式為(PnO3n＋1)(n＋2)－。4．(2024·湖北八校高三聯(lián)考)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]KIO3是一種重要的無機化合物，可作食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形態(tài)為__________。K和Cr位于同一周期，且核外最外層電子排布式相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr的低，緣由是____________________________________________________________________。(2)K＋與Cl－具有相同的核外電子排布式，r(K＋)小于r(Cl－)，緣由是____________________________________________________________________。(3)KIO3中陰離子的空間構(gòu)型是________，中心原子的雜化方式為________。(4)由于碘是鹵素中原子半徑較大的元素，可能呈現(xiàn)金屬性。下列事實能夠說明這個結(jié)論的是________(填序號)。A．已經(jīng)制得了IBr、ICl等鹵素互化物和I2O5等碘的氧化物B．已經(jīng)制得了I(NO3)3、I(ClO4)3·H2O等含I3＋的化合物C．碘易溶于KI等碘化物溶液，形成Ieq\o\al(－,3)D．I4O9是一種碘酸鹽(5)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為anm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。與K緊鄰的O的個數(shù)為________。已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則KIO3的密度為____________________(列式表示)g·cm－3。(6)若KIO3晶胞中處于左下角頂角的K原子的坐標參數(shù)為(0,0,0)，位于下底面面心位置的O原子的坐標參數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，設(shè)左下角頂角的I原子的坐標參數(shù)為(0,0,0)，則K原子的坐標參數(shù)為________。答案(1)N球形K的原子半徑比Cr的原子半徑大且價電子數(shù)少，金屬鍵較弱(2)K＋的核電荷數(shù)較大(3)三角錐形sp3(4)BD(5)12eq\f(39＋127＋16×3,NA·a×10－73)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(214,NA·a×10－73)))(6)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))解析(1)基態(tài)K原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1，所以核外電子占據(jù)的最高能層的符號為N；K原子最外層4s軌道上電子的電子云輪廓圖形態(tài)為球形；K的原子半徑比Cr的原子半徑大且價電子數(shù)少，金屬鍵較弱，故K的熔沸點比Cr的低。(2)具有相同核外電子排布的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故r(K＋)小于r(Cl－)。(3)IOeq\o\al(－,3)中I的成鍵電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為eq\f(7＋1－3×2,2)＝1，故中心I原子的價層電子對數(shù)為4，I原子采納sp3雜化，IOeq\o\al(－,3)的空間構(gòu)型為三角錐形。(4)IBr、ICl、I2O5為共價化合物，這些化合物中都不存在單個碘原子的陽離子，所以不能依據(jù)這些事實證明碘元素呈金屬性，A項錯誤；I(NO3)3、I(ClO4)3·H2O等化合物中含I3＋，碘呈＋3價，體現(xiàn)金屬性，B項正確；碘易溶于KI等碘化物溶液，形成Ieq\o\al(－,3)，但不存在單個碘原子的陽離子，C項錯誤；鹽I4O9可表示為I(IO3)3，存在單個碘原子的陽離子，D項正確。(5)K、O構(gòu)成面心立方結(jié)構(gòu)，K的配位數(shù)為12；該晶胞中K的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＝1，I的個數(shù)為1，O的個數(shù)為6×eq\f(1,2)＝3，則晶體密度為eq\f(39＋127＋16×3,NA·a×10－73)g·cm－3或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(214,NA·a×10－73)g·cm－3))。(6)依據(jù)KIO3的化學式及晶胞結(jié)構(gòu)可知KIO3的另一晶胞結(jié)構(gòu)中I處于頂角，O處于棱心，K處于體心，則K原子的坐標參數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，\f(1,2)))。5．(2024·遼寧五校協(xié)作體高三聯(lián)考)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]鐵、鈷、鎳具有相像的性質(zhì)，在化學上稱為鐵系元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)LiCoO2、LiFePO4常用作鋰離子電池的正極材料。基態(tài)Co原子核外電子排布式為________，第四電離能I4(Co)________(填“>”或“<”)I4(Fe)，POeq\o\al(3－,4)的空間構(gòu)型為________。(2)鐵系元素能與CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金屬羰基協(xié)作物。與CO互為等電子體的分子和離子分別為________和________(各舉一種，填化學式)；在CO分子中，σ鍵與π鍵數(shù)目之比為________。(3)鐵與K2O、(環(huán)戊二烯)在隔絕空氣條件下共熱可制得二茂鐵[Fe(C5H5)2]。在環(huán)戊二烯中，C原子的雜化軌道類型為________。二茂鐵熔點為446K，不溶于水，易溶于乙醚、苯、乙醇等有機溶劑，373K即升華；從各種性質(zhì)看，它是典型的________化合物。(4)鐵單質(zhì)的積累方式有兩種，其剖面圖分別如圖a、b所示。在圖a所示積累方式里，鐵原子的半徑為rpm，則其晶胞棱長為________cm。在圖b所示積累方式里，鐵原子的總體積與晶胞體積的比值為________(用含圓周率π的代數(shù)式表示)。答案(1)[Ar]3d74s2<正四面體(2)N2CN－1∶2(3)sp2和sp3共價(4)eq\f(4,\r(3))r×10－10eq\f(\r(2),6)π解析(1)Co原子核外有27個電子，由構(gòu)造原理可寫出其核外電子排布式為[Ar]3d74s2；Fe原子失去3個電子后，3d能級處于較穩(wěn)定的半充溢狀態(tài)，而Co失去4個電子后3d能級才達到半充溢狀態(tài)，即I4(Co)<I4(Fe)。POeq\o\al(3－,4)的中心原子P與4個O形成正四面體結(jié)構(gòu)。(2)CO分子價電子數(shù)為10，與其互為等電子體的分子和離子分別為N2和CN－。CO與N2互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相像，即CO分子中含有碳氧三鍵，其中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶2。(3)環(huán)戊二烯中雙鍵碳原子為sp2雜化，單鍵碳原子為sp3雜化。由二茂鐵的物理性質(zhì)可推斷其屬于分子晶體，是典型的共價化合物。(4)題圖a為體心立方積累，體對角線長為4rpm，設(shè)晶胞棱長為xpm，則(eq\r(2)x)2＋x2＝(4r)2，解得x＝eq\f(4,\r(3))r，即晶胞棱長為eq\f(4,\r(3))r×10－10cm。題圖b為面心立方最密積累，晶胞中含F(xiàn)e原子個數(shù)為eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4，F(xiàn)e原子的體積為4×eq\f(4,3)πr3pm3，晶胞中面對角線長為4rpm，則晶胞的棱長為2eq\r(2)rpm，其體積為(2eq\r(2)r)3pm3，則晶胞中Fe原子的總體積與晶胞體積的比值為eq\f(4×\f(4,3)πr3,2\r(2)r3)＝eq\f(\r(2),6)π。6．(2024·廣州高三調(diào)研測試)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]FeSe、MgB2等超導材料具有廣袤的應(yīng)用前景。(1)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為__________________，基態(tài)Se原子的電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________形。(2)向FeSe中嵌入吡啶()能得到具有優(yōu)異性能的超導材料。吡啶中氮原子的雜化類型為________；該分子內(nèi)存在________(填標號)。A．σ鍵B．π鍵C．配位鍵D．氫鍵(3)將金屬鋰干脆溶于液氨，得到具有很高反應(yīng)活性的金屬電子溶液，再通過系列反應(yīng)可制得FeSe基超導材料Li0.6(NH2)0.2(NH3)0.8Fe2Se2。①NHeq\o\al(－,2)的空間構(gòu)型為________。②液氨是氨氣液化的產(chǎn)物，氨氣易液化的緣由是______________________。(4)MgB2的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。B原子獨立為一層，具有類似于石墨的結(jié)構(gòu)，每個B原子四周都有________個與之等距離且最近的B原子；六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶體的密度為_______g·cm－3(列出計算式)。答案(1)啞鈴(或紡錘)(2)sp2雜化AB(3)①V形②氨分子間存在氫鍵，分子間作用力較強，簡潔液化(4)3eq\f(46×3,NA×\f(3\r(3),2)×a2c)解析(1)基態(tài)Fe原子核外有26個電子，電子排布式為[Ar]3d64s2，價層電子的電子排布圖為。Se為第四周期ⅥA族元素，價電子排布式為4s24p4，電子占據(jù)的最高能級為4p，電子云輪廓圖為啞鈴(或紡錘)形。(2)吡啶中氮原子有一對孤對電子，雜化軌道數(shù)為2＋1＝3，故氮原子的雜化類型為sp2雜化。該分子內(nèi)存在σ鍵、π鍵。(3)①NHeq\o\al(－,2)中N的孤電子對數(shù)為eq\f(5＋1－1×2,2)＝2，NHeq\o\al(－,2)的空間構(gòu)型為V形。(4)依據(jù)石墨的結(jié)構(gòu)知每個B原子四周有3個與之等距離且最近的B原子。該晶胞中Mg的個數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＝3，B的個數(shù)為6，該晶胞的體積為3個相同的平行四面體的體積之和，每個平行四面體的體積為acm×eq\f(\r(3),2)acm×ccm＝eq\f(\r(3),2)a2ccm3，故該晶體的密度為eq\f(24＋11×2×3,NA)g÷eq\f(3\r(3),2)a2ccm3＝eq\f(46×3,NA×\f(3\r(3),2)×a2c)g·cm－3。7．(2024·西安五校高三聯(lián)考)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]建立航母須要大量的新型材料。航母的龍骨要耐沖擊，航母的甲板要耐高溫，航母的外殼要耐腐蝕。(1)鎳鉻鋼抗腐蝕性能強，基態(tài)鉻原子的價電子排布式為____________，同一周期中與基態(tài)Ni原子有相同的未成對電子數(shù)目的原子有________(填數(shù)字)種。(2)航母甲板涂有一層耐高溫的材料，結(jié)構(gòu)如圖所示。其中O原子雜化方式為________雜化，元素C、O、F、Si的電負性由大到小的依次為__________________。(3)海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。①依據(jù)下表數(shù)據(jù)推斷：最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽離子的鹵素原子是________(填元素符號)。元素氟氯溴碘第一電離能/(kJ·mol－1)1681125111401008②依據(jù)價層電子對互斥理論，預料ClOeq\o\al(－,4)的空間構(gòu)型為________。③已知HClO3酸性強于HClO，從結(jié)構(gòu)上分析其緣由是______________________________________________________________。(4)海底金屬軟泥是在海洋底覆蓋著的一層紅棕色沉積物，隱藏著大量的資源，含有硅、氧化鐵、錳、鋅等。Zn2＋與S2－形成的一種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示(灰球表示Zn2＋，白球表示S2－)。則該晶胞中六個面心的離子圍成的立體圖形為______________。已知該晶體的密度為ρg·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶胞中Zn2＋和S2－之間的最短距離為體對角線長度的eq\f(1,4)，則該晶胞中S2－和Zn2＋之間的最短距離為______________________nm。(寫出計算式即可)答案(1)3d54s13(2)sp3F>O>C>Si(3)①I②正四面體③HClO3中氯原子的正電性高，使Cl—O—H結(jié)構(gòu)中O原子上的電子向Cl原子偏移，使其更簡潔電離出H＋(4)正八面體eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(388,ρNA))×107解析(1)基態(tài)Cr原子核外有24個電子，核外電子排布式為[Ar]3d54s1，故價電子排布式為3d54s1?；鶓B(tài)Ni原子核外有28個電子，電子排布式為[Ar]3d84s2,3d軌道上有2個未成對電子，同一周期中與基態(tài)Ni有相同的未成對電子數(shù)目的原子的核外電子排布式分別為[Ar]3d24s2、[Ar]3d104s24p2、[Ar]3d104s24p4，共3種。(2)O原子成鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為2，故雜化軌道數(shù)為4，雜化類型為sp3。依據(jù)電負性的遞變規(guī)律，可知電負性：F>O>C>Si。(3)①由表格數(shù)據(jù)可知，I的第一電離能最小，最簡潔失去1個電子生成較穩(wěn)定的單核陽離子。②ClOeq\o\al(－,4)中Cl無孤對電子，成鍵電子對數(shù)為4，故空間構(gòu)型為正四面體。(4)前、后、左、右四個面心的離子處于同一平面，上、下兩個面心的離子與前、后、左、右四個面心的離子之間的距離相等，故該晶胞中六個面心的離子圍成的立體圖形為正八面體。該晶胞中含有Zn2＋個數(shù)為4，S2－個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，即該晶胞中有4個ZnS；設(shè)晶胞的棱長為acm，則ρg·cm－3×(acm)3＝eq\f(65＋32×4,NA)g，解得a＝eq\r(3,\f(388,ρNA))，晶胞體對角線長度為eq\r(3)×eq\r(3,\f(388,ρNA))cm，該晶胞中Zn2＋和S2－之間的最短距離為體對角線的eq\f(1,4)，則該晶胞中S2－和Zn2＋之間的最短距離為eq\f(1,4)×eq\r(3)×eq\r(3,\f(388,ρNA))cm＝eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(388,ρNA))cm＝eq\f(\r(3),4)×eq\r(3,\f(388,ρNA))×107nm。8．(2024·武漢市高三調(diào)研)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]磷及其化合物與人們的健康和生產(chǎn)生活親密相關(guān)。請回答下列問題：(1)基態(tài)磷原子價電子軌道表示式為______________，其第一電離能比硫的________(填“大”或“小”)。(2)羥基磷灰石[Ca(PO4)3OH]是牙齒中的重要礦物質(zhì)，其中羥基(—OH)中氧原子的雜化方式為________，POeq\o\al(3－,4)的空間構(gòu)型為____________，該化合物所含元素電負性最大的是________。(3)P4O6的分子結(jié)構(gòu)中只含有單鍵，且每個原子的最外層都滿意8電子結(jié)構(gòu)，則該分子中含有的共價鍵數(shù)目是________。(4)磷酸和亞磷酸(H3PO3)是磷元素的兩種含氧酸。亞磷酸與NaOH反應(yīng)只生成NaHPO3和NaH2PO3兩種鹽，則H3PO3的結(jié)構(gòu)式為________________________，其為________元酸，緣由是__________________________________。(5)磷酸分子間脫水可生成多磷酸，其某一鈣鹽的結(jié)構(gòu)如下圖所示：由圖推知該多磷酸鈣鹽的通式為________。(6)磷化硼是一種超硬耐磨涂層材料，晶胞如圖所示，其密度為ρg/cm3，設(shè)NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，則磷原子的配位數(shù)為______，晶胞參數(shù)為________pm。答案(1)大(2)sp3正四面體O(3)12(4)二一個H3PO3分子中只有兩個羥基，含氧酸羥基上的氫易電離(5)(CaP2O6)n(6)4eq\r(3,\f(168,ρNA))×1010解析(1)P是15號元素，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，其價電子排布式為3s23p3，所以基態(tài)磷原子價電子軌道表示式為；由于其最外層的3p能級電子處于半充溢的穩(wěn)定狀態(tài)，所以失去一個電子比16號元素S難，須要的能量高，故其第一電離能比硫的大。(2)—OH中氧原子的價層電子對數(shù)為eq\f(6＋2,2)＝4，所以氧原子按sp3方式雜化；POeq\o\al(3－,4)中P原子價層電子對數(shù)為4＋eq\f(5＋3－2×4,2)＝4，沒有孤電子對，故POeq\o\al(3－,4)為正四面體結(jié)構(gòu)；依據(jù)元素的非金屬性越強，元素的電負性越大，Ca、P、O、H四種元素中O的非金屬性最強，O元素的電負性最大。(3)P原子最外層有5個電子，能夠與3個O原子形成3對共用電子對，O原子最外層有6個電子，可以與2個P原子形成2對共用電子對，要使分子中每個原子都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)式為，可見分子中含有的共價鍵為12個。(4)亞磷酸與NaOH溶液發(fā)生酸堿中和反應(yīng)只生成NaHPO3和NaH2PO3兩種鹽，羥基H原子能電離產(chǎn)生H＋，說明H3PO3分子中含有2個—OH，它屬于二元酸，由于P最外層有5個電子，則H3PO3的結(jié)構(gòu)式為(5)由圖推知該多磷酸鈣鹽最小的重復單元是CaP2O6，所以該多磷酸鈣鹽的通式為(CaP2O6)n。(6)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知每個B原子被四個距離相等且最近的P原子包圍，每個P原子被四個距離相等且最近的B原子包圍，所以P原子的配位數(shù)是4；在一個晶胞中含有的P原子數(shù)目為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，在一個晶胞中含有的B原子數(shù)目為4×1＝4，即1個晶胞中含有4個BP，晶胞的質(zhì)量是m＝eq\f(4×42,NA)g＝eq\f(168,NA)g，由于晶胞密度為ρg/cm3，所以晶胞的體積為eq\f(m,ρ)＝eq\f(\f(168,NA)g,ρg/cm3)＝eq\f(168,ρNA)cm3，所以晶胞參數(shù)為eq\r(3,\f(168,ρNA))cm＝eq\r(3,\f(168,ρNA))×1010pm。9．(2024·佛山市高三教學質(zhì)量檢測)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]碳、氮、銅形成的單質(zhì)及它們形成的化合物有重要探討和應(yīng)用價值，回答下列問題：(1)鄰氨基吡啶的銅協(xié)作物在有機不對稱合成中起催化誘導效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。①基態(tài)Cu原子的價電子排布式為________，在元素周期表中銅位于________區(qū)(填“s”“p”“d”或“ds”)。②C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的依次為________。③鄰氨基吡啶的銅協(xié)作物中，Cu2＋的配位數(shù)是________，N原子的雜化類型為________。(2)C60是富勒烯族分子中穩(wěn)定性最高的一種，N60是將來的火箭燃料，二者結(jié)構(gòu)相像。①有關(guān)C60和N60的說法中正確的是________。A．C60和N60均屬于分子晶體B．N60的穩(wěn)定性強于N2C．C60中碳原子是sp3雜化D．C60易溶于CS2、苯②近年來，科學家合成了一種具有“二重結(jié)構(gòu)”的球形分子，它是把足球形分子C60容納在足球形分子Si60中，則該分子中含有的化學鍵類型為__________________(填“極性鍵”“非極性鍵”)。(3)原子坐標參數(shù)和晶胞參數(shù)是晶胞的兩個基本參數(shù)。①圖a中原子坐標參數(shù)分別為：A(0,0,0)，Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))，Ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))，則D的原子坐標參數(shù)為________。②圖b為銅的晶胞，銅原子半徑為Rnm，NA是阿伏加德羅常數(shù)的值，則銅晶體的密度為________g·cm－3(用含R、NA的式子表示)。答案(1)①3d104s1ds②N>O>C③4sp2、sp3(2)①AD②極性鍵、非極性鍵(3)①eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))②eq\f(8\r(2)×1021,NA·R3)解析(1)①Cu的原子序數(shù)為29，基態(tài)Cu原子的價電子排布式為3d104s1，在元素周期表中銅位于ds區(qū)。②同周期元素從左到右第一電離能有增大的趨勢，N的價電子排布為2s22p3,2p能級為半充溢結(jié)構(gòu)，第一電離能變大，C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的依次為N>O>C。③鄰氨基吡啶的銅協(xié)作物中，Cu2＋形成2個Cu—N鍵，2個Cu—O鍵，Cu2＋的配位數(shù)是4；—NH2上的N形成3個σ鍵，一對孤電子對，sp3雜化，雜環(huán)上的N形成3個σ鍵，一個π鍵，sp2雜化。(2)①C60和N60均由分子構(gòu)成，屬于分子晶體，故A正確；N2形成三鍵，鍵能大，N60的穩(wěn)定性弱于N2，故B錯誤；C60中碳原子形成3個σ鍵，一個π鍵，碳是sp2雜化，故C錯誤；C60為非極性分子，易溶于CS2、苯，故D正確。②C60置于“足球形”的Si60內(nèi)合成“二重構(gòu)造”球形分子C60Si60，該反應(yīng)中反應(yīng)物全部加合在一起，類似有機反應(yīng)中的加成反應(yīng)，其中C—C鍵、Si—Si鍵為非極性鍵；C—Si鍵為極性鍵。(3)①D的原子坐標參數(shù)x為0，y、z為eq\f(1,2)，D的原子坐標參數(shù)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0，\f(1,2)，\f(1,2)))。②Cu晶體的粒子積累方式為面心立方最密積累，該晶胞中Cu原子個數(shù)＝6×eq\f(1,2)＋8×eq\f(1,8)＝4，其晶胞體積V＝(2eq\r(2)R×10－7)3cm3，其密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(4M,NAV)g·cm－3＝eq\f(64×4,NA×2\r(2)R×10－73)g·cm－3＝eq\f(8\r(2)×1021,NA·R3)g·cm－3。10．(2024·成都七中高三期末)[化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]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：(1)B元素的基態(tài)原子的價電子排布圖為________，其次周期中第一電離能比B小的元素為________。(2)三氟化硼常