2020年高考化学二轮复习 专题十五 物质结构与性质(选考).pdf

专题十五专题十五 物质结构与性质（选考）物质结构与性质（选考）考纲要求1.原子结构与元素的性质：(1)了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136 号)原子核外电子、价电子的排布，了解原子核外电子的运动状态；(2)了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质；(3)了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用；(4)了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。2.化学键与物质的性质：(1)理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；(2)了解共价键的形成，能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质；(3)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系；(4)理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质，了解金属晶体的常见堆积方式；(5)了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型 (sp、sp 、sp )，能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推测常见的简单分子或者离子的空间结构。3.分子间作用力与物质的性质：(1)了解化学键和分子间作用力的区别； (2)了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含有氢键的物质；(3)了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别；(4)能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算；(5)了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。231.排布规律(1)能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如 Ge：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2 个自旋状态相反的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各轨道上排布时，电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。2.表示方法(1)电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如：Cu：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s(2)简化电子排布式“稀有气体价层电子”的形式表示。如：Cu：Ar3d 4s10122626101226261022(3)电子排布图用方框表示原子轨道，用“”或“”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。如 S：1.2020江苏，21(A)(1)Zn 基态核外电子排布式为_。答案1s 2s 2p 3s 3p 3d 或Ar3d2.2020全国卷，37(1)基态 Ge 原子的核外电子排布式为Ar_，有_个未成对电子。答案3d 4s 4p23.2020全国卷，37(1)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d 能级上的未成对的电子数为_。答案1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 或Ar3d 4s24.2020全国卷，37(1)写出基态 As 原子的核外电子排布式_。答案1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 或Ar3d 4s 4p5.2020江苏，21(A)(1)节选Cr 基态核外电子排布式为_。答案1s 2s 2p 3s 3p 3d (或Ar3d )6.2020全国卷，37(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态 C 原子中，核外存在_对自旋相反的电子。答案电子云27.2020安徽理综，25(1)(2)(1)Si 位于元素周期表第_周期第_族。(2)N 的基态原子核外电子排布式为_；Cu 的基态原子最外层有_个电子。答案(1)三A 族(2)1s 2s 2p18.2020浙江自选模块，15(1)Cu 的电子排布式是_。答案1s 2s 2p 3s 3p 3d 或Ar3d“两原理，一规则”的正确理解2262699222314226263332262610231023226268282102222626101021.原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(1)(2)(违反泡利原理)(违反能量最低原理)(3)(违反洪特规则)(4)(违反洪特规则)2.同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。如np 、npCr：3d 4s Mn：3d 4s Cu：3d 4s Zn：3d 4s5152101102361.元素的电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为 kJmol 。(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns 到nsnp 的周期性变化。(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。1261说明同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势。同能级的轨道为全满、半满时较相邻元素要大即第A族、第A族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如Be、N、Mg、P。(3)元素电离能的应用判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。判断元素的化合价如果某元素的In1In，则该元素的常见化合价为n价，如钠元素I2I1，所以钠元素的化合价为1 价。2.元素的电负性(1)元素电负性的周期性变化元素的电负性：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势。(2)1.2020全国卷，37(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O 电负性由大至小的顺序是_。答案OGeZn2.2020全国卷，37(3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu1 959 kJmol ，INi11753 kJmol ，ICuINi的原因是_。答案铜失去的是全充满的 3d 电子，镍失去的是 4s 电子3.2020福建理综，31(1)CH4和 CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_。答案H、C、O4.2020新课标全国卷，37(1)改编在 N、O、S 中第一电离能最大的是_。答案N5.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D 中，A和B 的价电子层中未成对电子均只有1 个，并且 A 和 B 的电子数相差为 8；与 B 位于同一周期的 C 和 D，它们价电子层中的未成对电子数分别为 4 和 2，且原子序数相差为 2。四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_(填元素符号)。答案KF6.第一电离能介于 B、N 之间的第二周期元素有_种。答案37.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是_。1011答案a8.依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中 B、F 元素的位置，用小黑点标出C、N、O 三种元素的相对位置。答案1.分子构型与杂化轨道理论杂化轨道的要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。杂化类型spspsp2.分子构型与价层电子对互斥模型价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对空间构型，不包括孤电子对。(1)当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。(2)当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。电子对数成键对数孤电子对数电子对空间构型2323244323.中心原子杂化类型和分子空间构型的相互判断中心原子的杂化类型和分子空间构型有关，二者之间可以相互判断。001012四面体三角形直线形分子空间构型直线形三角形V 形四面体形三角锥形V 形实例BeCl2BF3SO2CH4NH3H2O32杂化轨道数目234杂化轨道夹角18012010928空间构型直线形平面三角形正四面体形实例BeCl2BF3CH4分子组成(A中心原子的中心原子的杂化方式spspspspspsp33232为中心原子)孤电子对数0AB212AB3AB4010分子空间构型实例直线形V 形V 形平面三角形三角锥形正四面体形BeCl2SO2H2OBF3NH3CH41.2020江苏 21(A)(3)答案sp 、sp3分子中碳原子轨道的杂化类型为_。2.2020全国卷，37(5)，节选Ge 单晶具有金刚石结构，其中Ge 原子的杂化方式为_。答案sp3.2020全国卷，37(3)AsCl3分子的立体构型为_，其中 As 的杂化轨道类型为_。答案三角锥形sp4.2020全国卷，37(3)节选CS2分子中，C 原子的杂化轨道类型是_。答案sp5.2020山东理综，33(3)F2通入稀 NaOH 溶液中可生成 OF2，OF2分子构型为_，其中氧原子的杂化方式为_。答案V 形sp6.2020江苏，21(A)(2)节选CH3COOH 中 C 原子轨道杂化类型为_。答案sp 、sp7.2020江苏，21(A)(3)节选醛基中碳原子的轨道杂化类型是_。答案sp8.2020新课标全国卷，37(3)节选乙醛中碳原子的杂化类型为_。答案sp 、sp322323339.2020新课标全国卷，37(2)(3)改编周期表前四周期的元素a、b、c、d、e 原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍，d 与 c 同族；e 的最外层只有一个电子，但次外层有 18个电子。则 a 和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为 3 的是_；酸根呈三角锥结构的酸是_。答案spHNO2、HNO3H2SO3310.道采用_杂化。答案三角锥形sp3中阳离子的空间构型为_，阴离子的中心原子轨11.BCl3和 NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。答案spsp12.已知元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子，元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍，则在 Y 的氢化物(H2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是_，YZ4的空间构型为_。答案sp正四面体32231.共价键(1)共价键的类型按成键原子间共用电子对的数目分为单键、双键和三键。按共用电子对是否偏移分为极性键、非极性键。按原子轨道的重叠方式分为 键和 键，前者的电子云具有轴对称性，后者的电子云具有镜像对称性。(2)键参数键能：气态基态原子形成1 mol 化学键释放的最低能量，键能越大，化学键越稳定。键长：形成共价键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。键角：在原子数超过 2 的分子中，两个共价键之间的夹角。键参数对分子性质的影响键长越短，键能越大，分子越稳定。(3) 键、 键的判断由轨道重叠方式判断“头碰头”重叠为 键，“肩并肩”重叠为 键。由共用电子对数判断单键为 键；双键或三键，其中一个为 键，其余为 键。由成键轨道类型判断s 轨道形成的共价键全部是 键；杂化轨道形成的共价键全部为 键。(4)等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征。物理性质相似，化学性质不同。常见等电子体：微粒CO2、SCN 、NO2、N3CO3、NO3、SO3SO2、O3、NO2SO4、PO4PO3、SO3、ClO3CO、N2CH4、NH4(5)配位键孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。配位键a.配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键；b.配位键的表示：常用“ ”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如 NH4可表32232通式AX2AX3AX2AX4AX3AXAX4价电子总数16e24e18e32e26e10e8e立体构型直线形平面三角形V 形正四面体形三角锥形直线形正四面体形示为，在 NH4中，虽然有一个 NH 键形成的过程与其他 3 个 NH 键形成的过程不同，但是一旦形成之后，4 个共价键就完全相同。配合物如Cu(NH3)4SO4配位体有孤电子对，如 H2O、NH3、CO、F 、Cl 、CN 等。中心原子有空轨道，如 Fe 、Cu322、Zn 、Ag 等。2.分子性质(1)分子构型与分子极性的关系(2)溶解性“相似相溶”规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂，若存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。“相似相溶”还适用于分子结构的相似性，如乙醇和水互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸可写成 (HO)mROn，如果成酸元素 R 相同，则n值越大，R 的正电性越高，使ROH 中 O 的电子向R 偏移，在水分子的作用下越易电离出H ，酸性越强，如HClOHClO2HClO3氢键范德华力(4)影响强度的因素：对于AHB，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大。(5)对物质性质的影响：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2OH2S，HFHCl，NH3PH3。1.2020江苏，21(A)(2)(4)(5)Zn(CN)4 在水溶液中与HCHO 发生如下反应：4HCHOZn(CN)4 4H 4H2O=Zn(H2O)4 4HOCH2CN222HOCH2CN 的结构简式(2)1 mol HCHO 分子中含有 键的数目为_mol。(4)与 H2O 分子互为等电子体的阴离子为_。(5)Zn(CN)4 中Zn 与CN 的C原子形成配位键。不考虑空间构型，Zn(CN)4 的结构可用示意图表示为_。答案(2)3(4)NH2222(5)2.2020全国卷，37(2)(3)(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge 原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_。熔点/沸点/答案(2)锗的原子半径大，原子之间形成的 单键较长，pp 轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键(3)GeCl4、GeBr4、GeI4熔、沸点依次升高；原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强3.2020全国卷，37(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是_。在Ni(NH3)6 中 Ni 与 NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。 氨 的 沸 点 _( 填 “ 高 于 ” 或 “ 低 于 ”) 膦 (PH3) ， 原 因 是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_。答案正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp322GeCl449.583.1GeBr426186GeI2146约 4004.2020江苏，21(A)(1)(2)(3)节选下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O73CH3CH2OH16H 13H2O 4Cr(H2O)6 3CH3COOH(1)配合物Cr(H2O)6 中，与 Cr 形成配位键的原子是_(填元素符号)。(2)1 mol CH3COOH 分子含有 键的数目为_。(3)与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为_(填化学式)；H2O 与 CH3CH2OH 可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_。答案(1)O(2)7 mol(或 76.0210 )(3)H2FH2O 与 CH3CH2OH 之间可以形成氢键5.2020新课标全国卷，37(3)1 mol 乙醛分子中含有 键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是233332_。答案6NACH3COOH 存在分子间氢键6.2020江苏，21(A)(2)与 OH 互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。答案HF7.2020新课标全国卷，37(3)改编已知a是 H，b是 N，c是 O，d是 S，a与其他元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。答案N2H4、H2O28.已知元素 X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2，元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子，元素 Z 的最外层电子数是其内层的3 倍。则(1)与 YZ4互为等电子体的分子的化学式_(任写一种)。(2)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物X(NH3)4Cl2，1 mol 该配合物中含有 键的数目为_。(3)Z 的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是_。答案(1)CCl4或 SiCl4等(2)16 mol 或 166.0210 个(3)水分子与乙醇分子之间形成氢键解析X 的核外电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ，为 30 号元素锌。Y 核外电子排布式为1s 2s 2p 3s 3p ，为 16 号元素硫，Z 为氧。(1)与 SO4互为等电子体的分子可以采用“左右移位，同族替换”的方法，SO4SiF4SiCl4CCl4等。(2)Zn(NH3)4 中 Zn 与 NH3之间以配位键相连，共 4 个 键，加上 4 个 NH3的 12 个 键，共 16 个 键。(3)在乙醇中的溶解度 H2O 大于 H2S，是因为水分子与乙醇间能形成分子间氢键。22226242226261022329.若 BCl3与 XYn通过 B 原子与 X 原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤电子对的原子是_。答案X解析由于在 BCl3中 B 原子无孤电子对，但有空轨道，所以提供孤电子对的原子是X。10.碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键键能/ (kJmol1CC356CH413CO336SiSi226SiH318SiO452)(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。(2)SiH4的稳定性小于 CH4，更易生成氧化物，原因是_。答案(1)CC 键和 CH 键较强，所形成的烷烃稳定，而硅烷中 SiSi 键和 SiH 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成(2)CH 键的键能大于 CO 键，CH 键比 CO 键稳定；而 SiH 键的键能却远小于 SiO键，所以 SiH 键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO 键11.(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2BF3晶体 Q，Q 在一定条件下可转化为R：晶体 Q 中各种微粒间的作用力不涉及_(填序号)。a.离子键b.共价键c.配位键d.金属键 e.氢键f.范德华力(2)已知苯酚()具有弱酸性，其Ka1.11010；水杨酸第一级电离形成的离子酸能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨)_Ka(苯酚)(填“”或“”)，其原因是_。答案(1)ad(2)碳化硅晶体硅。3.分子间作用力分子晶体(1)分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力。分子间作用力是一种静电作用，比化学键弱得多，包括范德华力和氢键。范德华力一般没有饱和性和方向性，而氢键则有饱和性和方向性。(2)分子晶体：分子间以分子间作用力(范德华力、氢键)相结合的晶体，典型的分子晶体有冰、干冰。其晶体结构模型及特点为干冰冰晶体模型干冰晶体是一种立方面心每个水分子周围只有 4 个紧邻的水分子，结构每8个CO2分子构在四面体中心的每个水分子与四面体顶成立方体，在六个面的中结构特点角方向的 4 个相邻水分子相互吸引，这一心又各占据 1 个 CO2分子。 排列使冰晶体中的水分子的空间利用率每个 CO2分子周围， 离该分不高，留有相当大的空隙。当冰刚刚融化子最近且距离相等的 CO2分子有 12 个(同层 4 个，上层 4 个，下层 4 个)为液态水时，热运动使冰的结构部分解体，水分子的空隙减小，密度反而增大，超过 4 时，才由于热运动加剧，分子间距离加大，密度逐渐减小分子间作用力强弱和分子晶体熔、沸点大小的判断：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质熔化和汽化就需要更多的能量，熔、沸点越高。但存在氢键时分子晶体的熔、沸点往往反常地高。(3)NH3、H2O、HF 中由于存在氢键，使得它们的沸点比同族其他元素氢化物的沸点反常地高。影响物质的性质方面：增大物质的熔、沸点，增大物质的溶解性。表示方法： XHY(N、O、F)，一般都是氢化物中存在。4.金属键金属晶体(1)金属键：金属离子和自由电子之间强烈的相互作用。运用自由电子理论可解释金属晶体的导电性、导热性和延展性。晶体中的微粒金属离子和自由电子(2)金属晶体：通过金属键作用形成的晶体。金属键的强弱和金属晶体熔、沸点的变化规律：阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，熔、沸点越高，如熔点：NaMgNaKRbCs。金属键的强弱可以用金属的原子化热来衡量。5.分子晶体、原子晶体、离子晶体与金属晶体的结构微粒，以及微粒间作用力的区别晶体类型结构微粒微粒间作用(力)熔、沸点原子晶体原子分子晶体分子分子间作用力很低金属晶体金属阳离子、自由电子金属键一般较高， 少部分低一般较硬， 少部分软难溶(Na 等与水反应)离子晶体阴、阳离子导电性自由电子在外加电场的作用下发生定向移动导热性自由电子与金属离子碰撞传递热量延展性晶体中各原子层相对滑动仍保持相互作用共价键离子键很高较高硬度很硬一般较软较硬溶解性难溶解相似相溶易溶于极性溶剂导电情况不导电(除硅)一般不导电干冰、冰、纯硫酸、H2(S)等良导体固体不导电，熔化或溶于水后导电NaCl、CaCO3、NaOH等实例金刚石、 水晶、碳化硅等Na、Mg、Al等6.物质熔、沸点的比较(1)不同类型晶体：一般情况下，原子晶体离子晶体分子晶体。(2)同种类型晶体：构成晶体质点间的作用大，则熔、沸点高，反之则小。离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔、沸点就越高。分子晶体：对于同类分子晶体，相对分子质量越大，则熔、沸点越高。原子晶体：键长越短，键能越大，则熔、沸点越高。(3)常温常压下状态：熔点：固态物质液态物质；沸点：液态物质气态物质。1.2020全国卷，37(5)(6)(5)Ge 单晶具有金刚石型结构，则微粒之间存在的作用力是_。(6)晶胞有两个基本要素：原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge 单1111晶的晶胞，其中原子坐标参数 A 为(0,0,0)；B 为，0，；C 为， ，0。则 D 原子坐标2222参数为_。晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a565.76pm，其密度为_gcm (列出计算式即可)。3111答案(5)共价键(6)， ，44487373106.02565.761解析(6)根据各个原子的相对位置可知，D 在各个方向的 处，所以基坐标是41，1，1；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge 原子是816148，所以晶胞44482的密度是m873 gmol 103VNA565.7610cm873310 3gcm6.0210 565.761023187373310 gcm6.02565.762.2020全国卷，37(3)(4)(3)单质铜及镍都是由_键形成的晶体。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为dgcm ，晶胞参数a_nm25137答案(3)金属(4)3123106.0210d解析(4)根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为 61/23，镍原子的个数为 81/8，则铜和镍的数量比为31，根据上述分析，该晶胞的组成为Cu3Ni，合金的密度为dgcm33125125131077，根据m/V3d,1 cm10 nm，则晶胞参数a23aNA6.0210 d13.2020全国卷，37(4)(5)(4)GaF3的熔点高于 1 000 ，GaCl3的熔点为 77.9 ，其原因是_。(5)GaAs 的熔点为 1 238 ，密度为gcm ，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为_，Ga与As以_键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGagmol和MAsgmol113，原子半径分别为rGapm 和rAspm，阿伏加德罗常数值为NA，则 GaAs 晶胞中原子的体积占晶体积的百分率为胞_。4NArGarAs答案(4)GaF3是离子晶体， GaCl3是分子晶体(5)原子晶体共价键3MGaMAs100%33解析(4)由于 GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，所以离子晶体 GaF3的熔、沸点高。(5)GaAs 的熔点为 1 238 ，密度为gcm ，其晶胞结构如图所示，熔点很高，所以晶体的类型为原子晶体，其中Ga 与 As 以共价键键合。根据晶胞结构可知晶胞中Ga 和 As 的个MGaMAs数均是4个，所以晶胞的体积是。二者的原子半径分别为rGapm和rAspm，阿伏加43NA4334 rGarAs3德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为100%4MGaMAsNA4NArGarAs100%。3MGaMAs4.2020全国卷，37(4)(5)(4)CO 能与金属 Fe 形成 Fe(CO)5，该化合物熔点为 253 K，沸点为 376 K，其固体属于_晶体。(5)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：33在石墨烯晶体中，每个 C 原子连接_个六元环，每个六元环占有_个 C 原子。在金刚石晶体中，C 原子所连接的最小环也为六元环，每个 C 原子连接_个六元环，六元环中最多有_个 C 原子在同一平面。答案(4)分子(5)321245.2020新课标全国卷，37(3)(4)改编Cu2O 为半导体材料，在其立方晶胞内部有4 个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有_个铜原子。Al 单质为面心立方晶体，其晶胞参数a0.405 nm，晶胞中铝原子的配位数为_。列式表示 Al 单质的密度_gcm 。答案1612427237 36.0210 0.40510 36.2020江苏，21(A)(5)Cu2O 在稀硫酸中生成 Cu 和 CuSO4。铜晶胞结构如图所示，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为_。答案127.2020新课标全国卷，37(4)(5)周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3 个，c的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍，d 与 c 同族；e 的最外层只有1 个电子，但次外层有18 个电子。回答下列问题：(4)e 和 c 形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则 e 离子的电荷为_。(5)这 5 种元素形成的一种 11 型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图 2 所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。答案(4)1(5)SO4共价键和配位键H2OH2O 与 Cu 的配位键比 NH3与 Cu 的弱1解析(4)e 为 Cu，c 为 O，由图 1 可知，晶胞中含Cu 原子数为 4 个，含 O 原子为 8 182 个，故化学式为 Cu2O，O 为2 价，则 Cu 为1 价。(5)含有 H、N、O、S、Cu 5 种元素的化合物，结合课本选修 3 配合物有关知识和题目所给信息，观察中心为1 个 Cu ，周围为 4个 NH3分子和 2 个 H2O 分子，得到该化合物化学式为Cu(NH3)4SO42H2O，加热时，由于 H2O和 Cu 作用力较弱会先失去。8.(1)硅主要以硅酸盐、_等化合物的形式存在于地壳中。(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以 _相结合，其晶胞中共有 8 个原子，其中在面心位置贡献_个原子。(3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用 Mg2Si 和 NH4Cl 在液氨介质中反应制得 SiH4，该反应的化学方程式为_。(4)在硅酸盐中，SiO4四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根：其中Si 原子的杂化形式 为 _ ， Si与O的 原 子 数 之 比 为 _ ， 化 学 式 为_。422222答案(1)二氧化硅(2)共价键3(3)Mg2Si4NH4Cl=SiH44NH32MgCl2(4)sp13SiO3n或 SiO31解析(2)金刚石晶胞的面心上各有一个原子，面上的原子对晶胞的贡献是 。2(4)在多硅酸根中每个硅原子都与 4 个 O 形成 4 个 SiO 单键，因而 Si 原子都是 sp 杂化；观察图(b)可知，每个四面体通过两个氧原子与其他四面体连接形成链状结构，因而每个四1面体中硅原子数是 1，氧原子数22 3，即 Si 与 O 的原子个数比为 13，化学式为2SiO3n。9.前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D 中，A和B 的价电子层中未成对电子均只有一个，并且 A 和 B 的电子数相差为 8；与 B 位于同一周期的 C 和 D，它们的价电子层中未成对电子数分别为 4 和 2，且原子序数相差为 2。(1)A、B 和 D 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。2n332n2该化合物的化学式为_；D 的配位数为_。列式计算该晶体的密度_ gcm 。(2)A 、B 和 C 三种离子组成的化合物 B3CA6，其中化学键的类型有_；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为_，配位体是_。答案(1)K2NiF46394592198232303.46.0210 400 1 30810333(2)离子键、配位键FeF6F解析有 4 个未成对电子的一定是过渡金属元素，前四周期元素中只有 3d 4s 符合，因而 C为 Fe 元素，顺推出 D 为 Ni，B 为 K，A 为 F。11(1)A(F)原子数 16 42842621B(K)原子数 82441D(Ni)原子数 8128即该化合物的化学式为 K2NiF4。D 的配位体是距其最近的异种原子 A，分别在它的前面、后面、左边、右边、上边、下边，共 6 个 A 原子。(2)在 K3FeF6中 K 与FeF6 之间是离子键，FeF6 中 Fe 与 F 之间是配位键，Fe 是中心离子，F 是配位体。3333专题强化练专题强化练1.(2020全国卷，37)A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 和 B 具有相同的电子构型：C、D 为同周期元素，C 核外电子总数是最外层电子数的 3 倍；D 元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：(1)四种元素中电负性最大的是 _(填元素符号)，其中 C 原子的核外电子排布式为_。(2)单质 A 有两种同素异形体，其中沸点高的是_(填分子式)，原因是_；A 和 B 的氢化物所属的晶体类型分别为_和_。(3)C 和 D 反应可生成组成比为13的化合物E，E 的立体构型为_，中心原子的杂化轨道类型为_。(4)化合物D2A的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，单质D与湿润的 Na2CO3反应可制备 D2A，其化学方程式为_。(5)A 和 B 能够形成化合物 F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a0.566 nm，F 的化学式为_；晶胞中 A 原子的配位数为_；列式计算晶体 F 的密度(gcm32 )_。答案(1)O1s 2s 2p 3s 3p (或Ne 3s 3p )(2)O3O3相对分子质量较大，范德华力较大分子晶体离子晶体(3)三角锥形sp 杂化(4)V 形42Cl22Na2CO3H2O=Cl2O2NaHCO32NaCl(或 2Cl2Na2CO3=Cl2OCO2322623232NaCl)462 gmol3(5)Na2O8732312.27 gcm0.56610 cm 6.0210 mol解析由 C 元素原子核外电子总数是最外层电子数的 3 倍可知，C 是磷元素；由 A 和 B 具有相同的电子构型，且 A、B 原子序数小于 15 可知，A 是氧元素，B 是钠元素；A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，因此D 是氯元素。(1)元素的非金属性OClP，则电负性OClP，Na是金属元素，其电负性最小；P 的电子数是 15，根据构造原理可写出其核外电子排布式。(2)氧元素有 O2和 O3两种同素异形体，相对分子质量O3O2，范德华力O3O2，则沸点O3O2。A 和 B的氢化物分别是H2O和NaH，所属晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。(3)PCl3分子中 P 含有一对孤电子对，其价层电子对数为 4，因此其立体构型为三角锥形，中心原子 P 的杂化轨道类型为 sp 杂化。(4)Cl2O 分子中心原子 O 原子含有 2 对孤电子对，其价层电子对数为4，因此其立体构型为 V形；根据电子守恒和质量守恒可写出Cl2与湿润的Na2CO3反应的化学方程式。(5)根据化合物11F 的晶胞结构，利用均摊法可计算出氧原子个数：N(O)8 6 4，钠原子全部在晶82胞内，N(Na)8，因此 F 的化学式为 Na2O；以顶角氧原子为中心，与氧原子距离最近且等距离的钠原子有 8 个，即晶胞中 A 原子的配位数为 8；晶胞参数即晶胞的棱长a0.566 nm，462 gmol231m6.0210 mol3晶体 F 的密度 732.27 gcm 。V0.56610 cm2.(2020海南，19).下列叙述正确的有_。A.第四周期元素中，锰原子价电子层中未成对电子数最多B.第二周期主族元素的原子半径随核电荷数增大依次减小C.卤素氢化物中，HCl 的沸点最低的原因是其分子间的范德华力最小D.价层电子对相斥理论中，键电子对数不计入中心原子的价层电子对数答案BC解析锰原子的价层电子排布式为 3d 4s ，含有 5 个未成对电子，铬原子的价层电子排布式为 3d 4s ，含有 6 个未成对电子，故第四周期元素中，铬原子价电子层中未成对电子数最多，A 项错误；同周期主族元素的原子半径由左向右逐渐减小，B 项正确；卤素氢化物均为分子晶体，熔、沸点高低取决于分子间作用力的大小，HCl 分子间不存在氢键，其沸点最低的原因是是分子间的范德化力最小，C 项正确。.M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y 的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。回答下列问题：(1)单质 M 的晶体类型为_，晶体中原子间通过_作用形成面心立方密堆积，其中 M 原子的配位数为_。51521321(2)元素 Y 基态原子的核外电子排布式为_，其同周期元素中，第一电离能最大的是_(写元素符号)。元素 Y 的含氧酸中，酸性最强的是_(写化学式)，该酸根离子的立体构型为_。(3)M 与 Y 形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为_，已知晶胞参数a0.542 nm，此晶体的密度为_gcm3。(写出计算式，不要求计算结果。阿伏加德罗常数为NA)该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为_。答案(1)金属晶体金属键12(2)1s 2s 2p 3s 3pArHClO4正四面体(3)CuCl499.54MCuCl(或321321)Cu 可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子)NA0.542 10NAa10Cu(NH3)4解析根据题目所给信息推断M为铜元素，Y为氯元素。(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中微粒间通过金属键作用形成面心立方密堆积，铜原子的配位数为12。(2)Cl元素为17号元素，位于第三周期，根据构造原理知其基态原子的核外电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3p ，同期元素由左向右元素原子的第一电离能逐渐增大，故其同周期元素中，第一电离能最大的是 Ar。氯元素的含氧酸中，酸性最强的是 HClO4，该酸根离子中氯原子的杂化类型为 sp 杂化，没有孤电子对，立体构型为正四面体。(3)根据晶胞结构利用均推法分析，每个晶胞中含有铜原子个数为 8