高二化学物质的结构与性质专项训练单元达标提优专项训练

高二化学物质的结构与性质专项训练单元达标提优专项训练一、物质的结构与性质的综合性考察1．2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术将大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。（1）我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。Cu在元素周期表中位于_____区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有_____个伸展方向。C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________（2）氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：还原石墨烯中碳原子的杂化形式是______，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间键能的变化是_____________（填“变大”、“变小”或“不变”），二者当中在水溶液中溶解度更大的是____________（填物质名称），原因为__________________（3）砷化硼是近期受到广泛关注一种III—V半导体材料。砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）；……As：（，，）；（，，）；（，，）；（，，）请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图___________，已知晶体密度为dg/cm3，As半径为apm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为_________pm（写计算表达式）。2．Mg、Ni、Cu、Zn等元素在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：(1)Mg、Ni、Cu等金属可能形成金属互化物。金属互化物的结构类型丰富多样，确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过___________测定。(2)根据Cu、Zn的原子结构比较第一电离能：I1(Cu)_________I1(Zn)（填“大于”、“等于”或“小于”），理由是_____________________。(3)[Ni(NH3)6](NO3)2中不存在的化学键为___________（填序号）。a．离子键b．金属键c．配位键d．氢键(4)镍基合金储氢的研究已取得很大进展。①图甲是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图。该合金储氢后，H2与Ni的物质的量之比为___________。②Mg2NiH4是一种储氢的金属氢化物。在Mg2NiH4晶胞中，Ni原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心。Mg2+位于Ni原子形成的___________(填“八面体空隙”或“四面体空隙”)。晶体的密度为ρg·cm－3，NA表示阿伏加德罗常数，Mg2+和Ni原子的最短距离为__________cm(用含ρ和NA的代数式表示)。3．锌及锌的化合物应用广泛。例如，测定铜合金中的铅、锌时要利用锌配离子的下列反应：[Zn(CN)4]2-＋4HCHO＋4H2O==Zn2+＋4HOCH2CN＋4OH－，回答下列问题：(1)基态Zn2+

的电子排布式为_____________，基态C原子核外电子占据_____个不同原子轨道。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________，HOCH2CN分子中含有的σ键与π键数目之比为_________。(3)HCHO分子中碳原子轨道的杂化类型是________，福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶的主要原因是_________________________。(4)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN－之间的化学键称为_________，提供孤电子对的成键原子是________。(5)Zn与S形成某种化合物的晶胞如图所示。①Zn2＋填入S2－组成的___________空隙中；②已知晶体密度为dg/cm3，该晶胞的边长表达式为______pm(写计算表达式)。4．新型冠状病毒来势汹汹，但是它依然可防可控。84消毒液具有强氧化性，可将冠状病毒外的包膜破坏后使RNA被降解，使病毒失活，以达到灭菌的效果。制取84消毒液的氯气可用加热浓盐酸和MnO2混合物来制取，也可用浓盐酸和KClO3直接混合来制取。回答下列问题：（1）在周期表中与Mn相邻且未成对电子数最多的原子的价电子排布式为：___。（2）K和O第一电离能I1(K)___I1(O)（填“大于”或“小于”）。原因是___。（3）浓盐酸为HCl的水溶液，HCl极易溶于水的原因___，HCl和H2O中沸点较高的是___，其原因是___。（4）KClO3晶体中，阴离子的空间构型为___，Cl的杂化轨道与O的2p轨道形成___键。（5）金属K晶体为体心立方堆积，K原子半径为rpm，摩尔质量为Mg·mol-1，阿伏加德罗常数为NA，则晶体密度为___g﹒cm-3。（列出计算式）5．硅、磷、硫、氯都是第三周期的非金属元素，它们在工农业生产中都有重要的用途。（1）基态硅原子的电子排布图为_______________；硫的基态原子能量最高的电子云在空间有________________个伸展方向，原子轨道呈________________形。（2）硅、磷、硫的第一电离能由大到小的顺序为________________。（3）单质磷与Cl2反应，可以生产PC13和PC15。其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中，P原子的杂化轨道类型为________________，其分子的空间构型为________________。（4）H3PO4为三元中强酸，与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+核外电子排布式为__________；PO43-作为___________为Fe3+提供________________。（5）磷化硼（BP）是一种超硬耐磨涂层材料，下图为其晶胞，硼原子与磷原子最近的距离为acm。用Mg/mol表示磷化硼的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值，则磷化硼晶体的密度为_________g/cm3。6．钴的化合物在工业生产、生命科技等行业有重要应用。（1）Co2+的核外电子排布式为_______，Co的第四电离能比Fe的第四电离能要小得多，原因是__________________________。（2）Co2+、Co3+都能与CN一形成配位数为6的配离子。CN一中碳原子的杂化方式为____________；HCN分子中含有键的数目为__________________。（3）用KCN处理含Co2+的盐溶液，有红色的Co(CN)2析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)6]4-,该配离子是一种相当强的还原剂，在加热时能与水反应生成[Co(CN)6]3-,写出该反应的离子方程式：_______________。（4）金属钴的堆积方式为六方最密堆积，其配位数是_____。有学者从钴晶体中取出非常规的“六棱柱”晶胞，结构如图所示，该晶胞中原子个数为_____，该晶胞的边长为anm，高为cnm，该晶体的密度为___g•cm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值，列出代数式）7．硼及其化合物在耐高温合金工业、催化剂制造、高能燃料等方面有广泛应用。（1）硼原子的价电子排布图为____________。（2）B2H6是一种高能燃料，它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅制造。由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为________。（3）氮硼烷化合物（H2N→BH2）和Ti（BH4）3均为广受关注的新型储氢材料。①B与N的第一电离能：B__________N（填“>”“<”或“＝”，下同）。H2N―→BH2中B原子的杂化类型为________。②Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反应制得。BH4-的立体构型是________；写出制备反应的化学方程式：____________。（4）磷化硼（BP）是受到高度关注的耐磨材料，它可用作金属表面的保护层。如图为磷化硼晶胞。①磷化硼晶体属于______________晶体（填晶体类型），____________（填“是”或“否”）含有配位键。②晶体中P原子的配位数为____________。③已知BP的晶胞边长为anm，NA为阿伏加德罗常数的数值，则磷化硼晶体的密度为____________g·cm－3（用含a、NA的式子表示）。8．铬是一种应用广泛的金属材料。请回答下列问题：(1)基态铬的价电子排布式为_____________，其单电子数目为______________。(2)Cr(NH3)3F3中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_______________。(3)NH3中N的价层电子对数为____________，已知Cr(NH3)3F3中Cr的配位数为6，Cr的配位原子是_____________，NH3与Cr3+成键后，N的杂化类型为____________。(4)Cr(NH3)3F3固体易升华，其熔沸点均较NaCl低很多，其原因是________________。(5)将Cr(NH3)3F3在充足氧气中灼烧有Cr2O3生成，从Cr2O3晶体中取出的具有重复性的六棱柱结构如图所示，已知Cr2O3的摩尔质量为Mg/mol，晶体的密度为ρg/cm3，六棱柱的体积为Vcm3。六棱柱结构内部的小白球代表________(填“铬离子”或“氧离子”)阿伏加德罗常数NA=___________mol-1(用含M，V，ρ的代数式表示)。9．Ⅰ、Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O。（1）Cu2+基态核外电子排布式为________。（2）SO42﹣的空间构型为_________（用文字描述），Cu2+与OH-反应能生成[Cu(OH)4]2-，[Cu(OH)4]2-中的配位原子为_______（填元素符号）。（3）抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_______（填“难溶于水”或“易溶于水”）。（4）一个Cu2O晶胞（如图2）中，Cu原子的数目为_________。Ⅱ、磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：（5）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是___，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_______（填“相同”或“相反”）。（6）苯胺（）的晶体类型是_________。苯胺与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9℃）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（-95.0℃）、沸点（110.6℃），原因是________。10．新型超高能材料是国家核心军事力量制高点的重要标志，高性能炸药BNCP的结构如图，回答下列问题：（1）BNCP中Co3+的基态价层电子轨道表示式是__，Co3+的配位数是__，阴离子ClO4-的中心原子杂化类型是__。（2）1mol配体中的σ键的数目是__，已知该配体是平面结构，图中标记的N原子与O原子之间的σ键是由N原子的__杂化轨道与O原子的__轨道重叠形成的。（3）比较NO2+、NO2、NO2-的键角大小：__，与NO2-互为等电子体的单质是___。（4）比较、的沸点并说明理由：__。（5）比较H2O与OF2的极性大小并说明理由：__。（6）2018年南京理工大学胡炳成团队合成全国首个全氮阴离子，全氮阴离子的盐AgN5的晶体结构中：N5-采取面心立方最密堆积，Ag+填在正四面体空隙中，从晶胞上方的俯视投影图如图。每个晶胞中含有的N5-的数目是__。Ag+与N5-最近的距离是__(用a表示)。11．一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，结构简式如图。（1）基态Zn2+的价电子排布式为_______________；一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序是___________________。（2）甘氨酸（H2N-CH2-COOH）中N的杂化轨道类型为______________；甘氨酸易溶于水，试从结构角度解释___________________________________________。（3）一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为______________________。（4）[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物，IMI的结构为，则1molIMI中含有________个σ键。（5）常温下IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态，原因是________________________________________。（6）Zn与S形成某种化合物的晶胞如图Ⅰ所示。①Zn2+填入S2-组成的________________空隙中；②由①能否判断出S2-、Zn2+相切？_________（填“能”或“否”）；已知晶体密度为dg/cm3，S2-半径为apm，若要使S2-、Zn2+相切，则Zn2+半径为____________________pm（写计算表达式）。12．现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期。B元素含有3个能级，且毎个能级所含的电子数相同；D的原子核外有8个运动状态不同的电子，E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：（1）请写出D基态的价层电子排布图：_____。（2）下列说法正确的是_____。A．二氧化硅的相对分子质量比二氧化碳大，所以沸点SiO2＞CO2B．电负性顺序：C＜N＜O＜FC．N2与CO为等电子体，结构相似，化学性质相似D．稳定性：H2O＞H2S，原因是水分子间存在氢键（3）某化合物与F(Ⅰ)(Ⅰ表示化合价为＋1)结合形成如图所示的离子，该离子中碳原子的杂化方式是______。（4）己知(BC)2是直线性分子，并有对称性，且分子中每个原子最外层都达到8电子稳定结构，则(BC)2中σ键和π键的个数比为______。（5）C元素最高价含氧酸与硫酸酸性强度相近，原因是______。（6）Fe3O4晶体中，O2-的重复排列方式如图所示，该排列方式中存在着由如1、3、6、7的O2-围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的O2-围成的正八面体空隙。Fe3O4中有一半的Fe3+填充在正四面体空隙中，另一半Fe3+和Fe2+填充在正八面体空隙中，则Fe3O4晶体中，正四面体空隙数与O2-数之比为_____，有_____%的正八面体空隙没有填充阳离子。Fe3O4晶胞中有8个图示结构单元，晶体密度为5.18g/cm3，则该晶胞参数a=______pm。(写出计算表达式)【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、物质的结构与性质的综合性考察1．ds5N＞O＞Csp3和sp2变大氧化石墨烯氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，溶解度更大【解析】解析：ds5N＞O＞Csp3和sp2变大氧化石墨烯氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，溶解度更大【解析】【分析】(3)由各原子坐标，可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置，而As原子处于晶胞内部，处于B原子形成的正四面体体心位置，晶胞三维结构如图所示：，据此进行解答。【详解】(1)Cu原子核外有29个电子，基态Cu原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu在元素周期表中位于ds区，M层中核外电子能量最高的电子云为3d能级电子云，在空间有5个伸展方向；C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C；(2)根据还原石墨烯的结构可知该物质中碳原子有形成碳碳双键的不饱和碳原子还有只形成单键的饱和碳原子，所以碳原子的杂化方式为sp3和sp2；氧化石墨烯中1号C

连接的O原子吸引电子能力较强，导致与1号C原子相邻C原子对电子的吸引力减小，所以氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C与其相邻C原子间键能变大；氧化石墨烯中含有的羟基和羧基更多，与水分子间形成的氢键更多，所以氧化石墨烯溶解度更大；(3)由各原子坐标，可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置，而As原子处于晶胞内部，处于B原子形成的正四面体体心位置，晶胞三维结构如图所示：(注：小球大小不代表原子半径大小)，投影时顶点原子形成正方形的顶点，左、右侧面及前、后面的面心原子投影处于正方形棱心，而上、下底面面心原子投影重合处于正方形的中心，As原子投影处于原子处于正方形内部且处于正方形对角线上(As原子投影、上下底面面心B原子投影将对角线4等分)，故砷化硼晶胞的俯视图为：；根据晶胞三维结构示意图可知，位于体对角线上的原子相切，即As原子和B原子的半径之和的四倍即体对角线的长度；根据均摊法，一个晶胞中As原子个数为4，B原子个数为，所以晶胞的质量为，晶胞密度为dg/cm3，则晶胞的体积为，则晶胞的边长为，则晶胞的体积对角线的长度为，所以B原子的半径为()pm。【点睛】第3题为难点，需要学生有一定的空间想象能力，对数学的立体几何要有一定了解，要能够根据平面图和坐标能够准确画出该晶胞的三维晶胞结构，再进行解答。2．X—射线衍射实验小于Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态b3:5四面体空隙【解析】【分析解析：X—射线衍射实验小于Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态b3:5四面体空隙【解析】【分析】（1）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过X—射线衍射实验测定；（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，Zn原子轨道中电子处于全满状态，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Cu较Zn易失电子；（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3与Ni2+之间为配位键；[Ni(NH3)6]2+与NO3-之间为离子键；（4）①根据晶胞结构示意图计算晶胞中H2与Ni个数比；②Ni原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，则Mg2+位于Ni原子形成四面体空隙；Mg2+和Ni原子的最短距离为晶胞体对角线的，再根据晶胞密度计算。【详解】（1）确定某种金属互化物是晶体还是非晶体可通过X—射线衍射实验测定，故答案为：X—射线衍射实验；（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，基态Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Zn的核外电子排布式为[Ar]3d104s2，Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，而Cu失去1个电子成为Cu+：[Ar]3d10，，Cu+达到全满结构，较稳定，Cu失去1个电子更容易，则第一电离能Cu<Zn，故答案为：小于；Zn原子轨道中电子处于全满状态，较难失电子，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态；（3）[Ni(NH3)6](NO3)2中NH3与Ni2+之间为配位键；[Ni(NH3)6]2+与NO3-之间为离子键，不存在金属键，故答案为：b；（4）①根据晶胞结构示意图计算晶胞中H2数目为，Ni数目为，则H2与Ni的物质的量之比为3:5，故答案为：3:5；②Ni原子占据如图乙的顶点和面心，Mg2+处于乙图八个小立方体的体心，则Mg2+位于Ni原子形成四面体空隙；该晶胞中Ni原子个数，Mg2+个数为8，由化学式可知H原子个数为16，则晶胞质量为，晶体的密度为ρg·cm-3，则晶胞的边长为：，Mg2+和Ni原子的最短距离为晶胞体对角线的，则Mg2+和Ni原子的最短距离为，故答案为：四面体空隙；。【点睛】由晶胞示意图可知Mg2+和Ni原子的最短距离为晶胞体对角线的。3．1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]

3d10）4N＞O＞C3:1sp2HCHO与水分子间存在氢键配位键C正四面体解析：1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]

3d10）4N＞O＞C3:1sp2HCHO与水分子间存在氢键配位键C正四面体【解析】【分析】(1)Zn位于周期表中第4周期第ⅡB族，C的基态核外电子排布式为1s22s22p2；(2)C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，据此答题，单键为σ键，三键中一根为σ键，两根为π键；(3)利用甲醛中的成键来分析碳原子的杂化类型，HCHO极易与水互溶，考虑形成氢键；(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，提供孤电子对的成键原子是C原子；(5)①ZnS和金刚石晶胞的相似性，根据立体几何分析Zn2+在S2-中的填隙方式；②根据晶体密度公式d＝计算，其中z为一个晶胞的粒子数，Mr为一个粒子的相对质量，V为一个晶胞的体积。【详解】(1)Zn位于周期表中第4周期第ⅡB族，则其基态核外电子排布式为：[Ar]3d10；C的基态核外电子排布式为1s22s22p2，则轨道表达式为，占据4个不同的原子轨道；(2)C、O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能N＞O＞C；单键为σ键，三键中一根为σ键，两根为π键，HOCH2CN分子中含有的σ键有6个，含有π键数目为2，所以含有的σ键与π键数目之比为3:1；(3)甲醛分子中含有碳氧双键，1个甲醛分子中含有2个碳氢σ键，1个碳氧σ键，共有3个σ键，则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化，因甲醛中碳原子采取sp2杂化；福尔马林是HCHO的水溶液，HCHO极易与水互溶是因为HCHO与水分子间存在氢键；(4)含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键，Zn2+提供空轨道、CN-中C原子提供孤电子对而形成配位键，提供孤电子对的成键原子是C原子；(5)①ZnS和金刚石晶胞的相似性，S2-形成的是正四面体结构，则Zn2+填在了S2+形成的正四面体空隙中；②取1mol晶胞，则有NA个晶胞，设晶胞参数为acm，则一个晶胞的体积为V=a3cm3，对于立方晶胞，顶点粒子占，面心粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，则一个ZnS晶胞中，含有Zn的数目为8×+6×＝4，含有S的数目为4，因此1molZnS的质量为m=4×(65+32)g=388g，已知晶体的密度为dg/cm3，则有d==g/cm3，解得：a=cm=pm。4．3d54s1K的原子半径比O大对核外电子的吸引力弱与O小于HCl为极性分子，且在水中极易电离出氢离子，氢离子与水形成稳定的水合离子H2O水分子之间存在氢键解析：3d54s1K的原子半径比O大对核外电子的吸引力弱与O小于HCl为极性分子，且在水中极易电离出氢离子，氢离子与水形成稳定的水合离子H2O水分子之间存在氢键三角锥形σ×1030【解析】【分析】【详解】(1)与锰相邻的元素有Cr，Fe，Tc(锝，第五周期第ⅦB族)，其中未成对电子数最多的为Cr，为24号元素，价电子排布为3d54s1；(2)K的原子半径比O大对核外电子的吸引力弱与O，所以K的第一电离能小于O的第一电离能；(3)HCl为极性分子，且在水中极易电离出氢离子，氢离子与水形成稳定的水合离子；水分子之间存在氢键，因此H2O的沸点高于HCl的沸点；(4)KClO3晶体中阴离子为ClO3-，其中心原子价层电子对数为，含有一对孤电子对，所以空间构型为三角锥形；Cl原子采取sp3杂化，杂化轨道与O的2p轨道形成σ键；(5)金属K晶体为体心立方堆积，K原子半径为rpm，其体对角线上的3个K原子相切，设晶胞的棱长为apm，则有，则其晶胞的棱长为a=pm，则晶胞的体积V=pm3=×10-30cm3；晶胞中K原子的数目为，所以晶胞的质量m=，所以晶体的密度为g﹒cm-3。【点睛】面心立方堆积中，面对角线上3个原子相切，所以棱长a=2r；体心立方堆积中，体对角线上3个原子相切，所以棱长a=r；六方最密堆积中底面边长a=b=2r。5．哑铃P＞S＞Sisp3杂化三角锥形[Ar]3d5配体孤电子对【解析】【分析】【详解】（1）基态硅原子的电子排布图为；硫的基态原解析：哑铃P＞S＞Sisp3杂化三角锥形[Ar]3d5配体孤电子对【解析】【分析】【详解】（1）基态硅原子的电子排布图为；硫的基态原子能量最高的电子云是3p轨道，在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形。（2）一般地，非金属性越强的元素，其第一电离能越高。由于磷的3p轨道处于较稳定半充满状态，所以其第一电离能高于其相邻的元素。硅、磷、硫的第一电离能由大到小的顺序为P＞S＞Si。（3）单质磷与Cl2反应，可以生产PCl3和PCl5。其中PCl3各原子均满足8电子稳定结构，分子中价层电子对数n==4，P原子的杂化轨道类型为sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形。（4）基态Fe3+核外电子排布式为[Ar]3d5；PO43-作为配体为Fe3+提供孤电子对。（5）把该晶胞分成8个小立方体，其中一个小立方体的顶点和体心之间的距离为硼原子与磷原子最近的距离，硼原子与磷原子最近的距离为acm。在该晶胞中，有4个B原子和4个P原子。用Mg/md表示磷化硼的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数的值。设该晶胞的边长为x，则3x2=(4a)2，解之得x=a，该晶胞的体积为x3=3。1mol该晶胞中含4molBP，质量为4Mg，磷化硼晶体的密度为=g/cm3=g/cm3。【点睛】有关晶胞的计算，首先要根据均摊法算出晶胞内的原子数，然后确定其化学式。最后根据晶胞的结构特点，求出有关晶胞的各种数据。有关密度的计算，通常以1mol晶胞为计算对象，求出其质量和体积，最后用质量除以体积得到密度。计算过程中要注意长度单位的转换。6．钴原子失去4个电子后可以得到的稳定结构，因此更容易失去第4个电子，表现为第四电离能较小sp2126【解析】【分析】（1）钴是27解析：钴原子失去4个电子后可以得到的稳定结构，因此更容易失去第4个电子，表现为第四电离能较小sp2126【解析】【分析】（1）钴是27号元素，其电子排布为，再来分析即可；（2）碳原子最外层有4个电子，需要成4个键才能达到稳定结构，氮原子最外层有5个电子，需要成3个键才能达到稳定结构，而氢原子只能成1个键，据此不难推出的结构为，再来分析其碳原子的杂化方式和键的数目即可；（3）注意一个带-1价，因此该反应的实质相当于钴从+2价被氧化为+3价，水中自然只有氢能被还原，从+1价被还原为0价的单质；（4）根据观察，每个钴原子的配位数为12，即周围一圈6个，上、下各3个，而晶体密度只需按照来构造公式即可。【详解】（1）钴的电子排布式为，钴原子失去4个电子后可以得到的稳定结构，因此更容易失去第4个电子，表现为第四电离能较小；（2）为直线型分子，因此其碳原子的杂化方式为杂化，而1个分子中有2个键和2个键；（3）根据分析，反应方程式为；（4）根据分析，钴原子的配位数为12，在计算一个晶胞中的原子数时，12个顶点上的原子按算，上下表面面心的原子按算，体内的按1个算，因此一个晶胞内一共有个原子；而晶体密度为。7．CO32-或NO3-＜sp2正四面体TiCl3＋3LiBH4=Ti（BH4）3＋3LiCl原子是4【解析】【分析】解析：CO32-或NO3-＜sp2正四面体TiCl3＋3LiBH4=Ti（BH4）3＋3LiCl原子是4【解析】【分析】（1）硼处于第二周期ⅢA族，其2s、2p电子为其价电子；（2）等电子体原子个数相等、价电子数相等；（3）①根据元素周期律，同周期元素从左向右第一电离能逐渐增大；H2N→BH2中N原子的价层电子对数为3，据此判断杂化类型；②根据BH4-中B原子的杂化方式可知其立体构型；根据元素守恒书写化学方程式；（4）①在磷化硼晶体中，磷和硼原子之间通过共价键相互作用，结合性质可知其晶体类型，硼最外层有3个电子，但根据晶胞结构可知，每个硼和磷周围都有4个共价键，所以磷原子含有孤电子对，硼原子含有空轨道，它们之间存在配位；②根据晶的结构图可知，每个磷原子周围有4个硼原子；③BP的晶胞边长为anm=a×10-7cm，其体积为（a×10-7cm）3，根据晶胞图可知，每个晶胞中含有B原子数为4，P原子数为8×＋6×=4，根据ρ=计算。【详解】（1）硼是五号元素，价电子数为3，原子的价电子排布图为，故答案为：；（2）原子总数相同，价电子总数也相同的粒子互为等电子体，所以由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为或，故答案为：或；（3）①根据元素周期律，同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，所以B的第一电离能小于N的第一电离能；H2N→BH2中B原子的价层电子对数为，所以B原子杂化类型为sp2；故答案为：<；sp2；②中B原子的价层电子对数为，所以杂化方式为sp3杂化，则的立体构型为正四面体，Ti（BH4）3由TiCl3和LiBH4反应制得，反应的化学方程式为TiCl3＋3LiBH4=Ti（BH4）3＋3LiCl，故答案为：正四面体；TiCl3+3LiBH4=Ti（BH4）3+3LiCl；（4）①在磷化硼晶体中，磷和硼原子之间通过共价键相互作用，结合耐磨的性质可知其晶体类型为原子晶体；硼原子最外层有3个电子，但根据晶胞结构可知，每个硼周围都有4个共价键，所以存在配位键，故答案为：原子；是；②根据晶胞结构可知，每个磷原子周围有4个硼原子，所以配位数为4，故答案为：4；③BP的晶胞边长为anm＝a×10-7cm，其体积为（a×10-7cm）3，根据晶胞结构可知，每个晶胞中含有P原子数为4，B原子数为8×＋6×=4，所以磷化硼晶体的密度为g·cm－3＝g·cm－3，故答案为：。8．3d54s16F＞N＞H4N和Fsp3杂化Cr(NH3)3F3为分子晶体，NaCl为离子晶体，分子间作用力远远小于离子键铬离子解析：3d54s16F＞N＞H4N和Fsp3杂化Cr(NH3)3F3为分子晶体，NaCl为离子晶体，分子间作用力远远小于离子键铬离子【解析】【分析】【详解】(1)Cr为24号元素，其核外电子排布为1s22s22p63s23p64s13d5，则其价电子排布为3d54s1，其中3d和4s轨道上的电子均为单电子，因此单电子数为6；(2)同周期自左而右，电负性增大，电负性F＞N；H元素与F、N元素化合时，H元素表现正化合价，H元素的电负性比F、N元素小，故电负性F＞N＞H；(3)NH3中N的价层电子对数=；由Cr的配位数为6知，该物质为配盐(无外界)，所以N和F均为配位原子；NH3中孤电子对在与Cr成键时，N的价层电子对数不变，所以杂化类型不变，N的杂化类型为sp3；(4)由Cr(NH3)3F3易升华可知，其熔沸点较低，应为分子晶体，而NaCl为离子晶体，离子键强于分子间作用力，所以NaCl熔沸点高很多；(5)由图示可知，该六棱柱中白色小球有4个，均为六棱柱所有；在六棱柱的顶点有12个黑色小球，为6个六棱柱所有；上下的面心有2个黑色小球，为2个六棱柱所有，在六棱柱内部还有3个黑色小球，则六棱柱中黑色小球共有个，白色小球和黑色小球的比例为4:6=2:3，根据化学式Cr2O3，可知白色小球为铬离子；根据计算六棱柱中有4个Cr和6个O，则其质量，则晶体密度，则。9．1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9正四面体形Osp3、sp2易溶于水4Mg相反分子晶体苯胺中存在电负性较强的解析：1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9正四面体形Osp3、sp2易溶于水4Mg相反分子晶体苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。【解析】【分析】(1)Cu原子失去4s能级上1个电子、3d能级上1个电子生成铜离子，据此书写该基态离子核外电子排布式；(2)SO42-中S原子价层电子对个数且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型；该配离子中Cu2+提供空轨道、O原子提供孤电子对形成配位键；(3)中1、2、3号C原子价层电子对个数是4，4、5、6号碳原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中C原子轨道杂化类型；抗坏血酸中羟基属于亲水基，增大其水解性；(4)该晶胞中白色球个数、黑色球个数为4，则白色球和黑色球个数之比=2：4=1：2，根据其化学式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子；(5)根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁，镁的M层电子数是2，占据s轨道，s轨道最多容纳2个电子，所以自旋方向相反；(6)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲苯的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。【详解】(1)Cu原子失去4s能级上1个电子、3d能级上1个电子生成铜离子，该基态离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；(2)SO42−中S原子价层电子对个数且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为正四面体形；该配离子中Cu2+提供空轨道、O原子提供孤电子对形成配位键，所以配原子为O；(3)中1、2、3号C原子价层电子对个数是4，4、5、6号碳原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中C原子轨道杂化类型，1、2、3号C原子采用sp3杂化，4、5、6号C原子采用sp2杂化；抗坏血酸中羟基属于亲水基，增大其水解性，所以抗坏血酸易溶于水；(4)该晶胞中白色球个数、黑色球个数为4，则白色球和黑色球个数之比=2:4=1:2，根据其化学式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，则该晶胞中Cu原子数目为4；(5)根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁，镁的M层电子数是2，占据s轨道，s轨道最多容纳2个电子，所以自旋方向相反；(6)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲苯的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。10．sp38NAsp22pNO2+>NO2>NO2-O3<H2O的极性大于OF2，H2O和OF2都是V形结构，H和O的电负性的差值大于O和F之间的解析：sp38NAsp22pNO2+>NO2>NO2-O3<H2O的极性大于OF2，H2O和OF2都是V形结构，H和O的电负性的差值大于O和F之间的电负性差值，则H2O的极性更大4a【解析】【分析】(1)根据价层电子轨道排布方式写出轨道表示式，由结构图可知Co3+的配位数，根据价层电子对互斥理论的杂化轨道计算公式得到ClO4-的杂化方式；(2)每两个原子之间形成1个σ鍵，因为是平面结构，所以是N的sp2杂化轨道与O的2p轨道重叠形成σ键；(3)NO2+是直线型结构，键角为180°，NO2和NO2-是sp2杂化V型结构，键角约为120°，其中NO2的N原子的其中一个杂化轨道上含一个单电子，NO2-的N原子杂化轨道上含一对电子，则排斥力更大，键角更小；(4)苯环上羟基位置不同会形成不同种类的氢键，从而影响物质的沸点；(5)H2O与OF2分子结构相似，比较O与H和F的电负性差值的相对大小进行判断；(6)由图计算每个晶胞中含有的N5-的数目；该结构类似四方ZnS的结构，因此可以求算品胞中的离子数与阴阳离子的最近距离。【详解】(1)Co为27号元素，Co3+核外有24个电子，基态价层轨道表示式为，由结构图可知Co3+的配位数为6，根据价层电子对互斥理论的杂化轨道计算公式得到ClO4-的杂化方式为sp3杂化；(2)每两个原子之间形成1个σ鍵，由结构图可知，1mol配体中的σ键有8mol，即数目为8NA，因为是平面结构，所以是N的sp2杂化轨道与O的2p轨道重叠形成σ键；(3)NO2+是直线型结构，键角为180°，NO2和NO2-是sp2杂化V型结构，键角约为120°，其中NO2的N原子的其中一个杂化轨道上含一个单电子，NO2-的N原子杂化轨道上含一对电子，则排斥力更大，键角更小，所以三者键角大小关系为：NO2+>NO2>NO2-；1个NO2-有3个原子，核外有24个电子，与NO2-互为等电子体的单质是O3；(4)存在分子内氢键，而存在分子间氢键，沸点更高；(5)H2O的极性大于OF2，H2O和OF2都是V形结构，H和O的电负性的差值大于O和F之间的电负性差值，则H2O的极性更大；(6)由图计算每个晶胞中含有的N5-的数目为4+4+1=4；该结构类似四方ZnS的结构，因此可以求算品胞中的Ag+与N5-最近的距离是=a。【点睛】本题(6)求算求算品胞中的Ag+与N5-最近的距离，注意晶胞的立体结构，而不要当成平面图形进行计算，此为易错点。11．3d10O>N>C>Hsp3甘氨酸为极性分子，且分子中的氨基和羧基都能与水分子形成氢键512NA阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低解析：3d10O>N>C>Hsp3甘氨酸为极性分子，且分子中的氨基和羧基都能与水分子形成氢键512NA阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低正四面体否（×1010-a）pm【解析】【分析】（1）Zn的核电荷数为30，处于周期表中第4周期第ⅡB族，基态Zn2+的价电子排布式为3d10；C、N、O是同一周期的元素，从左到右电负性减小，电负性由大到小的顺序是O>N>C>H。（2）N原子价层电子对个数是4，杂化轨道类型为sp3；从分子极性和氢键两个角度解释；（3）根据配位数的定义判断；（4）1molIMI中含有5molC-N、6molC-H、1molC-H，共12×6.02×1023个σ键。（5）从晶格能大小的角度解释；（6）S2－做面心立方最密堆积，Zn2＋做四面体填隙，根据结合晶胞边长和体对角线的关系、密度公式ρ=m÷V计算。【详解】（1）Zn为30号元素，基态Zn2+的价电子排布式为3d10；一水合甘氨酸锌中所涉及的非金属元素C、N、O、H，C、N、O是同一周期的元素，从左到右电负性减小，电负性由大到小的顺序是O>N>C>H。（2）甘氨酸（H2N-CH2-COOH）中N原子形成三个σ键，孤电子对为=1，N原子价层电子对个数是4，杂化轨道类型为sp3；甘氨酸易溶于水，因为：甘氨酸极性分子，且分子中的氨基和羧基都能与水分子形