2022届高考化学一轮考点训练：物质结构与性质

物质结构与性质【原卷】

大题训练(共18题)

1.教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：

(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素

对应的原子有种不同运动状态的电子。

(2)如图2所示，每条折线表示周期表IVA~VHA中的某一族元素氢化物的沸点

变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是。判断依据

是o

(3)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于

_____________晶体。

图I图2图3

(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有一种。GaCL中中心原子

的杂化方式为,写出与GaCL结构相同的一种等电子体(写离子)

(5)冰、干冰、碘都是分子晶体，冰的结构具有特殊性，而干冰、碘的晶体具

有相似的结构特征，干冰分子中一个分子周围有个紧邻分子。D的

醋酸盐晶体局部结构如图，该晶体中含有的化学键是(填字母标

号)。

a.极性键b.非极性键c.配位键d.金属键

(6)Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A~D图中正确的

是(填字母标号)。

甲乙

铁原子的配位数是,假设铁原子的半径是rcm,该晶体的密度是

Pg/cm3,则铁的相对原子质量为(设阿伏加德罗常数的值为

NA)O

2.铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：

(1)铜元素位于元素周期表中第四周期族，属于元素周期表中

区元素，基态Cu原子有种不同能级的电子。

(2)元素铜与银的第二电离能分别为:加=1958kJ・mol，^=1753kJ•mol1,

人＞ZH的原因是

(3)硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体，二者比较，熔点较高的是氧化亚铜，原

因为o

(4)某含铜化合物的离子结构如图1所示。

①该离子中存在的作用力有(填标号)。

A.离子键B.共价键C.配位键D.氢键E.范德华力

②该离子中碳原子的杂化类型有

(5)CuCb和CuCl是铜的两种氯化物。

①图2中表示的是(填“CuCL”或“CuCl”)的晶胞。

②原子坐标参数可用来表示晶胞内部各原子的相对位置。图2中各原子坐标参数

A为(0,0,0)；B为(0,1,1)；C为Q,L0);则D原子的坐标参数为o

③已知图2所示晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为及，

则该晶体密度为g-cnT(列出计算式即可)。

3.铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：

(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在(填能级符号)，含有

个成单电子，具有磁性。

⑵铁氧化钾KjFeCN%］是检验Fe2+的重要试剂。

①铁氟化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为

②铁氧化钾中，不存在(填字母标号)。

A.离子键B.。键C.冗键D.氢键E.金属键

(3)血蓝蛋白是某些节肢动物体内能与氧气可逆结合的一种铜蛋白，其部分结构

示意图如图。其中Cu的化合价为价，N的杂化类型是

(4)CaCu、合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图

中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(C)是

由(a)和(b)两种原子层交替堆积成CaCu、合金的晶体结构图。在这种结构中，同

一层的Ca-Cu距离为294pmo

②同一层中，Ca原子之间的最短距离是Pm,设$为阿伏加德罗常

数的值，若要求算CaCu、晶体的密度，还需要知道的物理量是(钙、铜

元素的相对原子质量为已知量)。

4.Na30cl是一种良好的离子导体，具有反钙钛矿晶体结构。

回答下列问题：

(1)基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4P轨道上形成激发态，写出该激

发态价层电子排布式o第三电离能：CaTi(填“大于”

或“小于”)。

(2)由0、C1元素可组成不同的单质和化合物，其中CU)2能破坏臭氧层。

①CI2O2的沸点比H2O2低，原因是o

②分子的中心原子杂化类型为;与。3互为等电子体的是

(任意写一种)。

(3)Na30cl可由以下方法制得：2Na+2Na0H+2NaCl=妻矍2岫30但+乩t,在该反

应中，形成的化学键有(填标号)。

A.金属键B.离子键C.配位键D.极性键E.非极性键

(4)Na30cl.晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为anm,

密度为dg-cm3o

①Na30cl晶胞中，0位于各顶点位置，C1位于位置。

②用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA=(列计算式)。

5.碳硫、铝、铁是生活中常见的四种元素，根据所学知识回答下列问题：

(1)铁原子基态时核外电子排布式为，三氯化铁的熔点306C、

沸点315℃,由此判断三氯化铁属于晶体。

（2）碳的电负性比硫（填“大”“小”或“相等〃），碳、氮、氧元

素第一电离能由大到小的顺序为（填元素符号）。

（3）硫元素所在周期的8种元素的单质熔点如图所示，其中序号“8”代表_（填

元素符号）;形成最高价氧化物对应水化物酸性最强的是（填图中的

序号）。

（4）CSz分子的空间构型为"原子的价层电子对数为

（5）固态S03的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为

;该分子中含有个。键。

（6）铝单质的晶胞特征及原子之间相互位置关系如图所示，若已知铝的原子半

径为dem,NA代表阿伏加德罗常数，铝的相对原子质量为M,则该晶体的密度为

6.碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

(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。在基态原子中，核外存在对自旋相反的电子。

(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是o

(3)CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是

，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子

(4)CO能与金属Fe形成Fe(C0)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其

固体属于晶体。

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:

石墨烯晶体金刚石晶体

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有一个C原

子。

②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。

7.工信部正式向四大运营商颁发了5G商用牌照，揭示了我国5G元年的起点。通

信用锂离子电池般需要体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色

环保等众多优点。请回答下列问题：

(1)LiCo02.LiFeP04常用作锂离子电池的正极材料。基态Fe原子的价电子排

布式为—基态Co原子核外电子的空间运动状态有种。

(2)P0上的空间构型是,写出与其互为等电子体的一种阴离子,

基态P原子的第一电离能为什么比基态S原子的第一电离能大：O

(3)现有化学式为Co(NH3)5CL的配合物，Imol该物质最多可以与2molAgN03反

应，则该配合物中钻的配位数为,配体中N的杂化方式为,lmol该

配合物中含8键数目为NAO

(4)FeO是离子晶体，其晶格能可通过下图的Bom-Haber循环计算得到。气态

电中性基态原子获得一个电子变为气态一价负离子放出的能量叫做第一电子亲

和能，由图可知0原子的第一电子亲和能为kJ・mol-1,FeO晶格能为

kJ,mol^o

°-3902Umol1

Fj♦FeO

1561.9kJmol^T844Umol'1

Fe*(g)♦o,⑷

762.5Umol11f-142Umoll

Fe♦0⑷

f249Umol1

416.3Umol

»d-210.3Umol1

Fe♦2---------------------------------

(5)单质锂晶体的结构如下图，晶胞中锂的配位数为—,晶胞的空间利用率为

—(用含有n的表达式即可)，若晶胞边长为apm,NA为阿伏加德罗常数，则金

属锂的密度为gcm。(写出计算式)

停2立才

8.补铁剂常用于防治缺铁性贫血，其有效成分般为硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、富马

酸亚铁和乳酸亚铁等。回答下列问题：

(1)能表示能量最低的亚铁离子的电子排布式是_(填标号)。

a.[Ar]3d54s2b.[Ar]3d54slc.[Ar]3d64s?d.[Ar]3d6

(2)琥珀酸即丁二酸(HOOCCH2cH2COOH),在琥珀酸分子中电负性最大的原子是

，碳原子的杂化方式是琥珀酸亚铁中存在配位键，在该配位键

中配位原子是，中心原子是o

(3)富马酸和马来酸互为顺反异构体，其电离常数如下表：

物质名称Kal(2

曷马酸()7.94X1042.51X10-5

COOH

马来酸(HOOC^CO()H)1.23X10-24.68X10-7

请从氢键的角度解释富马酸两级电离常数差别较小，而马来酸两级电离常数差别

较大的原因：o

(4)8-硫酸亚铁的晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a=870pm、b=680pm、c=479pm,

a=B=Y=90。，Fe?+占据晶胞顶点、棱心、面心和体心。在该晶胞中，硫酸根离

子在空间上有种空间取向，晶胞体内硫酸根离子的个数是

，铁原子周围最近的氧原子的个数为;设阿伏加德罗

常数的值为NA,则该晶体的密度是g-cnfl列出计算表达式)。

9.含Ni、As元素的物质在生产生活中有重要的用途。回答下列问题:

(1)基态Ni-核外电子排布式为o

⑵AsJ分子的立体构型为o

(3)某个Ni(H)有机配合物的结构如图所示：

①该分子中N原子的杂化方式为、o

②请在图中用f'标出Ni?+的配位键o

(4)Ge,As,Se元素处于同一周期，三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序

为O

(5)H3ASO4的酸性强于H3ASO?的原因是,AsH3的键角小于

NH,的原因是o

⑹如图为Ni和As形成的某种晶体的六方晶胞图，该化合物的化学式为

,Ni原子占据的空隙类型为o已知晶

胞参数分别为apm、apm、bpm和B=60°,则该品胞的密度为

gcm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA)

・Ni

OAs

10.帆(23V)是我国的丰产元素，广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:

(1)帆在元素周期表中的位置为，其价层电子排布图为

(2)帆的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个

数分别为—、O

(3)V205常用作S02转化为S03的催化剂oS02分子中S原子价层电子对数是—对，

分子的立体构型为；S03气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为

;S03的三聚体环状结构如图2所示，该结构中S原子的杂化轨

道类型为;该结构中S—0键长有两类，一类键长约140pm,另一

类键长约为160pm,较短的键为(填图2中字母)，该分子中含有

(4)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到帆酸钠(Na3Vo该盐阴离子的立体构型

为;也可以得到偏帆酸钠，其阴离子呈如图3所示的无限链状结构，则偏帆

酸钠的化学式为

11.提到海军就不得不提航空母舰，我国正在建造第三艘航空母舰。航母的龙骨

要耐冲击，甲板要耐高温，外壳要耐腐蚀.

(1)银铭钢抗腐蚀性能强，基态Cr原子价层电子的电子排布式为

(2)航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷(结构如图申所示)。基态Si原子电

子占据最高能级的电子云轮廓图为形：H、C、0、Si四种元

素中的电负性最高的是。

CHj

一I-

H--O—Si--O-H

L|」n

C2H4

I

CFj

甲

(3)海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。

①钛卤化物的熔点如下表所示：

TiF4TiCl4TiBr4TiL

熔点/℃377-2438150

解释表中卤化物之间熔点差异的原因是。

②OF2的空间构型为,其中0原子杂化方式为杂化。

③氯元素可以形成多种含氧酸，其酸性由弱到强的顺序为：HC10

<HCIO2<HCIO3<HCIO40试解释其酸性强弱的原因是O

(4)海底金属软泥是在海洋底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏大着极的资源,

含有硅、氧、镒、锌等。如图是从铁氧体离子晶体Fe3(h中取出的能体现其晶体

结构的一个立方体。

①晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积？(填“是”或“否”)；

②已知：Fe3O4晶体的密度为5.18g・cnT;根据该图计算

anrn(写出计算式即可，阿伏加德罗常数的值为N。

12.硼(B)钻(Co)和镒(Mn)形成物质时比较复杂和变化多端。

(1)Co基态原子核外电子排布式为,第二周期元素第一电离能比B

高的有种；

(2)硝酸镒是工业制备中常用的催化剂，MENON中的化学键除了。键外，还存

在;

(3)NaBOz可用于织物漂白。B0「的空间构型为写出两种与其

互为等电子体的分子的化学式：;

(4)下图表示偏硼酸根的一种无限长的链式结构，其化学式可表示为

(以n表示硼原子的个数)；

下图表示的是一种五硼酸根离子，其中B原子的杂化方式为

(5)立方BN和立方AIN均为原子晶体，结构相似，BN的熔点高于AIN的原因

为_______________

(6)一种新型轻质储氢材料的晶胞结构如下图所示，设阿伏加德罗常数的值为

限该晶体的密度为_g・cnf3(用含a、NA的代数式表示)。

13.钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，回答下列问题：

(1)基态铜原子的价电子排布式为O

(2)CaC()3高温分解可制得CaO。CaO与C在一定条件下可生成CaC?,CaC?与水反

应生成Ca(0H)2和一种4原子气体分子。

①CaCOs中阴离子的空间构型为o

②该气体分子中。键与口键的数目之比为0

③写出2种与C；互为等电子体的分子的化学式o

⑶工业上电解CaCb制Ca而不采用电解CaO的原因是。

(4)在碱性溶液中，缩二胭HN(CONH2)2与C11SO4反应得到一种特征紫色物质，其

结构如图所示，该反应原理可用于检验蛋白质或其他含键的化合物。缩二胭分子

中碳原子与氮原子的杂化类型分别为、o

(5)一种钙铜合金的结构可看作图a、b两种原子层交替堆积排列而成c,其晶胞

如图do

①a图Ca-Ca间距离为xpm,c图中Ca-Ca间距离为ypm。已知原子拥有的尽

可能多的相邻原子的个数叫该原子的配位数，则晶胞c中Ca原子的配位数(Cu

原子)为^

②设阿伏加德罗常数的值为NA,则该钙铜合金的密度是gym"列出计算

表达式)。

14.有两种常见锂电池：一种是采用银钻镒酸锂Li(NiCoMn)。?或银钻铝酸锂为正

极的“三元材料锂电池”；另一种是采用磷酸铁锂为正极的磷酸铁锂电池。请回

答下列问题：

(1)基态钻原子的价电子排布式为,Mn位于元素周期表的—区

(填“s”或"p”或"d”或“ds”或"f”)o

(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3P0八H3PO2、H3PO3、HPO3,这四种酸中酸性最强

的是。P0；的空间构型是，中心原子的杂化方式是

(3)CoO、MnO两种氧化物的熔点由高到低的顺序是，原因是

(4)PH3是—分子(填“极性”或“非极性”)，其在水中的溶解性比NB小，原

因是________________

(5)硫化锂Li2s(摩尔质量Mgmol1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，硫

化锂的晶体为反萤石结构，其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag.ciif。

则距离最近的两个S?的距离是nmo(用含a、M、NA的计算式表示)

15.含氮、磷化合物在生活和生产中有许多重要用途，如：(CH3N、磷化硼(BP)、

磷青铜(CsSnP)等。

回答下列问题：

(1)锡(Sn)是第五周期WA元素。基态锡原子的价电子排布式为

，据此推测，锡的最高正价是0

(2)与P同周期的主族元素中，电负性比P小的元素有一种,第一电离能比

P大有种。

(3)PH3分子的空间构型为oPit的键角小于NB的原因是

(4)化合物(CH3)3N能溶于水，试解析其原因

(5)磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼晶体晶胞如图

所示：

①在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为,磷原子的配位数为

②已知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为NA。则磷化硼晶体的密度为

3

_________________g/cmo

③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影如图，请将表示B原子的圆圈涂黑

16.碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

(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。在基态原子中，核外存在对自旋相反的电子。

(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是

(3)CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是

，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子

(4)CO能与金属Fe形成Fe(C0)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其

固体属于晶体。

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：

石墨烯晶体金刚石晶体

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有一个C原

子。

②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。

17.含VA族的磷、碑(A,)等元素的化合物在科学研究和工业生产中有许多重要

用途。回答下列问题：

(1)下列状态的磷中，电离最外层一个电子所需能量最小的是(填标

号)。

A.【Nel®①①①B.Pe](©①c.Pe④①①D.由]①

3s3P3s3p3s3p3s

⑵常温下PCL是一种白色晶体，由A、B两种微粒构成。将其加热至148c熔

化，形成一种能导电的熔体。已知A、B两种微粒分别与CC1八SF6互为等电子

体，则A为,其中心原子杂化轨道类型为,B为o

⑶H3PO,的J、K除分别为7.6X10-3、6.3X10-8、4.4X10。根据结构与性质

2＞

的关系解释给远大于s的原因o

(4)P。广的空间构型为o

(5)神化线属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，碎化像灯泡寿命是

普通灯泡的100倍，而耗能只有其10%。推广碎化线等发光二极管(LED)照明,

是节能减排的有效举措。已知碑化像的晶胞结构如图所示，晶胞参数a=565pm。

①碑化钱的化学式为,钱原子的配位数为O

②碑化像的晶胞密度gem-(列式并计算，S=6.02x1()23,精确到小

数点后两位)，如图是沿立方格子对角面取得的截图，m位置Ga原子与n位置A,

原子的核间距X=Pm。

18.B、N、F、Ga、As是新一代太阳能电池、半导体材料中含有的主要元素。回

答下列问题：

(1)基态Ga原子的核外电子排布式是,基态Ga原子核外电子占据最

高能级的电子云轮廓图为0

(2)在第四周期中，与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素为

(3)NF3的立体构型为oN2F2分子中各原子都满足8电子结构，分子中。

键和口键的个数比为，氮原子的杂化轨道类型为。

(4)B、Al、Ga单质的熔点依次为2300°C,660°C,29.8°C,解释熔点产生

差异的原因o

(5)由B、N、F组成的某离子化合物中，B、N、F的原子个数比为1：1：8,其

阴、阳离子互为等电子体，该化合物中的阳离子、阴离子符号分别为

(6)GaAs晶体结构如图所示。

①图中AS原子的坐标参数为(上5)，4衿,弓,/)，o

②已知晶胞中相邻且最近的Ga、As原子的核间距为acm,NA为阿伏加德罗常数的

值，晶体的密度为g/cnf(填写表达式)。

OGa

•As

物质结构与性质

大题训练(共18题)

1.教材插图具有简洁而又内涵丰富的特点。请回答以下问题：

(1)第三周期的某主族元素，其第一至第五电离能数据如图1所示，则该元素

对应的原子有种不同运动状态的电子。

(2)如图2所示，每条折线表示周期表IVA~VDA中的某一族元素氢化物的沸点

变化。每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是o判断依据

是O

(3)CO?在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图3所示。则该晶体的类型属于

_____________晶体。

图3

(4)第一电离能介于Al、P之间的第三周期元素有一种。GaCL中中心原子

的杂化方式为写出与GaCL结构相同的一种等电子体(写离子)

(5)冰、干冰、碘都是分子晶体，冰的结构具有特殊性，而干冰、碘的晶体具

有相似的结构特征，干冰分子中一个分子周围有个紧邻分子。D的

醋酸盐晶体局部结构如图，该晶体中含有的化学键是(填字母标

号)。

a.极性键b.非极性键c.配位键d.金属键

（6）Fe的一种晶体如甲、乙所示，若按甲虚线方向切乙得到的A~D图中正确的

铁原子的配位数是,假设铁原子的半径是rcm,该晶体的密度是

Pg/cm3,则铁的相对原子质量为（设阿伏加德罗常数的值为

NA）O

【答案】12SiH4在WA~VDA中的氢化物里，只有WA族元素氢化物沸点

不存在反常现象，且a为第三周期氢化物，故a为SiH,原子3sp2

2-

杂化C03>N03-12abcA8

【解析】

（1）图1中，L与L相差较大，该元素原子最外层有两个电子，应是第三周期

主族元素镁（Mg）。电子的运动状态取决于电子所处的能层、能级、原子轨道和

自旋方向，镁原子核外共有12个电子，则有12种不同运动状态的电子。

（2）第IVA~VDA元素的氢化物中，NH3>乩0、HF的分子间有氢键，使得它们的

沸点与同族其它元素的氢化物相比“反常”。图2中a点所在折线无“反常”，为

第IVA元素的氢化物，a点代表的是第三周期的氢化物SiH4o

(3)图3中，C、0原子通过共价键形成空间网状晶体，属于原子晶体。

(4)第IIA族元素np能级全空、第VA族元素np能级半充满，使第一电离能出

现“反常”。第三周期元素第一电离能由小到大的顺序为Na、Al、Mg、Si、S、P、

Cl、Ar,介于Al、P之间的有Mg、Si、S三种元素。Ga位于第四周期第IIIA

族,GaCL分子中，Ga原子价层电子对数为(3+1X3)/2=3,则其杂化方式为sp?。

要写与GaCL互为等电子体的离子，应在价电子总数不变的前提下，将Ga、C1

换成它们的邻族元素，如CO3"、NO「等。

(5)干冰晶胞为面心立方堆积，若考察上表面的面心二氧化碳分子，则它与上

表面的四个顶点、前后左右四个面心、以及上面一个晶胞的前后左右四个面心,

共12个二氧化碳分子距离最近且相等。从D的醋酸盐晶体局部结构看，该晶体

中有C-H、C—0、C=0、0-D等极性键，有C-C非极性键，有OfD配位键，故选

abco

(6)图甲为该铁的一个晶胞，沿虚线的切面为长方形，长是宽的0倍，四个顶

角和中心有铁原子。图乙为8个晶胞叠成的立方体，沿虚线的切面为A图。考察

图甲体心铁原子，则其配位数为8。设图甲中晶胞边长为acm,则体对角线为6

acmo又体对角线上三原子相切，得6acm=4rcm。根据密度和铁原子数求得

的一个晶胞质量相等，有Pg/cufX(acm)3=^xM(Fe),解得M(Fe)=也居普

iyA9

g/mol,Mr(Fe)=32事，的/。

2.铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列问题：

(1)铜元素位于元素周期表中第四周期族，属于元素周期表中

区元素，基态Cu原子有种不同能级的电子。

(2)元素铜与银的第二电离能分别为：加=1958kJ・mor、^=1753kJ•mol1,

人＞瓜的原因是

(3)硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体，二者比较，熔点较高的是氧化亚铜，原

因为_________________________________________

(4)某含铜化合物的离子结构如图1所示。

①该离子中存在的作用力有(填标号)。

A.离子键B.共价键C.配位键D.氢键E.范德华力

②该离子中碳原子的杂化类型有o

(5)CuC12和CuCl是铜的两种氯化物。

①图2中表示的是(填“CuCL”或“CuCl”)的晶胞。

②原子坐标参数可用来表示晶胞内部各原子的相对位置。图2中各原子坐标参数

A为(0,0,0)；B为(0,1,1)；C为U,1,0);则D原子的坐标参数为o

③已知图2所示晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为及，

则该晶体密度为g-cuT(列出计算式即可)。

【答案】IBds7(或七)铜失去的是全充满的3(T电子，银失去的是

4sl电子一半径比S?一半径小,阴阳离子的核间距小,晶格能大,熔点高BC

31_______________

sp2sp3Cud(-,-)34X298X1Q-10

4今4\r—/•*,*.4

V3

【解析】

(1)铜元素在周期表中的位置是第4周期IB族，属于元素周期表中ds区元素，

Cu的价电子排布式为Is22s22P63s23P63dzsI,具有7种不同能级的电子；

(2)铜失去的是全充满的3d电子，此时失去第二个电子不容易，银失去的是4sl

电子，故人＞-ZNI；

(3)()2-半径比S2一半径小，阴阳离子的核间距小，晶格能大，故氧化亚铜熔点高；

(4)①根据图1可得,该物质中存在非金属原子之间的共价键、Cd与其它原子(N)

也形成了配位键，不存在离子键、氢键和分子间作用力；

②以单键连接的碳原子杂化方式为sp?杂化，碳碳双键两端的碳原子杂化方式为

SP。杂化;

⑸①根据晶胞示意图可知，一个晶胞中含有4个Cu原子，C1原子个数为8X：

O

+6X；=4,Cu和Cl的原子个数比为1：1,故该晶胞为CuCl；

②D与C的连线处于晶胞体对角线上，且DC长度等于体对角线长度的;，D在底

面投影二处于面对角线AC上，且AD'长度等于＞C长度的三倍，则D到底面

(即坐标系xOy面)的距离等于晶胞棱长的;，即参数z=：,D到左侧平面(即坐

标系yOz面)的距离等于晶胞棱长的;，即参数x=；,D到前平面(即坐标系xOz

面)的距离等于晶胞棱长的;，即参数y=故D的坐标参数为：(：，；，：)；

③晶胞中C、D两原子核间距为298pm,则晶胞体对角线长度为4X298pm,晶胞

体对角线长度等于晶胞棱长的百倍，晶胞质量=4X%产g,晶体密度=(4X

7VA

64+35.5./4x298xl0T°v晨-；---

F^g)「(一3—cm)=(4X2*)"o

3.铁、铜及其化合物应用广泛。回答下列问题：

(1)基态铁原子核外最后一个电子填充在(填能级符号)，含有

个成单电子，具有磁性。

2+

⑵铁氧化钾K3[Fe(CN)6]是检验Fe的重要试剂。

①铁氧化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为o

②铁氧化钾中，不存在(填字母标号)。

A.离子键B.。键C.兀键D.氢键E.金属键

(3)血蓝蛋白是某些节肢动物体内能与氧气可逆结合的一种铜蛋白，其部分结构

示意图如图。其中Cu的化合价为价，N的杂化类型是o

(4)CaCu,合金可看作由如图所示的(a)、(b)两种原子层交替堆积排列而成。图

中虚线构建的六边形，表示由这两种层平行堆积时垂直于层的相对位置；(c)是

由(a)和(b)两种原子层交替堆积成CaCu,合金的晶体结构图。在这种结构中，同

一层的Ca-Cu距离为294pmo

②同一层中，Ca原子之间的最短距离是pm,设&为阿伏加德罗常

数的值，若要求算CaCu*晶体的密度，还需要知道的物理量是(钙、铜

元素的相对原子质量为已知量)。

【答案】3d4N>C>Fe>KDE+1sp\sp352946

上下两层Ca—Ca之间的最短距离或上下两层Ca—Cu之间的最短距离

【解析】

⑴基态铁原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2,3d能级的能量高于4s

能级，则先填充4s能级，最后填充3d能级，根据泡利原理和洪特规则，3d能

级上有4个单电子；

(2)①铁氨化钾中，所涉及的元素有Fe,K,C,N,金属原子的第一电离能小于

非金属原子，同周期的C和N,第一电离能N>C,同周期的K,Fe,第一电离能

呈现增大的趋势，由此判断;所以所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为:

N>C>Fe>K,

②铁氧化钾属于配合物，由I、Fe>和CW构成，是离子化合物，存在离子键，含

有CN,CN-中存在C三N三键，一个C三N由1个。键和2个攵键组成，化合物中

不存在氢键和金属键，答案选DE；

(3)如结构示意图所示，其中Cu与氮原子形成配位键，带一个单位正电荷，所带

电荷来自于铜，其中Cu的化合价为+1价；与铜相结合的N氮原子与碳原子形成

碳氮双键，为sp2杂化，与氢结合的氮原子，成键电子对数为3,孤电子对数为1,

结构类似氨气，氮原子为s/杂化；

（4）①该晶胞中Ca原子个数=12X：+2X1=3、Cu原子个数=12X1+6X〈+6=15,

o222

则该晶胞中Ca原子与Cu原子个数比为3:15=1：x,x=5；

②同一层中，六边形中心上的Ca原子和边上的两个Ca原子形成正三角形，所以

Ca原子之间的最短距离是六边形边长=2X,X（同层相邻Ca-Cu距离）=2X手

X294pm=294有pm；计算晶胞的密度要计算晶胞的体积，晶胞层内六边形边长（Ca

原子之间距离）已知，还需要知道层与层之间晶胞的边长，即上下两层Ca-Ca之

间的最短距离或上下两层Ca-Cu之间的最短距离。

4.Na30cl是一种良好的离子导体，具有反钙钛矿晶体结构。

回答下列问题：

（1）基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4P轨道上形成激发态，写出该激

发态价层电子排布式o第三电离能：CaTi（填“大于”

或“小于”）。

（2）由0、C1元素可组成不同的单质和化合物，其中CI2O2能破坏臭氧层。

①CI2O2的沸点比乩。2低，原因是o

②分子的中心原子杂化类型为;与互为等电子体的是

（任意写一种）。

（3）Na30cl可由以下方法制得：2Na+2Na0H+2NaCl=^2Na3（）Cl+H2t,在该反

应中，形成的化学键有（填标号）。

A.金属键B.离子键C.配位键D.极性键E.非极性键

（4）Na30cl晶体属于立方晶系，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为anm,

密度为dg.cm%

①Na30cl晶胞中，0位于各顶点位置，C1位于____________位置。

②用a、d表示阿伏加德罗常数的值NA=（列计算式）。

【答案】3d24s14pi大于H2O2分子间存在氢键sp2S02（或N0「等）

1.205x1()23

BE体心

a3d

【解析】同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小，分子间存在氢

键的熔沸点高；②根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论分析解答；根据

Na30cl和上存在的化学键类型判断；根据均摊法分析判断Na30cl晶体结构中空

心白球、顶点阴影球、实心黑球的数目再结合Na30cl化学式分析判断；由密度

一（网馆）

公式P=NA计算解答。

V

（1）基态Ti原子4s轨道上的一个电子激发到4P轨道上形成激发态，该激发态

价层电子排布式3d24s14pi,Ca原子失去两个电子后恰好达到全满结构，很难失

去第三个电子，第三电离能Ca较大。

（2）①同种类型晶体的熔沸点高低取决于微粒间作用力的大小，上。2分子间存在

氢键，熔沸点高；

②根据价层电子对互斥理论,。3分子的中心0原子的价层电子对为2+32=3,

杂化形式为SP2,分子为V形结构，分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，

与互为等电子体的是S02（或NO「等）。

（3）在反应2Na+2NaOH+2NaCl2Na3OCl+H21中，形成的化学键有Na30cl中

Na与0、Na与Cl间的离子键，乩分子内有H与H间的非极性键，即答案为BE。

（4）①Na30cl晶体结构中空心白球类原子6X：=3、顶点阴影球类原子8X：=1、

2o

实心黑球类原子1X1=1,根据Na30cl化学式，可判断钠原子应为空心白球,，氯

原子应为实心黑球，处在晶体结构的体心。

河（阿。&）]20.52

②已知晶胞参数为anm,密度为dg・cnf3,则dg・cnT=必=而/6五

解得：/=安:

5.碳硫、铝、铁是生活中常见的四种元素，根据所学知识回答下列问题：

（1）铁原子基态时核外电子排布式为，三氯化铁的熔点306℃、

沸点315℃,由此判断三氯化铁属于晶体。

（2）碳的电负性比硫（填“大”“小”或“相等〃），碳、氮、氧元

素第一电离能由大到小的顺序为（填元素符号）。

（3）硫元素所在周期的8种元素的单质熔点如图所示，其中序号“8”代表_（填

元素符号）；形成最高价氧化物对应水化物酸性最强的是（填图中的

序号）。

(4)CSz分子的空间构型为4原子的价层电子对数为

(5)固态S03的三聚体环状结构如图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为

;该分子中含有个。键。

(6)铝单质的晶胞特征及原子之间相互位置关系如图所示，若已知铝的原子半

径为dem,NA代表阿伏加德罗常数，铝的相对原子质量为M,则该晶体的密度为

g/cml用字母表示)。

【答案】Is22s22P63s23P63d54s2分子小N>O>CSi2直线型

3M

Sp3

2124y[2NAd

【解析】

(l)Fe原子核外电子数为26,根据能量最低原理可知，其核外电子排布式为：

Is22s22P63s23P63d64s2；根据三氯化铁的熔点、沸点较低，可判断三氯化铁属于分

子晶体；

(2)根据非金属性，可知碳的电负性小于硫元素，同周期元素的第一电离能总体

呈增大的趋势，但是第二、第五主族元素的电离能反常，比相邻元素大，由此可

知第一电离能顺序为N>O>C；

(3)第三周期8种元素的单质中只有Si为原子晶体，熔沸点最大，由图可知序号

“8”代表的为Si；同周期随原子序数增大，非金属性增强，故C1元素对应的

最高价含氧酸酸性最强，而氯气的沸点仅高于氨，故序号“2”为C1；

(4)CS2分子中，C与S原子形成双键，分子空间构型为直线型，C原子的最外层

形成2个。键，无孤对电子，所以价层电子对为2对；

(5)观察图形可知，S03的三聚体中S原子形成4个。键，以此判断硫的杂化类型

为sp\该分子中共含有12个。键；

(6)由晶胞结构可知，A1原子位于晶胞的顶点和面心，顶点的A1原子为8个晶

胞所共用，面心的A1原子为2个晶胞所有，则晶胞中A1原子的数目为

8x—+6x—=4,该晶胞中原子的质量m=4x*g,由信息可知，晶胞图可知为面

o2IY,A

心立方，A1的原子半径为dem,由图丙可知，晶胞的棱长=4dcmx#=2"lcm,

__4)xM2

故晶胞的体积=(2®dcm)3=160d3cm③,则其密度N&_M

p-i6^dAW-W^xg/cm3o

6.碳及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：

(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。在基态原子中，核外存在对自旋相反的电子。

(2)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是o

(3)CS2分子中，共价键的类型有,(：原子的杂化轨道类型是

，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子

(4)CO能与金属Fe形成Fe(C0)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其

固体属于晶体。

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：

石墨烯晶体金刚石晶体

①在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有一个C原

子。

②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】电子云2C有4个价电子且半径较小，难以通过得或失电子达

到稳定电子结构。键和n键spC02>SCIT分子3212

4

【解析】

(1)电子云是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的

形象化的描述；C原子的核外有6个电子，电子排布为Is22s22P2,其中Is、2s

上的2对电子的自旋方向相反，而2P轨道的电子的自旋方向相同；

(2)在原子结构中，最外层电子小于4个的原子易失去电子，而C原子的最外

层是4个电子，且C原子的半径较小，则难以通过得或失电子达到稳定结构，所

以主要通过共用电子对即形成共价键的方式来达到稳定结构；

(3)CS2分子中，C与S原子形成双键，每个双键都是含有1个。键和1个口键，

分子空间构型为直线型，则含有的共价键类型为。键和冗键；C原子的最外层形

成2个。键，无孤对电子，所以为sp杂化；。与S同主族，所以与CS2具有相同

空间构型和键合形式的分子为C02；与二氧化碳互为等电子体的离子有SCN,所

以SCN的空间构型与键合方式与CS2相同；

(4)该化合物熔点为253K,沸点为376K,说明熔沸点较低，所以为分子晶体;

(5)根据均摊法来计算。①石墨烯晶体中，每个C原子被3个6元环共有，每

个六元环占有的C原子数是6X；=2；

②每个C原子周围形成4个共价键，可以组合六个角，每个角延伸为两个六元

环，因此每个碳原子连接有2X6=12个六元环；

单键构成的六元环，有船式和椅式两种构象。船式构象的船底四个原子是共面的;

椅式构象中座板部分的四个原子是共面的，所以六元环中最多有4个C原子共面。

7.工信部正式向四大运营商颁发了5G商用牌照，揭示了我国5G元年的起点。通

信用锂离子电池般需要体积小、重量轻、高温性能突出、可高倍率充放电、绿色

环保等众多优点。请回答下列问题：

(1)LiCo02.LiFeP04常用作锂离子电池的正极材料。基态Fe原子的价电子排

布式为—基态Co原子核外电子的空间运动状态有种。

(2)P0：的空间构型是,写出与其互为等电子体的一种阴离子,

基态P原子的第一电离能为什么比基态S原子的第一电离能大：O

(3)现有化学式为Co(NH3)5CL的配合物，Imol该物质最多可以与2molAgN()3反

应，则该配合物中钻的配位数为,配体中N的杂化方式为,Imol该

配合物中含8键数目为NAO

（4）FeO是离子晶体，其晶格能可通过下图的Bom-Haber循环计算得到。气态

电中性基态原子获得一个电子变为气态一价负离子放出的能量叫做第一电子亲

和能，由图可知0原子的第一电子亲和能为kJ-mol-1,FeO晶格能为

kJ,mol^o

°-3902kJmol1

Fj♦fcO

1561.9Urnol11T844Umol1

Fc*(g)♦

762.5Urnol11f-142Umorl

re0tg)

416.3U-mol'11f249U-mol

-210.3U-mol

（5）单质锂晶体的结构如下图，晶胞中锂的配位数为—,晶胞的空间利用率为

—（用含有n的表达式即可），若晶胞边长为apm,NA为阿伏加德罗常数，则金

属锂的密度为:gcm。（写出计算式）

住2年方

【答案】3d64s215正四面体S（V或C10J等P原子的3P轨道是半

充满状态，比较稳定，所以P原子的第一电离能比S的大6sp321

C43

2x—7tr广o

14239028第3或小R万0=2Mx7nE或西14

【解析】

（1）根据构造原理，Fe26号元素，属于第四周期第VID族，基态原子的价电子

排布式为3d64s2；核外电子的空间运动状态指的是电子轨道,基态Co原子由1s、

2s、2p（3个轨道）、3s、3p（3个轨道）、3d（5个轨道）、4s,故基态Co原子

核外电子的空间运动状态有15种；

(2)根据价层电子对互斥理论,P0/的价层电子对数为4,空间构型是正四面体；

等电子体指的是原子个数相同且价电子数相同的分子或离子，故与P0『互为等电

2

子的阴离子由S(V「、S203\CIO；等等(答案合理即可)；基态P原子的价电子排

布3s23P:基态S原子3s23P:P的3P轨道处