大題09物質結構與性質（二）（選修）

1.Al、Cr、Co、Ni的合金及其相關化合物用途非常廣泛，如鋰離子電池的正極材料為LiCoCh,電解質溶

液為LiBF4溶液。

（1）C02+的基態核外電子排布式為一,BF；的空間構型為一。

（2）鉆元素可形成種類繁多的配合物。三氯五氨合鉆的化學式為Co（NH3）5Cb,是一種典型的維爾納配合

物，具有反磁性。0.01molCo（NH3）5Cb與足量硝酸銀溶液反應時生成2.87g白色沉淀。Co（NH3）5Cb中C（）3+

的配位數為一,該配合物中的配位原子為—。

（3）1951年Tsao最早報道了用LiAlHa還原般:

①LiAlK中三種元素的電負性從大到小的順序為_（用元素符號表示）。

②中碳原子的軌道雜化類型為Imol該分子中含◎鍵的物質的量為

（4）全惠斯勒合金CrCoyAl,的晶胞結構如圖甲所示，其化學式為一。

（5）NiO的晶胞結構如圖乙所示，其中離子坐標參數A為（0,0,0）,B為（1,1,1）,則C的離子坐標參

數為一。一定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為。2-作密置單層排列，Ni?+

填充其中（如圖丙），已知02-的半徑為apm,設阿伏加德羅常數的值為NA,每平方米的面積上具有該晶體

的質量為一（用含a、NA的代數式表示）g。

【答案】[Ar]3d7或Is22s22P63s23P63d7正四面體6N、ClH>Al>Lisp、sp?20mol

1125Gxi()24

CrCoAl(1,一,一)

22

222aNA

【詳解】

（1）C02+基態核外電子數為25個，所以基態核外電子排布式為[Ar]3d7或Is22s22P63s23P63d7；BF；中B價

層有4個電子對，呈正四面體構型；故答案為：[Ar]3d或Is22s22P63s23P63d7；正四面體；

（2）生成白色沉電2.87g,則n（AgCl）=,…287g0,=0.02mol,說明該配合物外界含有兩個氯離子，另外

143.5g/mol

一個氯離子和氨氣分子為內界，所以配位數為6,中心原子是Co,配位原子是N和Cl,故答案為：6；

N、C1；

（3）①元素的金屬性越強，電負性越小，在常溫下，Li可與水反應，A1不與水反應，說明Li的金屬性強

于A1,則其電負性小于Al,A1和Li均能與酸反應置換出H2,說明H的電負性最大，則LiAIK中三種元

素的電負性從大到小的順序為：H>Al>Li；故答案為：H>Al>Li；

②X中既有碳碳三鍵，又有苯環，則碳原子的軌道雜化類型為sp、sp?；共含有7moi碳氫

鍵，12mol碳碳鍵及Imol碳氮三建，則共含有。鍵的物質的量為20mo1；故答案為：sp、sp2；20mol；

（4）頂點粒子占面上粒子占《，棱上粒子占;，內部粒子為整個晶胞所有，所以一個晶胞中含有

Cr的數目為：8xl+6xl+4xl=8,一個晶胞中含有C。的數目：12x；+1x1=4,一個晶胞中含

有A1的數目為：4x1=4,所以晶體化學式為Cr2coAl,故答案為：CraCoAl；

（5）NiO的晶體結構如圖甲所示，其中離子坐標參數A為（0,0,0）,B為（1,1,0）,C在x、y、z

軸上的投影分別是I、：、；，所以C晶胞參數為（1,3）；

根據圖知，每個Ni原子被3個O原子包圍、每個O原子被3個Ni原子包圍，如圖%所示,相

COCOO

鄰的3個圓中心連線為正三角形，三角形的邊長為2apm.每個三角形含有一個Ni原子，三角形的面積

=([x2ax2axsin60°xl0-24)m2=1Q242m2

囪xa,如圖,實際上每個Ni原子被兩個小三角形

O原子個數='x6=l,每平方米面積上分散的該晶體的

包含，小平行四邊形面積為2囪xlO2a2m2,

6

1M159+162573xlO24......11

質S=--7=---------X--g=--7=---------Xg=2g；）；

■^T2aNA故答案為：⑴17

-242-242

一2囪x10aNA273x10a

25百X1()24

2

2aNA

2.近年來，科學家在超分子、納米材料等眾多領域的研究過程中發現含磷化合物具有重要的應用。

(1)具有超分子結構的化合物M,其結構如圖，回答下列問題：

①化合物M中存在的微粒間的作用力有；

②化合物M中碳原子的雜化方式為；

③基態磷原子價層電子軌道表示式為，磷酸根離子的空間構型為，PH3分子與

NH3分子相比，的鍵角更大

(2)2019年電子科技大學孫旭平教授團隊報道了一種磷化硼納米顆粒作為高選擇性CO2電化學還原為甲

醇的非金屬電催化劑。磷化硼熔點特別高，處于極高溫的空氣環境時也具有抗氧化作用。其晶胞結構如圖

所示：

D

磷化硼晶胞

①氮化硼與磷化硼具有相似的結構，比較BN和BP的熔點并說明原因：；

②磷化硼晶體中與硼原子距離最近且相等的硼原子數為;

③若圖中A處磷原子坐標為(0,0,0),D處磷原子坐標為(1,1,0),則E處的硼原子坐標為

④已知磷化硼晶胞中A處磷原子與D處磷原子間的距離為apm,則硼原子與最近磷原子的核間距為

__________pm。

【答案】共價鍵、氫鍵sp2、sp3E]ItLtLH正四面體NH,BN的熔點大于BP；

3s3p

二者均為原子晶體，N原子半徑比P原子小，B—N鍵鍵長比B—P鍵短，B—N鍵鍵能較大，因此BN晶

體的熔點高于BP晶體12(亍，—,—)-^-a

4448

【詳解】

(1)①由圖可知M中含有共價鍵和氫鍵；

②M中苯環上的碳原子的雜化方式為sp2,飽和碳原子的雜化方式為sp3;

③P位于第三周期VA族，故基態磷原子價層電子軌道表示式為ESEHUI；磷酸根離子中P原子的

3s3p

5+3-2X4

價層電子對數為4,孤對電子數為----------=0,故其空間構型為正四面體；PH3分子與NH3分子相

2

比，N原子的電負性大于P原子，中心原子的電負性越大，健角越大，故NH3的鍵角更大。

(2)①由題意“氮化硼與磷化硼具有相似的結構”“磷化硼熔點特別高”可知，BN與BP均為原子晶體(即共

價晶體)，因N原子半徑比P原子小，B-N鍵鍵長比B-P鍵短，B-N鍵鍵能較大，因此BN晶體的熔點

高于BP晶體的熔點；

②由磷化硼晶胞結構可知，P原子位于立方體的8個頂點與6個面心，與P原子距離最近且相等的P原子

有12個，且一個晶胞中P原子的個數為8X：+6X：=4；B原子位于立方體內，因此一個晶胞中B原子

的個數為4,可知晶胞中B與P的個數比為1：1,因此與硼原子距離最近且相等的硼原子也有12個；

③將磷化硼晶胞分為8個小的立方體，四個硼原子分別位于四個交錯的小立方體體心位置，若圖中A處磷

311

原子坐標為(0,0,0),D處磷原子坐標為(1,1,0),則E處的硼原子坐標為(一，-)；

444

④設硼原子與最近磷原子的核間距為Lpm,由磷化硼晶胞可知，A處磷原子與D處磷原子位于面對角線

位置，A、D的距離為apm,則磷化硼晶胞邊長為變apm,晶胞體對角線等于4Lpin,則4Lpm=JJx

2

^-apm,可得L=!xV5x也q=。

2428

3.近年來我國科學家發現了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中含有Fe、As、Ti等元素。回答下列問

題：

(1)Fe轉化為陽離子時首先失去—軌道電子，基態Fe3+核外電子排布式為

（2）AsH3中心原子雜化類型為

（3）與As同主族的短周期元素有N、P,一定壓強下將As%、NH3和PH3的混合氣體降溫，首先液化的

是理由是―。

（4）Ti金屬品體的堆積模型為一,配位數為一,基態Ti3+中未成對電子數有一個。

（5）某碑銀合金的晶胞結構如圖所示，設阿伏加德羅常數的值為NA,則該晶體的密度p=_g-cm-3。

3

【答案】4s[Ar]3d$或1s22s22P63s23P63d$spNH3氨分子間存在氫鍵，分子間作用力更大,

5.36x1()32

沸點更高，降溫時先液化六方最密堆積12

2

V3acNA

【詳解】

（1）鐵失去電子轉化為陽離子時，首先失去最外層4s軌道上的電子：鐵元素的原子序數為26,失去3個

電子轉化為鐵離子，則基態鐵離子的核外電子排布式為[Ar]3d5或Is22s22P63s23P63d5,故答案為：4s;

[Ar]3d5或Is22s22P63s23P63d5；

（2）碑化氫分子中神原子的價層電子對數為4,則碑原子的雜化類型為雜化sp3,故答案為：sp3：

（3）碎化氫、虹氣和磷化氫三種結構相似的氧化物中，氨分子間能形成氫鍵，而硅化氫和磷化氫分子間

不能形成氫鍵，氫鍵的形成使氨分子的分子間作用力增大，沸點增大，降溫時先液化，故答案為：NH3；

氨分子間存在氫鍵，分子間作用力更大，沸點更高，降溫時先液化；

（4）鈦金屬晶體的堆積模型與鎂金屬晶體相同，屬于六方最密堆積，配位數為12；鈦元素的原子序數為

22,Ti3+離子的價電子排布式為3小，未成對電子數有1個，故答案為：六方最密堆積；12；1；

（5）由晶胞結構可知，位于晶胞體內的As原子有2個，位于頂點和棱上的Ni原子個數為8xg+4x；=2

個，由晶胞底面為邊長為apm、底角為60。的菱形可知底面積為乎xa2xl0-2（?cm2,晶胞的體積為2^

2x(59+75)5.36xlO32

xa2xcx10—3Ocm3,由質量公式可得：---xa2xcx10_30xp=-----------解得p=廠,----g-cm\故答

2

NAV3a'cNA

5.36x1()32

案為:

2

V3acNA

4.“嫦娥五號"月球探測器成功著陸后，首先打開太陽翼，來提供在月球上工作所需要的能量。太陽翼使用

第三代太陽能電池板，除硅外，還有銅、碑錢、硒等元素。請回答下列問題：

(1)基態Cu原子的價電子排布式為,SeCh分子的立體構型為

(2)N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點由高到低的順序是(用氫化物分子式表示)，并說明原

因。

(3)Ga、As、Se三種元素第一電離能由大到小的順序是。

(4)碑化錢可由(CFhhGa和AsH3在70(TC下反應制得，反應的方程式為；已知(CH3)3Ga為非極

性分子，則其中像原子的雜化方式為。

(5)鋅與銅位于同一周期。Zn2+的結構如圖印所示，Zn2+的配位數是；某含銅化合物的晶胞如圖

乙所示，晶胞上下底面為正方形，便面與底面垂直，則該化合物的化學式是,設NA為阿伏加德羅

常數的值，則該晶胞的密度g-cm《用含a、b、NA的代數式表示)。

.Cu

?Fe

OS

OZnI

甲

【答案】3a4sl平面三角形NH3>ASH3>PH,NH3存在氫鍵，是同族氧化物中沸點最高的，PH,

和As%結構相似，都是分子晶體，且AsFh的相對分子質量大于PH3的。As>Se>Ga

700?入736,八30

2

(CH3)3Ga+AsH3□CaAs+4cH4T?P4CuFeS2

【詳解】

(1)銅原子位于第4周期，第IB族，其核外電子排布式為：Is22s22P63s23P63d"Ns、所以其基態原子

的價電子排布式為3d%sLSeO3分子的立體構型計算，中心原子為Se,其價層電子對數為

3+-(6-2x3)=3+0=3,所以分子的立體構型為平面三角形。故答案為：3d%sX平面三角形；

2

(2)NH3存在氫鍵，是同族氫化物中沸點最高的，PE和As%結構相似，都是分子晶體，且AsH3的相對

分子質量大于PR的，所以N、P、As氫化物沸點由高到低的順序是：NH3>ASH3>PHJ；故答案為：

NH3>ASH3>PHi；NH3存在氫鍵，是同族氧化物中沸點最高的，PH3和AsH3結構相似，都是分子晶體，且

ASH3的相對分子質量大于PH3的。

(3)根據同周期元素從左到右，第一電離能逐漸增大且VA大于VIA的原理，可得Ga、As、Se三種元素

第一電離能由大到小的順序是As>Se>Ga,故答案為：As>Se>Ga,

(4)神化像可由(CH3)3Ga和AsH3在700(下反應制得，制取反應的方程式為

(CRjGa+As%目也同雕]曲曲EaAs+4cH4f,(CFhXGa為非極性分子，則其中錢原子的雜化方式為且

錢原子周圍只有3對成鍵電子對，其雜化方式為：sp?;故答案為：

(C/'Ga+As/盹腌蠅畫七曲+4cHlT；sp2；

(5)由圖可知ZnS晶胞是面心立方結構，每個鋅離子周圍有4個硫離子，所以鋅離子的配位數是4；根據

晶胞結構，Cu位于晶胞的頂點、體心和4個側面上，則每個晶胞均攤的Cu個數是8x-+4x-+1=4,

84

Fe位于面上和棱心，則每個晶胞均攤的Fe個數為6x1+4x工=4,S位于晶胞內部，一共8個，則化合

24

物的化學式為：CuFeSz；每個晶胞中有4個CuFeSz,則該晶胞的密度為

(64+56+32x2)x4736in3o//3、

----------------------—=----x10(g/cm')故答案為：4；CuFeS2;荷

Nx(ax1OHO)2xbx1010a2bN.

AvA

【點睛】

本題為結構與性質的綜合題，全面考查學生對結構知識的理解和掌握，題目難度較大，需要學生認真分

析，仔細作答。

5.54號元系被是一種惰性元素(稀有氣體元素)，不易與其他物質發生化學反應。但隨著科學的發展，科

學家們陸續發現了一些赦的化合物。如：XeF2、XeF4、XeF6、XeCh等，打破了“絕對惰性”的觀念。

回答下列問題：

(1)Xe原子的核外價電子構型為,屬于區。

(2)款與氟形成的穩定分子：XeF2,XeF4、XeF6,其熔點依次升高的原因是。

(3)款的一種氧化物，共分了式為XeCh,則XeCh為分子(填“極性”或"非極性”)，其中心原

子的雜化類型為，該分子的空間構型為o

(4)旅的一種配合物六氟合伯酸低，其化學式為Xe[PtFM,不溶于CC14等非極性溶劑，且加熱熔化可

產生Xe+和[PtF]兩種離子。據此可確定Xe[PtF6]中化學鍵的類型為。利用下圖born-Habe循

環計算得到Xe(g)和PtF6(g)合成Xe[PtRJ⑸的反應熱。可知，Xe[PtF6](s)的晶格能為kJ-mol-

IXe原子的第一電離能為kJ-mol-1

_,TV丁/、+460.6kJ-iuol1?+/、?'D?T-/、

XePtF6(s)----------------------?舉?+PtFe(g)

+1171.5kJmol-1-TTlkJmol-1

-eO.lkJmol1+▼

------------------------------Xe(g)+PtF^g)

（5）金屬Pt采用“ABCABC”型堆積方式，將其晶胞中的一些Pt換成Co,得到鉆鉆合金具有較高的永磁

性能。其伯鉆合金的晶胞如圖所示，則該晶體的化學式為:己知阿伏加德羅常數的值為NA,Pt

原子和Co原子之間的最近距離為apm,則該晶體的密度為g-cnrY列出計算式）。

Pt

【答案】5s25P6pXeF2、XeF"XeF6均為分子晶體，相對分子質量越大，范德華力越大，熔點越高

極性sp3三角錐形離子鍵和配位鍵（共價鍵）460.61171.5CoPt（或PtCo）

小。

【詳解】

（1）54號元素核外價層電子排布為5s25P6；其在主族區域，并且電子最后排入p軌道，所以屬于p區；

（2））XeF2、XeF」、XeF6三者均為非金屬元素形成，可判斷其均為分子晶體，則熔點的影響因素為氫鍵

和范德華力，三個分子中均沒有氫鍵，只受范德華力的影響，所以相對分子質量越大，范德華力越大，熔

點越高；

Q2?

（3）XeO3的價層電子對數為3+二^=4,所以中心原子的雜化類型為sp3,因有一對孤對電子，所以實

際構型為三角錐形，為極性分子；

（4）配合物Xe［PtF6］不溶于CC14等非極性溶劑，且加熱熔化可產生Xe+和［PtF61兩種離子，所以是離子

化合物，有離子鍵，其又是配合物，所以有配位鍵（本質上是共價鍵）；晶格能是斷裂離子鍵時需要的能

量，即XePtR（s）?+$過程對應的能量，所以其晶格能為460.6kJ/mol；第一電離能是原子失

去第一個電子的能量，即Xe保姆過程對應的能量，所以第一電離能為1171.5kJ/mol；

(5)根據題意，金屬Pt為面心立方結構，利用均攤法，的鉆合金的晶體中Pt：42-,Co：

2

雙4=2-，則其化學式為PtCo,該晶體的密度為p=2％=2225]用二誓彳之3。I。,

3

82NAV/(缶門aNA

6.三元鋰電池性能優異、能量密度高，正極材料包含了Ni、Co、Mn三種過渡金屬氧化物。

(1)基態Ni原子有一個未成對電子，Ni2+核外電子排布式為一。

(2)如表是Mn與Fe的部分電離能數據，解釋b(Mn)大于b(Fe)的主要原因：一。

元素FeMn

第二電離能I2(kJ/mol)15611509

第三電離能h(kJ/mol)29573248

(3)已知[Co(CN)6F-是強還原劑，與水反應能生成[Co(CN)6p,寫出該反應的離子方程式：—；ImolCN-

含有。鍵的數目為一，該離子中C的雜化方式為一。

(4)已知H2O2難以將Co2+氧化為Co3+,若先將C02+轉化為[CO(NH3)6]2+,則H2O2能快速將其氧化為

[CO(NH3)6產，該原因是一。

(5)€：。與T1類似，其晶體堆積方式為六方最密堆積，其晶胞結構如圖所示，則該晶胞中含有的原子個數

為___,已知該晶胞的底邊長為anm,高為bnm,則晶胞密度為___g/cm3?

【答案】2[ArJ3d8Mn失去兩個電子后價電子為3d5,處于半滿的穩定狀態，而鐵失去三個電子能

43

形成3d5的半滿穩定狀態2|Co(CN)6]+2H2O=2[Co(CN)6]+H2t+2OH1NAsp雜化(2。2+與氨

6x59

配位后更容易被氧化63Ga?bxNXl02'

2VaXA

【詳解】

(1)基態Ni原子核外電子排布式是[Ar]3d84s2,有2個未成對電子，Ni原子失去最外層2個電子得到

Ni2+,Ni2+核外電子排布式為[Ar]3d8；

(2)Mn失去兩個電子后價電子為3d5,處于半滿的穩定狀態，而鐵失去三個電子能形成3d5的半滿穩定

狀態，所以b(Mn)大于h(Fe)；

(3)[Co(CN)6。是強還原劑，與水反應能生成[CO(CN)6]3一,根據得失電子守恒，反應同時生成氫氣，該

反應的離子方程式是2[Co(CN)6]4+2H2O=2[Co(CN)6]3-+H2T+20H-；CN-的結構式是[C三N〕一，imolCN-含

有。鍵的數目為INA,該離子中C形成2個。鍵，無孤電子對，所以C的雜化方式為sp雜化；

(4)Co?+與氨配位后更容易被氧化，所以H2O2能快速將其氧化為[CO(NH3)6產；

(5)根據均攤法，該晶胞中含有的原子個數為12X!+2XG+3=6,該晶胞的底邊長為anm,高為bnm,

62

36x59

晶胞的體積為:由aZbxIoFcm',則晶胞密度為3百a?bxNX102'^/cm'a

7.碳是地球上組成生命的最基本的元素之一，易形成多種化合物及單質。石墨烯(單層石墨)與金剛石均

為碳的同素異形體，二者的晶體結構如圖所示。2020年10月，在上海舉行的中國國際石墨烯創新大會上

超平銅銀合金單晶晶圓、8英寸石墨烯單晶晶圓、錯基石墨烯晶圓等新材料亮相，展示了我國在高質量石

墨烯材料領域的創新成果。

C用烯結構示意圖金剛“雄構示意圖金剛石晶胞結構示意圖

回答下列問題：

(1)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用形象化描述，基態碳原子

核外有種不同運動狀態的電子。

(2)甲基負離子(CH?)、甲基正離子(CH；)是有機反應中重要的活性中間體，其空間構型分別為一、

,碳原子的雜化方式分別為、。

(3)碳酸鹽在一定溫度下會發生分解，實驗證明碳酸鹽的陽離子不同，分解溫度不同，第HA族部分碳酸

鹽的相關數據如下表所示:

碳酸鹽MgCOaCaCO?BaCChSrCO3

熱分解溫度/℃40290011721360

陽離子半徑/pm6699112135

試解釋，IlA族碳酸鹽的分解溫度隨著陽離子半徑的增大逐步升高的原因

(4)在石墨烯晶體中，每個六元環占有個C原子；在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環也

為六元環，每個六元環中最多有個C原子在同一平面。

(5)已知金剛石晶體的晶胞參數為anm,密度為pg-cmH則阿伏加德羅常數NA=(用含a和p的

代數式表示)。

【答案】電子云6三角錐形平面正三角形sp3sp2當陽離子所帶電荷相同時，陽離

9.6x1022

子半徑越小，其結合氧離子能力就越強，對應的碳酸鹽就越容易分解24mol

【詳解】

(1)處于一定空間運動狀態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；原子核外沒

有運動狀態相同的電子，碳原子核外有6個電子，則基態碳原子核外有有6種運動狀態不同的電子，故答

案為：電子女；6；

(2)甲基負離子中碳原子的價層電子對數為4,孤對電子對數為1,則碳原子的雜化方式為sp3雜化，甲

基負離子的空間構型為三角錐形：甲基正離子中碳原子的價層電子對數為3,孤對?電子對數為0,則碳原

子的雜化方式為sp?雜化，甲基負離子的空間構型為平面正三角形，故答案為：三角錐形：平面正三角

形；Sp3;spj

(3)碳酸鹽分解實際過程是晶體中陽離子結合碳酸根離子中氧離子，使碳酸根離子分解為二氧化碳的過

程，陽離子所帶電荷相同時，陽離子半徑越小結合氧離子能力越強，對應的碳酸鹽就越容易分解，HA族

陽離子所帶電荷相同，從上到下陽離子半徑依次增大，碳酸鹽的分解溫度逐步升高，故答案為：當陽離子

所帶電荷相同時，陽離子半徑越小，其結合氧離子能力就越強，對應的碳酸鹽就越容易分解;

(4)由晶胞結構可知，在石墨烯晶體中，每個碳原子為三個六元環所共有，則每個六元環占有碳原子個

數為6x；=2；在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環為六元環，每個C原子連接4個碳原子，連接的4

個C原子中每個C原子形成3個六元環，每個六元環中共平面的原子如圖共4個,故答

案為：2；4；

(5)由基本結構可知，晶胞中位于體內、頂點和面心的碳原子的個數為4+8X：+6X；=8,由晶胞的質量

82

8x1296x1()2296x1()22

公式可得：——=(axio7)3p-解得NA=-^—moll故答案為：--—moll

以a>a3p

8.硫酸銅晶體（CuSOr5H2O）,俗稱藍磯、膽磯，具有催吐、解毒作用，同時也是一種重要的化工原料，

具有十分廣泛的作用。

（1）Cu的基態電子排布式為o

（2）S2O：從結構上看與SO：類似，可以看成是SO；中一個非羥基0原子被S原子取代后的產物，則

其空間構型為：;中心原子S原子的雜化類型為：。

（3）膽磯的簡單平面結構式如圖所示。

HH

I\

H

（i）（ii）（iii）

①膽磯的化學式用配合物的形式可表示為;膽帆中存在的微粒間作用力有。（填寫序號）

A.離子鍵B.共價鍵C.范德華力D.氫鍵E.配位鍵

②25gCuSO#5H2O晶體中所含o鍵數目為。

③膽研中的水在不同溫度下會分步失去。0.80gCuSO#5H2。樣品受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質量隨溫

度變化的曲線）如圖所示。則圖1中⑴、（ii）、（iii）位置上的H?O脫去的先后順序為。

④從膽研的平面結構式可知，當膽磯脫水轉化為無水硫酸銅時，發生的變化為變化。（填“物理''或

“化學”），理由是。

（4）硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結構如圖所示為體心立方晶胞，則該化合物的化學式是

;若該晶體密度為dgym。，晶胞參數為apm（lpm=10"0cm）,則阿伏加德羅常數值NA=。

紅色晶體

【答案】」s22s22P63s22P63dM)4si四面體sp3ABDE

[CU(H2O)4]SO4-H2O1.8/VA(i)、

288x1()3。

(ii)、(iii)化學膽研脫水過程中有舊鍵的斷裂和新鍵的生成CU20

dxa3

【分析】

根據構造原理寫出基態Cu原子的電子排布式；根據價層電子對互斥理論判斷空間構型和雜化方式；根據

失重曲線分析失重過程；根據均攤法計算晶胞中相應參數。

【詳解】

(1)Cu元素原子核外電子數為29,其基態原子的電子排布式為Is22s22P63s22P63d"，4si；

(2)計算硫酸根中中心S原子的階層電子對數和孤電子對數，可知硫酸根為正四面體形，中心S原子為

sp3雜化，又S20：可以看成是SO；'中一個非羥基O原子被S原子取代后的產物，故其空間構型為四面體

形，中心S原子同樣為sp3雜化；

(3)①從CuSO#5H2O的平面結構式可知，其中4個HzO通過配位鍵與Cu?+連接，形成配離子，還有1

個HzO通過氫鍵與配離子和硫酸根連接起來，故用配合物的形式表示為［Cu(H2O)41SOrH2O,在

CuSO#5H2。中微粒之間的作用力除了配位鍵和氫鍵以外，還有H2O和硫酸根內部的共價鍵以及陰陽離子

之間的離子鍵，據此也可知道CuSO#5H2O為離子晶體，微粒之間不存在范德華力，故答案選ABDE；

②由膽磯平面結構式中可知，每1個節后是中共存在18個。鍵，25gCuSO4,5Hg晶體的物質的量為

0.1mol,故含有0鍵為1.8NA；

③由CUSO4SH2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線可知，在102C、113℃、258℃時，脫去的HzO的質量分

別為0.12g、0.11g,0.06g,質量之比約為2:2:1。可知脫水過程為：102℃脫去2個H2。、113℃時脫去2個

水、258℃時脫去1個H?O。在圖1中膽砒的簡單平面結構式中，位置⑴中2個H?O通過配位鍵與CF+連

接；位置(ii)上的2個HzO除了通過配位鍵與Cu?+連接外，還通過氫鍵與外界的H?O連接，微粒之間的作

用力⑴<(ii)，而位置(iii)只有1個H2O,通過氫鍵分別與配離子上的H9和外界的硫酸根相連，由

C11SO4SH2O的脫水順序可知，位置(iii)最后脫出,故叨0分子脫出的先后順序為⑴、(ii)、(iii)；

④CuSO#5H2O受熱脫水時，要斷開配離子中的化學鍵(配位鍵)，且形成CuSCh是形成新的化學鍵，故脫

水過程發生的變化為化學變化。

(4)由紅色晶體的晶胞結構可知，1個晶胞中含有4個Cu和2和O,故該化合物的化學式為Cu?O,當該

4x64+2x16

晶體的密度為dg/cn?,晶胞參數為apm時，晶胞質量=-----------g=dg/cm3xax(10-10cm)3,故N,\=

NA

288x103。

dxa3

9.Ni、Cu能形成多種化合物，比如Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,C11SO4溶于氨水形成

[Cu(NH3)4]SC)4深藍色溶液。

(1)Ni基態原子核外電子排布式為；1molNi(CO)4含0鍵數目為。

(2)NiC06H2O在SOCb氣流中加熱時，生成NiCb和兩種酸性氣體，寫出該反應的化學方程式：

(3)[Cu(NH3)4]SO4中的非金屬元素H、N、O的電負性由大到小的順序為(用元素符號回答)；

[CU(NH3)4產中Cu?+與NH3之間形成的化學鍵為,提供孤電子對的成鍵原子是。

(4)某白銅合金晶胞結構如圖所示，晶胞中銅原子與銀原子的個數比為。

(5)一定溫度下，NiO晶體可以自發地分散并形成“單分子層”，可以認為02-作密置單層排列，Ni?+填充

其中。已知。2-的半徑為am,阿伏加德羅常數的值為NA,則每平方米上分散的該晶體的質量為g?

(寫出表達式即可。圖中大白球表示02-,小黑球表示Ni2+)

【答案】[Ar|3d84s28NASOC12+2H2O=2HC1+H2sO3O>N>H配位鍵N3:1

256

【詳解】

(I)Ni是28號元素，因此Ni基態原子核外電子排布式為[Ar]3d84s2；根據題知得到Ni(CO)4的空間構型

為正四面體形，配位鍵也屬于。鍵，因此1molNi(CO)4含c鍵數目為8NA；故答案為：[Ar]3d84s8NA。

(2)NiC06H2O在SOCb氣流中加熱時，生成NiCL和兩種酸性氣體，主要是SOCb與HzO反應生成HC1

和該反應的化學方程式：故答案為：

H2so3,SOCL+2H2O=2HC1+H2so3；SOC12+2H2O=2HC1+

H2SO3。

(3)根據同周期從左到右電負性依次增大，同主族從上到下，電負性依次減小，則[Cu(NH3)4]SO4中的非

金屬元素H、N、0的電負性由大到小的順序為0>N>H；[Cu(NH3)4]2+中NH3的N提供孤對電子給

Cu2+,因此CF+與NH3之間形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是N；故答案為：0>N>H；配位鍵;

No

(4)某白銅合金晶胞結構如圖所示，晶胞中Cu個數為6x〈=3,Ni個數為8x)=1,因此晶胞中銅原子

28

與鍥原子的個數比為3:1。

(5)根據圖中信息知，平面NiO的結構單元如圖,每個結構單元含有1

7r1

個“NiO”，每個NiO所占的面積為2amx2amxsin§=2ga2m2，則每平方米含有NiO的個數為公際,

7575125G

每個“NiO”的質量為『g,所以每平方米含有NiO的質量為“gx一丁二士二8；故答案為：

NANJ2亞22府

256

10.據報道，我國化學研究人員用Ni(NCh)2和Tb(CH3co0)3等合成了一個銀的一維鏈狀配位聚合物(如

圖)，對保配合物在磁性、電化學性質等方面的研究提出了理論指導。

請回答下列問題：

(1)基態Ni原子的價電子軌道表達式為,Ni在元素周期表中的位置_______。

(2)C、N、O三種元素中電負性最小的是(填元素符號)，C在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為

主，原因是。

(3)Ni(NCh)2中陰離子的空間構型是寫出與該陰離子互為等電子體的一種分子的化學式：

(4)一維鏈狀配位聚合物中，碳原子的雜化形式為o已知：CH3co0H的沸點為117.9C,

HCOOCHj的沸點為32℃,CH3co0H的沸點高于HCOOCH3的主要原因是。

(5)已知：氧化鎮的晶胞結構如圖所示。

O02-?Ni2-

①若NA為阿伏加德羅常數的值，晶體密度為pgcm-3,則該晶胞中最近的CP-之間的距離為pm（用含

p、NA的代數式表示）。

②某缺陷氧化銀的組成為NiosO,其中Ni元素只有+2和+3兩種價態，兩種價態的銀離子數目之比為

【答案】叵回五皿］回第四周期第VIII族CC有4個價電子且半徑較小，難以通過得到

3d4s

或失去電子達到穩定結構平面三角形S02（或BF3）sp2、sp3CH3COOH分子之間存在氫鍵,

而HC00CH3分子之間沒有氫鍵與（廛x$17:2

2\PNA

【分析】

（1）Ni原子序數為28,根據構造原理寫其價電子軌道表達式及在元素周期表的位置；

（2）同周期元素從左至右，電負性依次增強；根據碳原子的原子結構特點分析其成鍵特點；

（3）根據價層電子對互斥理論分析離子構型；互為等電子體的分子或離子的價電子總數和原子總數均相

等；

（4）根據雜化軌道理論分析碳原子的雜化方式：根據氫鍵對物質性質的影響分析：

（5）①根據均攤法，確定晶胞中離子個數，進而計算晶胞的質量，再計算晶胞的邊長，再根據幾何關系

計算最近的-之間的距離；

②根據守恒思想和化合價代數和為0計算。

【詳解】

（1）Ni的原子序數為28,在元素周期表中處于第10縱行，根據構造原理可寫出其價電子軌道表達式為

0,Ni在元素周期表中的位置是第四周期第VIII族，故答案為：MUlillJ@.第

3d至3d至

四周期第印族；

（2）同周期元素從左至右，電負性依次增強，則C、N、0三種元素中電負性最小的是C元素；由于C有

4個價電子且半徑較小，難以通過得到或失去電子達到穩定結構，所以C在形成化合物時，其鍵型以共價

鍵為主，故答案為：c；C有4個價電子且半徑較小，難以通過得到或失去電子達到穩定結構；

（3）Ni（NCh）2的陰離子為NO；,中心原子N原子的。鍵電子對數為3,孤電子對數=5+>3x2=0,則

2

N原子的價層電子對數為3,N原子采取sp2雜化，則其空間構型是平面三角形；SO3（或BF3）與其互為等電

子體，它們的價電子總數和原子總數均相等，故答案為：平面三角形；SOM或BF）

（4）由一維鏈狀配位聚合物的結構可知，其碳原子的。鍵電子對數為分別為3、4,沒有孤電子對，則碳

原子的價層電子對數分別為3、4,則碳原子的雜化形式為sp2、sp3,故答案為：sp2、sp%

（5）在CH3coOH中存在O-H鍵，因此分子之間可形成氫鍵，而HCOOCbh分子不具備形成氫鍵的條

件，分子之間