新高考化学物质的结构与性质专项训练专项练习含解析

新高考化学物质的结构与性质专项训练专项练习含解析一、物质的结构与性质的综合性考察1．氟代硼酸钾（KBe2BO3F2）是激光器的核心材料，我国化学家在此领域的研究走在了世界的最前列。回答下列问题：（1）氟代硼酸钾中非金属元素原子的电负性大小顺序是__。基态K+的电子排布式为__。（2）NaBH4是有机合成中常用的还原剂，其中的阴离子空间构型是__，中心原子的杂化方式为__。NaBH4中存在__（填标号）。a.离子键b.氢键c.σ键d.π键（3）BeCl2中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的BeCl2的结构式为__，其中Be的配位数为__。（4）第三周期元素氟化物的熔点如下表：化合物NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6熔点/℃99312611291-90-83-50.5解释表中氟化物熔点变化的原因：___。（5）CaF2的一种晶胞如图所示。Ca2+占据F-形成的空隙，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则CaF2的密度ρ=__g·cm-3（列出计算表达式）。2．五种短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大。X、Y是非金属元素X、Y、Q元素的原子最高能级上电子数相等；Z元素原子的最外层电子数是次外层的两倍；W元素原子核外有三种不同的能级且原子中p亚层与s亚层电子总数相等；Q元素电离能分别是I1=496，I2=4562，I3=6912。回答下列问题：(1)基态Q原子的核外电子排布式是____________________。(2)Q、W形成的化合物Q2W2中的化学键类型是______________。(3)Y能与氟元素形成YF3，该分子的空间构型是_______，该分子属于______分子(填“极性”或“非极性”)。Y与X可形成具有立体结构的化合物Y2X6，该结构中Y采用______杂化。(4)Y(OH)3是一元弱酸，其中Y原子因缺电子而易形成配位键，写出Y(OH)3在水溶液中的电离方程式_______________。(5)Z的一种单质晶胞结构如下图所示。①该单质的晶体类型为___________。②含1molZ原子的该晶体中共有_____mol化学键。③己知Z的相对原子质量为M，原子半径为rpm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为____g·cm-3。3．碳、氮、硫、硒等元素的单质及其化合物有重要的科学研究价值。回答下列问题：(1)氰[化学式(CN)2]、硫氰[化学式(SCN)2]等与卤素单质性质相似，又称类卤素。(CN)2中π键和σ键的数目之比为__________。沸点：(CN)2__________(SCN)2（填“大于”、“等于”或“小于”），理由是__________。(2)无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，在水中越容易电离出H+。酸性强弱：HNO2____________HNO3（填“大于”、“等于”或“小于”）；NO2-中氮原子的杂化方式为___________。(3)一种硒单质晶体的晶胞为六方晶胞，原子排列为无限螺旋链，分布在六方晶格上，同一条链内原子作用很强，相邻链之间原子作用较弱，其螺旋链状图、晶体结构图和晶体结构俯视图如下所示。已知正六棱柱的边长为acm，高为bcm，NA表示阿伏加德罗常数，则该晶体的密度为__________g·cm－3（用含NA、a、b的式子表示）。4．锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)Ge在周期表中的位置__________，基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______，有__________个未成对电子。(2)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Ge、O两元素电负性由大至小的顺序是_________。(3)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是___________。(4)晶胞参数，描述晶胞的大小和形状，已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76pm(1pm=10-12m)，其密度为_______g·cm－3(列出计算式即可)。5．磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。回答下列问题：(1)基态P原子的核外电子排布式为____________________，有___________个未成对电子。(2)磷的一种同素异形体一一白磷(P4)的立体构型为_______________，其键角为___________，推测其在CS2中的溶解度___________(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。(3)两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因_________________________________。(4)常温下PCl5是一种白色晶体，其立方晶系晶体结构模型如上左图所示，由A、B两种微粒构成。将其加热至148℃熔化，形成一种能导电的熔体。已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体，则A为___________，其中心原子杂化轨道类型为___________，B为___________。(5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料，上图为其立方晶胞，其中的每个原子均测是8电子稳定结构，试判断其熔点___________(填“高于”或“低于”)金刚石熔点。已知其B—P键长均为xcm，则其密度为___________g·cm－3(列出计算式即可)。6．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）。7．钛被誉为“现代金属”和“战略金属”。（1）Ti基态核外电子排布式为___。（2）TiO2与BaCO3一起熔融可制得偏钛酸钡，CO32-的空间构型为___；与CO32-互为等电子体的分子是___。（3）四异丙醇钛（C12H28O4Ti）结构如图-1所示，1mol四异丙醇钛中含有σ键的数目为___mol。（4）偏钛酸钡的晶体结构如图-2所示，则偏钛酸钡的化学式为___；与Ba2+最近且等距离的O2-为___个。8．C、O、Na、Cl、Fe、Cu是元素周期表前四周期中的常见元素。(1)Fe在元素周期表中的位置是_____，Cu基态原子核外电子排布式为________。(2)C和O的气态氢化物中，较稳定的是________（写化学式）。C的电负性比Cl的________（填“大”或“小”）。(3)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式____________________________。(4)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：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___________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。(5)刻蚀印刷电路的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3，任意排放将导致环境污染和资源的浪费，为了使FeCl3循环利用和回收CuCl2，回收过程如下：①试剂X的化学式为______________；②若常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol·L－1，则加入Cl2和物质X后，过滤。为使溶液铁元素完全转化为Fe(OH)3，而CuCl2不产生沉淀。则应控制pH的范围是____________________________（设溶液体积保持不变），已知：Ksp[Fe(OH)3]＝1.0×10－38、Ksp[Cu(OH)2]＝2.0×10－20、lg5＝0.7。9．硼的无机化学问题比周期表里任何一种元素都更复杂和变化多端。（1）基态B原子的价电子轨道表达式为__，第二周期第一电离能比B高的元素有__种。（2）B易形成配离子，如[B(OH)4]-、[BH4]-等。[B(OH)4]-的结构式为__(标出配位键)，其中心原子的VSEPR模型名称为__，写出[BH4]－的两种等电子体__。（3）图1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)，图2表示的是一种五硼酸根离子，其中B原子的杂化方式为__。图1图2图3（4）硼酸晶体是片层结构，图3表示的是其中一层的结构。同一层微粒间存在的作用力有__。（5）1892年，化学家已用Mg还原B2O3制得硼单质。Mg属六方最密堆积，其晶胞结构如图4所示，若在晶胞中建立如图5所示的坐标系，以A为坐标原点，把晶胞的底边边长和高都视作单位1，则B、E、C的坐标分别为B(1，0，0)、E(0，1，0)、C(0，0，1)，请写出D点的坐标：D：___。10．钛(Ti)有“21世纪将是钛的世纪”之说，而钛铝合金广泛用于航天领域，已知熔融的TiO2能够导电。回答下列问题：(1)写出基态Ti原子的价层电子排布图____________，钛元素在周期表中的位置是____________。(2)TiO2、TiCl4和TiBr4的熔点如下表所示，解释表中钛的化合物熔点存在差异的原因_________。(3)TiC14可由TiO2和光气(COC12)反应制得，反应为TiO2+2COC12TiCl4+2CO2。反应中COC12和CO2碳原子的杂化方式分别为____________、____________，COCl2的空间构型是_______。(4)钛铝合金中，原子之间是由____________键形成的晶体，一种钛铝合金具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Ti原子位于顶点和面心位置，Al原子位于棱心和体心，则该合金中Ti和Al原子的数量之比为____________。(5)已知TiO2晶胞中Ti4+位于O2－所构成的正八面体的体心，TiO2晶胞结构如图所示：①根据晶胞图分析TiO2晶体中Ti4+的配位数是____________。②已知TiO2晶胞参数分别为anm、bnm和cnm，设阿伏加德罗常数的数值为NA，则TiO2的密度为____________g·cm-3(列出计算式即可)。11．铁、钴、镍及化合物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。请回答下列问题：基态Ni原子的价电子排布式为_______。镍与CO生成的配合物，中含有的键数目为_________；写出与CO互为等电子体的阴离子的化学式_________。研究发现，在低压合成甲醇反应中，Co氧化物负载的纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。元素Co与O中，第一电离能较大的是_______。生成物与中，沸点较高的是________，原因是___________。用KCN处理含的盐溶液，有红色的析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可生成紫色的。具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色的，写出该反应的离子方程式____________。铁有、、三种同素异形体如图，、两种晶胞中铁原子的配位数之比为_____。若Fe原子半径为rpm，表示阿伏加德罗常数的值，则单质的密度为_______列出算式即可。在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为1，晶面。如图，则晶胞体中1，晶面共有_____个。12．铁氰化钾（化学式为K3[Fe(CN)6]）主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。（1）铁元素在周期表中的位置为_________，基态Fe3+核外电子排布式为_________。（2）在[Fe(CN)6]3－中不存在的化学键有_________。A．离子键B．金属键C．氢键D．共价键（3）已知(CN)2性质类似Cl2：(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2OKCN+HCl=HCN+KClHC≡CH+HCN→H2C=CH－C≡N①KCNO中各元素原子的第一电离能由小到大排序为________。②丙烯腈（H2C=CH－C≡N）分子中碳原子轨道杂化类型是_______；分子中σ键和π键数目之比为_______。（4）C22－和N2互为等电子体，CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似（如图甲所示），但CaC2晶体中哑铃形的C22－使晶胞沿一个方向拉长，晶体中每个Ca2+周围距离最近的C22－数目为_______。（5）金属Fe能与CO形成Fe(CO)5，该化合物熔点为－20℃，沸点为103℃，则其固体属于_______晶体。（6）图乙是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为dg·cm－3，铁原子的半径为_________nm（用含有d、NA的代数式表示）。【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．F＞O＞B1s22s22p63s23p6或[Ar]正四面体sp3ac3前三种为离子晶体，晶格能依次增大，后三种为分子晶体，分子间力依次增大解析：F＞O＞B1s22s22p63s23p6或[Ar]正四面体sp3ac3前三种为离子晶体，晶格能依次增大，后三种为分子晶体，分子间力依次增大【解析】【分析】(1)氟代硼酸钾中非金属元素有F、O、B，元素的非金属性越强，电负性越大；基态K+核外电子总数为18；(2)BH4-的中心原子B原子孤电子对数==0，价层电子对数=0+4=0，微粒空间构型与VSEPR模型相同；Na+与BH4-之间形成离子键，B原子有3个价电子，H有空轨道，而BH4-中形成4个B-H键，故BH4-中含有1个配位键、3个σ键；(3)双聚分子为Be2Cl4，Be原子价电子数为2，形成2个Be-Cl键，Be原子有空轨道、Cl原子有孤电子对，每个BeCl2分子中的1个Cl原子另外分子中Be原子之间形成1个配位键；(4)氟化物的熔点与晶体类型，离子晶体的熔点较高，分子晶体的熔点较低；离子半径越小、电荷越大，晶格能越大，离子晶体的熔沸点越高。而相对分子质量越大，分子间作用力越强，分子晶体的熔沸点越高；(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+8×+6×+12×=8，结合化学式可知，白色球代表Ca2+、黑色球代表F-，Ca2+占据F-形成的立方体的体心，晶胞中F-形成8个小立方体，只有4个Ca2+占据；处于晶胞中F-形成的小立方体体心的Ca2+与小立方体顶点F-紧密相邻，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，则小立方体棱长=pm，故晶胞棱长=pm，计算晶胞中微粒总质量，即为晶胞质量，晶体密度=晶胞质量÷晶胞体积。【详解】(1)氟代硼酸钾中非金属元素有F、O、B，非金属性强弱顺序为F＞O＞B，电负性大小顺序为F＞O＞B；基态K+核外电子总数为18，则电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ar]；(2)BH4-的中心原子B原子孤电子对数==0，价层电子对数=0+4=0，微粒空间构型与VSEPR模型相同为正四面体形，B原子采取sp3杂化；Na+与BH4-之间形成离子键，B原子有3个价电子，H有空轨道，而BH4-中形成4个B-H键，故BH4-中含有1个配位键、3个σ键，没有氢键与π键，故答案为ac；(3)双聚分子为Be2Cl4，Be原子价电子数为2，形成2个Be-Cl键，Be原子有空轨道、Cl原子有孤电子对，每个BeCl2分子中的1个Cl原子另外分子中Be原子之间形成1个配位键，BeCl2的结构式为，其中Be的配位数为3；(4)NaF、MgF2和AlF3为离子晶体，晶格能依次增大，熔点依次升高，而SiF4、PF5和SF6为分子晶体，分子间力依次增大，熔点依次增大；(5)晶胞中白色球数目为4、黑色球数目为1+8×+6×+12×=8，结合化学式可知，白色球代表Ca2+、黑色球代表F-，Ca2+占据F-形成的立方体的体心，晶胞中F-形成8个小立方体，只有4个Ca2+占据，可知Ca2+占据F-形成的空隙占有率为50%；处于晶胞中F-形成的小立方体体心的Ca2+与小立方体顶点F-紧密相邻，若r(F-)=xpm，r(Ca2+)=ypm，则小立方体棱长=pm，故晶胞棱长=pm，晶胞相当于含有4个“CaF2”，晶胞质量=4×g，晶体密度g•cm-3。【点睛】价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型)，根据价电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数．σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=×(a-xb)，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。2．[Ne]3s1(或1s22s22p63s1)离子键、非极性井价键平面三角形非极性）sp3B(OH)3+H2O[B(OH)4]-+H+原子晶体解析：[Ne]3s1(或1s22s22p63s1)离子键、非极性井价键平面三角形非极性）sp3B(OH)3+H2O[B(OH)4]-+H+原子晶体2或×1030【解析】【分析】【详解】Z元素原子的最外层电子数是次外层的两倍，则Z为碳元素；W元素原子核外有三种不同的能级且原子中p亚层与s亚层电子总数相等，则其电子排布式为1s22s22p4，为O元素；Q元素电离能分别是I1=496，I2=4562，I3=6912，说明最外层是1个电子，则Q为Na元素；再结合X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X、Y是非金属元素X、Y、Q元素的原子最高能级上电子数相等可知X为H，Y为B；(1)Na的核电荷数为11，基态Na原子的核外电子排布式是[Ne]3s1(或1s22s22p63s1)；(2)Na、O形成的化合物Na2O2中含有Na+和O22-，则所含化学键类型是离子键和非极性共价键；(3)BF3分子中心B原子孤电子对数==0，价层电子对数=3+0=3，故B原子采取sp2杂化，VSEPR构型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角形；BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层3个电子全部成键，为非极性分子；在B2H6分子中心B原子孤电子对数==0，价层电子对数=4+0=4，故B原子采取sp3杂化；(4)B(OH)3中B原子因缺电子而易与水电离出的OH-中氧原子间形成配位键，促进水的电离，使得溶液显酸性，则B(OH)3在水溶液中的电离方程式为B(OH)3+H2O[B(OH)4]-+H+；(5)①碳原子间通过C—C键形成立体网状结构，此晶体类型为原子晶体；②由晶胞结构可知，每个碳原子平均形成2个C—C键，含1molC原子的该晶体中共有2mol化学键；③晶胞中碳原子数目为4+8×+6×=8，则晶胞的质量为8×g，处于体对角线上的C原子相邻，若C原子半径为(r×10-10)cm，则晶胞体对角线长度为8(r×10-10)cm，则晶胞棱长为cm，则该晶体的密度为[8×g]÷[]3cm3=×1030g·cm-3。【点睛】把握非极性分子和极性分子的判断方法，对于ABn型分子，A原子的最外层电子，若完全成键，属于非极性分子，若不完全成键，则属于极性分子；杂化类型的判断：中心原子电子对计算公式：电子对数n=（中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数）。注意：①当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”；②当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp2杂化；n=4，sp3杂化。3．4:3小于(CN)2相对分子质量小于(SCN)2，范德华力较小，则沸点较低小于sp2杂化【解析】【分析】（1）(CN)2的结构式为，单键是σ键，解析：4:3小于(CN)2相对分子质量小于(SCN)2，范德华力较小，则沸点较低小于sp2杂化【解析】【分析】（1）(CN)2的结构式为，单键是σ键，三键中有1个σ键和2个π键，以此分析；分子晶体相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高；（2）HNO2可变形为：HONO，HNO3可变形为：HONO2，再根据题意分析；利用价层电子对互斥理论来分析判断NO2-中氮原子的杂化方式；（3）利用均摊法计算晶胞中Se原子，注意顶点原子为6个晶胞共用；根据计算。【详解】（1）(CN)2的结构式为，单键是σ键，三键中有1个σ键和2个π键，(CN)2中π键和σ键的数目之比为4：3；(CN)2与(SCN)2均为分子晶体，且分子间不存在氢键，(CN)2相对分子质量小于(SCN)2，范德华力较小，则沸点较低，故答案为：4：3；小于；(CN)2相对分子质量小于(SCN)2，范德华力较小，则沸点较低；（2）HNO2可变形为：HONO，HNO3可变形为：HONO2，则硝酸中n=2大于亚硝酸中n=1，酸性HNO2小于HNO3；NO2-中氮原子价层电子对数为，则NO2-中氮原子的杂化方式为sp2杂化，故答案为：小于；sp2杂化；（3）Se原子间形成正六棱柱，位于面心与顶点，从晶胞的俯视图可知晶胞中Se原子数目为，晶胞质量为，晶胞的体积，密度，故答案为：。【点睛】利用均摊法计算晶胞中Se原子，Se原子间形成正六棱柱，注意顶点原子为6个晶胞共用。4．第四周期ⅣA族3d104s24p22O>Gesp3共价键【解析】【分析】（1）Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核解析：第四周期ⅣA族3d104s24p22O>Gesp3共价键【解析】【分析】（1）Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2；（2）元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大；（3）Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键，Ge原子杂化轨道数目为4，采取sp3杂化；（4）Ge单晶具有金刚石型结构，则晶胞中Ge原子数目为8，结合阿伏伽德罗常数表示出晶胞的质量，再根据密度公式计算可得。【详解】（1）Ge的原子序数为32，位于元素周期表第四周期IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内，有2轨道未成对电子，故答案为：第四周期ⅣA族；3d104s24p2；2；（2）元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大，元素非金属性：Ge<O，则电负性：O>Ge，故答案为：O>Ge；（3）Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键，Ge原子杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp3；共价键；（4）由晶胞结构可知，晶胞中Ge原子有8个位于顶点、6个位于面心，4个位于体内，由分摊法可知数目为8×+6×+4=8，则依据质量公式可得晶胞质量为g，晶胞参数a=565.76pm，其密度为=g•cm-3，故答案为：。5．1s22s22p63s23p33正四面体60°大于电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的斥力解析：1s22s22p63s23p33正四面体60°大于电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的斥力增大，键角变大PCl4+sp3PCl6-低于或【解析】【分析】(1)根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据核外电子排布规律来写；(2)白磷分子是正四面体结构，四个P原子位于正四面体顶点上，物质溶解性遵循相似相溶原理；(3)NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，氨气分子空间构型是三角锥形，电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小；(4)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-，即发生反应为：2PCl5=PCl4++PCl6-；(5)晶胞中：P位于顶点和面心，数目为8×+6×=4，B位于晶胞内，数目为4，则磷化硼晶体的化学式为BP，由于磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，属于原子晶体，B-P键和C-C键相比，键长大，则熔点低于金刚石；再根据ρ=计算密度。【详解】(1)P元素为15号元素，原子核外有15个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p3，p轨道上是三个自旋方向相同的三个未成对电子；故答案为：1s22s22p63s23p3；3；(2)白磷分子是正四面体结构，四个P原子位于正四面体顶点上，所以键角是60°，为非极性分子，相似相容原理可知，易溶于非极性溶剂中，二硫化碳为非极性溶剂，所以白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度；故答案为：正四面体形；60°；大于；(3)NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，N-H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间构型是三角锥形，电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，PH3的键角小于NH3的键角；故答案为：电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大；(4)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl4+和一种正六面体形阴离子是PCl6-，即发生反应为：2PCl5=PCl4++PCl6-，已知A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体，则A为：PCl4+，PCl4+中P没有孤电子对。含四个σ键，所以原子杂化方式是sp3，B为：PCl6-；故答案为：PCl4+；sp3；PCl6-；(5)磷化硼(BP)与金刚石对比，B、P的原子半径大于C，则磷化硼(BP)中的键长大于金刚石，键能小于金刚石，故其熔点低于金刚石的熔点；根据磷化硼晶胞模型可知，1个晶胞中含有4个硼原子，P=8×+6×=4，则1mol晶胞中含有4molBP，晶胞的棱长=2xsin54°44’，则体积为=（2xsin54°44’）3，ρ==或；故答案是：低于；或。【点睛】等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团，A、B两种微粒分别与CCl4、SF6互为等电子体，Cl、F含有的价电子数相同，A与C中均含有P，故A为阳离子，B为阴离子。6．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：。7．[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2平面正三角形SO3或BF344BaTiO312【解析】【分析】【详解】（1）T解析：[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2平面正三角形SO3或BF344BaTiO312【解析】【分析】【详解】（1）Ti是22号元素，位于第四周期，其基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2，故答案为：[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2；（2）碳酸根离子中价层电子对个数==3，且没有孤电子对，所以是平面正三角形，原子个数和价电子数与CO32-相等的分子是CO32-的等电子体，所以可以用S换了C，得SO3，也可以用F换了O，用B换了C，得BF3，故答案为：平面三角形；SO3或BF3；（3）单键全是σ键，1个C12H28O4Ti分子中含44个单键，故1mol四异丙醇钛（C12H28O4Ti）中含有44molσ键，故答案为：44；（4）均摊法可知：Ba2+个数=8×=1，O2-个数=6×=3，Ti4+个数=1，所以偏钛酸钡的化学式为：BaTiO3，与与Ba2+最近且等距离的O2-为晶胞中立方体的面对角线的交点处的O2-，从图上可看出，1个晶胞中这样的O2-有3个，按照均摊法计算，实际有=3=1.5个，所以总的O2-有1.5×8=12个，故答案为：BaTiO3；12。【点睛】均摊法计算原子个数：位于六面体面上的原子，每个贡献，位于棱上的原子，每个贡献，位于顶点的原子，每个贡献，位于六面体内部的原子，每个贡献1。8．第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d104s1H2O小2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O232124CuO解析：第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d104s1H2O小2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O232124CuO3～4.3【解析】【分析】【详解】(1)Fe是26号元素，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，因此在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族；Cu是29号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；故答案为：第四周期第Ⅷ族；1s22s22p63s23p63d104s1。(2)同周期，非金属性越强，其气态氢化物越稳定，因此较稳定的是H2O；Cl非金属性强，其电负性越大，因此C的电负性比Cl的小；故答案为：H2O；小。(3)Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气，其化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；故答案为：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。(4)①根据均摊法计算，在石墨烯晶体中，每个C原子被3个六元环共有，每个六元环占有的碳原子数6×=2，所以，每个六元环占有2个C原子；故答案为：3；2。②在金刚石的晶体结构中每个碳原子与周围的4个碳原子形成四个碳碳单键，最小的环为6元环，每个单键为3个环共有，则每个C原子连接4×3=12个六元环，六元环为椅式结构，六元环中有两条边平衡，连接的4个原子处于同一平面内，如图；故答案为：12；4。(5)①W中含有CuCl2、FeCl3，加入X使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，加入的X由于调节溶液pH值，且不引入杂质，X为CuO等；故答案为：CuO。②常温下1L废液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物质的量浓度均为0.5mol·L－1，则加入Cl2后溶液中FeCl2转变为FeCl3，因此c(FeCl3)=1mol∙L−1，铜离子开始沉淀时，，，，pH=4.3，铁离子沉淀完全时，，，，pH=3，故溶液pH应控制在3.0～4.3之间；故答案为：3.0～4.3。9．正四面体形CH4、NH4＋(BO2)nn-sp3、sp2氢键、共价键、范德华力【解析】【分析】（1）B位于周期表中第2周期，第ⅢA族，同周期主解析：正四面体形CH4、NH4＋(BO2)nn-sp3、sp2氢键、共价键、范德华力【解析】【分析】（1）B位于周期表中第2周期，第ⅢA族，同周期主族元素，随着原子序数的增大，第一电离能有增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常；（2）硼化合物是典型的缺电子结构化合物，H3BO3也属于缺电子化合物，可接受OH-的一对孤电子对形成B（OH）4-，根据VSEPR理论说明空间构型，等电子体是指原子数目相同，价电子总数相同的微粒；（3）根据均摊思想分析偏硼酸根离子的化学式，根据杂化轨道理论判断五硼酸根离子中B原子的杂化方式；（4）硼酸晶体是片层结构，硼酸分子内存在共价键，分子间存在氢键，分子之间还存在范德华力，晶胞是无隙并置的，不能通过旋转得到，同一层内，存在一组相反的基本结构单元；（5）根据立体几何知识书写原子坐标。【详解】（1）B是第5号元素，基态B原子的价电子为2s22p1，价电子的轨道表达式为，第二周期第一电离能比B高的元素有Be、C、N、O、F、Ne等6种。故答案为：，6；（2）B易形成配离子，如[B(OH)4]-、[BH4]-等。[B(OH)4]-的中心原子形成4个σ键，其中有一个是配位键，由O原子提供了孤对电子，其结构式为，其中心原子B原子的价层电子对数为4，故其VSEPR模型为正四面体形，[BH4]-的等电子体有CH4、NH4+等。（3）由图1可知，偏硼酸根中每个B形成3个共价键、每个O形成2个共价键，所以平均每个B原子结合2个O原子，由B和O的化合价分别为+3和-2可知，其化学式可表示为；由图2可知，五硼酸根离子中有2种B原子，一种形成4个共价键，另一种形成3个共价键，故其中B原子的杂化方式为sp3、sp2。（4）硼酸晶体是片层结构的分子晶体，由图3

可知，同一层微粒间存在的作用力有氢键、共价键，范德华力等3种；故答案为：氢键、共价键，范德华力；（5）若建立如图5所示的坐标系，x与y两轴的夹角为120︒，以A

为坐标原点，把晶胞的底边边长和高都视作单位1，则B、C的坐标分别为B(1，0，0)、c(0，0，1)，由图可知，D点与A、B以及底面右下角等3个点构成一个正四面体，D点位于其顶点，其高度为晶胞高度的一半。由D点向底面作垂线，垂足为中线的三等分点，则垂足的坐标为(，0)，所以D点的坐标为D（）。【点睛】本题考查物质结构知识，主要考查了原子核外电子排布的表示方法、第一电离能的递变规律、杂化轨道理论、价键类型判断以及有关晶胞计算。本题（4）、（5）两问难度较大，需要有扎实的晶体化学知识，灵活运用均摊法，同时也要有足够的空间想象能力和立体几何知识。另外，对于六方晶胞，需要注意区别于立方晶胞，思维需改变过来，否则就会发生严重的错误。10．第四周期第ⅣB族TiO2为离子晶体，TiCl4和TiBr4为分子晶体，故TiO2的熔点高，TiCl4和TiBr4的结构相似，TiBr4的相对分子质量比的TiCl4相对分子质量大，则T解析：第四周期第ⅣB族TiO2为离子晶体，TiCl4和TiBr4为分子晶体，故TiO2的熔点高，TiCl4和TiBr4的结构相似，TiBr4的相对分子质量比的TiCl4相对分子质量大，则TiBr4的范德华力比TiCl4的范德华力强，故TiBr4的熔点比TiCl4的熔点高sp2杂化sp杂化平面三角形金属1:16【解析】【分析】（1）Ti原子的原子序数是22，在元素周期表中位于第四周期第ⅣB族，基态Ti原子的价层电子排布图为；（2）比较几种晶体的熔点，离子晶体的熔点高，分子晶体的结构相似时，相对分子质量越大，范德华力越强，熔点越高；（3）利用价层电子对数求杂化类型及分子间的空间构型；（4）晶胞中原子个数的求法；（5）求TiO2晶体密度时，注意一个晶胞中含有2个Ti原子、4个O原子，注意晶胞参数的单位换算。【详解】（1）Ti原子的原子序数是22，在元素周期表中位于第四周期第ⅣB族，基态Ti原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2，基态Ti原子的价层电子排布图为；（2）TiO2为离子晶体，TiCl4和TiBr4为分子晶体，故TiO2的熔点高，TiCl4和TiBr4的结构相似，TiBr4的相对分子质量比的TiCl4相对分子质量大，则TiBr4的范德华力比TiCl4的范德华力强，故TiBr4的熔点比TiCl4的熔点高；（3）COC12分子中碳原子的价层电子对数是3，故COC12分子中碳原子的杂化方式为sp2杂化，且中心原子碳原子没有孤电子对，COCl2的空间构型是平面三角形；CO2分子中碳原子的价层电子对数是2，故CO2分子中碳原子的杂化方式为sp杂化；（4）钛铝合金是金属晶体，原子之间是由金属键形成的晶体，一种钛铝合金具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Ti原子位于顶点和面心位置，Al原子位于棱心和体心，故在一个晶胞中Ti原子个数为：8+6=4，Al原子的个数为：12+1=4，该合金中Ti和Al原子的数量之比为:4:4=1:1；（5）①因为TiO2晶胞中Ti4+位于O2－所构成的正八面体的体心，所以TiO2晶体中Ti4+的配位数是6；②根据晶胞图可知，Ti原子8个在顶点、一个在体心，O原子4个在面心、2个在体心，故该晶胞中Ti原子个数为8+1=2，O原子的个数为4+2=4，(a10-7)(b10-7)(c10-7)NA=482+164，=g·cm-3。【点睛】根据晶胞的结构进行计算时，可利用均摊法先确定晶胞中的微粒数目，再根据：密度晶胞体积阿伏伽德罗常数=微粒数目摩尔质量。11．或的沸点较高，因为平均一个水分子能形成两个氢键而平均一个分子只能形成一个氢键，氯键越多，熔沸点越高。所以沸点高：34解析：或的沸点较高，因为平均一个水分子能形成两个氢键而平均一个分子只能形成一个氢键，氯键越多，熔沸点越高。所以沸点高：34【解析】【分析】(1)Co为27号元素，位于第四周期第ⅤⅢ族；1

个Ni(CO)4中含有4个配位键、4个共价三键，每个共价三键中含有一个σ键，配位键也属于σ键；与CO互为等电子体的阴离子中含有2个原子、价电子数是10；(2)①O元素是非金属，Co是金属元素；②氢键越多，熔沸点越高；③[Co(CN)6]4-配离子具有强还原性，在加热时能与水反应生成淡黄色[Co(CN)6]3-，只能是水中氢元素被还原为氢气，根据电荷守恒有氢氧根离子生成；(3)①δ晶胞为体心立方堆积，Fe原子配位数为8．a晶胞为简单立方堆积，Fe原子配位数为6；②γ-Fe中顶点粒子占，面心粒子占，根据晶体密度ρ=计算；③在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1，1，1)晶面，该立方晶胞体中(1，1，1)晶面共有4个。【详解】基态Ni原子的价电子为3d能级上的8个电子、4s能级上的2个电子，其价电子排布式为；