物质结构与性质（专练）-高考化学二轮考点复习（解析版）

专题12物质结构与性质

【基础巩固】

1.(2022•湖南高三模拟)重金属的化合物易对环境造成污染及引起人体伤害，元素神本身无毒，其存在于

自然界各种金属矿中，它主要以各种神化物的形式经呼吸道、消化道、皮肤进入体内引起人体中毒。回答

下列问题：

(1)基态碑原子核外电子排布中有个未成对电子；第一电离能数据I(As)大于I(Se),可能的原因

是。

(2)碑烷(AsH3)的空间构型为；碑烷中心原子杂化方式为;ASH3的熔沸点高于PFh,

其主要原因是oNa3Ase)4可作杀虫剂，其组成元素的电负性大小顺序是o

(3)碑与锢(In)形成的化合物(X)具有优良的光电性能，广泛应用于光纤通信用激光器，其立方晶胞结构如图

所示，晶胞边长a=666.67pm,则其密度为g/cm3(边长a可用2000/3近似计算，设NA=6.0X1()23

mol1)

(4)已知神黄铁矿(FeAsS)煨烧可生成砒霜(AS2O3)和红棕色固体，则该反应的化学方程式为0

【答案】3As核外电子排布为半满稳定结构，第一电离能更大三角锥形sp3ASH3的相对分

子质量大于PH3O>As>Na4.2752FeAsS+5O2As2O3+Fe2O3+2SO2

【解析】

(l)As位于第4周期第VA族，核外电子排布为Is22s22P63s23P63不。4s24P3,有3个未成对的电子，为半满稳

定结构，Se核外电子排布为Is22s22P63s23P63dI。4s24P、不存在特殊的稳定结构，所以As得第一电离能大于

Se。

(2)碑烷(ASH3)有三个o键且中心原子As有一个孤电子对，所以为三角锥形，杂化方式为sp3杂化；ASH3与

PH3结构相似，ASH3的相对分子质量大于PH3,分子间作用力更大，沸点更高；同主族元素从上往下电负

性减弱，非金属元素电负性一般大于金属元素，所以答案为：0>As>Na。

(3)每个晶胞中含有In数目为8x：+6xg=4,含有As数目为4,晶胞的体积V=a3pm3=(666.67xlO10)3

82

m4x75+4x115

cm3,晶胞密度夕=6.02x1023x(666.67x10*3=4275g/cnA

(4)反应物为FeAsS和氧气，燃烧可生成砒霜AS2O3及红棕色的Fe2O3,硫元素最终转化为SO2,所以该反

应的化学方程式为：2FeAsS+5ChAs2O3+Fe2O3+2SO2o

2.(2022•山东日照市高三一模)工业上以纯碱、水、二氧化硫为原料，利用“干法”工艺制备食品抗氧化剂

焦亚硫酸钠(Na2s2O5)。

回答下列问题：

(1)原料涉及的元素中，电负性最大的是―(填元素符号)；纯碱中阴离子的中心原子杂化方式为一。

(2)二氧化硫易溶于水的原因除与水反应外，还有；与二氧化硫互为等电子体的阴离子有(填化

学式，写一种即可)。

O

oH

nS

sX3,标有“*”的硫的化合价为.

(3)焦亚硫酸根的结构图为:n

o

(4)Na2s2O5加热至一定温度时分解为Na2O和SO2,Na2O晶胞为立方晶胞,结构如图，图中黑球代表阳禺子,

白球代表阴离子(NA为阿伏加德罗常数的值)。

①阴离子的配位数为一。

②若晶胞参数为anm,则晶胞的密度为—g-cmq用含a、NA的式子表示)。

【答案】Osp2SO2与H20极性相同(或S02与H20均为极性分子)N02+58

248x1021

【解析】

(1)纯碱、水、二氧化硫所含元素有H、C、O、Na、S,同周期元素从左到右电负性增强，同主族元素从上

4+2

到下电负性减弱，则电负性最强为O,纯碱中阴离子为CO：,中心碳原子的价电子对数==3采用

2

Spz杂化;

(2)二氧化硫中心原子的价电子对数为：1=3,有一对孤电子对，为V形结构，正负电荷中心不重合，为极

性分子，根据相似相溶原理可知其易溶于极性溶剂水；等电子体是原子数和价电子数相同的粒子，与二氧

化硫互为等电子体的阴离子有NO?；

(3)由结构式可知标有“*”的硫与三个氧原子形成共价键有5对共用电子，化合价为+5价，故答案为：+5；

(4)①由晶胞结构可知：以面心白球为观察对象可知其在一个晶胞中连接的黑球有4个，由此可知阴离子周

围等距的阳离子有8个，配位数为8；

②NazO晶胞为立方晶胞中Na位于体内个数为8,。有8个在顶点，6个在面心，个数为8义,+6义工=4,

82

8x23+4x16248一°

晶胞的质量为：——------=仄厂g,晶胞的体积为(ax10〃了cnP,则晶胞的密度=

NANA

248

21

_248xl0g.cm-3o

(axlO7)3府

3.(2022•广东广州市高三一模)H5ChGe(BH4)3是钙钛矿型化合物(ABX3型)，量子化学计算结果显示，其具

有良好的光电化学性能。

回答下列问题：

(1)基态Ge的价层电子排布式为0

(2)H5O；的结构如图所示。H5O；含有共价键的类型是。ImolH。；含有化学键的个数为

(3)根据杂化轨道理论，BH4由B的4个(填杂化轨道类型)杂化轨道与4个H的1s轨道重叠而

成，因此BH4的空间构型是

(4)CsPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型，CsPbI3的晶体结构如图所示

①原子1的坐标为(£,0,0),则原子2和3的坐标分别为、o

②r位于该晶体晶胞的(填“棱心”、“体心"或‘顶角”)。

③已知H5O2Ge(BH4)3晶体属于立方晶系，晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则H5O2Ge(BH4)3

的密度为g-cm-3(列出计算式)。

【答案】4s24P2极性共价键6NAsp3正四面体(0,0,3)(y,1,1)棱心

155

(axgN

【解析】

⑴基态Ge的价层电子排布式为4s24P2；

(2)通过结构图可知，H5O；只有极性共价键；一个H5O；中有4个共价键，2个配位键，所以ImolHsO；含

有化学键的个数为6NA；

(3)BH4的B没有孤电子对，配位原子个数为4,所以是sp3杂化，BH4的空间构型是正四面体；

(4)①2的位置是z轴上g,2的坐标是(0,0,y),由晶体结构可知，3的坐标是(g,1,1)；

②在棱心上的粒子数目是3,在体心和顶角的粒子数目是1,r的数量是3,所以r在棱心上；

③H5ChGe(BH4)3晶体属于立方晶系，晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,H5ChGe(BH4)3的摩尔

155

质量为则)的密度为

155g/moLH5O2Ge(BH437―in.3VNTe

(axlO)NA

4.(2022•山东高三模拟)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；SeCh的熔点为350℃,加热易升华，固态SeCh属于晶

体。

(2)0、P、S三种元素中，电负性最大的是；键角：H2OIfeSe(填"<"或"=")。

(3)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)4了和,［P(OH)4「的空间构型为O

【答案】4s24P4分子O>温度升高，磷酸分子间的氢键被破坏H2P。4正四面体

【解析】

(l)Se是与0、S同族的主族元素，位于S的下一周期，即第四周期，主族元素价电子即最外层电子，故Se

的价电子排布式为：4s24P4；SeO2晶体熔点低，且易升华，符合分子晶体的物理性质，故属于分子晶体；

(2)非金属性：O>S>P,电负性变化规律与非金属性一致，故三者电负性最大的为：O；氏0和HzSe中心

原子O和Se均含两对孤对电子，但由于电负性O>Se,故O对孤对电子的引力强于Se,导致H2O中孤对

电子对O—H的斥力小于H2Se中孤对电子对Se—H的斥力，故键角：H2O>H2Se；

(3)由于磷酸分子间存在氢键，故纯净的磷酸粘度极大，当温度升高时，部分磷酸分子间的氢键被破坏，导

致粘度迅速下降；由图示知，导电微粒为［P(OH)4「和H2PO；,故此处填H2Po「［P(0H)4］+中心P原子价

层含4个◎电子对，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论知［P(0H)4］+空间构型为正四面体；

5.(2022•山东德州市高三一模)Fe、Co、Ni是几种重要的金属元素。请回答下列问题：

(1)基态Ni原子的价电子排布式为=

(2)Ni(CO)4常温下为无色液体，沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水，易溶于有机溶剂。推测Ni(CO)4是

分子(填“极性”或“非极性”)。

(3)实验室常用KSCN溶液或苯酚(《^―()H)检验Fe3+。

①第一电离能：N0(填“〉”或“<”)

②苯酚中碳原子杂化类型为o

(4)配位化合物［CO(NH3)5Cl］。中心原子Co的配位数为,配位原子为o

(5)如图所示，Fe3C>4晶体中，CP-围成正四面体空隙(1、3、6、7围成)和正八面体空隙(3、6、7、8、9、12

围成)，Fe3CU中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，Fe?+和另一半Fe3+填充在正八面体空隙中。则没有

填充阳离子的正四面体空隙数与没有填充阳离子的正八面体空隙数之比为

CP-的重复排列方式

(白球表示02-)

(6)已知Ni可以形成多种氧化物，其中一种NixO晶体的晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷导致x=0.88,

3

晶胞参数为anm,则晶体密度为g-cm-(NA表示阿伏加德罗常数的值，只需列出表达式)。

4x(59x0.88+16)

2

【答案】3d84s2非极性>sp6N、Cl7：2―in.77\3

NA(axlO)

【解析】

⑴基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2；

(2汨2。为极性分子，Ni(C0)4难溶于水，则Ni(CO)4为非极性分子；

(3)①N原子的价电子排布式为2s22P3,。原子的价电子排布式为2s22P3N达到了半充满稳定结构，故较难

失电子，第一电离能较大，所以第一电离能：N>0；

②苯酚中的C共同形成大兀键，有1个p轨道未杂化，为sp2杂化；

(4)配位化合物[CO(NH3)5C1]C12中心原子Co的配位数为6；配位原子是N、C1；

(5)Fe3O4晶胞中02一个数为：：x8+:x6=4个，所以有Fe3+2个，有Fe?+1个，其中正四面体空隙共8

个，1个Fe3+填充在正四面体空隙中，剩余7个正四面体空隙，正八面体空隙共工xl2+l=4个，一个Fe?+

4

和一个Fe3+填充在正八面体空隙中，剩余2个正八面体空隙，故没有填充阳离子的正四面体空隙数与没有

填充阳离子的正八面体空隙数之比为7：2；

4x(59x0.88+16),….4x(59x0.88+16)

(6)一个晶胞的质量为----------------g,体积为(axIO')cn?,因此密度为N(axKT'y。

6.(2022•广东湛江市高三一模)雷氏盐是一种铭的配合物(结构简式如图1),常用作分析试剂，制备反应为

ZO

(NH4)2CrO7+8NH4SCN^15^2NH4[Cr(NH3)2(SCN)/(雷氏盐)T+2NH3T+7H2O。

回答下列相关问题:

(DCd+的核外电子排布式为；其基态原子核外电子的空间运动状态有种；氟和氯处于同一主

族，Cr耳的熔点为1100℃,CrCh的熔点为83℃,前者比后者高得多，是因为»

(2)雷氏盐中与铭形成配位键的原子是；中心原子的配位数为。

(3)NH：中氮原子的杂化方式为,其立体构型的名称为o

(4)NH4SCN所含元素中电负性最小的是(填元素符号，下同)，它们的基态原子的第一电离能最大的

是O

(5)金属铭的晶胞结构如图2所示，设晶胞边长为anm,则铭的原子半径为nm0

【答案】Is22s22P63s23P63d324CrF,是离子晶体，CrCl?是分子晶体N6sp?杂化

正四面体形HN------

4

【解析】

(1)铭的原子序数为24,Cr3+的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d3；原子核外有24个电子就有24种空

间运动状态,故基态铭原子核外电子的空间运动状态有24种；CrF3的熔点为1100℃,CrCl3的熔点为83℃,

前者比后者高得多，是因为。明是离子晶体，CrCL是分子晶体。

(2)由图可知与铭形成配位键的原子是N;中心原子的配位数为6；

(3)NH：中氮原子的杂化方式为sp3杂化，其立体构型为正四面体形。故答案为：sp3杂化；正四面体形；

(4)NH4SCN所含元素中电负性最小的是H,基态原子的第一电离能最大的是N。

(5)晶胞边长为anm,晶胞体对角线长为其nm,晶胞体对角线等于铝原子半径的4倍，所以铭的原子半径

【能力提升】

1.（2022•河北衡水高三一模）钙及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：

（1）基态钙原子的核外电子排布式为,能量最高的电子的电子云轮廓图形状是o

（2）含氟牙膏中氟离子将羟基磷酸钙［Ca5（PO4）3OH］转化为耐腐蚀的氟磷酸钙［Ca5（PO4）3F］。与PO：互为等电

子体的分子为（填一种）。

（3）元素T与钙位于同周期，在前四周期中基态T原子的未成对电子数最多。T的一种离子与H2

NCH2cH2NH2（后面简写为en）、OH\H2O组成配合物［T（OH）3（H2O）（cn）］。

①该配合物配位中心离子是（填离子符号），其配位数为=

②该配合物中所含元素C、N、O分别可以和氢原子构成CH4、NE、H2O三种分子的键角依次减小，其主

要原因是-

（4）CaF2、CaCb晶体的熔点依次为1402℃、782℃,二者熔点相差较大的主要原因是。

（5）CaSe（硒化钙）晶胞结构如图所示：

①该晶胞中，面心上6个Se2-相连构成的几何体是（填字母）。

A.正四面体B.立方体C.正八面体D.三角锥形

②已知硒化钙晶体的密度为dg-cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值，则该晶胞中距离最近的Ca2+之间的距离

为pm（用含d和NA的代数式表示）。

【答案】Is22s22P63s23P64s2或［Ar］4s2球形CCI4、SiF4等Cr3+6C、N、O的孤对电子对

数依次为0、1、2,孤对电子数越多，对成键电子对排斥力越大，键角越小CaF2、CaCb都是离子晶体，

一J?Mx119

F■的半径小于C「，故CaF2的晶格能较大，离子键较强c^X3---xlO-w

【解析】

⑴钙为20号元素，基态钙原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P64s2或［Ar］4s2,能量最高的电子，位于4s

能级，电子云轮廓图形状是球形；

（2）原子总数相等，最外层电子总数相等是等电子体的条件，由于PO：的原子个数为5,价层电子总数为

5+3+6x4=32,找其相邻族的元素可知P0：的等电子体为：CCL、SiF4等；

(3)①元素T与钙位于同周期,在前四周期中基态T原子的未成对电子数最多，为Cr,价电子排布为:3d54s1，

T的一种离子组成配合物［T(OH)3(H2O)(cn)］中，配体呈电中性,该配合物配位中心离子是Cr,其配位数为5；

②该配合物中所含元素C、N、0分别可以和氢原子构成CH4、NH3、H2O三种分子，由于C、N、。的孤

对电子对数依次为0、1、2,孤对电子数越多，对成键电子对排斥力越大，键角越小；

(4)CaF2、CaC12为离子晶体,由于《「)＜《［),则CaFz离子键强于CaCL,晶格能大，熔点高;故CaF?、

CaCb晶体的熔点依次为1402℃、782℃,二者熔点相差较大；

(5)由图可知，①该晶胞中，面心上6个Se2-相连两个正四面体构成的正八面体；

②设晶胞的边长为a,则该晶胞中距离最近的Ca2+之间的距离为Ylacm,已知硒化钙晶体的密度为dg-cm-3,

2

mnMNM

NA表示阿伏加德罗常数的值，根据V=—=—,由均摊法可知，一个晶胞中含有4个Ca2+,4个

PPNAP

4x(79+40)__丘6x119

Se2-,a3=—而——-cm3,lcm=1010pm,则该晶胞中距离最近的Ca?+之间的距离为与a=^x］下一

xl010pmo

2.(2022•福建漳州市高三一模)铁元素是最重要的金属元素之一，很多含铁化合物具有重要作用。

(1)通常情况下，铁的+2价化合物没有+3价的稳定，请你从核外电子排布的角度解释其原因_______。

(2)向含Fe3+的溶液中滴加少量的KSCN溶液，溶液中生成红色的［Fe(SCN)(H2O)5］2+。

①与N同周期的主族元素中，第一电离能比N大的元素是o

②［Fe(SCN)(H2O)5］2+中Fe3+的配位数为。

③与SCN-互为等电子体的非极性分子的化学式为(任写一种)。

(3)血红素结构如图所示,在图中画出Fe2+与N原子间的化学键(若是配位键,需要用箭头加以表示)，

血红素中C原子的杂化方式是。

COOII

HOOC

(4)FeCO3可作补血齐U，CoCCh可用于陶瓷工业的着色剂。已知：①r(Fe2+)为61pm,r(Co2+)为65pm。②隔

高温

绝空气加热:FeCOsFeO+CO2T；CoCO3==CoO+CO2to分别加热FeCO3和CoCO3时，FeCO3的分

解温度低于CoCCh,其原因是o

(5)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物，其晶胞如图所示。正六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿

伏加德罗常数的值，则晶胞的密度为g-cm-3(列出计算式即可)。

【答案】+2价铁3d轨道有6个电子，而+3价铁3d轨道有5个电子，处于半充满状态，较稳定F(或“氟”)

sp2、sp3FeO和CoO都是离子晶体，r(Fe2+)<

HOOC

56x6+14x2

r(Co2+),晶格能FeO>CoO,FeO比CoO更稳定，FeCCh比CoCCh易分解

2

——xxyx6xNA

【解析】

⑴铁的原子序数为26,外围电子构型为3d64s2,+2价铁3d轨道有6个电子，而+3价铁3d轨道有5个电

子，处于半充满状态，因此通常情况下铁的+2价化合物没有+3价的稳定。

(2)①同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N的2P能级为半满稳定状态，能量低，第一

电离能高于同周期相邻元素0的第一电离能,则与N同周期的主族元素中，第一电离能比N大的元素是F。

②[Fe(SCN)(H2O)5]2+中Fe3+的配体有SCN-及H2O,配位数为6。③SCN-中含有3个原子，且其价电子数是

16,与SCN-互为等电子体的一种非极性分子的为COM或CS2)(任写一种)。

(3)配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，Fe2+提供空轨道，N原子提供电子对，Fe2+与N

原子间的化学键为,血红素中含碳碳双键和饱和碳原子，则C原子的杂化方式是sp2、

HOOC

sp3o

(4)不溶性碳酸盐分解的过程实质是金属阳离子与碳酸根中的氧离子结合的过程，产物FeO和CoO都是离

子晶体，金属阳离子半径越小，形成的氧化物晶格能越大、物质越稳定，由于r(Fe2+)<r(C02+),则FeO比

CoO更稳定，FeCCh越易分解，故其分解温度低于CoCCh。

(5)晶胞中有2个N原子，Fe原子位于内部、顶点、面心，注意1个顶点为图中6个晶胞共用，晶胞中Fe

原子数目=3+2X'+12X!=6,正六棱柱底边边长为xcm,底面为正六边形，底面面积为

26

］35^3

6x—xxcmxxcmxsin60°=-----xx*2cm2，高为ycm,体积为：

22

23

=22/lxx2cm2xyxcm=^xxxycm，NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞中原子总质量为

22

2x14+6x5656x6+14x2

g,则晶胞的密度为百二—g-cm-3例出计算式即可)。

——xxvx6xj

4

3.(2021•湖南高三零模)VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。

(1)①P4s3常用于制造火柴，P和S的第一电离能较大的是

②As4s4俗称雄黄，其中基态As原子的核外电子排布式为［Ar］,有个未成对电子。

③P、S、As电负性由大到小的顺序是o

(2)NH3,PH3、ASH3中沸点最高的是,其主要原因是。

(3)①白磷在氯气中燃烧可以得到PC'和PCL,其中气态PC'分子的立体构型为o

②研究发现固态PC15和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为［PC1J［PCL］和［PB%「Bf,分析PC15和

PBr5结构存在差异的原因是。

(4)睇酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、brnn、cnm,a=P=y=90°,贝!!：

①睇酸亚铁的化学式为

②晶体的密度为g・cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

【答案】P3在。4s24P33S>P>AsNH3NH3分子间存在氢键三角锥Br半径较大,

792

无法形成［PBrqFe(SbO)

32abcxl产3

【解析】

(1)①P元素3P能级轨道半满，更稳定，第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能较大的是P；

②As元素为为33号元素，第四周期第VA族，原子核外电子排布为［Ar］3d］。4s24P3；核外有4P轨道上3个

未成对电子；

③非金属性S>P>As,所以电负性S>P>As；

(2)PH3、ASH3分子间只存在范德华力，而NH3分子间还存在氢键，所以NH3沸点最高；

(3)①PCb中心P原子价层电子对数为3+土土」=4,不含孤电子对，所以立体构型为三角锥形；

2

②Br半径较大，而C1-半径较小，所以P周围可以容纳6个C1一,而无法容纳6个Br,无法形成［PBr6『；

(4)①据图可知一个晶胞中含有Sb原子的个数为8x，+2=4,0原子的个数为4x』+10=12个，Fe?+的个数

42

为8x：+l=2,所以铺酸亚铁的化学式为Fe(SbO3)2；

…122x4+16x12+56x2792

②晶胞的质量为~g=晶体的体积为abcnm3=4z/?cxl0-21cm3,所以晶体的密度为

/VA/VA

792

792

=gCm3

^cxlO-^A-0

aZ?cxl(T21cm3

4.(2021.福建高三零模)ZnGeP2和KTiOPCU都是非线性光学晶体材料，在激光技术方面有广泛用途。

回答下列问题：

(1)基态Ge原子的价电子排布式为

(2)0、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为o

⑶H2。、PH3、KH按熔点由高到低的顺序排列为,熔点差异的原因

(4)以Zn为顶点的ZnGeP2晶胞结构如图所示。

①Zn的配位数为o

②以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于o

【答案】4s24P20>P>Zn>KKH>H2O>PH3KH为离子晶体，泾0、PH3均为分子晶体，H2O分子

间存在氢键4棱心、面心

【解析】

⑴基态Ge原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63即4s24P2(或[Ar]3d104s24P2),其价电子排布式为4s24P2；

⑵非金属性越强电负性越大，非金属性O>P>Zn>K,则电负性O>P>Zn>K；

(3)KH为离子晶体，氏0、PE均为分子晶体，离子晶体熔点一般高于分子晶体，所以KH的熔点最高，而

H2O分子间存在氢键，所以沸点高于PH3,则熔点由高到低的顺序排列为KH>H2O>PH3；

(4)①以体心的Zn为例，距离其最近且距离相等的原子有4个，所以配位数为4；

②结合晶胞结构示意图可知，若以以Ge为顶点的晶胞中，Zn原子位于棱心、面心。

5.(2021・湖南永州市高三二模)钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。

力口热

钛的氯化物有如下转变关系：2TiCb—二TiCkf+TiCb,回答下列问题：

(1)基态钛原子的价电子排布式为0与钛同周期的第HB族和IIIA族两种元素中第一电离能较大

的是(写元素符号)，原因是o

(2)钛的氯化物的部分物理性质如下表：

氯化物熔点/℃沸点/℃溶解性

可溶于非极性的甲苯和氯代燃

TiCl4-24136

不溶于氯仿、乙醴

TiCl210351500

①TiCL与TiCb的晶体类型分别是

②TiCL与SOj互为等电子体，因为它们相同；SOj中心原子的杂化方式是。

(3)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6、Ti(H2O)^\Til^一的配体所含原子中电负性最小的是

(4)钙钛矿(CaTiCh)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图II。

①设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为go

r(Ti4+)

②假设-采用面心立方最密堆积，Ti4+与02湘切，则」T=___________。

r(02)

【答案】3d24s2ZnZn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子分子晶体离子晶体原

子总数、价电子总数sp3H8夜-1或0.414

NA

【解析】

(l)Ti是22号元素，基态钛原子的价电子排布式为3d24s2。与钛同周期的第HB族、IIIA族两种元素分别是

锌、钱元素，其中第一电离能较大的是Zn,原因是Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子。

(2)①根据表格性质可知TiCk熔沸点低，易溶于有机溶剂，则TiCL是由分子构成的分子晶体；而TiCL熔沸

点较高，在乙醇、乙醛中不能溶解，说明TiCL的晶体类型属于离子晶体。②按定义可知TiCL与SO：互为

等电子体：原子总数、价电子总数相等，因此二者互为等电子体相同；S0：的中心原子的价层电子对数为

4+1(6+2-2x4)=4,故杂化方式是sp3。

(3)Ti的配合物有多种。Ti(CO)6、Ti(H2O)^\Ti联的配体分别是C0、七0、F,其中含有的非金属性

元素有C、0、H、F,元素的非金属性：F>O>C>H,元素的非金属性越弱，其电负性就越小，故上述

所含非金属元素原子中电负性最小的是H；根据Ti(NO3)4的球棍结构图示可知Ti的配位数是8。

(4)①在一个晶胞中含有Ca数目是1；含有Ti数目为8x』=l,含有的0数目为12义工=3,则一个晶胞中含

84

M136g/mol136

有1个CaTiCh,设NA为阿伏加德罗常数的值，则一个晶胞的质量为二二一丁=7厂g；②设晶胞

义义/molN人

的边长为a,由于02一采用面心立方最密堆积，则面对角线长度是02-半径的4倍，则4r(。2一)=缶，得

r(o2-)=Rla，Ti4+与02湘切，则2r(。2-)+2K口4+)=a,得4口4+)=色―，则

424

aA/2

叫==”1=0.414。

r(O2-)V2

——a

4

6.(2021.四川高三二模)2020年底，我国嫦娥五号月球探测器成功发射，进行无人采样后已顺利回收。

(1)月球表面的月海玄武岩中富含钛和铁，基态钛原子的核外电子排布式是一，基态铁原子核外电子占据

的最高能级是。

(2)将月海玄武岩用硝酸溶解，所得溶液用KSCN检验，溶液呈红色。KSCN中K、C、N的电负性从大到小

的顺序是，C原子的杂化轨道类型是一，SCN-的空间构型是，SCN-中含有的b键数目是

(3)嫦娥五号采样机中的钻杆是由中国科学院科学家研制的碳化硅增强铝基复合材料制成，具有轻质、高刚

度、高强度和耐磨损等特点。

①铝基复合材料中有一种重要的物质氮化铝(A1N,熔点为2249。©,氮化铝属类金刚石氮化物，则它属于

(填晶体类型名称)。氮化铝可用氧化铝(增点为2054。。为原料来制取，从晶体类型角度分析A1N的熔

点比氧化铝高的原因是o

②氮化铝的晶体结构如图所示，其中铝原子的配位数是，A1与N原子最近的距离为acm,则该

品体的密度为g/cm3(写出表达式即可)。

【答案】[Ar]3d24s24sN>C>Ksp杂化直线形2原子晶体A1N是原子晶体,

41x3石

AI2O3是离子晶体，所以A1N熔点比AI2O3高4

3

16aNA

【解析】

⑴钛元素是第四周期，IVB族元素，所以基态原子的核外电子排布式是[Ar]3d24s2。铁原子中核外电子占据

的最高能级是4s。

(2)C、N同周期，同周期元素电负性从左到右增强，K为活泼金属电负性弱，因此电负性由强到弱的顺序为：

N>C>K,SCN-的中心原子孤电子对数=(4+123)/2=0,空间构型为直线型，C原子的杂化轨道类型是sp杂

化，三种原子成键方式为S—ON,每一个离子中含2个◎键。

(3)①由题给信息氮化铝属类金刚石氮化物及熔点可知，A1N属于原子晶体，所以熔点也比氧化铝高。

②由图中信息可知，铝原子的配位数是4,由晶胞结构可知，A1与N原子最近的距离是晶胞体对角线的

四分之一，由此可计算出晶胞的边长为4a,每个晶胞中含4个A1N,由此可以计算出密度为小任。

3

16aNA

8.(2022•山东省潍坊市高三学科核心素养测评)铜和钻掺杂的含氮碳层材料是一种新型催化材料，具有氧还

原催化性能。回答下列问题：

(1)下列状态的N原子或离子的核外电子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是(填序号)。

A.Is22s22P3B.Is22s2C.Is22sl2P，D.Is22s22P6

(2)已知氮的两种化合物N2H4和NH20H都能结合H+而具有弱碱性，二者的碱性强弱：N2H4NH20H(填

“强于”或“弱于”)，理由是一。

(3)叠氮酸根NN3-的空间结构是,NONO2冲含有的价层电子对数目为o

(4)Co的第四电离能比铁的第四电离能(填“大”或“小”)，理由是o

(5)高导电紫铜常用硼化钙提高导电率，其晶胞如图所示，具有立方晶系的对称性，B原子全部组成正八面

体，各个顶点通过B—B键连接成三维骨架，则该硼化钙的化学式是,B原子半径为rnm,阿

伏加德罗常数的值为NA,则硼化钙的密度P为__________g-cm-3„

【答案】⑴C

(2)强于O原子电负性大，使得NH20H分子中N原子周围电子云密度降低，结合质子能力减弱，碱性

减弱

(3)直线形3

(4)小Co失去3个电子后价电子排布式为3d6,容易失去1个电子形成稳定的半充满3d5结构，Fe失去3

个电子后价电子排布式为3d5,3d轨道为稳定的半充满结构，不易失去电子

106

⑸CaB6$[2(1+可卜X10」

【解析】(1)电子从激发态到基态会释放能量形成发射光谱，Is22sl2P4是氮原子的激发态，则核外电子在跃

迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱，故选C；(2)0原子电负性大，使得NH20H分子中N原子周围电子云密

度降低，结合质子能力减弱，碱性减弱；O原子电负性大，使得NH20H分子中N原子周围电子云密度降低，

结合质子能力减弱，碱性减弱；(3)叠氮酸根和二氧化碳的原子个数都为3、价电子数都为16,互为等电子

体，等电子体具有相同的空间构型，则叠氮酸根和二氧化碳的空间构型都为直线形；亚硝酸根离子中氮原

子的价层电子对数为3,孤对电子对数为1；(4)铁原子的价电子排布式为3d64s2,失去3个电子后所得离子

的价电子排布式为3d5,3d轨道为稳定的半充满结构，不易失去电子，钻原子的价电子排布式为3d74s2,失

去3个电子后所得离子的价电子排布式为3d6,易失去1个电子形成稳定的半充满3d5结构，所以钻的第四

电离能比铁的第四电离能小；(5)由晶胞结构可知，晶胞中含有1个钙原子，硼原子全部组成正八面体，每

个正八面体含有6个硼原子，则晶胞中硼原子的个数为8x：x6=6,硼化钙的化学式为CaB6；由晶胞结构可

O

A

得如下八面体结构结构:,图中0为正八面体的中心，也是晶胞的顶点，AOB为等腰三角

形,硼原子的原子半径为rnm,则AB为2rnm,0B为AB=&rnm,晶胞的参数为20B+2r=2(1+应)rnm,

2

L1X106106

由晶胞的质量公式可得：[2(l+&)rxl0—7W=不一，解得p=N]2(1+应)针xl02ig/cm3。

9.(2022•山东省潍坊市高三联考)在工业上用磷化铜(Cu3P2)制造磷青铜，磷青铜是含少量铳、锡、磷的铜合

金，主要用作耐磨零件和弹性合金原件。

(1)基态Sc原子的价电子排布式为；同周期中未成对电子数与Sc相同的元素有种。

(2)磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为SnP(填，或"=")。

(3)NH3易与CM+形成[Cu(NH3)4]2+配离子，在该配离子中H-N-H键角比NH3分子中H-N-H键角大的原因是

。[Cu(NH3)4p+中2个NH3被2个H2O取代，得到两种结构的配离子，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型是

(填“正四面体”或“正四边形”)。

(4)某立方磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。

①原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置，图中各原子分数坐标：A为(0,0,0),B为(1,1,0),

C为(0,1,1),则D原子的分数坐标为o

②若晶体密度为pg/cm3,最近的Cu原子核间距为pm(用含p、NA的代数式表示)。

【答案】(1)Is22s22P63s23P63dl4s2或者［Ar］3dl4s25(2)<

(3)由于NH3分子中存在1对孤电子对，形成络离