新高考化學(xué)物構(gòu)題庫

物質(zhì)結(jié)構(gòu)大題匯編

1.Goodenough等人因在鋰離子電池及鉆酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻

而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎?；卮鹣铝袉栴}：

⑴基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為.

(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I。如表所示。L(Li)>L(Na),原因是。

Ii(Be)>Ii(B)>Ii(Li),原因是o

⑶磷酸根離子的空間構(gòu)型為其中P的價層電子對數(shù)為、雜化軌道類型為

(4)LiFePO4的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面

體，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。每個晶胞中含有LiFePCh的單元數(shù)有一個。

充電充電

放電放電

(a)LiFePO4(h)Li,.FePO4(c)FePO,

電池充電時，LiFeCh脫出部分Li+,形成LiiFePO4,結(jié)構(gòu)示意圖如(b)所示，則x=,

n(Fe2+)：n(Fe3+)=。

1.【答案】(1)4:5

(2)Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，故第一電離能更小Li,

Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)

Be原子的s能級軌道處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的

(3)正四面體形4sp3

3

(4)4二或0.187513:3

16

【解析】⑴基態(tài)鐵原子的價電子排布式為3d64s2,失去外層電子轉(zhuǎn)化為Fe2+和Fe3+,這兩

種基態(tài)離子的價電子排布式分別為3d6和3d-根據(jù)Hund規(guī)則可知，基態(tài)Fe?+有4個未成

對電子，基態(tài)Fe3+有5個未成對電子，所以未成對電子個數(shù)比為4:5；

(2)同主族元素，從上至下，原子半徑增大，第一電離能逐漸減小，所以4(Li)>4(Na)；

同周期元素，從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，但由于IIA元素基態(tài)原子s能級軌道

處于全充滿的狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同一周期的IDA元素，因此

71(Be)>Z](B)>/,(U)；

(3)經(jīng)過計算，P0,中不含孤電子對，成鍵電子對數(shù)目為4,價層電子對數(shù)為4,因此其構(gòu)

型為正四面體形，P原子是采用sp3雜化方式形成的4個sp3雜化軌道；

(4)由題干可知，LiFePCh的晶胞中，F(xiàn)e存在于由O構(gòu)成的正八面體內(nèi)部，P存在由O構(gòu)成

的正四面體內(nèi)部；再分析題干中給出的(a),(b)和(c)三個不同物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，對比(a)

和(c)的差異可知，(a)圖所示的LiFePCh的晶胞中，小球表示的即為Li+,其位于晶胞的8

個頂點，4個側(cè)面面心以及上下底面各自的相對的兩條棱心處，經(jīng)計算一個晶胞中Li+的個

數(shù)為8x1+4x4+4xL=4個；進一步分析(a)圖所示的LiFePOa的晶胞中，八面體結(jié)構(gòu)和

824

四面體結(jié)構(gòu)的數(shù)目均為4,即晶胞中含F(xiàn)e和P的數(shù)目均為4；考慮到化學(xué)式為LiFePO」，

并且一個晶胞中含有的Li+,Fe和P的數(shù)目均為4,所以一個晶胞中含有4個LiFePCh單元。

對比(a)和(b)兩個晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可知，Lii*FePO4相比于LiFePCh缺失一個面心的1了以及

一個棱心的Li+；結(jié)合上一個空的分析可知，LiFePCh晶胞的化學(xué)式為LiaFe4P4016,那么

325

Lii-xFePCh晶胞的化學(xué)式為LigsFe4P4016,所以有l(wèi)-x=^—即x=0.1875。結(jié)合上一個空計

4

算的結(jié)果可知，Lii.xFeP04即Lio.8i25FeP04；假設(shè)Fe?+和Fe?+數(shù)目分別為x和y,則列方程

組：x+y=l,0.8125+2x+3y+5=4x2,解得x=0.8125,y=0.1875,貝ijLii-xFePCh中

n(Fe2+):“(Fe升)=0.8125:0.1875=13:3.

【點睛】

對第一電離能的考查，最常出現(xiàn)的是HA,VA基態(tài)原子與同一周期相鄰主族元素的基態(tài)原

子第一電離能的比較；判斷分子等構(gòu)型時，可以通過價層電子對互斥理論或雜化軌道理論

以及等電子體原理進行判斷；由陌生晶胞結(jié)構(gòu)書寫晶體化學(xué)式時，一方面要認真分析晶胞

中各類粒子的位置信息，另一方面也要注意均攤法的使用。

2.(2020年新課標(biāo)II)鈣鈦礦(CaTKh)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、

固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：

⑴基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為o

(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCL至TiL熔點依

次升高，原因是O

化合物

TiF4TiCl4TiBr4Til4

熔點/C377-24.1238.3155

(3)CaTi(h的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是；金屬離子與氧

離子間的作用力為,Ca2+的配位數(shù)是。

(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2\F和有機堿離子CH,NH；,

其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中的空間位置相同，有機堿CH,NH；中，

N原子的雜化軌道類型是;若晶胞參數(shù)為anm,則晶體密度為

gymq列出計算式)。

0CaTiI'CH3NH；PI/

圖（a）圖（l＞）

(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘，降低了

器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銷(Eu)鹽，提升了太陽能電池

的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理、O

2.【答案】(1)Is22s22P63s23P63d24s2

(2)TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質(zhì)量的增大分子

間作用力增大，熔點逐漸升高

(3)O>Ti>Ca離子鍵12

620i

4+xlin2

(4)Tisp3.；NT~°

Ha，xNA

3+2+2+2+3+

(5)2Eu+Pb=2Eu+Pb2Eu+I2=2Eu+2r

【解析】⑴鈦元素是22號元素，故其基態(tài)原子的核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d24s2

或[Ar]3d24s2；

(2)一般不同的晶體類型的熔沸點是原子晶體〉離子晶體〉分子晶體，TiR是離子晶體，其余

三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質(zhì)；TiC14>TiBn、Til均為分子晶體，

對于結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，則其相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力依次越大，熔點越高；

(3)CaTi()3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素，Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素，Ca在

Ti的左邊，根據(jù)同一周期元素的電負性從左往右依次增大，故Ti>Ca,O為非金屬，故其

電負性最強，故三者電負性由大到小的順序是：O>Ti>Ca,金屬陽離子和氧負離子之間以

離子鍵結(jié)合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數(shù)是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離

子，故Ca?+的配位數(shù)必須是與之距離最近且相等的氧離子的數(shù)目，從圖(a)可知，該數(shù)目為

三個相互垂直的三個面上，每一個面上有4個，故Ca?+的配位數(shù)是12；

(4)比較晶胞(a)(b)可知，將圖(b)中周圍緊鄰的八個晶胞中體心上的離子連接起來，就能變?yōu)?/p>

圖(a)所示晶胞結(jié)構(gòu)，圖(b)中體心上的1小2+就變?yōu)榱税藗€頂點，即相當(dāng)于圖(a)中的Ti4+；圖

(b)中頂點上的r就變成了體心，即相當(dāng)于圖(a)中的Ca2+；圖(b)面心上中的CH3NH；就變

成了棱心，即相當(dāng)于圖(a)中的O，故圖(b)中的Pb?+與圖(a)中的Ti"的空間位置相同；有

機堿CH3NH；中N原子上無孤對電子，周圍形成了4個◎鍵，故N原子采用sp3雜化；從

圖(b)可知，一個晶胞中含有Pb2+的數(shù)目為1x1=1個，CH3NH；的數(shù)目為8x)=1個，I-

8

的數(shù)目為6*1=3個，故晶胞的密度為

2

m_1molx(207+3x127+12+14+6xl)g/mol_620

xl021g/cm3

733

VTV/axlO')NAa

(5)從作用原理圖(c)可以推出，這里發(fā)生兩個離子反應(yīng)方程式，左邊發(fā)生Pb+2EW+=Pb2++

2Eu2+,右邊發(fā)生L+2Eu2+=2Eu3++2r.

【點睛】對電負性的考查，只要掌握周期表同一周期從左往右電負性依次增大，同一主族

從上往下電負性依次減小的規(guī)律，另金屬元素的電負性小于非金屬的；化學(xué)鍵的類型判斷

主要也是通過電負性，當(dāng)兩元素的電負性相差1.7以上形成離子鍵，小于則形成共價鍵；判

斷分子等構(gòu)型時，可以通過價層電子對互斥理論或雜化軌道理論以及等電子體原理進行判

斷；由陌生晶胞結(jié)構(gòu)計算晶體密度時，先要確定晶胞中含有的微粒數(shù)目，這時一方面要認

真分析晶胞中各類粒子的位置信息，另一方面也要注意均攤法的使用，然后根據(jù)質(zhì)量的兩

種計算方法相等即pV=nM來進行求算。

3.(2020年新課標(biāo)IH)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲

氫材料?；卮鹣铝袉栴}：

(1)H、B、N中，原子半徑最大的是。根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素

的相似。

(2)NH3BH3分子中，N—B化學(xué)鍵稱為一鍵，其電子對由一提供。氨硼烷在催化劑作用

下水解釋放氫氣：3NH3BH3+6H2O=3NH3+B3O^+9H2,B、。：的結(jié)構(gòu)如圖所示：

,?『

o'B'o.在該反應(yīng)中，B原子的雜化軌道類型由_____變?yōu)開_____o

(3)NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性(陵+),與B原子相連的H呈負電性(*),

電負性大小順序是?與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是(寫分子

式)，其熔點比NH3BH3(填“高”或"低”)，原因是在NH3BH3分子之間，存在

____________________,也稱“雙氫鍵”。

(4)研究發(fā)現(xiàn)，氮硼烷在低溫高壓條件下為正交晶系結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)分別為apm"pm、cpm,

a=/?=y=90°?氨硼烷的2x2x2超晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

2cpm

25pm

氨硼烷晶體的密度P=gem-"列出計算式，設(shè)M為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

3.【答案】⑴BSi(硝(2)配位Nsp3sp2

(3)N>H>BCH3CH3低膻+與一的靜電引力

62

30

⑷NAabcxlO

【解析】

【分析】根據(jù)元素在周期表中的位置比較和判斷元素的相關(guān)性質(zhì)；根據(jù)中心原子的價層電

子對數(shù)確定其雜化軌道的類型；運用等量代換的方法尋找等電子體；根據(jù)電負性對化合價

的影響比較不同元素的電負性；根據(jù)晶胞的質(zhì)量和體積求晶體的密度。

【詳解】(1)在所有元素中，H原子的半徑是最小的，同一周期從左到右，原子半徑依次減

小，所以，H、B、N中原子半徑最大是B。B與Si在元素周期表中處于對角張的位置，根

據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與Si元素相似。

(2)B原子最外層有3個電子，其與3個H原子形成共價鍵后，其價層電子對只有3對，還

有一個空軌道；在N%中，N原子有一對孤對電子，故在NH3BH3分子中，N—B鍵為配位

鍵，其電子對由N原子提供。NH3BH3分子中，B原子的價層電子對數(shù)為4,故其雜化方式

為sp3。NH3BH3在催化劑的作用下水解生成氫氣和B3(V-,由圖中信息可知，B3(V-中每個

B原子只形成3個。鍵，其中的B原子的雜化方式為sp2,因此，B原子的雜化軌道類型由

sp3變?yōu)閟p2o

⑶NH3BH3分子中，與N原子相連的H呈正電性，說明N的電負性大于H；與B原子相

連的H呈負電性，說明H的電負性大于B,因此3種元素電負性由大到小的順序為N>H

>BoNH3BH3分子中有8個原子，其價電子總數(shù)為14,N和B的價電子數(shù)的平均值為4,

依據(jù)等量代換的原則，可以找到其等電子體為CH3cH3。由于NH3BH3分子屬于極性分子，

而CH3cH3屬于非極性分子，兩者相對分子質(zhì)量接近，但是極性分子的分子間作用力較大，

故CH3cH3熔點比NH3BH3低。NH3BH3分子間存在“雙氫鍵”，類比氫鍵的形成原理，說明

其分子間存在與H*的靜電引力。

(4)在氨硼烷的2x2x2的超晶胞結(jié)構(gòu)中，共有16個氨硼烷分子，晶胞的長、寬、高分別為

2apm>2bpm、2cpm,若將其平均分為8份可以得到8個小長方體，則平均每個小長方體

中占有2個氨硼烷分子，小長方體的長、寬、高分別為apm、bpm、cpm,則小長方體的質(zhì)

量為下上，小長方體的體積為abcxl(T3%m3,因此，氨硼烷晶體的密度為

31x2g

3

NA_62g*cmo

30330

abcx10~C/HNAabcx10~

4.(2020年7月浙江選考)(1)氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性HF大于HC1的主要原因是。

(2)CaCN2是離子化合物，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CaCN2的電子式是。

(3)常溫下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是o

4.【答案】(1)原子半徑F<C1,鍵能F-H>C1-H

--|2-

(2)Ca2+N::C::N

(3)乙醇與水之間形成氫鍵而氯乙烷沒有(1)由于原子半徑FVC1,故鍵長：F—H<

Cl—H,鍵能：F—H>C1—H,所以HF比HCI穩(wěn)定，故答案為：原子半徑F<CL鍵能F—H

>C1—H.

(2)CaCN2是離子化合物，則陽離子為Ca2+、CN；為陰離子；Ca原子最外層有2個電子，

易失去最外層的2個電子達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；N原子最外層有5個電子，易得到3個

電子或形成3對共用電子對達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；C原子最外層有4個電子，通常形成4

對共用電子對達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；則每個N原子分別得到Ca失去的1個電子、與C

原子形成兩對共用電子對，Ca,C、N都達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，CaCNz的電子式為

Ca，,：：C：：N]3-,故答案為：Ca2+[5j：：C：：N]3".

(3)乙醇和氯乙烷都屬于極性分子，但乙醇與水分子之間形成氫鍵，而氯乙烷不能與水分子

形成氫鍵，故常溫下在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，故答案為：乙醇與水分子之間形成

氫鍵而氯乙烷沒有。

【點睛】CN￡與CO2互為等電子體，可以根據(jù)CO2的電子式，結(jié)合等電子原理書寫CN：

的電子式。

5.(2020年江蘇卷)以鐵、硫酸、檸檬酸、雙氧水、氨水等為原料可制備檸檬酸鐵錢

((NH4)3Fe(C6H5O7)2).

2+

(DFe基態(tài)核外電子排布式為；[Fe(H2O)J中與Fe?+配位的原子是

(填元素符號)。

(2)NM分子中氮原子的軌道雜化類型是；C、N、O元素的第一電離能由大到

小的順序為o

⑶與NH：互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。

(4)檸檬酸的結(jié)構(gòu)簡式見圖。1mol檸檬酸分子中碳原子與氧原子形成的0鍵的數(shù)目為

_________molo

CH.COOH

i/

HO-C-COOH

CH.COOH

5.【答案】(1)Is22s22P63s23P63c164s2或[Ar]3d64s2O(2)sp3N>O>C

(3)CH4或SiH4(4)7

【解析】

【分析】(l)Fe核外有26個電子，H2O中O原子有孤對電子，提供孤對電子。

(2)先計算NH3分子中氮原子價層電子對數(shù)，同周期，從左到右，第一電離能呈增大的趨勢，

但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族。

(3)根據(jù)價電子數(shù)Si=C=N+的關(guān)系得出NH；互為等電子體的分子。

(4)竣基的結(jié)構(gòu)是?小加，一個竣基中有碳原子與氧原子分別形成兩個c鍵，一個羥

基與碳原子相連形成一個0鍵。

【詳解】(l)Fe核外有26個電子，其基態(tài)核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2或

[Ar]3d64s2；由于H2O中。原子有孤對電子，因此[Fe(H2O)6產(chǎn)中與Fe?+配位的原子是O；

故答案為：Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2；O,

(2)NH3分子中氮原子價層電子對數(shù)為3+g(5—lx3)=3+1=4,因此氮雜化類型為sp3,

同周期，從左到右，第一電離能呈增大的趨勢，但第IIA族大于第HIA族，第VA族大于

第VIA族，因此C、N、。元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C；故答案為：sp3；

N>O>C,

(3)根據(jù)價電子數(shù)Si=C=N+,得出NH：互為等電子體的分子是CH4或SiH』；故答案為：

CH』或SiBU。

O

(4)竣基的結(jié)構(gòu)是IcT，一個竣基中有碳原子與氧原子分別形成兩個。鍵，三個竣

基有6個，還有一個羥基與碳原子相連形成一個。鍵，因此Imol檸檬酸分子中碳原子與氧

原子形成的。鍵的數(shù)目為7mol；故答案為7。

6.(2020年天津卷)Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素。回答下列問題：

(l)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為，基態(tài)Fe原子的電子排布式為。

(2)CoO的面心立方晶胞如圖所示。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則CoO晶體的密度為

______g.cm-3：三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，其熔點由高到低的順序為

---O2

-Co"

(3)Fe、Co,Ni能與CI2反應(yīng)，其中Co和為Ni均生產(chǎn)二氯化物，由此推斷FeCb、C0CI3

和CL的氧化性由強到弱的順序為一，Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成，寫出反應(yīng)

的離子方程式：O

(4)95℃時，將Ni片浸在不同質(zhì)量分數(shù)的硫酸中，經(jīng)4小時腐蝕后的質(zhì)量損失情況如圖所示,

當(dāng)co(H2soJ大于63%時,Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因為。由于Ni與H2s04

反應(yīng)很慢，而與稀硝酸反應(yīng)很快，工業(yè)上選用H2sth和HNO3的混酸與Ni反應(yīng)制備NiSO4o

為了提高產(chǎn)物的純度，在硫酸中添加HNO3的方式為(填“一次過量”或“少量多次，>

此法制備NiSO4的化學(xué)方程式為.

6.【答案】(1)第四周期第Vin族Is22s22P63s23P63d64s2或［Ar］3d64s2

332

(2)-y-xlONiO>CoO>FeO

a況

+

(3)CoCh>C12>FeCl32Co(OH)3+6H+2C「=C12T+2co2++6H2O

(4)隨H2sCh質(zhì)量分數(shù)增加，Ni表面逐漸形成致密氧化膜少量多次3Ni+3H2SO4

+2HNO3=NiSO4+2NOT+4H2O或Ni+H2SO4+2HNO3=NiSO4+2NO2T+2H2O

【解析】(l)Fe、Co、Ni分別為26、27、28號元素，它們在周期表中的位置為第四周期第

VIH族，基態(tài)Fe原子的電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2或［AiJ3d64s2；故答案為：第四

周期第VIII族；Is22s22P63s23P63d64s2或［Ar］3d64s2；。

(2)CoO的面心立方晶胞如圖1所示。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計算出。2-個數(shù)為8X：+6X4=4,CO2+

o2

個數(shù)為12x'+l=4,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則CoO晶體的密度為

4

75g?mol'14

------------x4

_m_NAIBOL_3_3；三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，離子

p----------------------------；-----；—x]ug?cm

lo33

V(axlO-cm)aA^A

半徑Fe2+>G)2+>Ni2+,NiO、CoO,FeO,離子鍵鍵長越來越長，鍵能越來越小，晶格能

按NiO、CoO.FeO依次減小，因此其熔點由高到低的順序為NiO>CoO>FeO；故答案

為.Y—X1()32.

NiO>CoO>FeO?

(3)Fe、Co、Ni能與Ch反應(yīng)，其中Co和為Ni均生產(chǎn)二氯化物，根據(jù)鐵和氯氣反應(yīng)生成

Fed,,氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物氧化性，因此氧化性：Ch>FeCl3,氯氣與Co和為

Ni均生產(chǎn)二氯化物，說明氯氣的氧化性比CoCb弱，由此推斷FeCb、C0CI3和CL的氧化

性由強到弱的順序為CoC13>Cl2>FeC13,Co(OH)3與鹽酸反應(yīng)有黃綠色氣體生成，發(fā)生氧

化還原反應(yīng)生成CL、CoCl2>H2O,其離子方程式：2co(OH)3+6H++2C「=CLT+2c。2+

+2+

+6H2O；故答案為：CoCh>Ch>FeCl3；2Co(OH)3+6H+2CF=Ch?+2Co+6H2O?

(4)類比Fe在常溫下與濃硫酸發(fā)生鈍化，根據(jù)圖中信息，當(dāng)力(H2s0J大于63%時，Ni

被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因為隨H2s04質(zhì)量分數(shù)增加,Ni表面逐漸形成致密氧化膜。

工業(yè)上選用H2sCh和HNO3的混酸與Ni反應(yīng)制備NiSO4?為了提高產(chǎn)物的純度，根據(jù)Ni

與H2sO4反應(yīng)很慢，而與稀硝酸反應(yīng)很快，因此在硫酸中少量多次添加HNO3的方式來提

高反應(yīng)速率，反應(yīng)生成NiSO4>H2O,根據(jù)硝酸濃度不同得到NO或NCh,此法制備NiSO4

的化學(xué)方程式為3Ni+3H2so4+2HNO3=NiSO4+2NOt+4H2O或Ni+H2so4+2HNO3

=NiSO4+2NO2t+2H2O；故答案為：隨H2s(1,質(zhì)量分數(shù)增加，Ni表面逐漸形成致密氧化

膜；少量多次；3Ni+3H2SO4+2HNO3=NiSO4+2NOT+4H2O或Ni+H2so4+2HNO3

=NiSO4+2NO2T+2H2。?

7.(2020年山東新高考)CdSnAsz是一種高遷移率的新型熱電材料，回答下列問題：

(l)Sn為WA族元素，單質(zhì)Sn與干燥C12反應(yīng)生成SnCLu常溫常壓下SnCL為無色液體，

SnCL空間構(gòu)型為,其固體的晶體類型為。

(2)NH3、PH3、As%的沸點由高到低的順序為(填化學(xué)式，下同)，還原性由

強到弱的順序為,鍵角由大到小的順序為o

(3)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為

螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，Imol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有

mol,該螯合物中N的雜化方式有種。

(4)以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子的分數(shù)坐

標(biāo)。四方晶系CdSnAsz的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90。，晶胞中部分原子的分

數(shù)坐標(biāo)如下表所示。

坐標(biāo)原子Xyz

Cd000

Sn000.5

As0.250.250.125

apm

一個晶胞中有個Sn,找出距離Cd(O,0,0)最近的Sn(用分數(shù)坐標(biāo)表示)。

CdSnAsz

晶體中與單個Sn鍵合的As有個。

【答案】(1)正四面體形；分子晶體

(2)N%、AsBh、PH3AS%、PH3、NH3NH3、PH3、AsBb

(3)6(4)4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4

7.【解析】

【分析】(1)利用價層電子對數(shù)確定SnCL的分子構(gòu)型；由于常溫下SnCL為液體，故SnCL

為分子晶體；

(2)結(jié)構(gòu)相似的分子，相對分子質(zhì)量越大物質(zhì)的熔沸點越高，另外分子間能形成氫鍵的物

質(zhì)，熔沸點則較高，鍵角的大小取決于中心原子的雜化類型、孤電子對數(shù)、成鍵電子對與

成鍵電子對之間的斥力大小；

(3)由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式可知，螯合作用配位成環(huán)，故1個該配合物中通過螯合作用形成

的配位鍵有6個，Cd-NO2那個不算；該螯合物中N原子的雜化方式為sp2雜化；

(4)結(jié)合部分原子的分數(shù)坐標(biāo)，結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)圖，確定各原子在晶胞中位置，找出相應(yīng)原

子。

【詳解】(1)Sn為第IVA族元素，由于常溫下SnCL,為液體，故SnCh為分子晶體；SnCh

分子中中心原子的孤電子對數(shù)='x(4-4xl)=0,。鍵電子對數(shù)為4,價層電子對數(shù)為4,

2

故SnCL,分子的空間構(gòu)型為正四面體形；

(2)NH3、P%、As%的結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，范德華力越強，

物質(zhì)的沸點越高，但是NH3分子間能形成氫鍵，故這三種物質(zhì)的沸點NH3>ASH3>PH3；

N、P、As這三種元素位于元素周期表中第VA族，原子序數(shù)依次增大，同一主族從上到下，

隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，氫化物的還原性逐漸增強，

故這三種物質(zhì)的還原性由強到弱的順序為ASH3>PH3>NH3；NH3、PH3、As%中中心原

子都是sp3雜化，都有1對孤電子對，中心原子的電負性越小，成鍵電子對之間的斥力越小，

成鍵電子對之間的斥力越小,鍵角越小,所以這三種物質(zhì)鍵角由大到小的順序為NH3>PH3

>ASH3；

(3)由該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式和分析，根據(jù)題意“含有多個配位原子的配體與同一中心離子或

原子通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物”，故該配合物中通過螯合作用形成的配位

鍵有6m01,Cd—NO2那個不算；該螯合物中N原子的雜化方式都是sp2雜化，故該物質(zhì)中

N的雜化方式有1種；

(4)由部分Cd原子的分數(shù)坐標(biāo)為(0,0,0),可知8個Cd在晶胞的頂點，4個Cd在晶胞

的面心，1個在晶胞的體心；部分Sn原子的分數(shù)坐標(biāo)為(0,0,0.5),4個Sn在晶胞的棱

上，6個Sn在晶胞的面心；部分As原子的分數(shù)坐標(biāo)為(0.25,0.25,0.125),8個As在晶

胞的體心；所以1個晶胞中Sn的個數(shù)為4X」+6XL=4；距離Cd(O,(),0)最近的Sn是

42

(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)；由晶胞結(jié)構(gòu)圖可知，CdSnAsz晶體中與單個Sn結(jié)合的As

有4個。

【點睛】本題考查軌道雜化類型的判斷，分子構(gòu)型，物質(zhì)熔沸點大小比較，鍵角大小的比

較，配位數(shù)的計算，晶胞的計算等知識，立足課本進行適當(dāng)拓展，但整體難度不大。難點

仍然是晶胞的有關(guān)判斷與計算，晶胞中原子的數(shù)目往往采用均攤法：①位于晶胞頂點的原

子為8個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻為1/8；②位于晶胞面心的原子為2個晶胞共用，對

一個晶胞的貢獻為1/2；③位于晶胞棱心的原子為4個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻為1/4；

④位于晶胞體心的原子為1個晶胞共用，對一個晶胞的貢獻為1?

8.(2020屆河南省鄭州市高三第二次質(zhì)檢)鈣和銅合金可用作電解制鈣的陰極電極材料，

回答下列問題：

(1)基態(tài)銅原子的價電子排布式為O

(2)CaCCh高溫分解可制得CaO。CaO與C在一定條件下可生成CaC2,CaC2與水反應(yīng)

生成Ca(OH)2和一種4原子氣體分子。

①CaC(h中陰離子的空間構(gòu)型為。

②該氣體分子中0鍵與兀鍵的數(shù)目之比為?

③寫出2種與C；-互為等電子體的分子的化學(xué)式.

(3)工業(yè)上電解CaCL制Ca而不采用電解CaO的原因是?

(4)在堿性溶液中，縮二服HN(CONH2)2與CuSO4反應(yīng)得到一種特征紫色物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)

如圖所示，該反應(yīng)原理可用于檢驗蛋白質(zhì)或其他含鍵的化合物。縮二服分子中碳原子與氮

原子的雜化類型分別為、o

(5)一種鈣銅合金的結(jié)構(gòu)可看作圖a、b兩種原子層交替堆積排列而成c,其晶胞如圖d。

①a圖Ca-Ca間距離為xpm,c圖中Ca-Ca間距離為ypm.已知原子擁有的盡可能多的

相鄰原子的個數(shù)叫該原子的配位數(shù)，則晶胞c中Ca原子的配位數(shù)(Cu原子)為o

②設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該鈣銅合金的密度是g?cm-3(列出計算表達式)。

8.【答案】(1)3dI。4sl(2)①平面三角形②3:2③CO、N2(3)CaO熔點

(40+5x64)x2

高于CaCL,熔化時消耗能量高(4)sp2sp3(5)①18②而交吁雙

【解析】

(1)基態(tài)Cu原子的外圍電子排布為：Bd'Ms1,則基態(tài)Cu原子的價電子排布式為3d104s1,

故答案為：3d1。4sl

2

(2)①CaCO3中K2c03中陰離子為CO3,中心碳原子形成1個碳氧雙鍵和2個碳氧單鍵,

陰離子的空間構(gòu)型為平面三角形，故答案為：平面三角形；

②該氣體為C2H2,分子中2個單鍵，1個三鍵，一個單鍵就有一個。鍵，三鍵中有一個0

鍵和2個7r鍵，分子中6鍵與兀鍵數(shù)目比為3：2,故答案為：3：2；

③C；離子中共有14個電子，符合的有CO、N2,故答案為：CO、N2；

(3)氧化鈣熔點比氯化鈣熔點高，熔融離子晶體要消耗能源，從而增加成本，為減少成本,

所以用熔融氯化鈣冶煉鈣，故答案為：CaO熔點高于CaCL,熔化時消耗能量高；

(4)縮二服分子中碳原子以單鍵和雙鍵結(jié)合，分子中的C原子采取sp?雜化，氮原子以單

鍵結(jié)合分子中的N原子采取sp3雜化，故答案為：sp2；sp3；

(5)①以上面面心上的Ca原子為例，該晶胞中該Ca原子配位的Cu原子包含其上面6個、

相同層6個、下層6個，所以其配位數(shù)是18,故答案為：18；

②根據(jù)c可知，該晶胞中Ca原子個數(shù)=12x，+2x—=3>Cu原子個數(shù)=12x」+6xL+6=15,

6222

]QFy

該晶胞體積=[—(xxl0"°)2sin60Ox6x(xxlO',o)]cm3=------x2yxl0-31)cm3,晶體密度

22

(40+5x64)x3

m(40+5x64)x2

g-cm-3故答案為:

230V3x2yxl0-30x/VSCm

V^3xyxlO-A

(40+5x64)x2

V3x2yx1030xNj

9.(2020屆廣東省深圳市高三第一次調(diào)研)含Ni、As元素的物質(zhì)在生產(chǎn)生活中有重要的

用途。回答下列問題：

(1)基態(tài)Ni2+核外電子排布式為?

(2)AsCl：分子的立體構(gòu)型為,

(3)某個Ni(U)有機配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示：

②請在圖中用標(biāo)出Ni2+的配位鍵

(4)Ge,As,Se元素處于同一周期，三種元素原子的第一電離能由大到小的順序為

(5)H3ASO4的酸性強于H3ASO3的原因是，AsH：的鍵角小于NH,的原因是

________O

(6)如圖為Ni和As形成的某種晶體的六方晶胞圖，該化合物的化學(xué)式為,Ni

原子占據(jù)的空隙類型為o已知晶胞參數(shù)分別為apm、apm、bpm和B=60",則該

品胞的密度為g-cm-3(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)

?Ni

OAs

9.【答案】(1)[Ar]3d*或Is22s22P63s23P63d$(2)三角錐形(3)①sp?sp3

(4)As>Se>Ge(5)^13人$。4分子結(jié)構(gòu)中非羥基氧原

子數(shù)比H3ASO3多，所以H3ASO4的酸性強.或HQsOq分子中As價態(tài)更高，導(dǎo)致

As-O-H中的O的電子向As偏移，氧氫鍵的極性變大，在水分子作用下，越容易電離

出H+,故H’AsO」酸性更強碑原子電負性小于氮原子，所以其共用電子對離碑核距離

較遠，成鍵電子間的斥力較小，導(dǎo)致鍵角較小(6)NiAs八面體空隙

2.68x1032

2

NAxabxsin60

【解析】(1)28號元素是銀，核外電子排布式為Is22s22P63s23P63dMs2,基態(tài)Ni?+失去

最外層的兩個電子，核外電子排布式為[Ar]3dti或Is22s22p63s23P‘3d8；

(2)AsCl，的中心原子為碑，最外層有5個電子，與三個氯原子形成三對共價鍵，剩余一

對孤對電子，價層電子對數(shù)為4對，分子的立體構(gòu)型為三角錐形；

(3)①氮原子形成一對雙鍵，兩對單鍵時，價層電子對數(shù)為3對，雜化方式為sp?,形成

三對單鍵的氮原子形成的。鍵數(shù)為3對，孤對電子數(shù)為1對，價層電子對數(shù)為4對，雜化

方式為sp，雜化；

②銀原子正上方的氮原子，有一對孤對電子，下方水分子提供孤對電子，銀原子提供空軌

()()

道，形成兩對配位鍵，表示為

(4)Ge,As,Se元素處于同一周期，同周期第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，As的最外層4P

軌道為半充滿狀態(tài)，第一電離能高于Se和Ge,故第一電離能由大到小為：As>Se>Ge

(5)H3ASO4分子結(jié)構(gòu)中非羥基氧原子數(shù)比HsAsO,多，所以H3ASO4的酸性強.或

HjAsOq分子中As價態(tài)更高，導(dǎo)致As-O-H中的O的電子向As偏移，氧氫鍵的極性

變大，在水分子作用下，越容易電離出H+,故H3ASO4酸性更強；

神原子電負性小于氮原子，所以其共用電子對離神核距離較遠，成鍵電子間的斥力較小,

導(dǎo)致鍵角較小，AsH?的鍵角小于NH,；

(6)Ni位于頂點和棱心，個數(shù)為8X2+4x^=2,As位于體心，個數(shù)為2,原子個數(shù)最簡

84

mnMNM

比為1:1,化學(xué)式為NiAs；六個銀原子圍成八面體空隙；P=2=k=右飛—7.

VVN\S底xb

M=59+75=134g/mol,N=2,上下底面是菱形，計算出面積S)s=gax2axsin60,代入密度

2.68x1032

公式得到

2

NAxabxsin60

10.(2020屆安徽省江淮十校聯(lián)考)Cu(InmGaxSe2)(簡稱CIGS)可作多晶膜太陽能電池

材料，具有非常好的發(fā)展前景。

回答下列問題：

(1)已知錮的原子序數(shù)為49,基態(tài)錮原子的電子排布式為［Ki±_；Ga、In、Se,第一電

離能從大到小順序為一?

(2)硅與碳位于同主族，碳的化合物中往往有碳碳雙鍵、碳碳三鍵，但是硅的化合物中只

存在硅硅單鍵，其主要原因是一,常溫常壓下，SiF4呈氣態(tài)，而SiCL呈液態(tài)，其主要原

因是一.

(3)3iGa可以形成GaCbxNlb(x=3、4、5、6)等一系列配位數(shù)為6的配合物，向上述

某物質(zhì)的溶液中加入足量AgNCh溶液，有沉淀生成；過濾后，充分加熱濾液有氨氣逸出，

且又有沉淀生成，兩次沉淀的物質(zhì)的量之比為1：2。則該溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為_。

(4)Seth?一的立體構(gòu)型為_；Seth中硒原子采取雜化類型是一。

(5)常見的銅的硫化物有CuS和Cu2s兩種。已知：晶胞中S2-的位置如圖1所示，銅離子

位于硫離子所構(gòu)成的四面體中心,它們晶胞具有相同的側(cè)視圖如圖2所示。已知CuS和Cu2s

的晶胞參數(shù)分別為apm和bpm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。

①CuS晶體中，相鄰的兩個銅離子間的距離為—pm.

②Cu2s晶體中，S2-的配位數(shù)為一。

③Cu2s晶體的密度為p=—g?cm”3(列出計算式即可)。

10.【答案】(1)4d105s25p1Se>Ga>In(2)硅原子半徑大于碳，硅原子的原子軌道

肩并肩重疊程度小，形成三鍵、三鍵不穩(wěn)定組成、結(jié)構(gòu)相似、四氯化硅的相對分子質(zhì)

⑸①與

量較大(3)[Ga(NH)4C12]Cl(4)三角錐形sp2②8③

32

640

330

NAxbxlO-

【解析】(D綠原子的質(zhì)子數(shù)為49,電子排布是為Is22s22P63s23P63F。4s24P64dl05s25pl簡

寫為[KH4di。5s25p%Ga與In同主族，Se與Ga同周期，同一主族從上到下第一電離能逐

漸減小，同周期從左到右第一電離能逐漸增大，則第一電離能從大到小順序為Se>Ga>Ino

(2)碳碳雙鍵、碳碳叁鍵都有萬鍵，硅原子的半徑大于碳原子，硅原子的原子軌道肩并肩

重疊程度小于碳原子，乃鍵不穩(wěn)定。四氯化硅、四氟化硅都是分子構(gòu)成的物質(zhì)，組成、結(jié)

構(gòu)相似，四氯化硅的相對分子質(zhì)量大于四氟化硅，故四氯化硅的分子間作用力較大，沸點

較高。

(3)向上述某配合物的溶液中加入足量AgNCh溶液，有沉淀生成；過濾后，充分加熱濾

液有氨氣逸出，且又有沉淀生成，兩次沉淀的物質(zhì)的量之比為1：2,說明該配合物內(nèi)界和

外界中含氯離子的個數(shù)比為2:1,由于Ga?+的配位數(shù)為6,則該配合物的化學(xué)式為

[Ga(NH3)4C12]Cl(>

(4)Seth?-中硒原子的價層電子對數(shù)為4,其中為1個孤對電子對、3個成鍵電子對，故它

的立體構(gòu)型為三角錐形；二氧化硒分子中硒原子價層有3個電子對，采取sp2雜化。

(5)①由題意可知，銅離子位于互不相鄰的四面體中心，因此相鄰的兩個銅離子間的距離

為夜

為---apnio

2

②銅離子配位數(shù)為4,根據(jù)化學(xué)式為CuzS,得出S2?的配位數(shù)為8。

③Cu2s晶體中含有8個銅離子、4個硫離子，故晶體的密度為p=

4xMga_640..3

103-3308，Cm

NAx(bxlO-)NAxbxlO_°

11.(2020屆河南省焦作市高三第三次模擬)2019年8月13日中國科學(xué)家合成了首例缺陷

誘導(dǎo)的晶態(tài)無機硼酸鹽單一組分白光材料Ba2[Sn(OH)6MB(OH)4上并獲得了該化合物

的LED器件，該研究結(jié)果有望為白光發(fā)射的設(shè)計和應(yīng)用提供一個新的有效策略。

(1)基態(tài)Sn原子價層電子的空間運動狀態(tài)有一種，基態(tài)氧原子的價層電子排布式不能表

示為2s22Px?2py2,因為這違背了一原理(規(guī)則)。

(2)[B(OH)4]-中氧原子的雜化軌道類型為,[B(OH)4]-的空間構(gòu)型為?

[Sn(OH)6]2-中，Sn與O之間的化學(xué)鍵不可能是—.

a"鍵b6鍵c配位鍵d極性鍵

(3)碳酸鋼、碳酸鎂分解得到的金屬氧化物中，熔點較低的是(填化學(xué)式)，其原因

是。

(4)超高熱導(dǎo)率半導(dǎo)體材料一珅化硼(BAs)的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，則1號珅原子的

坐標(biāo)為—o已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,若晶胞中As原子到B原子最近距離為apm,

(3)BaO離子半徑越

86x4

小，晶格能越大，物質(zhì)的熔點