物質結構與性質【原卷】

L(2021?河北高三其他模擬)MAl&(M=Li,Na,K)等復合氫化物是重要的有機還

原劑。其制備方法之一是堿金屬氫化物與無水三氯化鋁在乙醛中進行反應：

回答下列問題：

⑴MH中基態(tài)H-的核外電子的電子云輪廓圖呈_____。已知H(g)=H(g)化吸收的

能量為73kJmo「，H(g)=H+(g)>e吸收的能量為13UkJ.mo『，則H的第二電離能

為o

ClC!C1

⑵氯化鋁為雙聚分子，結構式為,從共用電子對提供情況可知分子

ClCIC1

中含有的化學鍵是(選填“離子鍵”“共價鍵”或“配位鍵”)；A1的雜化方式是

(3)制備MA1H」的反應選擇在乙醛(CH3cH20cH2cH3)中進行，而不是水或乙醇，從

結構的角度分析，其原因是o

(4)NaAlH,晶胞結構如圖所示，它由兩個正六面體疊加而成，已知正六面體的棱長

為anm。

?A1H；ONa*

NaA叫晶體中，與A1H；緊鄰且等距的Na，有個，設阿伏伽德羅常數的值為

則晶體的密度為gem%

2.(2021?全國高三專題練習)科學家們發(fā)現了人體細胞中的大量元素有H、O、

N、S、CkMg等11種，它們全部位于元素周期表中前20號元素之內，其他多

種微量元素如Fe、Zn等也大多位于前四周期。根據所學知識回答下列有關問題:

⑴基態(tài)O原子的電子占據了個能層，最高能級有種運

動狀態(tài)不同的電子。

⑵Mg元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的第一電離能的原因是

(3)(SN)x具有類似黃銅的金屬光澤和導電性，其結構片段如圖：

==SN=SN=SN=

\/\/\/

N=SN=SN=S

以S2CI2為原料可制取(SN)x：S2C12—>S4N4-^S2N23^(SN)X

①(SN)x中N原子的雜化方式是,(SN)x的晶體類型是o

②S2cL的結構式為o

(4)NH3的空間構型為,NH,的鍵角(填“大于”“小于”或

“等于”)NF,的鍵角，理由是o

⑸如圖為FeQ,晶體中°?的排列方式，其中0,圍成正四面體空隙(如1、3、6、7

的O；圍成的)和正八面體空隙(如3、6、7、8、9、12的圍成的)，每個空隙中

2

最多填充一個Fe2?或Fe\FeQ4晶體中有一半的F屋填充在正四面體空隙中，Fe*

和另一半Fd+填充在正八面體空隙中，則FeQ,晶體中正四面體空隙數與正八面體

空隙數之比為;有%的正八面體空隙沒有填充陽離子。

io(yLr

的排列方式

2

3.（2021?河北高三其他模擬）1704年，普魯士染料廠的一位工人把牛血與碳酸

鈉在鐵鍋中一起煮沸，得到了一種藍色染料，稱為普魯士藍，后來人們又發(fā)現了

滕氏藍。它們分別是鑒別Fe"和Fe?+的特征反應的產物。可溶性普魯士藍晶胞的

1/8如下［K+未標出，占據四個互不相鄰的小立方體（晶胞的!部分）的體心］。

0

回答下列問題：

⑴下列是Fe原子的3d、4s、4P軌道上的幾種電子排布圖，能量最高的是

_____3d_____4s____4P

lultltlTlrlftirTTF)

_____3d_____4s____4P_3d______4s____4P

C?|T|t|T|T|t|[t]MlTD?itititititinrfTH^

⑵從成鍵的本質和特征來看，碳酸鈉所含陰離子的空間構型為，碳原子的

雜化方式為O

（3）C、0、N三種元素的電負性由大到小的順序是oC、0、N三種元

素的第一電離能由大到小的順序是，并從原子結構角度解釋原因

（4）該晶體結構中含有的化學鍵有（從“離子鍵”“共價鍵”"配位鍵”中選

擇）。

⑸根據圖中晶體結構特點，推出其化學式為（用最簡單整數表示，不考

3

慮K）若該晶體的密度為pg-cm-3,貝！|Fb和Fe2的最短距離為nm（列出計

算式即可）。

4.（2021?河北高三其他模擬）鐵和硫及其化合物在日常生產、生活中有著廣泛

的應用。回答下列問題：

（1）基態(tài)Fe?+的價電子排布圖為o

⑵某種硫的氧化物冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結構的固體，其結

構片段如圖所示，從該結構片段分析可知該物質的化學式為，兩種原子的

⑶有機鐵肥三硝酸六尿素合鐵（ID）的化學式為［Fe（H2NCONHj6］（NOj。尿素分子

中C原子的雜化方式是,［Fe（HKCONH2）6］（NOj中“H2NCONH2”與Fe?）

之間的作用力是,根據價層電子對互斥理論推測NO；的空間構型為

（4）F/可用SCN-檢驗，SCN-對應的酸有兩種，分別為硫氟酸（H-S-C三N）和異硫

氟酸（H-N=C=S）,這兩種酸中沸點較高的是,原因是

________________________________________________________________________________________________________O

⑸立方FcO晶體的晶胞結構如圖所示，其晶胞邊長為apm,列式表示FeO晶體的

密度：g?cm-（用含。的代數式表示，阿伏伽德羅常數的值為治）。

4

O2-

Fe2*

5.（2021?河北高三其他模擬）事實上，前四周期元素可組成世界上大部分物質,

研究前四周期元素及其化合物的性質具有十分重要的現實意義。回答下列問題：

⑴抗壞血酸（維生素C）的分子結構如圖所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為

，推測抗壞血酸在水中的溶解性：（填“難溶于水”或“易

溶于水”）。

OH

Yb人所

IIO0H

⑵新型儲氫材料氨硼烷（NH3BHJ常溫下以固體形式穩(wěn)定存在，極易溶于水。氨硼

烷晶體中存在的作用力有范德華力，極性鍵、和O在一

定條件下，NH3BH3按下列途徑可以轉化為NH2BH2。

NHJBH3--------NH2BH2

NH2BH2中的氨硼鍵鍵能大于中的NH3BH3,原因是O

（3）x、Y是第三周期的兩種主族元素，它們的逐級電離能數據如表所示：

l/(kJmor1)b/(kJmol")^/(kJmol")l/(kJmol")I/(kJmor1)

5??????

X49645626912954313353

Y738145177331054013630??????

5

Y的最高價為,電負性：XY（填“大于”或“小于”）。

（4）已知C4O的晶胞結構如圖所示。該晶胞中，Cu,的配位數是o已

知該晶體密度為dg.cm。M表示阿伏加德羅常數的值，則晶胞參數a為

nm（用含d和NA的代數式表示）。

6.（2020?河北高三一模）鉆是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金、磁性合金

和各種鉆鹽的重要原料。含鉆化合物作為顏料，具有悠久的歷史。請回答下列問

題：

⑴過渡元素C。基態(tài)原子的核外電子排布式為;第四電離能UCo）

<I4（Fe）,其原因是。

⑵敵菁鉆近年來在光電材料、非線性光學材料、光動力學療法中的光敏劑、催化

劑等方面得到了廣泛的應用。其結構如圖所示，中心離子為鉆離子。

①獻菁鉆中三種非金屬原子的電負性由大到小的順序為（用相應的

元素符號作答）。

②與鉆離子通過配位鍵結合的氮原子數有個。

⑶鉆的一種化合物的晶胞結構如下圖所示：

6

①已知A點的原子坐標參數為（0,0,0）,B點為6，0,1）,則C點的原子坐

標參數為___________

②已知晶胞參數a=0.55pm,則該晶體的密度為g?cm，3（用NA表示阿

伏加德羅常數，只列出計算表達式即可）。

7.（2021?廣東高三其他模擬）硒化亞鐵納米材料可用于腫瘤的光熱治療研究。

回答下列問題：

⑴基態(tài)Fe原子與基態(tài)Se原子的未成對電子數之比為一o

⑵第四周期的主族元素中，第一電離能比Se大的元素有（填元素符號）。

⑶①Se（h分子中Se的雜化軌道類型為一,與SeCh互為等電子體的離子有

（寫出一個即可）。

②H?Se可溶于水，而GeH4難溶于水，原因是。

（4）熔點大小比較：Fe-K,一種鐵晶體的晶胞屬于體心立方堆積，該晶胞中Fe

的配位數為—o

（5）FeSe為六方晶胞，結構如圖所示。晶胞參數a=b#c（單位：nm）,a、b夾角為

60。，阿伏加德羅常數的值為微粒半徑分別為mum和rsenm,則FeSe晶胞

中微粒的體積占晶胞體積的百分率為一o（列式表示）

O代

b

7

8.（2021?廣東深圳市,高三一模）銅及其化合物在生產生活中有著廣泛的應用。

回答下列問題：

⑴在元素周期表的分區(qū)中，銅屬于一區(qū)，與銅處于同一周期且最外層電子數相同

的元素的基態(tài)原子共有一種。

（2）元素銅和鋅的第二電離能：L（Cii）—b（Zn）（填“V喊

⑶下列現代分析手段中，可用于檢驗水中痕量銅元素的是_（填標號）。

A.X射線衍射B.原子光譜C.質譜D.紅外光譜

（4）CuC12可與某有機多齒配體形成具有較強熒光性能的配合物，其結構簡式如圖

所示。該配合物分子中N原子的雜化類型為Imol該有機配體與Cu（n）形成

的配位鍵為molo

⑸銅催化烯點硝化反應時會產生NO；。鍵角：NO；_NO2^，，V*K"=，或">”），

其原因是_。

⑹近期我國科學家合成了一種電化學性能優(yōu)異的銅硒化合物，其晶胞結構如圖所

示。該銅硒化合物的化學式為其中Cu元素以Cu+和C/+存在，則_（填“①”

或“②"）為C/+,該晶體的密度為_g?cm-3（用含a和c的式子表示，設阿伏加德

羅常數的值為NA）O

8

9.（2021?廣東梅州市,高三其他模擬）在稀土開采技術方面，我國遙遙領先，無

論是美國的芒廷帕斯還是澳大利亞的稀土礦山，均為在我國技術的參與下才實現

產出。我國科學家最早研究的是稀土一鉆化合物的結構。請回答下列問題:

⑴鉆原子的價層電子的電子排布式為,C04+中存在種不

同能級的電子。

2+

（2）C（）3+在水中易被還原成Co,而在氨水中可穩(wěn)定存在，其原因為o

（3）一種鉆的配合物乙二胺四乙酸合鉆的結構為,Imol該配合物

形成的配位鍵有mol,配位原子是,碳原子的雜化類型

有o

（4）鉆藍晶胞結構如下圖所示，該立方晶胞由4個I型和4個型小立方體構成，其

化學式為,晶體中AF+占據CP-形成的（填“四面體空隙，，

或“八面體空隙NA為阿伏加德羅常數的值，鉆藍晶體的密度為

g?cm-3（列計算式；lnm=109m）。

9

10.(2021?廣東廣州市?高三一模)H5()2Ge(BH4)3是鈣鈦礦型化合物(ABX3型)，

量子化學計算結果顯示，其具有良好的光電化學性能。

回答下列問題：

⑴基態(tài)Ge的價層電子排布式為o

⑵HQ；的結構如圖所示。HQ；含有共價鍵的類型是__________oImolHQ；含有

化學鍵的個數為O

ZHV

O-H-O.

HH

(3)根據雜化軌道理論，BH,由B的4個(填雜化軌道類型)雜化軌道

與4個H的1s軌道重疊而成，因此BH,的空間構型是o

(4)CsPbL是HsChGeIBHM的量子化學計算模型，CsPb13的晶體結構如圖所示

①原子1的坐標為(g,0,0),則原子2和3的坐標分別為

②r位于該晶體晶胞的(填“棱心”、，，體心”或“頂角

③已知H5O2Ge(BH“3晶體屬于立方晶系，晶胞參數為anm,阿伏加德羅常數的

10

值為NA,則H5O2Ge（BH4）3的密度為g?cm-3（列出計算式）。

H.（2021?廣東汕頭市?高三一模）銅是人類最早使用的金屬之一，最近科學家發(fā)

現Cu元素有很強的殺菌作用，還可代替AI布線在硅芯片上。用黃銅礦（主要成

分為CuFeSz）生產粗銅，其反應原理如下：

-------------O?-----------02>△-----------Cu2s,△1--------1

CuFeS2——CuaS----------->CiuO-------------->Cu

----打800C1-①L歿②?——?

回答下列問題：

（DS和O相比，第一電離能較小的元素是；在下列圖示中，Si的

基態(tài)價電子排布圖是（填選項字母）。

3P?_3s3P~3s3P3s3p

A、?|lt||B、臼|1|f|t|C、四|川||D、四|”

（）

2CU2O和Cu2S均為離子晶體，Cu2O的熔點為1235℃,Cu2S的熔點為

H30℃,CU2O熔點較高的原因是___________o

⑶反應①、②中生成的氣體SO2中心原子的雜化方式為，分子的

立體構型為O

（4）與N為互為等電子體的粒子的化學式有（寫出一種）。工業(yè)上常用銅氨

溶液制造人造絲，某學生做了如下實驗：C11SO4溶液藍色沉淀3-深

藍色溶液，藍色沉淀溶于氨水的離子方程式為o

（5）012。的晶胞結構如圖所示，若原子坐標參數A為（0,0,0）,B為

則C原子的坐標參數為o若該晶體的密度為dg/cm3,阿伏加德羅

常數的值為NA,則該晶胞中Cu原子與O原子之間的距離為pmo

（用含d和NA的式子表示）。

11

OoO（、u

2

12.(2021?廣東揭陽市?高三其他模擬)黃銅礦(CuFeS?)是煉銅的最主要礦物，在

野外很容易被誤認為黃金，故又稱愚人金。

(1)基態(tài)Fe原子價層電子排布式為一,其未成對電子數是

⑵請判斷沸點高低：HQ__H2s(填寫?，或“V”)。也0沸點低于Na2s的原因是

(3)S有多種價態(tài)的化合物。回答下列問題：

①下列關于氣態(tài)SO,和SO?的說法中，正確的是—o

A.中心原子的價層電子對數目相等B.都是極性分子

C.中心原子的孤對電子數目相等D.都含有極性鍵

②將純液態(tài)SO,冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結構的固體，其結構如

下圖所示，此固態(tài)S。,中S原子的雜化軌道類型是

③SO：、S2O^中S的化合價均為+6.與SO：-互為等電子體的分子的化學式為—,

S?。：-中過氧鍵的數目為一o

(4)CuFeS2的晶胞如圖所示，晶胞參數為anm、bnmeCuFeS2的晶胞中每個Cu原

子與一個S原子相連，晶體密度夕=gem＞列出計算式即可，阿伏加德羅

常數的數值為治)。

12

3-(41O-h-縱、

13,(2021?石家莊市第二十七中學高三一模)金屬銃(Sc)是一種柔軟、銀白色的

過渡金屬，其中一種由酸式氟化鏤(NH'F.HF)和氧化銃及鈣為原料的制備方法可

用如圖轉化表示:

-*HO

NHF-HF—]2

4300℃

fNH4F

1

Sc2O3—

FCILSc

SF3-900~1650℃

1

Ca-CaF2

回答下列問題：

(l)Sc位于元素周期表的______區(qū)；基態(tài)Sc原子的價層電子軌道表示式為

⑵酸式氟化核的組成元素中，電負性由大到小的順序為:陽離子NH；的

空間構型為，中心原子的雜化方式與NH3(填“相同”或“不相同);

NH4F中，不存在(填標號)。

A.離子鍵B.。鍵C.兀鍵D.氫鍵E.配位鍵

。9犯是離子晶體，其晶格能符合圖中的Born-Haber循環(huán)。

13

Ca27g)+2F—(g)-kJ/mol，CaF2(晶體)

力2kJ/mol

ckJ/mol

Ca+(g)

b\kJ/mol2F(g)

Ca(g)

dkJ/mol

akJ/mol

「-fkJ/mol

Ca(晶體)+F2?-----L--------------

①CaF2的晶格能為；bib2(填“〉”或"v”)。

(4)C也的晶胞如圖所示，其中Ca?+的配位數為,CaF2的密度為pg?3,相

鄰的兩個Ca??的最近核間距為acm,則CaF)的摩爾質量數值為(列出計算

式，設L為阿伏加德羅常數的值)。

CaF溫胞CCaZ+oF-)

14.(2021?河北衡水市?衡水中學高三二模)科研人員用CaH?還原錮鐵氧化物

(SrFeO,)得到了一種具有奇特結構的層狀氧化物SrFeO2,SrFeO2中的鐵原子采取了

罕見的平面正方形配位形式。回答下列問題：

⑴Sr與Ca同列緊鄰，則Sr在元素周期表中的位置為；基態(tài)錮原子的電子占據

最高能級的電子云輪廓圖為—形。

(2)CaH2的電子式為_。基態(tài)氧原子與基態(tài)鐵原子未成對電子數目之比為

(3)SICO3是制備SrFeO,的原料，SrCO,的陰離子中碳原子的雜化方式為一,空間構

型為_。

14

(4)已知NA為阿伏加德羅常數的值，圖甲、圖乙表示的晶胞均為立方晶胞。

①SrFe。晶胞結構圖為_(填呷”或“乙，

②圖乙中Fe原子與距其最近的0原子形成的空間構型為

③圖甲表示的晶體的密度為dgcm。則該晶胞的邊長為_nm。

15.(2021?河北唐山市?高三一模)血紅素是由口卜琳與Fe?*形成的配合物。血紅素

不溶于水，溶于丙酮(CHCOCHJ和堿性水溶液。

血紅素結構簡式

(1)請寫出Fe在元素周期表中的位置__________,基態(tài)Fe"的核外電子排布式為

(2)血紅素分子中N原子的雜化軌道類型有,ImolCH3coe4含有。鍵

的數目為o

(3)KSCN或NH4SCN溶液是檢驗FC的常用試劑，SCN的空間構型為

(用文字描述),寫出一種與SCN-互為等電子體的分子(寫化學

式)。

15

（4）丙酮和乙醇的有關數據如下:

化合物C2H5OH（乙醇）CH3coe丙酮）

沸點/℃7856.5

丙酮和乙醇的晶體類型均為，它們沸點差異的原因是

⑸在自然界中TiO?有三種晶型，其中最重要的是金紅石型，晶胞結構和投影圖如

下，晶胞棱邊夾角均為90。，晶胞參數為apm、apm、cpm,設阿伏加德羅常數

的值為NA,則TL離子的配位數是,TiO2的密度為

g-cm”列出計算式）。

16.（2021?河北張家口市?高三一模）B和Ni均為新材料的主角。回答下列問題:

⑴基態(tài)B原子的核外電子有一種空間運動狀態(tài)；基態(tài)Ni原子核外占據最高能層

電子的電子云輪廓圖的形狀為

⑵硼的鹵化物的沸點如表所示:

鹵化物

BF3BCI3BBr3

沸點/℃-100.312.590

①解釋表中鹵化物之間沸點差異的原因

②表中鹵化物的立體構型均為一。

16

(3)高氯酸三碳酰腫合銀[Ni(NH2NHCONHNH2)3](ClO4)2是一種新型起爆藥。

①該物質中含有3個六元環(huán)，與C相連的N原子不能提供形成配位鍵的孤電子

對。則Imol該物質中含有配位鍵的數目為一。

②C、N、O的第一電離能由大到小的順序為

③CIO：中。原子的雜化形式為_；該離子中的鍵角_(填“大于”或“小于”)N2H4

中的鍵角。

@HC1O4的酸性強于HC1O,的原因為一。

(4)硼化鈣可用于新型半導體材料，一種硼化鈣的晶胞結構及沿z軸方向的投影圖

如圖所示，硼原子形成的正八面體占據頂角位置。若阿伏加德羅常數的值為NA,

晶體密度p=_g*cm3o

晶胞結構沿z軸方向投影圖

17.(2021?全國高三專題練習)科學工作者合成了含鎂、銀、碳3種元素的超導

材料，具有良好的應用前景。回答下列問題：

(1)銀元素位于周期表第列，基態(tài)銀原子d軌道中成對電子與單電子的數量

比為o

⑵在CO分子中，C與O之間形成個。鍵、個九鍵，在這些化學

鍵中，O原子共提供了個電子。

17

⑶第二周期元素的第一電離能(L)隨原子序數(Z)的變化情況如圖。h隨Z的遞增

而呈增大趨勢的原因是,原子核對外層電子的引力增大。導致h在a點出

現齒峰的原因是o

(4)下列分子或離子與CO2具有相同類型化學鍵和立體構型的是(填標號)。

A.SO2B.OCNC.HED.NO：

⑸過渡金屬與O形成段基配合物時，每個CO分子向中心原子提供2個電子，

最終使中心原子的電子總數與同周期的稀有氣體原子相同，稱為有效原子序數規(guī)

則。根據此規(guī)則推斷，鎮(zhèn)與CO形成的埃基配合物Ni(CO%中，x=。

⑹在某種含鎂、銀、碳3種元素的超導材料晶體中，鎂原子和銀原子一起以立方

最密堆積方式形成有序結構。結構中的兩種八面體空隙，一種完全由鍥原子構成,

另一種由銀原子和鎂原子共同構成，碳原子只填充在由銀原子構成的八面體空隙

中，晶胞如圖所示。

9Mg?C

①組成該晶體的化學式為O

②完全由銀原子構成的八面體空隙與由銀原子和鎂原子共同構成的八面體空隙

的數量比為，由銀原子和鎂原子共同構成的八面體空隙中鎮(zhèn)原子和鎂原子

18

的數量比為O

③若取碳原子為晶胞頂點，則銀原子位于晶胞的______位置。

18.（2021?河北高三其他模擬）公元前，人們曾用硼砂制造玻璃和焊接黃金。現

如今硼及其化合物在新材料、功能生產等方面用途依然很廣。請回答下列問題：

⑴硼元素的基態(tài)原子的價電子排布為，同周期元素中，未成對電子

數與B相同的有（填元素符號）；第一電離能在B與N之間的第二周

期主族元素有種。

⑵硼的最簡單氫化物?乙硼烷分子中存在兩個氫橋鍵（3中心2電子鍵），球棍模型

如圖，由它制取硼氫化鋰的反應為2LiH+B2H6=2LiBH4o

①乙硼烷分子中硼原子的雜化軌道類型為o寫出一種與Bh具有相

同空間構型的陽離子的化學式為o

②根據以上反應判斷，其中涉及的元素的電負性從小到大的順序為

（用元素符號表示）0

③硼的最簡單氫化物是B2H6而不是B4,其原因是。

（3）六方氮化硼（BN）的晶體結構與石墨相似，如圖所示。同層B原子與N原子最小

核間距為dpm,相鄰層間的距離為hpm,該晶體的密度計算式為

g母m?（用含d、h、NA的代數式表示）。

19

19.(2021?河北高三其他模擬)東晉《華陽國志?南中志》卷四中已有關于白銅的

記載，云南銀白銅(銅銀合金)聞名中外，曾主要用丁造幣，亦可用于制作仿銀飾

品。

回答下列問題：

(1)基態(tài)Ni原子的電子排布式為;Ni?+與C/+的3d能級上未成對電子數

之比為o

⑵單質銅及銀都是由鍵形成的晶體。

(3)Ni?+與丁二酮兩反應生成鮮紅色丁二酮后銀沉淀(如圖所示)，該反應可用于檢

2+

驗NiO

H3C/H,

、c----c

H,C—C—C—CH,IIII

IIII0—NN—0

NN4-Ni2*-?HNiHI+2H.

/\\/\???

HO0H

丁二酮肪

/\

H3CCH,

丁二酮的鐐

①Imol丁二酮后分子中含有。鍵的數目為(用NA代表阿伏加德羅常數的

值)。

②丁二酮后鎮(zhèn)分子中碳原子的雜化軌道類型為。

(4)CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的銅鹽，其中S、0、N三種元素的第一

20

電離能由大到小的順序為,so：的立體構型是

（5）Cu、N兩元素形成的某種化合物的晶胞結構如圖。

①該化合物的化學式為o

②該晶胞中，距離A處N原子最近的N原子構成的空間構型為。

③已知該晶胞的密度為pg/cm。，用NA代表阿伏加德羅常數的值，則緊鄰的N原

子與Cu原子之間的距離為nmo（用含p、NA的代數式表示）

物質結構與性質

1.（2021?河北高三其他模擬）MAlH』（M=Li,Na,K）等復合氫化物是重要的有機還

原劑。其制備方法之一是堿金屬氫化物與無水三氯化鋁在乙醛中進行反應：

回答下列問題：

⑴MH中基態(tài)H的核外電子的電子云輪廓圖呈_____o已知H（g）=H（g）+e吸收的

能量為73kJmo『，H（g）=JT（g）~e吸收的能量為則H的第二電離能

為o

ClCIC1

⑵氯化鋁為雙聚分子，結構式為,從共用電子對提供情況可知分子

ClClC1

中含有的化學鍵是_____（選填“離子鍵”“共價鍵”或“配位鍵”卜AI的雜化方式是

21

⑶制備MA1H4的反應選擇在乙醛(CH3cH20cH2cH3)中進行，而不是水或乙醇，從

結構的角度分析，其原因是o

(4)NaAlH,晶胞結構如圖所示，它由兩個正六面體疊加而成，已知正六面體的棱長

為anm。

?A1H；ONa+

NaA叫晶體中，與A1H：緊鄰且等距的Na*有個，設阿伏伽德羅常數的值為

3

則晶體的密度為gcm-o

【答案】球形13HkJmor'共價鍵、配位鍵sp，乙醛不含-OH,

水或乙醇中含-OH,因0的電負性大，-0H中0和H之間的電子對易偏向0而電

離出田，田能與MA1H,反應8嘴9

【詳解】

(l)H-的核外電子排布為IS2,s軌道呈球形；引失去1電子成為H原子，再失一

個電子成H+,其第二電離能為H(g)=H+(g)化吸收的能量故答案為:

球形；ISHkJ-moE1；

⑵由氯化鋁雙聚分子結構式可知，其中含有共價鍵和配位鍵兩種，由結構可知

A1與四個C1成鍵，采用sp3雜化，故答案為：共價鍵、配位鍵；sp3；

⑶乙醛(CH3cH20cH2cH3)不含-OH,水或乙醇中含-OH,因0的電負性大，-OH中

0和H之間的電子對易偏向。而電離出W,H,能與MA1H4反應最終得不到MA1H4,

22

故答案為：乙醛不含-OH,水或乙醇中含-OH,因。的電負性大，-OH中O和H之

間的電子對易偏向。而電離出HLH，能與MA1H,反應；

(4)以體心的AIH,為觀察對象，由晶胞結構可知距離其最近的Na?有8個；晶胞結

構中人1司有8個位于頂點，4個位于面心，1個位于體心，個數為:8X-+4X-+1=4,

oZ

Na，有6個在面心，4個在棱上，個數為：6xi+4xl=4,晶胞的質量=竺華叫

4M(NaA叫).0oxl023

晶胞體積=2a3xl0⑵s?,晶胞密度=m_$=，故答案為：8;

V-2aa$

1.08xlQ23

3；

aNA

2.(2021?全國高三專題練習)科學家們發(fā)現了人體細胞中的大量元素有H、O、

N、S、CkMg等11種，它們全部位于元素周期表中前20號元素之內，其他多

種微量元素如Fe、Zn等也大多位于前四周期。根據所學知識回答下列有關問題:

⑴基態(tài)O原子的電子占據了個能層，最高能級有種運

動狀態(tài)不同的電子。

(2)Mg元素的第一電離能大于同周期相鄰元素的第一電離能的原因是

(3)(SN)x具有類似黃銅的金屬光澤和導電性，其結構片段如圖：

==SN=SN=SN=

\/\/\/

N=SN=SN=S

：

以S2CI2為原料可制取(SN)XS2C12—>S4N4-^T->S2N2

①(SN)x中N原子的雜化方式是,(SN)x的晶體類型是

②S2ch的結構式為o

(4)NH-的空間構型為,NHa的鍵角(填“大于”“小于”或

“等于")N目的鍵角，理由是。

23

⑸如圖為FesO4晶體中O2的排列方式，其中0,圍成正四面體空隙(如1、3、6、7

的0二圍成的)和正八面體空隙(如3、6、7、8、9、12的CD?圍成的)，每個空隙中

2+

最多填充一個Fe2+或Fe3+；FeQ,晶體中有一半的F?3+填充在正四面體空隙中，Fe

和另一半Fe"填充在正八面體空隙中，則FeQj晶體中正四面體空隙數與正八面體

空隙數之比為;有%的正八面體空隙沒有填充陽離子。

10(y

的排列方式

【答案】24Mg元素的原子軌道全充滿，較穩(wěn)定sp2分子晶體

C1-S-S-C1三角錐形大于F吸引電子能力大于H,NR。中成鍵電子對

偏向N,斥力大，鍵角大，NF,中成鍵電子對偏向F,斥力小,鍵角小2:150

【詳解】

(1)0是8號元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為Is22s"P,占據了2個能層，

最高能級為2p,2P軌道上有4個電子且運動狀態(tài)均不同。

⑵同周期從左到右主族元素的第一電離能呈增大的趨勢，但Mg元素位于第二周

期HA族，原子軌道處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，其第一電離能大于同周期相鄰

元素的第一電離能。

⑶①根據題給結構片段可知，N有2個。鍵，1個孤電子對，價層電子對數為3,

故采取sp2雜化；根據(SN),的結構可知，晶體中沒有空間網狀結構且只含共價鍵,

因此(SN),是分子晶體。

②s2c%共價化合物,S和S之間及S和C1之間均以單鍵相連，結構式為CLSSC1o

(4)NH1的中心原子N的價層電子對數為4,有一個孤電子對，故NHa的空間構型

24

為三角錐形。F吸引電子能力大于H,NH3中成鍵電子對偏向N,斥力大，鍵角

大,NE中成鍵電子對偏向F,斥力小，鍵角小，所以NH,的鍵角大于NB的鍵角。

⑸題圖結構中如1、3、6、7的CP圍成的正四面體空隙有8個，面心位置6個0、

圍成正八面體，將晶體結構補全可知共用1條棱的4個面心的0〉與該棱頂點處

的2個也圍成正八面體，而這樣的正八面體為4個晶胞共有，一個晶胞中正

八面體數目=1+12X：=4,則晶體中正四面體空隙數與正八面體空隙數之比為

8:4=2:1o

由題圖可知晶胞結構中數目為8X：+6X；=4,由化學式可知晶胞中Fe原子數目

為3,根據化合物中各元素化合價代數和為0,則晶胞中含有2個Fe"、1個Fe?+,

Fe3O4中有一半的Fe"填充在正四面體空隙中，另一半Fe”和填充在正八面體

空隙中，則填充在正四面體空隙中的Fe升為1個，有1個F/+和1個Fe?*填充在正

八面體空隙中，有2個正八面體空隙沒有填充陽離子，則有50%的正八面體空

隙沒有填充陽離子。

3.（2021?河北高三其他模擬）1704年，普魯士染料廠的一位工人把牛血與碳酸

鈉在鐵鍋中一起煮沸，得到了一種藍色染料，稱為普魯士藍，后來人們又發(fā)現了

滕氏藍。它們分別是鑒別FT?和F/的特征反應的產物。可溶性普魯士藍晶胞的

1/8如下［媼未標出，占據四個互不相鄰的小立方體（晶胞的!部分）的體心

O

回答下列問題:

25

⑴下列是Fe原子的3d、4s、4P軌道上的幾種電子排布圖，能量最高的是

______3d______4s_____g____________________________3d_____4s4P

A-iuititititi[tininB?itititititiBgnTr

3d______4s_____4P3d______4s___4P

c,iTitiTiTitimiTiit；D?itititiTiTinrrrm

⑵從成鍵的本質和特征來看，碳酸鈉所含陰離子的空間構型為,碳原子的

雜化方式為O

(3)c、0、N三種元素的電負性由大到小的順序是oC、0、N三種元

素的第一電離能由大到小的順序是______,并從原子結構角度解釋原因

(4)該晶體結構中含有的化學鍵有(從“離子鍵”“共價鍵”“配位鍵”中選

擇)。

⑸根據圖中晶體結構特點，推出其化學式為(用最簡單整數表示，不考

慮K),若該晶體的密度為pgcm'貝!|Fe3+和Fe?-的最短距離為nm(列出計

算式即可)。

【答案】D平面三角形sp*2O>N>CN>0>C原子半徑

r(C)>r(N)>r(O),半徑越小，原子核對核外電子的吸引力越強，電子越不易失去,

但N原子的2P原子軌道處于半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，較難失去電子離子鍵、

,307

共價鍵、配位鍵Fe[Fe(CN)J-晅至

2

【詳解】

(DA為鐵的一個4s電子進入4p軌道的激發(fā)態(tài)；B為1個3d軌道電子進入4p軌

道，4s軌道能量高于3d,故從3d到4P的激發(fā)態(tài)的能量要高于4s到4P的激發(fā)

26

態(tài)能量；C為1個3d軌道電子和1個4s軌道電子進入4P軌道，兩個電子被激

發(fā)的能量高于A、B中一個電子被激發(fā)的能量；D中1個3d軌道電子和2個4

是軌道電子被激發(fā)到4P軌道，激發(fā)的電子數最多，能量最高，故答案為：Do

⑵碳酸鈉所含陰離子碳酸根離子的價層電子對數二等=3,空間構型為平面三角

形，中心碳原子采用sp3雜化，故答案為：平面三角形；sp3；

(3)C、。、N三種元素為同周期元素，電負性從左到右遞增，故電負性：0>N>C；

同周期元素半徑越小，原子核對核外電子的吸引力越強，電子越不易失去，第一

電離能從左到右呈增大趨勢,但N的最外層電子排布為2s22P3,為半滿穩(wěn)定結構,

其第一電離能大于O,故第一電離能排序為：N>O>C;

故答案為：0>N>C；N>O>C；原子半徑r(C)>r(N)>r(O),半徑越小，原子核

對核外電子的吸引力越強，電子越不易失去，但N原子的2P原子軌道處于半充滿

狀態(tài)，比較穩(wěn)定，較難失去電子；

(4)由晶胞結構可知，二價鐵離子和鼠根離子間存在離子鍵；氫根離子內部存在共

價鍵；鼠根離子和三價鐵離子間存在存在配位鍵，故答案為：離子鍵、共價鍵、

配位鍵；

⑸立方體結構中Fe3十離子的個數為：4x5=2,Fe2十離子的個數為：4x1=l

CN-離子的個數為：12x1=3,根據電荷守恒：N(K+)+N(Fe3+)x3+N(Fe2+)x2

=N(CN"),得N(K+)=g,普魯士藍中n(K+)：n(Fc3+)：n(Fe2+)：n(CN)=l：1：

1：6,則其化學式為KFe[Fe(CN)6],不考慮鉀離子的化學式為：Fe[Fe(CN)6y；

K+占據四個互不相鄰的小立方體(晶胞的!部分)的體心，結合化學式可知一個晶

0

EAr?""0、r4M(KFe[Fe(CN),J)307口田

胞中有4個KFe[Fe(CN)6],則晶胞的質量為：----------晶胞

AXIv

27

的體積為：6.02x1023晶胞的棱長、磬，由結構可知Fe“和Fe?+的最短

pxlO-21602pY602P

1307/307

距離為晶胞棱長的一半，即為：胭近，故答案為：Fe[Fe(CN)6]-；場;

~~-2-

4.(2021?河北高三其他模擬)鐵和硫及其化合物在日常生產、生活中有著廣泛

的應用。回答下列問題：

(1)基態(tài)Fe2+的價電子排布圖為o

⑵某種硫的氧化物冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結構的固體，其結

構片段如圖所示，從該結構片段分析可知該物質的化學式為，兩種原子的

第一電離能大小關系是o

⑶有機鐵肥三硝酸六尿素合鐵(HI)的化學式為[Fe(H2NCONH4](NO3)3。尿素分子

中C原子的雜化方式是,[FeMNCONHjkNOj中“ENCONIV與Fe?)

之間的作用力是______,根據價層電子對互斥理論推測NO；的空間構型為

(4)F*可用SCN檢驗，SCN-對應的酸有兩種，分別為硫氯酸(H-S-CmN)和異硫

氨酸(H-N=C=S),這兩種酸中沸點較高的是,原因是

(5)立方FcO晶體的晶胞結構如圖所示，其晶胞邊長為apm,列式表示FeO晶體的

密度：g-cmi(用含0的代數式表示，阿伏伽德羅常數的值為治)。

28

2

【答案】州tHH⑴SO3O>Ssp配位鍵平面三角形

3d

4x72

異硫氧酸(H-N=C=S)異硫氟酸能形成分子間氫鍵詢書而

【詳解】

⑴基態(tài)Fe原子核外電子排布式為[Ai?]3d64s2,失去最外層2個電子后核外電子排

布式為小"價電子排布圖為嗎加

⑵選擇該結構基本重復單元為

子，6個O原子，S原子與O原子個數比為1：3,因此該物質的化學式為SO3；

同主族元素從上至下第一電離能逐漸減小，因此第一電離能O>S；

⑶尿素分子中C形成的是埃基，是平面結構，因此C雜化方式為sp?；

[Fe(H2NCONH2)6](NOj是一種配合物，中心Fe(IH)提供空軌道，F^NCONH?為配

體，提供孤電子對，二者形成配位鍵；NO,中6鍵數為3,孤電子對數為

5+13x2

；=0,則N的價層電子對數為3,則NO；的空間構型為平面三角形;

(4)H—S-CmN中H與S相連，H—N二C二S中H與N相連，N的電負性大于S,

因此H一N二C二S中的H更活潑，能形成分子間氫鍵，導致其沸點高于H—S-C三N；

(5)1個晶胞中含有Fe原子l+12x；=4,O原子8x!+6x}=4,1個晶胞質量為

4b/

29

4x724x72

~^~g,晶胞體積為（axlO-ikm/，則晶體密度為面而了如［g<mT。

5.（2021?河北高三其他模擬）事實上，前四周期元素可組成世界上大部分物質,

研究前四周期元素及其化合物的性質具有十分重要的現實意義。回答下列問題：

⑴抗壞血酸（維生素C）的分子結構如圖所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為

,推測抗壞血酸在水中的溶解性：（填“難溶于水”或“易

溶于水

OH

Yb人所

IIO0H

⑵新型儲氫材料氨硼烷（NH3BH3）常溫下以固體形式穩(wěn)定存在，極易溶于水。氨硼

烷晶體中存在的作用力有范德華力，極性鍵、和O在一

定條件下，NH3BH3按下列途徑可以轉化為NH2BH2。

產

Z

NH3BH3---------NH2BH2

NHzBH2中的氨硼鍵鍵能大于中的NH3BH3,原因是o

（3）X、Y是第三周期的兩種主族元素，它們的逐級電離能數據如表所示：

l/(kJmor1)I/(kJmol'1)Ij/(kJ-mor1)I/(kJmor')I/(kJmor1)

245??????

X49645626912954313353??????

Y738145177331054013630.........

Y的最高價為,電負性：XY（填“大于”或“小于

（4）已知C%O的晶胞結構如圖所示。該晶胞中，Cu+的配位數是__________o已

知該晶體密度為dg.cm，，NA表示阿伏加德羅常數的值，則晶胞參數a為

30

nm（用含d和NA的代數式表示）。

【答案】sp3、sp?易溶于水配位鍵氫鍵NHzBH2分子中N和B

之間除了存在。鍵，還存在兀鍵+2小于2

【詳解】

⑴抗壞血酸的分子結構中存在碳碳單鍵與碳碳雙鍵，故碳原子有sp\sp2兩種雜

化形式。該分子中有較多的羥基存在，羥基是親水基團，所以抗壞血酸易溶于水。

⑵在NH3BH3的分子結構中，氮原子利用其孤電子對與硼原子的空軌道形成配

位鍵，同時氮原子與其他分子中與氮原子相連的氫原子可以形成氫鍵。由于脫氫

形成的NH2BH2分子內存在氮硼雙鍵，即NH2BH2分子中N和B之間除了存在

O鍵，還存在71鍵，所以NH2BH2中的氮硼鍵鍵能大于NH3BH3中的氮硼鍵鍵

能。

⑶對于X,其L遠遠大于L,可知為第IA族元素，同理可知Y為第HA族元

素，故Y的最高價為+2。X和Y為同周期主族元素，從左至右，原子半徑逐漸

減小，電負性有增大的趨勢，所以X的電負性小于Y。

（4）晶胞中的小黑球有2個，小白球有4個，結合的化學式012。可知小黑球代表

O,小白球代表Cu,因此Cu+的配位數為2。根據密度的計算公式：片，可知:

1如2