高考化学二轮复习：物质结构与性质（解析版）

专题十四物质结构与性质

高考考情解谟

1

考点!高考年!考频解密!考点分布

11■

1

112022年河北卷(17)；2022年山东卷(16)；!

111

1[2022年湖南卷(18)；2022年广东卷(20)；\原子结构与性质〔6次〕,

1分

物质结构

2022年|2022年江苏卷(14)；2022年海南卷(19)；|子结构与性质〔8次〕，晶体

1

与性质1；2022年北京卷(15)；2022年全国甲卷J结构与性质〔8次〕

1

1

1!(11),2022年全国乙卷(11)等

-1___________________1______________

考点梳理

i.物质结构常见考点剖析

(1)以原子或离子结构为主线的考查角度

电厂S(球形)

状

形

，出现概率.子gp(哑铃形)-甥

原子核外电子云

(离子)运动特征|能量高低Ld(花瓣形)-

能

层原子轨道

离核远近

「①电子排布式-----

电负性大小]考查一②轨道表示式-----_

电离能大小」®酶定性质一③电子的成对情况一

L④洪特规则特例一

(2)以分子结构为主线的考查角度

电负性差.通常形成常考查.离子键的

大于L7‘离子键"强弱比较

离驾普配位键

成及空轨道

键

共用电子极性键与

原共价

子对偏移非极性键

「键的-

原子间共用单键、双

分类

电子对数键、三键

电负性差通常形成

原子轨道-总至匕摊

小于1.7’共价键转b键与f键

原子杂考sp、sp2、］分子

L化轨道叠sp-一空间

类型孤电子对J结构

(3)以晶体结构为主线的考查角度

分子.分子晶体

分子间’及性质广晶胞参数、密度

作用力计,微粒间的距离

阴、阳离子离子晶体算

离子键’及性质一空间利用率

晶考查

体一嬴

原子共价晶体晶胞中l原子坐标

共价键及性质微粒-透视图

空间位置空隙问题

金属原子.金属晶体L

金属键及性质

2.性质比较及解释类问题模型构建

(1)“原因解释”类试题的解题流程

提取要解联系与该性质

解答

释的性质相关的因素

晶体类型、氢键、相对分子.

熔、沸点分析关

质量、共价键强弱等

键因素

溶解度分子极性、氢键、化学反应＞所造成

对应原子或离子的最外层电

电离能的影响

子排布(全空、半充满、全充满)J

(2)模板构建

叙述结构—>阐述原理—>回扣结论

重点题型探究

探究一原子结构与性质

前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A元素原子的核外电子只有一种运动状态；基态B

原子s能级的电子总数比P能级的多1；基态C原子和基态E原子中成对电子数均是未成对电子数的3倍;

D形成简单离子的半径在同周期元素形成的简单离子中最小。回答下列问题：

(1)元素A、B、C中，电负性最大的是(填元素符号，下同)，元素B、C、D第一电离能由大到小的

顺序为«

⑵与同族其他元素X形成的XA3相比，BA3易液化的原因是；BA3分子中键角109。28,(填

或"="),原因是O

(3)基态E原子的电子排布式为；C、E形成的化合物EC5(其中E的化合价为+6)中◎键与兀键数目

之比为o

(4)化合物DB是人工合成的半导体材料，它的晶胞结构与金刚石(晶胞结构如图所示)相似。若DB的晶胞参

数为apm,则晶体的密度为g-cmR用NA表示阿伏加德罗常数)。

【答案】(1)ON>O>A1

(2)NH3分子间存在氢键<孤电子对对成键电子对的排斥作用强于成键电子对之间的排斥作用

(3)Is22s22P63s23P63d54sl(或[Ar]3d54s])7：1

【详解】(1)元素的非金属性越强，电负性越大，元素H、N、。中，电负性最大的是O元素；同一周期，

从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第HA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，同一主

族，从上到下，第一电离能逐渐减小，元素N、0、A1的第一电离能由大到小的顺序为N>O>A1,故答案

为O；N>O>A1；

(2)NH3分子间易形成氢键，导致氨气易液化；NH3中中心原子N的价层电子对数为4,孤电子对数为1,

其VSEPR模型为四面体构型，NH3分子中N原子采用sp3杂化，为三角锥结构，孤电子对对成键电子对的

排斥作用强于成键电子对之间的排斥作用，使得氨气分子中键角小于109°28\故答案为NH3分子间易形成

氢键；<;孤电子对对成键电子对的排斥作用强于成键电子对之间的排斥作用；

(3)E为Cr元素，基态E原子的电子排布式为Is22s22P63s23P63d54sl(或[Ar]3d54s+C、E形成的化合物

o

/O

II

CrO5(其中E的化合价为+6),结构为OO,其中◎键与无键数目之比为7:1,故答案为

Is22s22P63s23P63d54sl(或［Ar］3d54s+7:1；

114x(27+14)

(4)AIN晶胞中含有N或Al原子数为4,8x-+6x1=4,晶胞质量为---------g,因此晶胞的密度

8-

4x(27+14)

g164164

故答案为曲［。。

NA=而X1030g.cm-3,X103

(axIO10cm)3

【变式练习】

1.主族元素N、F、Si、As、Se、Cl、Ti等的某些化合物对工农业生产意义重大，回答下列问题：

(DSi3N4陶瓷是世界上最坚硬的物质之一，具有高强度、低密度、耐高温等性质，其属于晶体；高

纯硅制备过程中会有SiHCb、SiC14等中间产物生成。沸点：SiHCbSiC14(填“〉”或“<")，SiC14中Si

采取的杂化类型为o

(2)0、F、C1电负性由大到小的顺序为；OFz分子的空间构型为；OF?的熔、沸点低于CLO,

原因是O

(3)Se元素基态原子的原子核外电子排布式为；As的第一电离能比Se的第一电离能大的原因为

(4)时速600公里的磁浮列车需用到超导材料。超导材料TiN具有NaCl型结构(如图)，晶胞参数(晶胞边长)

为aD(lD=10-i0m),TiN的相对分子质量为M,该氮化钛晶体的密度g-cmR列出计算式即可)。

【答案】⑴共价<sp3

(2)F>O>C1V形OF2和CbO是结构相似的分子晶体，CkO的相对分子量大于OF2，分子间作用

力大于OF2

(3)[Ar]3di°4s24P4As原子的4P轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素

4M

(4)324

NAaxlO-

【详解】(1)Si3N4陶瓷是世界上最坚硬的物质之一，具有高强度、低密度、耐高温等性质，其属于共价晶

体；SiHCb、SiCL均为分子晶体,SiHCb相对分子质量小于SiCL,则沸点：SiHCl3<SiCl4,SiCk中C形成

4个共价键，采取的杂化类型为sp3；

(2)同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强,

非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；O、F、C1电负性由大到小的顺序为F>O>C1；OF2分子中心O原

子价层电子对数为2+吟@=4,O原子采用sp3杂化，空间构型为V形；0F2的熔、沸点低于CLO,原因

是OF2和ChO是结构相似的分子晶体，ChO的相对分子量大于0F2,分子间作用力大于OF2；

(3)Se为34号元素，元素基态原子的原子核外电子排布式为[Ar]3d1°4s24P%As的第一电离能比Se的第

一电离能大的原因为As原子的4p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素；

(4)晶胞中N位于顶点和面心，一个晶胞中原子数目为8X：+6X：=4；Ti原子位于晶胞内部和棱，一个

晶胞中原子数目为1+12X；=4；故晶胞质量为黑g；晶胞体积为(由)3=/乂10々453,所以密度为

41、A

4M

2.(2022•福建・泉州七中高三期中)我国科学家最近开发了柔性热电材料P—硒化银(B-Ag2Se),其功能可与

半导体材料硅化秘(Bi2Te3)媲美。请回答下列问题：

(1)基态硒原子的价层电子排布式为；基态祕原子有个未成对电子。

⑵简单氢化物H?。、H2S,H2Se,HJe的稳定性依次减弱的主要原因是,四种氢化物中沸点最低

的是(填化学式)。

(3)三氧化硒(SeO3)的熔点为1650在126℃时升华。SeO3的晶体类型是。

(4)我国科学家利用亚硒酸盐和硫酸盐追踪固氮酶取得新进展。亚硒酸根SeOj的空间构型是,硫酸

根TeO：中Te的杂化类型是。

(5)半导体材料硒化锌的晶胞如图所示。已知该晶胞参数为anm,则该晶体密度为g-cnT3(用晶胞参

数a表示)

【答案】⑴4s24P43

(2)O、S、Se、Te的原子半径依次增大，与H形成的共价键键长增大，键能减小H2s

(3)分子晶体

(4)三角锥形sp3

576或5.76x1()23

(5)3-21S3

axlOxNAaNA

【详解】(1)硒是34号元素，基态硒原子的价层电子排布式为4s24P\Bi与N位于同主族，未成对电子

数为3；

(2)氧、硫、硒、稀的原子半径依次增大，与氢形成共价键的键能依次减小，故稳定性依次减弱。I!?。分

子之间形成氢键，沸点比H2s高，H2S,H2Se,HJe相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增大，沸点逐

渐升高，故H2s沸点最低；

(3)三氧化硒(SeCh)的熔点为1650在126℃时升华，说明熔点较低，易升华，即粒子之间作用力小，所以

属于分子晶体；

(4)SeO：中硒原子价电子对数为等=4,有1个孤电子对，空间构型为三角锥形。TeO；一中Te原子价电

子对数为等=4,采用sp?杂化；

(5)根据晶胞结构可知，硒化锌晶胞中含Zn的个数为：4,Se的个数为：8x1+6x1=4,根据晶胞密度=

82

晶胞质量与体积的比可知，上述晶胞的密度=,:弋：：?)=:个=5-76X1023。

J3

(axlO)XNAaxlOxNAaNA

3.(2022•辽宁沈阳•高三期中)2022年北京冬奥会的“冰立方”是由2008年北京奥运会的“水立方”改造而来,

实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH?=CH2)与四氟乙烯(CB=CB)的共聚物

(ETFE)制成。回答下列问题:

(1)基态F原子的价电子排布图为0

(2)固态氟化氢中存在(HF)“形式，画出(HF｝的链状结构。

(3)CB=CF?属于(填“极性”或“非极性”)分子，ETFE分子中C的杂化轨道类型为；聚四氟乙

烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因：»

(4)萤石(C码)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是；若该立方晶胞

参数为apm,正负离子的核间距最小为pm。

(3)非极性sp34C-F键的键能大于聚乙烯中C-H键的键能，键能越大，化学性质越稳定

(4)Ca2+—

4

(2)固体HF中存在氢键，贝U(HF)3的链状结构为'、/1XXyjo

xiiiH

(3)CB=CB是平面结构，结构对称，正负电荷的中心重合，为非极性分子。共聚物ETFE中C原子存在

4对共用电子对，所以杂化轨道类型为sp3。由于F元素的电负性较大，因此与C原子的结合而形成的C-F键

的键能大于聚乙烯中C-H键的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定。

(4)根据萤石晶胞结构，X离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中X离子共有8xJ+6x：=4个，

82

Y离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个Y离子，因此该晶胞的化学式应为XY2,结合萤石的化学

式可知，X为Ca?+根据晶胞，将晶胞分成8个相等的小正方体，仔细观察CaF?的晶胞结构不难发现F位于

晶胞中8个小立方体的体心，小立方体边长为:a,体对角线为3a,Ca?+与F之间的距离就是小晶胞体

22

对角线的一半，因此晶体中正负离子核间距的最小距离为《apmo

探究二分子结构与性质

晶体具有周期性的微观结构，表现出许多独特的性质，用于制造各种材料。

(1)干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。

①I个cc)2分子周围等距且最近的C02分子有个。

②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为Au、面心为Cu,则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为

是O

③如图是冰的结构。下列事实能解释干冰的密度比冰大的是(填字母序号)。

a.二氧化碳分子的质量大于水分子

b.干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集

c.水分子极性强，分子间作用力大

d.冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低

(2)单晶硅等作为制造太阳能电池的材料已得到广泛应用。

①单晶硅中最小的环上有个Si原子。

②Imol单晶硅中含有molSi-Si键。

(3)^是一种碳的单质。

①1jC%晶胞中含有个分子。

②世界上第一辆单分子“纳米小车”的四个轮子是C6。，小车运行情况如图所示，从a处化学键的特点说明其

运动原因：

(4)NiO晶体与NaCl晶体结构相似。

晶体离子间距/nm熔点/℃

NaCl=276801

NiO—-121960

①NiO的熔点远高于NaCl,结合右表说明理由：。

②设阿伏加德罗常数的值为，距离最近的两个Ni?+间距为apm(lpm=IO10cm),NiO的摩尔质量为M

g-mor1,则晶体的密度为g・cnT3(列出计算式)。

③晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如右图所示的缺陷：当一个Ni?+空缺，会有两个Ni?+被两

个Ni3+所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化银样品中Ni3+与Ni?+的离子数之比为6：91o若该晶体的

化学式为Ni.,O,则*=

【答案】(1)121：3abd

(2)62

(3)4a处通过◎单键相连，可以绕键轴旋转

(4)NiO和NaCl晶体类型相同，Ni?+和。工都是二价离子，Na+和CF都是一价离子，Ni?+和0%间距比Na+

和Cl-间距更小，NiO晶体中作用力更强兴又及。0.97

【详解】(1)①以顶点的二氧化碳分子研究，与之最近的二氧化碳分子位于面心上，将晶胞补全可知，有3

层每各有4个二氧化碳分子与之最近，故之最近的二氧化碳分子有4x3=12,故答案为：12；

②若顶点为Au、面心为Cu,晶胞中含有Au原子数目为8x：=l,晶胞中含有Cu原子数目为6xJ=3,则铜

OZ

金合金晶体中Au与Cu原子数之比为1：3,故答案为：1：3；

a.二氧化碳分子的质量大于水分子，则相同体积的二氧化碳分子，其密度比水大，a正确；

b.干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集，则说明干冰的密度比冰大，b正确；

c.水分子极性强，分子间作用力大，不能说明干冰的密度比冰大，c错误；

d.冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低，能说明干冰的密度比冰大，d正确；

故选：abd；

(2)①每个Si原子连接4个Si原子，其结构和金刚石的结构相似，最小的环中含有6个Si原子；

②单晶硅中每个Si原子平均形成2个Si-Si键，则Imol单晶硅中含有2moiSi-Si键；

(3)①碳60晶胞中C60分子位于8各顶点和6个面心，根据均摊法可知，在C60晶胞中含有有C60分子的

个数为：6XJ+：X8=4；

②a处通过◎单键相连，可以绕键轴旋转，因此单分子“纳米小车”的四个轮子向前滚动；

(4)①NiO的晶体结构类型与氯化钠相同，NaCl中钠离子的配位数是6,所以NiO晶胞中Ni?+的配位数为

6；NaCl、NiO都是离子晶体，NiO晶体中离子的电荷数大于NaCl,离子半径小，NiO的晶格能越大，其离

子键的键能更大，熔点更高，故答案为：NiO和NaCl晶体类型相同，Ni2+和。2-都是二价离子，Na+和C1-

都是一价离子，Ni2+和。2-间距比Na+和Cr间距更小，NiO晶体中作用力更强；

②以体心Ni2+研究，周围与之等距离的Ni2+处于晶胞棱心，共有12个。晶胞中02-离子数目为1+12x1=4,

4

M_

则由化学式NiO,可知晶胞中有4个”NiO“，故晶胞质量为m=4x「g,距禺最近的两个Ni?+间距为晶胞棱

NA

长的则棱长为0apm=0axl(y，m,晶胞体积为V=(0axlO*3cm',故晶胞密度为：

2

p=v=^xl°30g/cm3;

③因为氧化银样品中5与3的离子数之比为6：91,所以银元素的平均价为*&瑞根据化合

物化合价代数各为零，得鬻X=2,贝Ijx=o.97,故答案为：0.97o

【变式练习】

1.(2022.辽宁实验中学高三期中)完成下列问题

(1)四卤化硅(Six4)的沸点和二卤化铅(PbX?)的熔点如图所示

1000

PbFj

o800

600^PbCl2

忌、

PbBr2Pb%

明400-------------

200_一—-----

-------------rSiBr4Sil4

01

SiF4<SiCl4

①SiX”的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是

②结合SiX4的沸点和PbX?的熔点变化规律，可推断：依F、Cl、Br、I次序，PbX?晶体中离子键百分数

(填嘴大"、“不变”或“减小”)。

(2)镀及其化合物的应用正日益被重视

①被与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关和铝的叙述正确的有o

A.都属于p区主族元素B.电负性都比镁大

C.第一电离能都比镁大D.氯化物的水溶液pH均小于7

②氯化被在气态时存在BeCl0单分子—a和二聚分子(BeCLk—峭固态时则具有如下图所示的链状结构

ClC1

\/\/\/

BeBeBe

a属于(填“极性”或“非极性”)分子，二聚分子(BeCL%中Be原子的杂化方式相同，且所有原子都在

同一平面上，b的结构式为O

③BeO立方晶胞如下图所示。

阿伏伽德罗常数的数值为NA,若BeO晶体的密度为dg/cn?,则Be2+和O2之间最近的距离为nm。

【答案】(1)SiX4属于均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高减

小

【详解】(1)①SiX4属于均为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高;

②同主族从上到下非金属性减弱，得电子能力减弱，则PbX2中离子键百分数减弱，故答案为：减弱；

(2)①A.被原子的价电子排布式为2s2,处于元素周期表s区，而铝元素的价电子排布式为3s23pl处于

元素周期表p区，故A错误；

B.元素的金属性越强，电负性越小，同主族元素，从上到下金属性依次增强，同周期元素，从左到右金属

性依次减弱，则镁元素的金属性强于比镀元素、铝元素，电负性小于皱元素、铝元素，故B正确；

C.同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子2s轨道为全充满的稳定结构，元素的第一电离

能大于相邻元素，则镁元素的第一电离能大于铝元素，故C错误；

D.氯化被、氯化铝都是强酸弱碱盐，在溶液中均能发生水解反应使溶液呈酸性，所以氯化镀、氯化铝的水

溶液pH均小于7,故D正确；

故选BD；

②氯化被分子中被原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,分子的空间构型为结构对称的直线形，所

以氯化被分子为正负电荷中心重合的非极性分子；由题意可知，双聚氯化被分子中具有空轨道的被原子与

具有孤对电子的氯原子形成了2个配位键，且所有原子都在同一平面上，结构式为

Cl—Be、Be—Cl

、C1一；

③由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氧离子个数为8x：+6x；=4,位于体内的被离子个数为4,设

O/

4x25

晶胞边长为anm,由晶胞的质量公式可得：~一=(axlO-7)3d,解得Be"和。2-之间最近的

NA

距离为体对角线的四分之一，则为去

2.(2022•北京・北师大实验中学高三期中)钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及

石油化工等领域。回答下列问题:

(1)基态Ti原子的核外电子排布式为

(2)钛与卤素形成的化合物TiX4熔点如下表：

TiX4TiF4TiCl4TiBr4Til4

熔点/℃377-2438.3153

解释TiX4熔点差异的原因___________。

⑶TiCL能与甲胺(CH3NH2)形成稳定的配合物［TiC14(CH3NH2)2］。

①甲胺中N原子的杂化方式为。

②CH3NH2中H-N-H键角比［TiC14(CH3NH2)2］中H-N-H键角小，从结构角度解释原因___________=

(4)TiO2的化学性质非常稳定，广泛用于涂料、橡胶和造纸等工业。

①向TiCk中加入大量的水，可制得TiChrxHzO,该反应的化学方程式为,所得TiCh-xH?。经焙

烧得到TiO2»

②金红石型TiCh的晶胞为长方体，晶胞参数如图所示。TiCh的摩尔质量为80g-mol",阿伏加德罗常数为

NA，该晶体的密度为g-cm-3o

(5)Ti(SO4)2是有机合成中常见的催化剂。测定Ti(SO4)2溶液物质的量浓度的方法为：

i.取5mL待测液于烧杯中，加入足量铝粉，充分反应；

ii.将所得混合物过滤、洗涤，将滤液和洗涤液合并，转移到锥形瓶中，加水稀释到25mL；

iii.向锥形瓶中滴加2滴KSCN溶液；

iv用cmol/LFe2(SO4)3溶液滴定，滴定终点时消耗Fe2(SO4)3溶液VmL。

B知：2Al+6Ti(SO4)2=A12(SO4)3+3Ti2(SO4)3

Fe2(SO4)3+Ti2(SO4)3=2FeSO4+2Ti(SO4)2

①滴定终点时的现象为O

②待测液中Ti(SO4)2的浓度为mol/L。

【答案】⑴Is22s22P63s23P63d24s2或［Ar］3d24s之

(2)TiF4为离子晶体，TiCL、TiBr4>TiL为分子晶体，故TiF4熔点最高；TiCL、TiBr4,TiL相对分子质量依

次增大，分子间作用力依次增强，故熔点依次升高

3

(3)spCH3NH2与［TiC14(CH3NH2)2］中的N均为sp3杂化；CH3NH2中N上有一对孤电子对，［TiCl4

(CH3NH2)2］中N与Ti形成配位键后，原来的孤电子对变为成键电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力

大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，故CH3NH2中H-N-H键角更小

(4)TiCl4+(x+2)H2O=TiO2XH2O+4HC1

(5)滴入最后一滴Fe2(SO4)3溶液时，锥形瓶中溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色春2cV

【详解】(1)基态Ti原子核外有22个电子，位于第4周期第IVB族,则核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d24s2

或［Ar］3d24s2。答案为：Is22s22P63s23P63d24s2或［Ar］3d24s2；

(2)从表中数据可以看出，TiF4的沸点反常，则其晶体类型与其它三种不同，其应为离子晶体，从而得出

TiX4熔点差异的原因：TiF4为离子晶体，TiCl4>TiBs、TiL为分子晶体，故TiF4熔点最高；TiCL、TiBr4>

TiL相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故熔点依次升高。答案为：TiF4为离子晶体，TiC*

TiBr4>TiL为分子晶体，故TiF4熔点最高；TiCl4>TiBr4,TiL相对分子质量依次增大，分子间作用力依次

增强，故熔点依次升高；

(3)①甲胺中N原子的价层电子对数为4,杂化方式为sp3。

②CH3NH2中H-N-H与［TiC14(CH3NH2)2］中H-N-H相比，前者N原子最外层有1个孤电子对，后者N原子

的孤电子对形成了配位键，所以对成键电子的排斥作用前者大于后者，则前者键角小，从结构角度解释原

3

因：CH3NH2与［TiCl4(CH3NH2)2］中的N均为sp杂化；CH3NH2中N上有一对孤电子对，［TiCL(CENIhM

中N与Ti形成配位键后，原来的孤电子对变为成键电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电

子对与成键电子对之间的斥力，故CH3NH2中H-N-H键角更小。答案为：sp3；CH3NH2与［TiCL(CH3NH2)2］

3

中的N均为sp杂化；CH3NH2中N上有一对孤电子对，［TiCL(CH3NH2)2］中N与Ti形成配位键后，原来的

孤电子对变为成键电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力，

故CH3NH2中H-N-H键角更小；

(4)①向TiCk中加入大量的水，可制得TiC^xHzO,则另一种产物为HC1,该反应的化学方程式为

TiCl4+(x+2)H2O=TiO2.xH2OJ+4HC1o

②在晶胞中，含Ti原子数为8x：+l=2,含O原子数为4x，+2=4,TiCh的摩尔质量为80g90产，阿伏加

82

2x80g/mol1.6xlO23

德罗常数为M,则该晶体的密度为百一多(7一7、2小［八一7gcm-3。答案为：

NAmolx(axlOcm)x(bxlOcm)NAab

TiCl4+(x+2)H,O=TiC>2•xH,OJ+4HC1；I'xl」.

NAa-b

(5)①滴定前，溶液呈无色，终点时溶液呈浅红色，现象为：滴入最后一滴Fe2(SO4)3溶液时，锥形瓶中溶

液恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色。

②由发生的反应，可建立以下关系式：Fe2(SO4)3——2Ti(SO4)2,待测液中Ti(SCU)2的浓度为

3

cmol/LxVxl0Lx2=21VmoJ/L答案为：滴入最后一滴Fe2(SCU)3溶液时，锥形瓶中溶液恰好变为浅红

5xlO3L5

色，且半分钟内不褪色；毁。

3.第三代半导体材料以碳化硅和氮化钱为主，广泛应用于新能源汽车、高铁等领域。

⑴基态Si原子的价电子排布图为。

(2)C、N、Si的第一电离能由大到小的顺序是(填元素符号)。

(3)cor的空间构型为,其中碳原子的杂化轨道类型为。

(4)岩盐矿结构的GaN晶体结构如图a、图b所示，Ga、N原子半径分别为1.40乂10-1。111、O.8xlO-lom,则

Ga原子的配位数为,设阿伏加德罗常数的值为NA,则该GaN的密度是g-cm'列出算式)。

图b岩盐矿结构的

GaN晶胞面投影图

(5)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下：向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和

lmolH2O(g),发生下列反应生成水煤气：

I.C(s)+H2O(g)^CO(g)+H2(g)AH=+131.4kJ/mol

II.CO（g）+H2O（g）^CO2（g）+H2（g）AH=-41.1kJ/mol

反应平衡时，凡0信）的转化率为50%,CO的物质的量为O.lmol。

①CC）2（g）+2H2（g）UC（s）+2H2O（g）AH=。

②下列说法正确的是=

A.将炭块粉碎，可加快反应速率

B.平衡时向容器中充入惰性气体，反应I的平衡逆向移动

C.混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡

D.平衡时的体积分数可能大于3

③求反应n的平衡常数K=0

3s3P

［答案］（1）应］［1正口

（2）N>C>Si

⑶平面三角形sp2

84x4

（5）-90.3kJ/molAC2

3s3p3s13Pl

【详解】（1）基态硅原子的价电子排布图为：E0CHTO,故答案为：EJULZO；

（2）在C、N、Si中N的非金属最强其第一电离能最大，C次之，Si最小，故答案为：N>C>Si；

（3）①根据价层电子对互斥理论CO；-孤电子对数为0,价层电子对数为3,空间结构是平面三角形，故答

案为：平面三角形

②价层电子对数为3,杂化方式sp,故答案为：sp2

（4）①由GaN晶体结构，离Ga原子最近的N原子数为6,则Ga原子的配位数为6,故答案为：6

②N原子处于体心和棱上，晶胞中含有N原子数目为12x：+l=4,Ga原子处于顶点与面心，晶胞中含有

Ga原子数目为8X：+6X==4，根据图b,晶胞的边长为N、Ga两原子的直径和，已知Ga、N原子半径

oZ

84x4

分别为L40xl0T°m、O.8xlO-lom,故该GaN晶体密度/=丁04义10-8丫g,加'。

(5)①目标方程=-(反应I+反应H),则AH=-(131.4kJ/mol-41.1kJ/mol)=-90.3kJ/mol；

②A.将碳块粉碎，增大了反应物之间的接触面积，反应速率加快，A正确；

B.平衡时向容器中充入惰性气体，因反应容器体积固定，故反应I平衡不移动，B错误；

C.该反应中有固体参与，气体质量随反应的进行而改变，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡,

C正确；

D.当反应I和反应n均反应完全时，氢气的体积分数为1,但是以上两个反应均为可逆反应，反应物无法

完全反应，D错误;

故答案选AC；

③设反应I转化H20ame>1,反应II转化H20bmol,则a+b=0.5mol,同时CO的物质的量为O.lmol,则

,C(H>C(CO,)_n(H,)»n(CO)0.5molx0.2mol、

a-b=0.1mol,解得a=0.3mol,b=0.2mol,1N)1I1LKT=------2-------------------------------2--=---------------------二2•

C(CO).C(H2O)n(CO).n(H2O)0.1molx0.5mol

探究三晶体结构与性质

(2022.浙江温州•模拟)完成下列问题。

(1)已知气体溶解度(气体压强为1.01xl()5pa,温度为293K,在100g水中的溶解度)数据如下表:

气体溶解度/g分子结构特点

3

乙烷0.0062中心原子sp-杂化，轨道半径较大，C负电性@)及H正电性(6+)不明显

乙烘0.117中心原子sp杂化，轨道半径较小，C负电性(&)及H正电性(3+)明显

结合上表信息，说明乙烷与乙快气体的溶解度存在差异的原因：

(2)已知乙酸(CH3coOH)的正交晶胞如图所示。阿伏加德罗常数为名。

①第一电离能比C、0都大的同周期主族元素是：（填元素符号）。

②乙酸晶胞的密度/=g-cm-3„

⑶某笼形络合物人［232,「也）,©瓦）［结构中，金属离子与CN-连接形成平面层，两个平面层通过

NH3分子连接，中间的空隙填充大小合适的分子（如C6H6）。其基本结构如图（H原子未画出）:

ONi

ON

•C

①x：y：z=。

②该结构不是晶胞结构单元，理由是;

③通过分析，金属离子的配位数为