2022届高三化学高考备考一轮复习考点强化-物质的结构与性质大题分析（一）

2022届高三化学高考备考一轮复习考点强化一一物质的结构与性质大题

分析（一）【原卷】

一、填空题（共15题）

1.已知A、B、C、D、E、F是前四周期的核电荷数依次增大主族元素，A

的最外层电子数是其电子层数的2倍，C、D同一主族，D元素原子M层

有两对成对电子，E在前四周期主族元素中原子半径最大，F的基态原子

中有4个未成对电子。

⑴基态F2+的电子排布式是

⑵B、C、D的第一电离能由大到小的顺序是—o（填字母对应的元素

符号）

（3）BC；离子的空间构型为

⑷某F的配合物化学式是年（也0）5。］5・应0,与中心F3+的形成配位键的原

子或离子是

_O

⑸F（AC）5常温下是一种浅黄色液体，熔点一20C,不溶于水、易溶于苯。

每个AC分子与F原子间均有1个配位键。

①1molF（AC）5中所含。键的数目为

②F（AC）5分子的结构可能为下图中的—（填“甲”或“乙”），理由

•F原子

OAC分子

丙

⑹由A、B、E、F元素形成的一种蓝色晶体，其晶体结构示意图如图丙所

示（图中E的离子未画出）。该蓝色晶体的化学式为

2.碑化像是继硅之后研究较深入、应用较广泛的半导体材料。回答下列问

题:

(1)基态Ga原子核外电子排布式为,基态As原子核

外有个未成对电子。

(2)Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是；Ga、As、Se的

电负性由大到小的顺序是0

⑶比较下列钱的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因

,GaF的熔点超过100℃,可能的原因是

__________________________________________________________O

钱的卤化

GaCl3GaBr3Gal,

物

熔点/℃77.75122.3211.5

沸点/℃201.2279346

(4)二水合草酸绿的结构如图1所示，其中钱原子的配位数为________草

酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为

(5)碑化钱的立方晶胞结构如图2所示，晶胞参数为a=0.565nm,碑化钱

晶体的密度为g-cm-3(设M为阿伏加德罗常

数的值，列出计算式即可)。

3.银、钻、钛、铜等元素常用作制备锂离子电池的正极材料或高效催化

剂。治表示阿伏加德罗常数，请填写下列空白。

(1)基态Co原子的电子排布式为o

(2)银与CO生成的配合物Ni(CO),中，易提供孤电子对的成键原子是

(填元素名称)；1molNiCOL中含有的b键数目为

,写出与co互为等电子体的一种阴离子的化学式

（3）Ti（BH）是一种储氢材料。BH：的空间构型是,B原子的

杂化方式为o与钛同周期的第HB族和HIA族两种元素中第

一电离能较大的是（写元素符号），原因是0

（4）CuFeS2的晶胞如卜图所不，晶胞参数分别为anm、bnm.cnm;CuFeS2的

晶胞中每个Cu原子与个S原子相连，晶体密度0=

g-cm-（列出计算表达式）。以晶胞参数为单位长度建立的坐

标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子2

和3的坐标分别为（0,1,3★别，则原子1的坐标为。

4.2019年度诺贝尔化学奖授予JohnB.Goodenough教授等人，以表彰其在

锂离子电池的发展方面作出的突出贡献。研究表明：Li-CuQlPO）电池的

正极的活性物质CuQiPOj制备的原理为：

2Na3PO4+4CUSO4+2NH3-H2O=Cu4O（PO4）2I+3Na2SO4+（NH4）9S04+H2O。请回

答:

（1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素在周期表中的位置是

(2)CUQ(P0J中Cu2+的核外电子排布式为,P0；-的空间构型

是。

(3)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物［Cu(CN)4广，则［Cu(CN)4广中

含有的O键与兀键数目之比为0

(4)(NH)sc)4中电负性最大的元素是，所含化学键的类型有

(5)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图甲所示。

图甲

①每个冰晶胞平均占有个水分子，冰的熔点远低于金刚石的

原因是O

②在气相中NH3易与H2O通过氢键以水合物形式存在，试写出水合物

NH3H2。的结构式：o

(6)如图乙所示为二维平面晶体示意图，其中表示CuQ晶体结构的是

(填“a”或"b”)。金属铜的晶胞如图丙所示，铜原子的配

位数是，若此晶胞立方体的边长为硬m,金属铜的密度

为0g则阿伏加德罗常数的值可表示为(用含八月的

代数式表示)。

a

图乙图丙

5.Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究

方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

(1)基态Fe2+与Fe3-离子中未成对的电子数之比为。

(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(乙)如表所示。/|(Li)>/|(Ni),原

因是o/,(BE)>/,(B)>/,(Li),原因是

4(kJ.mol'1)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

(3)磷酸根离子的空间构型为,其中P的价层电子对数为

、杂化轨道类型为o

(4)LiFePO,的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八

面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含

有LiFePO4的单元数有个。

(a)UFePO,(b)Li”FePO,(c)FeN)

电池充电时，LiFePO/兑出部分Li+,形成Li-FePO4,结构示意图如(b)所示，

贝!Jx=,/?(Fe3+):n(Fe3+)=。

6.Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻，能量密

度大等优良性能，得到广泛应用，回答下列问题：

(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为

、(填标号)。

A.田回口□口B.□LUlLiJUU

Is2s2px2pt.2pzIs2s2px2pr2pz

c.口田回□□D回田□□□

Is2s2px2pr2pz1s2s2p.2p.,2p,

(2)Li+与H-具有相同的电子构型，｛Li+)小于r(Hj,原因是

(3)LiAIH4是有机合成中常用的还原剂，LiAIH4中的阴离子空间构型是

、中心原子的杂化形式为oLiAlH,中，存在

__________(填标号)。

A.离子键B.。键C.兀键D.氢键

(4)也0是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。

--2908kJ•mol-'i-tr-i-\

2Li*(g)+()*'(g)-----------------晶体)

T1040kJ-mol-1

2U(g)

|318kJ-mol-1

2Li(晶体)+

图(a)

可知，Li原子的第一电离能为kJmor1,O—O键键能为

kJ-mol_1,Li2。晶格能为kJ-mol-1。

(5)也。具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm,

阿伏加德罗常数的值为NA，则LiQ的密度为g-cm-3(列出计算

式)。

图(b)

7.[选修3：物质结构与性质](15分)

碳元素是形成化合物种类最多的元素，也可形成多种单质，同时CN和

SCN-也可与铁、铜、铭等过渡元素形成配合物。请回答下列问题：

(1)碳元素位于元素周期表的______区，第二周期中基态原子与基态碳

原子具有相同未成对电子数的元素是(填元素符号)。

(2)乙烯的结构如图1所示，其中碳原子的杂化形式是,乙烯分

子中碳碳双键与碳氢键的键角大于碳氢键之间的键角，原因是O

(3)金刚石、.、,都是碳元素形成的单质，三者的熔点由高到低的顺

序是,原因是0

(4)[Cr(CN)6r是C产与CN-形成的一种配离子，基态C产的价电子排布式是

,Imol[Cr(CN)(,广中含有的b键的数目为3

(5)某科研机构用电化学沉积的方法获得了一种化学式为

NaCr(II)v[Cr(III)v(CN):]的普鲁士蓝类似物，其晶体结构如图2所示(图中省

略了Na*),晶胞参数为ipm,则x:y:z=,C产周围距离最近的C产

形成的几何构型为,最近的两个C产间距为pmo

8.许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回

答下列有关问题：

(1)现代化学中，常利用_____上的特征谱线来鉴定元素。

(2)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图：

2p

T1,该电子排布图违背了

CH；,-CHrCH；都是重要的有机反应中间体。CH；、CH；的空间构型分别为

、O

(3)基态澳原子的价层电子轨道排布图为,第四周期中，与滇原

子未成对电子数相同的金属元素有种。

(4)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。

①磷化硼晶体晶胞如图甲所示：其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原

子空间堆积方式为,已知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为

N'则磷化硼晶体的密度为g/cn?。

②磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图乙中、表示P原子的投

影），用•画出B原子的投影位置______o

（5）Fe3O4晶体中，。2一围成正四面体空隙（1、3、6、7号氧围成）和正

八面体空隙（3、6、7、8、9、12号氧围成），FesCU中有一半的Fe3+填充

在正四面体空隙中，Fe2+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中，晶体中正

四面体空隙数与正八面休空隙数之比为,有%的正八面体空

隙没有填充阳离子。

（6）一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认

为。2-作密置单层排列，砧2+填充其中（如图），己知。2-的半径为apm,

每平方米面积上分散的该晶体的质量为g（用a、NA表示）

9.据报道，我国化学研究人员用Ni（NO'和TMC&CO。）,等合成了一个镇的

配位化合物（如图），对银配合物在磁性、电化学性质等方面的研究提出了

理论指导。

请回答下列问题：

（1）基态Ni原子的价电子轨道表达式为,N在元素周期表

中处于第纵行。

(2)C、N、O三种元素中电负性最大的是(填元素符号)。C

在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是o

(3)Ni(NO3)2中阴离子的空间构型是，写出与该阴离子互

为等电子体的一种分子的化学式：o

(4)上述镇的配位化合物中，碳原子的杂化方式为o

(5)已知：CH,COOH的沸点为1179℃,HCOOCH3的沸点为32℃,CH,COOH的

沸点高于HCOOC&的主要原因是O

(6)已知：氧化银的晶胞结构如图所示。

①若刈为阿伏加德罗常数的值，晶体密度为则该晶胞中最近的

之间的距离为pm(用含P、NA的代数式表示)。

②某缺陷氧化镇的组成为Ni0.97。，其中Ni元素具有+2和+3两种价态，两

种价态的馍离子数目之比为。

10.第23号元素帆在地壳中的含量大约为0.009%,在过渡元素中仅次于

Fe、Ti、Mn、Zn,排第五位。我国四川攀枝花地区蕴藏着极其丰富的帆钛磁

铁矿。

(1)钮在周期表中的位置为,电子占据的最高能层的轨道形

状为0

(2)在地壳中含量最高的五种过渡金属元素Fe、Ti、Mn、Zn、V中，基态原

子核外单电子数最多的是o

(3)过渡金属可形成许多锻基配合物，即CO作为配体形成的配合物。

CO作配体时，配位原子是C而不是O,其原因是o

（4）过渡金属配合物常满足“18电子规则”，即中心原子的价电子数加

上配体提供的电子数之和等于18,如[Fe（CO）J、[MnCO）,「等都满足这个规

则。

①下列由凡配合物中，机原子满足18电子规则的是

A.[V（HQ）6『

4-

B.[V（CN）5]

C.[v(co)6]-

D.[V(O2)J-

②化合物的熔点为138℃,其晶体类型为

（5）VC12（熔点1027C）和VBr2（熔点827℃）均为六方晶胞，结构如图

所示。

①VC12和VBr2两者熔点差异的原因是o

②设晶体中阴、阳离子半径分别为匚和4,该晶体的空间利用率为

（用含。、。、4和匚的式子表示）。

ll.KH2PO,晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大

KH2PO,晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列

问题：

（1）在KHzP。4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排

布相同的是（填离子符号）。

（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+；表

示，与之相反的用」表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原

2

子，其价电子自旋磁量子数的代数和为O

（3）已知有关氯、磷的单键和三键的键能（kJgno「）如下表：

的原因是o

（4）已知KH2P。2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为，其

中P采取杂化方式。

（5）与P0;电子总数相同的等电子体的分子式为0

（6）磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如：

如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为

（7）分别用。、•:表示H2Poi和K+,KH2P晶体的四方晶胞如图（a）所

示，图（b）、图（C）分别显示的是HzPO］、K+在晶胞xz面、yz面上的位

置:

①若晶胞底边的边长均为apm,高为cpm,阿伏加德罗常数的值为雁，晶

体的密度为gg：m-3（写出表达式）。

12.［化学——选修3:物质结构与性质］

过渡金属元素铭（Cr）是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中

有着广泛应用，回答下列问题：

（1）对于基态Cr原子，下列叙述正确的是（填标号）。

A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为［Ar］3d54/

B.4S电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大

（2）三价倍离子能形成多种配位化合物。©9凡）3（见0）2。产中提供电子对形

成配位键的原子是—，中心离子的配位数为o

⑶©（历3）3（也0卜产中配体分子NH3、H9以及分子PH,的空间结构和相应

的键角如下图所示。

PH,中P的杂化类型是,N%的沸点比P%的,原因是―。

出。的键角小于NH,的，分析原因______o

（4）在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性

能。Al5具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是原子。

设Cr和Al原子半径分别为公和5,则金属原子空间占有率为

%(列出计算表达式)。

13.黑磷是磷的一种稳定的同素异形体，黑磷具有正交晶系的晶体结构(图

A),晶胞参数a=3.31(TA,b=4.380°A,c=10.500°Ao黑磷烯是二维的

单层黑磷(图B),黑磷烯与石墨烯结构相似，P的配位数为3。与石墨烯相

比，黑磷烯具有半导体性质，更适合于制作电子器件。已知黑磷结构中只

有一种等效的三配位P,所有P原子的成键环境一样，图A中编号为①的

P原子的晶胞内坐标为(0.500,0.090,0.598)o请回答下列问题：

图A黑成的晶体结构图B小层黑磷烯的结构

写出原子的基态电子排布:

(□1)P

(2)P和F的电负性大小顺序是x(P)x(F)o(填”或“>”)

P和F形成的分子PF3和PFs,它们的几何构型分别为、。

(3)①黑磷中P原子杂化类型是o黑磷中不存在(选填字母序

号)。

A.共价键BQ键C.兀键D.范德华力

②红磷、白磷与黑磷熔点从高到低的顺序为,原因是o

(4)图A中编号为②的P原子的晶胞内坐标为—，黑磷的晶胞中含有

个P原子。

14.我国科研工作者最近发现并制备了一系列主要由O、P、Se、Bi等元素

组成的导电材料。回答下列问题：

(1)基态硒原子的价电子排布式为；Seo2的熔点为350℃,加热

易升华，固态Se5属于晶体。

(2)0、P、S三种元素中，电负性最大的是；键角：H2O

H2Se(填“>”、或“)0

⑶纯净的磷酸粘度极大，随温度升高粘度迅速下降，原因是

;熔融状态的磷酸导电性很好，这是由于在纯磷酸中存

在如下质子交换导电机理。

由此可以推知纯磷酸液体中存在的导电微粒是[P(OH仃和,

+

[P(OH)4]的空间构型为o

(4)硒氧化钮是一类全新二维半导体芯片材料，为四方晶系晶胞结构(如图

所示)，可以看成带正电的四2。2]7层与带负电的[S才”层交替堆叠。据此

推断硒氧化钿的化学式为,其中Se的分数坐标为o

晶胞棱边夹角均为90°,硒氧化铀的摩尔质量为Mg-moL,则晶体密度的

表达式为g'm-3(相为阿伏加德罗常数的值)。

[Bi202r

cpm

[Se£-

IBiA]?*

[Se£-

15.金属铜(Mo)常用于工业、军事等领域，已被多个国家列为战略金属,

我国的铝储量居世界第二。已知铝在元素周期表中呈现的信息

42Mo

/黑i，回答下列问题：

4d55sl

95.94

(1)铝在元素周期表中的位置是,基态M。原子核外有

种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层的符号

是o

(2)辉铝(MoSj在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯(如C“))更有优势，可

用H2s硫化(NHJMO。4溶液生产辉铝。0、N、S的第一电离能由大到小的

顺序为，H2s中心原子的杂化轨道类型为

(3)MoS?纳米粒子具有类似于石墨的层状结构，具有优异的润滑性能，其

原因是o

(4)Mo能与CO形成化学式为MO(CO)6的配合物，其中Mo的化合价为

,其配体分子与电具有相似的化学结构，则该配体分

子中◎键与兀键数目之比为o

（5）金属铝晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式为

堆积。若晶体铝的密度为「gym',原子半径,pm,治表示

阿伏加德罗常数的值，4表示铝的相对原子质量，则铝晶胞中原子的空间

利用率为（用含有P、八/、4的代数式表示）。

二、推断题（共3题）

16.锌是人体必需的微量元素，锌的配合物用途非常广泛。

（l）Zn2+基态核外电子排布式为0

（2）[Zn（NHj]C03在生物活性等方面发挥重要的作用。配离子[Zn（NHjJ+

中，Zn?+位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点（如图）。

①[Zn（NH3）/CO3中四种非金属元素的电负性由小到大的顺序为

CO：的空间构型为o

②中心原子Zn2-的杂化方式为;

③配体NH,分子属于（填“极性分子”或“非极性分子"）；

2+

@[Zn（NH3）J中存在的化学键有o

A.离子键B.共价键C.氢键D.配位键

（3）ZSM是2—甲基咪喋和水杨酸与锌形成的配合物，2—甲基咪嘎可通

过下列反应制备:

CH,

H..NCH.CH.NH^+CHX?N

乙二版2-甲用味鲤

①lmol2一甲基咪唾分子中含。键和兀键之比为O

②乙二胺易溶于水的主要原因是

(4)闪锌矿可看作由Zn2+和S”各自形成的面心立方结构相互穿插而成。其晶

胞结构示意图如图所示，与Zn?+距离相等且最近的Zn“有个。

内铸¥鼻的结构示■用

17.F、Cl、Br、I等卤族元素，它们的化合物种类繁多，性质多样。

(1)基态氟原子的核外电子排布图,F位于元素周期表—区。

(2)卤族元素的简单氢化物中沸点最高的是—，其沸点高于其他氢化

物的原因是；比较两种酸的酸性强弱HB0

HBrO4(填”或"V")，原因o

(3)阴离子cio;的空间构型为,该离子中心原子的杂化方

式,任意写一个CQ的等电子体O

(4)下图为氟化钙晶胞，其中Ca"的配位数每个F-周围与其距离最

近的F-的数目是—，氟化钙晶体可以看作Ca?+按堆积(填堆积方

式)。已知CaF,晶体的密度为"g-cm，，以为阿伏加德罗常数，则晶胞中

距离最近的Cat广之间的核间距离是—emo(用含"、必的代数式表

示)

18.由N、P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答

下列问题：

(1)基态N的原子核外种运动状态不同的原子，基态P原子核

外电子排布式为,P、S、C1的第一电离能由大到小顺

序为。

(2)pci,分子中的中心原子杂化轨道类型是，该分子构型为

(3)PCI,是一种无色的液体，遇水容易水解生成两种酸，则方程式

(4)已知MgO与NiO的晶体结构(如图1)相同，其中Mg"和加+的离子半径

分别为66Pm和69pm。则熔点：MgONiO(填“>”、"V”或“=”)，理

由是o

金川石品黑

(5)金刚石晶胞含有一个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长

为a,根据硬球接触模型，则厂a,列式表示碳原子在晶胞中的空

间占有率—(请用r和a表示不要求计算结果)。

2022届高三化学高考备考一轮复习考点强化一一物质的结构与性质大题

分析（一）【含答案】

一、填空题（共15题）

1.已知A、B、C、D、E、F是前四周期的核电荷数依次增大主族元素，A

的最外层电子数是其电子层数的2倍，C、D同一主族，D元素原子M层

有两对成对电子，E在前四周期主族元素中原子半径最大，F的基态原子

中有4个未成对电子。

⑴基态F2+的电子排布式是

⑵B、C、D的第一电离能由大到小的顺序是—o（填字母对应的元素

符号）

⑶BC；离子的空间构型为

⑷某F的配合物化学式是但（也0）5。］5H0，与中心F3+的形成配位键的原

子或离子是

_O

⑸F（AC）5常温下是一种浅黄色液体，熔点一20℃,不溶于水、易溶于苯。

每个AC分子与F原子间均有1个配位键。

①1molF（AC）5中所含。键的数目为

②F（AC）5分子的结构可能为下图中的—（填“甲”或“乙”），理由

•F原子

OAC分子

丙

⑹由A、B、E、F元素形成的一种蓝色晶体，其晶体结构示意图如图丙所

示（图中E的离子未画出）。该蓝色晶体的化学式为

1.答案：⑴[Ar]3d6

(2)N>O>S

⑶V型

(4)o、cr

(5)(1)10mol

②甲；F(AC)5不溶于水、易溶于苯，说明该分子是非极性分子，甲的结构

对称，对应分子为非极性分子

(6)KFe2(CN)6

2.碑化像是继硅之后研究较深入、应用较广泛的半导体材料。回答下列问

题：

(1)基态Ga原子核外电子排布式为，基态As原子核

外有个未成对电子。

(2)Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是；Ga、As、Se的

电负性由大到小的顺序是o

(3)比较下列钱的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因

,GaF的熔点超过100℃,可能的原因是

__________________________________________________________O

钱的卤化

GaCl3GaBr3Gal3

物

熔点/℃77.75122.3211.5

沸点/℃201.2279346

(4)二水合草酸绿的结构如图1所示，其中钱原子的配位数为,草

酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为o

oMMQCa

°、5°\/O」-C-O\/O、/°kPSSfeAS

I%J、％f也如

O，。、。/、OH?H2C/'。1。"L科

图1图2

(5)碑化线的立方晶胞结构如图2所示，晶胞参数为。=0.565nm,碑化线

晶体的密度为g.cm-3(设M为阿伏加德罗常

数的值，列出计算式即可)。

2.答案:(l)[Ar]3即4s24P域Is22s22P63s23P63dm4s24广3

(2)As>Se>Ga;Se>As>Ga

(3)GaCL、GaBr3.Gal,的熔、沸点依次升高，原因是它们均为分子晶体，相对

分子质量依次增大；G*是离子晶体

(4)4;sp2

⑸_4xl4\

(5.65x10-81NA

解析：(l)Ga是31号元素，位于第四周期第IHA族，基态Ga原子核外电

子排布式为[Ar]34。4s24Pl或Is22s22P63s23P63dHl4s24Pl;基态As原子核外电子排布式

为Is22s22P63s23P63/。4s24P3,4p轨道的3个电子是未成对电子。

(2)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，As原子卸轨

道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素的，故第一电离能

As>Se>Ga；同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性

Se>As>Gao

(3)GaClrGaBr「G叫均为分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力

依次增强，GaClvGaBr,,Gal,的熔沸点依次升高；F元素的电负性很强，

GaE)的熔点超过1000℃,可能的原因是GaF,是离子晶体。

(4)Ga原子与周围4个O原子形成4个共价键，铉原子的配位数为4.草酸

根离子中碳原子形成3个。键，1个兀键，没有孤电子对，杂化轨道数为

3,故草酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为Sp?。

⑸晶胞中Ga原子数目为8X4+6XL4,As原子数目为4,晶胞质量为

82

4x------g

，晶体密度为——缘一,=—4x145、g5,

（5.65x10』）（5.65x10-8）.

3.银、钻、钛、铜等元素常用作制备锂离子电池的正极材料或高效催化

剂。刈表示阿伏加德罗常数，请填写下列空白。

（1）基态Co原子的电子排布式为o

（2）镇与CO生成的配合物Ni（CO）,中，易提供孤电子对的成键原子是

（填元素名称）；1molNi（co）4中含有的0键数目为

,写出与CO互为等电子体的一种阴离子的化学式

（3）Ti（BH）是一种储氢材料。BH：的空间构型是,B原子的

杂化方式为。与钛同周期的第HB族和HIA族两种元素中第

一电离能较大的是（写元素符号），原因是。

（4）CuFeS2的晶胞如下图所不，晶胞参数分别为anm、hnm.cnm;CuFeS2的

晶胞中每个Cu原子与个S原子相连，晶体密度p=

gym"（列出计算表达式）。以晶胞参数为单位长度建立的坐

标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子2

和3的坐标分别为则原子1的坐标为o

•CuOFr®S

3.答案：(1)Is22s22P63s23P63d74s2或[Ar]3d74s2

(2)碳；8K；CN-(或《-)(合理即可)

(3)正四面体；sp3；Zn；Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电

子

(4)4;4X64+4X56+8X32；化“]

2

abcNAx]0-'<222)

解析：(1)Co是27号元素，原子核外有27个电子，根据能量最低原

理，先填充4s轨道上的2个电子，所以基态C。原子核外电子排布式为

Is22s22P63s23P63d74s2或[Ar]3d74s2。

(2)Ni原子有空轨道，CO与氮气互为等电子体，二者化学键类似，CO

分子中C、O原子均有1对孤对电子，氧元素电负性比碳元素的大，碳原

子更易提供孤对电子形成配位键。Ni(C”分子中有4个配位键，属于b

键，CO中含有1个b键，故1个Ni(CO)4分子中有8个键，lmolNi(CO)4中含

有的b键数目为8雁。与CO互为等电子体的微粒有2个原子、价电子总

数为10,可以用N原子与1个单位负电荷替换O原子或用C原子与2个

单位负电荷替换O原子，可以得到与CO互为等电子体的阴离子为CN-

(或C；-)O

(3)BH；的中心原子B原子的孤电子对数为三1卢=0,价层电子对数为

0+4=4,微粒空间构型与VSEPR模型相同，即为正四面体形，杂化轨道数

目为4,B原子采取sp，杂化。与钛同周期的第HB族元素为Zn,其核外电

子排布式为［Ar］3/。4s2,为全满稳定结构，较难失电子；第IIIA族元素为

Ga,其核外电子排布式为［Ar］3/。4s24p14P轨道上只有1个电子，较易失去

1个电子形成稳定结构，故Zn的第一电离能比Ga的大。

(4)由图中1所指示的铜原子可以看出，晶胞中每个Cu原子与4个S原

子相连；8个S原子均在体内，由化学式为CuFeS?知晶胞中含有4个

CuFeS,,故晶胞质量为4xl84g-m;L,根据晶胞参数可得体积

NAIBOL

V=(axl(r7cm)x(〃x10-7cm)x(cx10-7cm)="cx10-2,cm3,晶体密度

4x184

——g

=%4x184

-------彳g・cm-o图中原子2和3的坐标分别为

Vahcx10-2,cm3abcN'X'。—"

(0,1,则，原子1的x、y坐标与原子3的X、y坐标相同，Z坐标与原

子2的z坐标相同，则原子1的坐标为(4外

4.2019年度诺贝尔化学奖授予JohnB.Goodenough教授等人，以表彰其在

锂离子电池的发展方面作出的突出贡献。研究表明：Li-CuQ(P。)电池的

正极的活性物质CuQ(POj制备的原理为:

2Na3PO4+4CUSO4+2NH3H2O=CU4O(PO4)74<+3Na2SO4+(NH4)9SO4+H2Oo请回

答：

(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素在周期表中的位置是

2+

(2)CU4O(PO4)2中Cu的核外电子排布式为,PO,的空间构型

是O

(3)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物［Cu(CN)J-,则［Cu(CN)4「中

含有的O键与兀键数目之比为O

(4)作田口。4中电负性最大的元素是,所含化学键的类型有

(5)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图甲所示。

图甲

①每个冰晶胞平均占有个水分子，冰的熔点远低于金刚石的

原因是0

②在气相中NH3易与H2O通过氢键以水合物形式存在，试写出水合物

NH3•的结构式：o

(6)如图乙所示为二维平面晶体示意图，其中表示Cu5晶体结构的是

(填“a”或"b”)。金属铜的晶胞如图丙所示，铜原子的配

位数是，若此晶胞立方体的边长为apm,金属铜的密度

为咱cm%则阿伏加德罗常数的值可表示为(用含八"的

代数式表示)。

图乙图丙

4.答案：(1)第三周期IIA族

⑵[Ar]3d七正四面体

(3)1:1

(4)0；离子键、配位键、极性键(共价键)

(5)①8；熔化时克服的分子间作用力不同，冰是氢键和分子间作用力，金

刚石是共价键

HHHII

II，I

②H—N…H0或N—H…0—H

HH

(6)a；12；箸又1。3°

解析：(1)根据“对角线规则”知，在周期表中，与Li的化学性质最相似

的邻族元素是Mg,Mg在第三周期IIA族。

(2)铜是29号元素，二价铜离子核外有27个电子，根据构造原理，知cJ+

的核外电子排布式为［Ar］3d9;P0；-中P原子的价层电子对数

=4+5+3-4X2=4＞且不含孤电子对，故P0：的空间构型为正四面体。

(3)CN-中C、N原子间存在C=N,1个CN-中存在1个◎键、2个兀键，

［Cu(CN)4；T中+为中心离子，CN-为配体，Cl?+与CN-以配位键结合，故1

个［Cu(CN)4广中共有8个◎键、8个兀键，即［Cu(CN)4r中含有的o键和71

键数目之比为l：lo

(4)H、N、O、S中电负性最大的是O；(NHjso,中镂根离子与硫酸根离子

之间存在离子键、硫与氧之间存在极性共价键、N与H之间存在极性共价

键和配位键。

(5)①根据晶胞结构，利用均摊法计算每个晶胞平均占有的水分子数为

4+8xl+6xl=8,由于水分子间存在的是氢键和分子间作用力，而金刚石中

82

碳和碳之间以共价键结合，共价键比氢键、分子间作用力强得多，故冰的

熔点远低于金刚石。

②氨气中的N与水中的氢或水中的氧与氨气中的氢均能形成氢键，故

NH3-H2O

HHHH

II，I

的结构式为O或N—H…O—H。

HH

(6)a中每个斜线球周围有6个白色球，而每个白色球被3个斜线球共用，

则斜线球与白色球数目之比为=b中每个斜线球周围有6个白

色球，而每个白色球被2个斜线球共用，则斜线球与白色球数目之比为

I：(6X5=I：3,故a表示Cu。的品体结构。晶胞中钢原子位于面心和顶点，

属于面心立方最密堆积，以上底面面心处铜原子为研究对象，与之相邻的

原子有12个，即铜原子的配位数为12。晶胞中含有的铜原子数为

8x"+6xg=4,晶胞质量为4x代•g,晶胞体积为(axl(T"))3cm3,则

4x-^-=[tzxlO-10)3xpIO30

心''"pa3°

5.Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究

方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

(1)基态Fe2+与Fe“离子中未成对的电子数之比为。

(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(人)如表所示。/,(Li)>/,(Ni),原

因是o/,(BE)>/,(B)>/,(Li),原因是

/1(kJ-mof1)

LiBeB

520900801

NaMgAl

496738578

⑶磷酸根离子的空间构型为,其中P的价层电子对数为

、杂化轨道类型为。

(4)LiFePC)4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八

面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含

有LiFePO」的单元数有个。

(a)UFePO,(b)LiJ'ePO,(c)FeH),.

电池充电时，LiFePO」脱出部分Li，,形成LifFePO」，结构示意图如(b)所示，

则x—,“(Fe?*):w(Fe")=。

5.答案：(1)|

(2)Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子；Li、Be、B同

周期，核电荷数依次增加。Be为is22s2全满稳定结构，第一电离能最大。

与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第电离能较大

(3)正四面体；4；sp3

(4)4；A；13:3

16

解析：(1)根据构造原理可知基态Fe"和Fe“的价层电子排布式分别为3d6和

3d3其未成对电子数分别为4和5,即未成对电子数之比为

⑵Li和Na均为第IA族元素，由于Na电子层数多，原子半径大，故Na

比Li容易失去最外层电子,即“(Li)>〃Na)。Li、Be均为第二周期元

素，随原子序数递增，第一电离能有增大的趋势，而Be的2s能级处于全

充满状态，较难失去电子，故第一电离能Be比B大。

(3)PO：-的中心原子P的价层电子对数为4,孤电子对数为0,中心原子P

为sp'杂化，故PO,的空间构型为正四面体。

(4)由题图可知，小白球表示锂原子，由图(a)知，每个晶胞中的锂原子数

为8xl/8+4xl/4+4xl/2=4,故一个晶胞中有4个LiFePO』单元。由图(b)知，

Li-FePO」结构中，一个晶胞含有13/4个锂原子，此时锂原子、铁原子的个

数比为13：16,进而推出x=3/16。设/Fe/POL中二价铁离子的个数为

a,三价铁离子的个数为〃，由为+36+13=48,a+b=\f),得到

a：b=13：3,即〃(Fe2+):〃(Fe")==13：3。

6.Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻，能量密

度大等优良性能，得到广泛应用，回答下列问题：

(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为

、(填标号)。

A.田固□□□B.□因工□口

Is2s2p*2p「2PMI、2、2p.2p,2P..

c,口田回□□DQEfflnnn

Is2s2p>2pr2p,Is2s2P.2pr2p,

(2)Li+与H-具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H-),原因是

(3)LiAIH4是有机合成中常用的还原剂，LiATH,中的阴离子空间构型是

、中心原子的杂化形式为oLiAI%中，存在

_________(填标号)。

A.离子键B.。键C.兀键D.氢键

(4)比0是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得至U。

--2908kJ-mol-1…」、

2Li*(g)+(产(g)-----------------4JzO(晶体)

f1040kJ-mol-1t703kJ•mol-1

2Li(g)0(g)I.

T318kJ-mol1：249kJ•mol"

1

2Li(晶体)+y<)2(g)-----------------------

图(a)

可知，Li原子的第一电离能为kJmor',o—o键键能为

kJ-mor1,Li］。晶格能为kJ-mol-1o

(5)Liq具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665nm,

阿伏加德罗常数的值为雁，则Li?O的密度为g-cm-3(列出计算

式)。

•Li

O0

图(b)

6.答案：(1)D;C

(2)Li+核电荷数较大

(3)正四面体；sp3；AB

(4)520；498；2908

⑸8x7+4x16

NA(0.4665x10-7丫

解析：⑴根据能级能量E(ls)<E(2s)<E(2p)判断,能量最低的为D,能量最高

的为c。

(2)Li+和H-的电子层结构相同，而具有相同电子层结构的离子半径大小与

核电荷数有关，核电荷数越大，离子半径越小。

(3)[AIH4「中A1采用sp3=杂化，呈正四面体结构。四氢铝锂中存在离子

键、配位键和共价键，配位键也是◎键。

(4)锂原子的第一电离能是指1mol气态锂原子失去1mol电子变成1mol气

态锂离子所吸收的能量，即为IMkJm。尸=520kJ-mo「。0-0键键能是指1

2

mol氧气分子断裂生成气态氧原子所吸收的能量，即为

249kJ-mor1x2=498kJ-mol-'o晶格能是指气态离子结合生成1mol晶体所释放

的能量或1mol晶体断裂离子键形成气态离子所吸收的能量，则耳。的晶

格能为2908kJ-mol，

(5)1个氧化锂晶胞含O的个数为8X，+6XL4,含Li的个数为8,1

82

7

cm=ionm,代入密度公式计算可得Li,O的密度为8x7+4x163g.em九

/(0.4665x10]

7.[选修3：物质结构与性质](15分)

碳元素是形成化合物种类最多的元素，也可形成多种单质，同时一CN和

SCN-也可与铁、铜、铭等过渡元素形成配合物。请回答下列问题：

(1)碳元素位于元素周期表的_____区，第二周期中基态原子与基态碳

原子具有相同未成对电子数的元素是(填元素符号)。

(2)乙烯的结构如图1所示，其中碳原子的杂化形式是,乙烯分

子中碳碳双键与碳氢键的键角大于碳氢键之间的键角，原因是o

(3)金刚石、c-弓都是碳元素形成的单质，三者的熔点由高到低的顺

序是，原因是0

(4)[Cr(CN)6r是C产与CN-形成的一种配离子，基态C产的价电子排布式是

,Imol[CKCN%「中含有的b键的数目为以。

(5)某科研机构用电化学沉积的方法获得了一种化学式为

NaCr(II)r[Cr(III)v(CN)2]的普鲁士蓝类似物，其晶体结构如图2所示(图中省

略了Na+),晶胞参数为Gpm,则x:y:z=,Cr?-周围距离最近的C产

形成的几何构型为,最近的两个C产间距为pmo

7.答案：(1)pO

(2)sp2碳碳间有两对成键电子，碳氢间有一对成键电子，碳碳间的成

键电子对碳氢间的成键电子斥力较大，因此键角较大(答案合理即可)

(3)金刚石>C90>c6c金刚石是原子晶体，熔点最高，。和c9G都是分子

晶体，c4,相对分子质量较大，分子间作用力较强，熔点较高(答案合理

即可)

(4)3d12

(5)1:1:6正八面体

8.许多元素及它们的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回

答下列有关问题：

(1)现代化学中，常利用_____上的特征谱线来鉴定元素。

(2)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图:

Is2s2P

T1

CH；,-CHrCH；都是重要的有机反应中间体。CH；、CH；的空间构型分别为

、O

（3）基态澳原子的价层电子轨道排布图为,第四周期中，与澳原

子未成对电子数相同的金属元素有种。

（4）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。

①磷化硼晶体晶胞如图甲所示：其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原

子空间堆积方式为,已知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为

则磷化硼晶体的密度为g/cn?。

②磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影（图乙中、表示P原