2023新高考化学第一轮专题练习-专题九 晶体结构与性质

1、第 页共16页2023新高考化学第一轮专题练习专题九晶体结构与性质 基础篇固本夯基考点一晶体常识（2021广东，20节选）理论计算预测，由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘 体材料。X的晶体可视为Ge晶体（晶胞如图a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是_。图c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为 :该晶胞中粒子个数比Hg ： Ge ： Sb= og/cm3（列出算式）。设X的最简式的式量为则X晶体的密度为 o =Ge答案不能无隙并置成晶体，不是最小重复

2、单元Mrx4x2yxlO21xNA（2021河北，17节选）分别用o、表示H2PO；和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图所示，图（b）、图（c）分别显示的是H2PO； K+在晶胞xz面、yz面上的位置：若晶胞底边的边长均为a pm、高为c pm.阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 （写 出表达式）。晶胞在x轴方向的投影图为 （填标号）。答案铷 （2020课标I ,35,15分）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：（1）基态Fe2+与Fe3子中未成对的电子数之比为 。Li及其周期表中相邻元素的第一电

3、离能如表所示。Ii(Li)I,(Na),lS因是 o Ii(Be)I|(B)I,(Li),原因是O Ii/fkJmor1)Li:520Be:900B:801Na:496Mg:738Al:578磷酸根离子的空间构型为 ，其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。 LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中0围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过 共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有 个。 LiFePO4 (b) Li,_FePO4 (c) FePO4电池充电时,LiFePO4脱出部分Li+,形成LLxFePO4,结构示意图如(b)所示，则x= ,n

4、(Fe2+) : n(Fe3+)= 。答案(1)4： 5Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子Li、Be、B同周期，核电荷数依次增加。Be为 ls22s2全满稳定结构，第一电离能最大。与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能 较大正四面体4 sp基态硼原子的价电子轨道表示式是 。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能 由大到小的顺序为 。 B与H形成的化合物很多，其中最简单的氢化物为B2H6(分子结构如图乙所示)，则B原子的杂化方式为 。氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一，分子中存在配位键，提供孤电子对的成键原子是 。硼氢化钠(

5、NaBH4)是有机合成的重要还原剂，其中BHi的空间结构为 。4 5 13:3(2022届河北开学考，17节选)单质硼是一种用途广泛的化工原料，可以应用于新型材料的制备，可用作 良好的还原剂等。晶体硼为黑色，硬度仅次于金刚石，质地较脆，熔点为2 573 K，沸点为2 823 K。晶体硼的晶体类型属于_ 晶体。晶体硼单质的基本结构单元为正二十面体(如图甲所示)，苒能自发地呈现多面体外形，这种性质称为 晶体的 。晶体中有20个等边三角形和一定数目的顶点，每个顶点各有一个B原子。通过观察 图形及推算，可知此结构单元由 个B原子构成。答案共价（2）自范性 | | |（3）2* 2PH图乙12CBeB（

6、4）sp3 N正四面体考点二晶体结构与性质（2022届北京师大附中，1）下列关于晶体的说法中，正确的是（）冰融化时，分子中H-0键发生断裂共价晶体中，共价键的键能越大，熔点越高分子晶体中，共价键的键能越大，该晶体的熔、沸点一定越高分子晶体屮，分子间作用力越大，对应的物质越稳定答案B（2022届辽宁大连期屮，9）下列有关晶体的叙述中，错误的是（干冰晶体中，每个CO2周围紧邻12个CO2氯化钠晶体中，每个Na+周围紧邻且距离相等的Na+共有6个c.氯化铯晶体中，每个cs+周围紧邻8个crD.金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环上有6个碳原子答案B（2021天津，2,3分）下列各

7、组物质的晶体类型相同的是（）SiO2 和 SO3B.I2 和 NaClCu 和 AgD.SiC 和 MgO答案C（2021辽宁，7,3分）单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图。下列说法错误的 是（）S位于元素周期表p区该物质的化学式为H3SS位于H构成的八面体空隙中该晶体属于分子晶体答案D（2022届福建南平月考，14）新型超髙能含能材料是国家核心军事能力和军事技术制髙点的重要标志。（1）高性能炸药BNCP的结构如图1，其中基态Co2+的核外电子排布式为 :第四电离能:I4（Co）I4（Fe），其原因是 。第 页共16页第1页共16页图1BNCP中H、N、O的电负性大小顺

8、序为 (填元素符号);ClOi中C1原子的杂化类型为 . 该阴离子的空间结构为 o(3)AgN5是已知的分子结构最简单的离子的过渡金属配合物，其立方晶体结构如图2所示。图2以晶胞参数为单位建立的坐标系表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。图2中，原子1的坐标是(1,0,9,则原子2的坐标为o 答案(l)ls22s22p63s23p63d7或Ar3d7 Fe失去的是较稳定的3d5中的一个电子，Co失去的是3d6中的一 个电子0NH sp3 正 PT面体形(0,1,0(2019课标11,35,15分)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为 Fe-Sm-As-F-O组成的

9、化合物。回答下列问题：元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为 ，其沸点比NH3的 (填“高” 或“低”)，其判断理由是 。Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm2+层电子排布式 为 。比较离子半径:F 02填“大于等于”或“小于”)。一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。图中F和O2共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1-x代表，则该化合物的化学式表 示为 ;通过测定密度p和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式:p=_g.cm3。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶

10、胞屮各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为(Hj)，则原子2和3的坐标分别为 答案(1)三角锥形低NH3分子间存在氢键4s 4 户(3)小于(4)SmFeAsOi-xFx2281+16(l-x)+19xa2c/VAxlO30(2019海南单科,19-11,14分)锰单质及其化合物应用十分广泛。回答下列问题：Mn位于元素周期表中第四周期 族，基态Mn原子核外未成对电子有 个。MnCh可与NH;反应生成Mn(NH3)6Ch，新生成的化学键为 键。氨分子的空间构型 为 ，其中N原子的杂化类型为 。金属锰有多种晶型，其中8-Mn的结构为体心立方堆积，晶胞参数为a pm。8-Mn中锰的

11、原子半径为 pm。己知阿伏加德罗常数的值为Na,8-Mn的理论密度p= (列出计算式)己知锰的某种氧化物的晶胞如图所示，苒中锰离子的化合价为 ，其配位数为 。答案(1)WB 5 (2)配位三角锥形sp3 (蜉-+2 68.(2018课标11,35,15分)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示:h2ss8FeS2so2SO3H2SO4熔点/C-85.5115.2600-75.516.810.3沸点/C-60.3444.6(分解-10.045.0337.0回答下列问题：基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ，基态S原子电子占据最高能级的电 子云轮廓图为 形。根据价层电子

12、对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是。 图(a)为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点髙很多，主要原因为 。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为 形，其中共价键的类型有 种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为 。FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为amn、FeS2相对式量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其 晶体密度的计算表达式为 .cnr3;晶胞中Fe2+位于S|所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为nm0 答案(1)4s哑铃(纺锤)H2S (3)S8相对分子质量大，分

13、子间范德华力强(4)平面三角2 sp3(5Cx102 Ta(2020河北枣强一模，11)自然界中含锰元素的主要矿物有软锰矿(MnOrxH2O)、黑锰矿MnA，大洋底部有大量锰结核矿。锰元素在多个领域中均有重要应用，如用于制合金，能改善钢的抗冲击性能等。Mn在元素周期表中位于 区，核外电子占据最髙能层的符号是 ;金属锰可导电、导热，具有金属光泽，有延展性，这些性质都可以用“ 理论”解释。Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+，下列说法合理的是 。Mn3+的价电子排布式为3d4,不属于较稳定的电子排布式根据Mn2+的核外电子排布式可知，Mn2+中不含成对电子第四周期元素中，锰原子价电子层中

14、未成对电子数最多Mn2+与Fe3+具有相同的价电子排布式，所以它们的化学性质相似在K2MnF6中，MnFf的空间结构是正八面体，则中心原子的价层电子对数为 ，该化合物中含有的共价键在形成过程中原子轨道的重叠方式为 。二价锰的化合物MnO和MnS熔融态均能导电，熔点MnO MnS(选填“髙于”“等于”或“低于”)，解释原因: O某锰氧化物的晶胞结构如图：2方向投影图品胞示意阁该锰的氧化物的化学式为 ，该晶体中Mn的配位数为 ，该晶体中Mn之间的最近距离为 pm(用含a、b的代数式表示)。答案(l)d N电子气(2)A (3)6 “头碰头”(4)高于MnO和MnS都是离子晶体，阴离子电荷数 相同，

15、02_的离子半径小于S2_的离子半径，故MnO的晶格能较大，熔点更髙 )2 + b2(5)MnO2 6 -x综合篇知能转换综合 比较物质熔、沸点高低的方法(2019海南单科，19-1 ,6分)(双选)下列各组物质性质的比较，结论正确的是(分子的极性:BCl3NCh物质的硬度:NaINaF物质的沸点:HFHCI在CS2中的溶解度:CC14CrSi、Ge-GaAs、聚吡咯和碳化硅都是重要的半导体化合物。下列说法正确的 是（）基态铬原子的核外未成对电子数为6Ge-GaAs中元素Ge、Ga、As的第一电离能从小到大的顺序为AsGe LiCI和苯胺等作为原料制备。回答下列问题: 苯胺（）的晶体类型是 。

16、苯胺与甲苯（）的相对分子质量相近， 但苯胺的熔点（-5.9 C）、沸点（184.4 C）分别髙于甲苯的熔点（-95.0 C）、沸点（110.6 C），原因是 答案（3）分子晶体苯胺分子之间存在氢键（2019课标I，35节选）在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒， 其分散在A1中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下 列问题：（3）些氧化物的熔点如下表所示：氧化物 Li2O MgO P4O6 SO2熔点/C 1 570 2 800 23.8 -75.5解释表中氧化物之间熔点差异的原因: 。答案（3）Li2O、MgO为离

17、子晶体,P4Ofi SO2为分子晶体。晶格能MgOLi2Oo分子间作用力P4O6SO2（2022届福建上杭暑期考，15节选）（2）由0、C1元素可组成不同的单质和化合物，其中C12O2能破坏臭氧 层。ChO2的沸点比H2O2低，原因是o 03分子中心原子杂化类型为 。答案（2）H2O2分子间存在氢键sp2（2022届河北省级联测，17节选）Br2和碱金属单质形成的MBr的熔点如下表：MBrNaBrKBrRbBrCsBr熔点/C747734693636第 页共16页第页共16页等量的NaBr、KBr、RbBr、CsBr同时开始加热优先导电的是 （填化学式），熔点呈现表中趋势的原因是O 答案（4）

18、CsBr NaBr、KBr、RbBr、CsBr均为离子晶体，离子所带电荷相同，阳离子半径依次增大，晶格能依次减小，熔点依次降低（2017海南，19- II节选）四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图所示。SiX4的沸点依F、Ck Br、I次序升髙的原因是 o结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律，可推断:依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化学键的离子 性 、共价性 。（填“增强”“不变”或“减弱”）IW2(FhBrrSiBr4Pbl：Sil;答案均为分子晶体，范德华力随相对分子质量的增大而增大减弱增强 I 000800 P 600 g400窃200SiF9.（2021湖南

19、，18节选）硅、锗（Ge）及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题:0（1）基态硅原子最外层的电子排布图为 ，晶体硅和碳化硅熔点较髙的是 （填化学式）；（2）硅和卤素单质反应可以得到SiX4。SiX4的熔沸点SihSiF4SiChSiBr4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.7OC时，SiF4、SiCU、SiBr4、Sil4呈液态的是 （填化学式），沸点依次升髙的原因 是 ，气态SiX4分子的空间构型是 ;SiCl4与N-甲基咪唑（l，sC_NO）反应可以得到M2+，其结构如图所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 ，H、

20、C、N的电负性由大到小的顺序为 ,1 个M2+中含有 个a键。答案（1） 3s3pnSiC（2）SiCU都是分子晶体，相对 T t分子质量越大，范德华力越大，沸点越髙正四面体sp3、sp2 NCH 54（2020课标11,35,15分）钙钛矿（CaTiO3）型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器 等的功能材料。回答下列问题：（1）基态Ti原子的核外电子排布式为 化合物熔点/CTiF4377Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCU至Tih熔点依次升髙，原因 是 0TiChTiBr4Tih-24.1238.3155CaTiCh的晶胞如图(a)所示，其

21、组成元素的电负性大小顺序是 :金属离子与氧离子间的作用力为 ，Ca2+的配位数是 .一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb2+、r和有机碱离子CthNHj，其晶胞如图(b所示。其中Pb2+与图中 的空间位置相同，有机碱CHaNHj中，N原子的杂化轨道类型是 :若晶胞参数为a nm，则晶体密度为 gTiCa 离子键 12 什+ SP3 SX1212Eu3+Pb2Eu2+Pb2+ 2Eu2+I2 2Eu3+2I 应用篇知行合应用 晶胞参数、分数坐标的分析与应用(2021湖北，10,3分|学术探索情境)某立方晶系的锑钾(Sb-K)合金可作为钾离子电池的电极材料，图a为该合金的晶胞结构图，

22、图b表示晶胞的一部分。下列说法正确的是()oKSI.图b该晶胞的体积为a3xl0-36cm3K和Sb原子数之比为3 : 1与Sb最邻近的K原子数为4K和Sb之间的最短距离为ja pm答案B2022届T8联考（2，9|学术探索情境氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填 隙式氮化物，N原子部分填充在Mo原子立方晶格的八面体空隙中，晶胞结构如图所示，其中氮化钼晶胞参 数为a nm，下列说法正确的是（氮化钼的化学式为MoN2每个钼原子周围与其距离最近的钢原子有12个晶体的密度戶-3答案C（2022届福建龙岩月考，14|学术探索情境）四种晶体的晶胞结构如图所示，下列四种晶体的相关说法正

23、确的是（）3&晶胞晶体硅晶胞金属钛晶胞干冰晶胞CaF2晶胞中Ca2+的配位数为4硅原子半径为a nm，则晶体硅晶胞边长为4a nm金属钛晶胞中含6个钛原子干冰晶胞中，与每个CO2紧邻的CO2有8个答案C（2022届湖北九师联盟开学考，13|学术探索情境）Mg2Si具有反萤石结构，晶胞结构如图所示，其晶胞参数 为 a nm下列叙述正确的是（）电负性:MgSiMg核外电子有3种不同的运动状态Mg与Si之间的最近距离为fa nm答案cMgzSi晶胞的密度计算式为.cm3（2022届辽宁沈阳期中，9|学术探索情境）Li、Fe、As可组成一种新型材料，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为anm。下列说法正

24、确的是（）26Fe位于元素周期表第六列，属d区该物质的化学式为Li2Fe9As2A、B处的两个As原子之间距离为+ nm晶体中与Fe原子等距且最近的As原子有8个答案C（2022届湖北武汉暑期考，13）己知金属钠和氦可形成化合物，其晶胞如图所示，其结构中Na+按简单立方 分布，形成Na8立方体空隙，电子对（2幻和氦原子交替分布填充在小立方体的中心。下列说法中错误的是 （）该晶胞中的Na+数为8该化合物的化学式为Na+2Hee22-若将氦原子放在晶胞顶点，则所有电子对（2e_）在晶胞的体心该晶胞中距离Na+最近的He原子数目为4答案C（2022届湖北鄂东南期中联考，13）下列叙述不正确的是（Li

25、2S晶胞结构如图1，S2的配位数是8某镍白铜合金的立方晶胞结构如图2,晶胞中铜原子与镍原子的数量比为3 : 1氯化钠晶胞如图3,离钠离子最近的钠离子有6个铜与氧原子形成的晶胞如图4,晶胞中Cu均匀地分散在立方体内部，a、b的坐标参数依次为（0,0,0）、的坐标参数为答案C（2021全国甲，35节选|学术探索情境）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂， 苒组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是 ，晶胞参数为apm、a pm、c pm,该晶体密度为 cm 与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为 。晶胞中离同一个N原子最近的其他

26、N 原子个数为 。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。若沿y轴投影的晶胞如图2所示，则4原子的分数坐标是 （壙字母）。（写出表达式）。在ZrCh中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZn.xOy,则y= （用x表示）。答案891x4+16x8a2cxA/AxlO30O 0 Zr（2021全国乙，35节选|学术探索情境）在金属材料中添加AICr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是 和A1原子半径分别为ra和rAI，则金属原子空间占有率为 %（列出计 答案 Al 8TT（Cl

27、）Xl0（2021河北秦皇岛二模，19节选|生产环保情境）硅、镓、锗、硒等单质及（如砷化镓）都是常用的半导体材料，广泛用于光电应用领域。（4）锗的一种氧化物的立方晶胞如图所示。o原子。设Cr算表达式）。某些化合物苒中原子坐标参数:A为（0,0,0）,B为（1，1，0），则C的原子坐标参数为 ,0的配位数为 ，每个 Ge原子周围距离最近且相等的Ge原子有 个。己知Ge与O的最近距离为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度 cm （列出计算式即可）（2021湖北六校联盟起点考，17节选|学术探索情境）氮化镓是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚 石晶胞内部的碳原子被N原子代替（如图1中b

28、点所示），顶点和面心的碳原子被Ga原子代替（如图1中 a点所/H）。(0.75,0.25,0.25)(0.25,0.75,0.75)(0.25,0.75,0.25)(0.75,0.75,0.75)GaN晶体中N和N的原子核间距为a pm,GaN摩尔质量为M g.moP1，阿伏加德罗常数的值为NA，则 GaN 晶体的密度为 cm 3(l pm=1012 m)。 答案(3正四面体12 (4)d：卯(2021湖南，18节选|学术探索情境)下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。己知化合物中Ge和O的原子个数比为1 : 4,图中Z表示 原子(填元素符号)，该化合物的化学式 为 ;己知该

29、晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、c nm,a=P=y=90。，则该晶体的密度p= g-cm_3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、c、NA的代数式表示)。答案 O Mg2GeO4 abcxlQ x/VA(2020海南，19节选|学术探索情境)X的晶胞结构如图所示(晶胞参数a=P=y=90,a=b=450.25 pm)，密度 为1.4g cm-3,H-的配位数为 ,X的储氢质量分数是 ，c= pm(列出计算式即可)。垃宠 1 丄 2X26X1O30131.4x450.252Na(2022届全国开学考，11节选|化学史料情境)1797年法国化学家沃克兰从当时称为红色西伯利亚矿石 中发现了

30、铬，后期人类发现铬元素在其他方面有重要用途。C?+可与很多分子或离子形成配合物，如图1配合物中CP+的配位数为 .配体中采取sp3杂化 的元素是 。图1铬的一种氧化物的晶胞结构如图2所示，其中氧离子与晶体镁堆积方式一致，铬离子在其八面体空隙 中(如:CrA在Oi、02、03、04、05、06构成的八面体空隙中)。參氣离子o铬离子图2该氧化物的化学式为 o该晶胞有 %八面体空隙未填充阳离子。己知氧离子半径为a cm，晶胞的高为b cm,Na代表阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为 g cm3(ffl含a b和Na的代数式表示)。答案(3)6 C、N、0Cr2O333.3152/39NAa2b(20

31、22届T8联考(1),18尖晶石的主要成分是镁铝氧化物，常含有锰、铁、镍等元素，形成种类繁多的尖晶石型化合物，可研制成优质半导体光催化材料。回答下列问题：基态锰原子的价层电子排布图(轨道表示式)为 。，该结构中a键与7：键个羰基锰Mn2(CO),o的结构如下图所示，配体为C0,则配体的电子式为 数比为 0co coco co TOC o 1-5 h z 0CM nMn 0co coco coFe3+易形成六配位的配合物，Fe(H2O)63+通常会水解生成棕色的Fe(H2O)5(OH)2+，通过氢氧根形成 双聚体Fe2(H2O)8(OH)24+，请写出该双聚体的结构(水分子中O-H键省略，其他化

32、学键用短横线“一”表示)O 鉴定Ni2+的特征反应如下所示：OH- O HtC：=N()H H Ni2+2 I *+2HHtCC=NOHH戶| CH,O-HO将丁二酮肟加入Ni2+溶液中，生成一种鲜红色的二丁二酮肟合镍(II 螯合物，在该螯合物中，碳原子的杂化 方式是 ，组成该螯合物的第二周期元素第一电离能从大到小的顺序为 。某镁铝尖晶石的晶胞由M区和N区组成，其结构如下图所示，该化合物的化学式为 ，己知该晶胞参数为a pm，NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度p= g-cm-3(列出计算表达式)。 Mr* o(V- AIU eMg2* o(y- (a)M区N区答案(1)3d4s G :

33、O 21 : 20H,0 %0 n叫)|人|戶2Fe Feh2()/|Z|oh(3)H，0 外0 Jsp2、sp3 NOC.A1 a 8x142MgAhO4 /VAX3X1O-3O(2022届河北唐山摸底，17|学术探索情境)半导体砷化硼具有超髙的导热系数，有助于电子器件降温散 热。回答下列问题：基态砷原子的电子排布式为 。实验测得，砷原子的第一电离能大于砸原子的第一电离能，原因是_ 三氧化二砷的分子结构如图所示。分子中砷原子的杂化方式是 ，氧原子的杂化方式是_。(4)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(H、，与B原子相连的H呈负电性(H则H、B、N电负性大小顺序是。(5己知：名称分

34、子式结构式类型硼酸H3BO3oHHOBOH一元弱酸亚砷酸H3ASO3OH 1w rvAc ow三元弱酸亚磷酸HjPO5二元弱酸亚磷酸的结构式为 硼酸溶于水的反应方程式为_ 砷化硼的晶胞结构如图所示，图(b)中矩形AACC是沿晶胞对角面取得的截图。(a)C若晶胞的边长均为a pm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为 cm列出计算表达式)。晶胞中各原子在矩形AACC的位置为 (填标号)。A答案(l)Ar3dIG4s24p3或 ls22s22p63s23p63dIG4s24p3砷原子最外层p轨道处于半充满状态，较稳定sp3 sp3 (4)NHB0IIHOPOHH0 个HOPOH I H H3BO

35、3+H2O=iH*+B(OH)4-4x(11+75)/VA(axlO10)3第1页共18页2023新高考化学第一轮专题练习专题九晶体结构与性质蔗糖水解及产物检验的实验步骤如下：步骤I:取1 mL 20%的蔗糖溶液，加入35滴稀硫酸，水浴加热5 min。 步骤2:向步骤丨所得溶液中加入NaOH溶液调节pH至碱性。步骤3:再加入少量新制备的Cu（OH2,加热35 min，观察到生成砖红色沉淀。 下列有关说法不正确的是（）步骤1中稀硫酸是蔗糖水解的催化剂上述实验可证明蔗糖水解有还原性糖生成上述实验可证明蔗糖己完全水解如图所示的Cu2O晶胞中铜原子的配位数为2答案C B项，根据步骤3的现象可知，水解产

36、物中有能够还原新制Cu（OH）2的物质，即有还原糖生成， 正确;C项，上述实验只能证明蔗糖己经发生水解，无法证明其完全水解，错误;D项，根据均摊法，晶胞中白 球个数为2,黑球个数为4,化学式为Cu2O,所以黑球代表铜原子，由图可知距离一个铜原子最近的O原子 有2个，即配位数为2,正确。铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿（主要成分Cu2S）可以用于制铜，反应方程式为Cu2S+O22Cu+SO2,l|iiJ得的粗铜通过电解法进行精 炼。关丁用辉铜矿制搭粗铜反应的相关说法正确的是（）Cr? Cl正四面体形sp3杂化 (4)NaCh NaCl

37、 Na2Cl (5)173.2 pm 5.19 g-cm 3解析A、B、C、D是元素周期表中原子序数依次递增的前四周期元素，A原子最外层电子数为内层电 子数的3倍，则A为O;B的焰色呈黄色，则B为Na;Na的未成对电子数为1,C的未成对电子数与B的相 同，其氢化物是一种强酸，则C为C1;D是一种金属元素，其基态原子中有6个未成对电子，则D的核外电 子排布式为Ar3d54s故D为Cr。(2)C的氢化物(HCI)的沸点比其上一周期同族元素的氢化物(HF)低， 是因为HF分子间存在氢键，而HC1分子间无氢键。(3)CI和O形成化合物时C1显正价，则C1的电负性 较小;C(CI)的最高价含氧酸根(C1

38、O;)中C1的价层电子对数为4+(7+l-2x4)/2=4,其空间构型为正四面体形， 中心原子的杂化类型为sp3杂化。(4)晶胞中Na+的个数为8xj+l=2，Cr的个数为12xj=6,则晶胞的化 学式为NaCk晶胞中Na+的个数为4x+2=3，Cr的个数为8xj=l，则晶胞的化学式为Na3CI;晶胞中 Na+的个数为4x+2+2xj=4，Cr的个数为8x=2,则晶胞的化学式为Na2CL (5)由题意,B(Na)与He的间 距d=晶胞体对角线长度的1/4,晶胞边长a约为400 pm，则Na与He的间距d=ix(/3a)x 1.732x400 pm= 173.2 pnK由题图可知1个晶胞中Na的

39、个数为8,He的个数为4,则1个晶胞的质量m=23:4x4 g, 23x8+4j 体积 V=(4OOxlO10)3 cm3,晶体密度、了 g-cm-35.19 g cm_3。铁的硫化物被认为是有前景的锂电池材料，但导电性较差，放电时易膨胀。Li-FeS2电池是综合性能较好的一种电池。水热法合成FeS2纳米颗粒的方法是将等物质的量的FeSO4、S、Na2S2O3研磨置T反应釜中，加入蒸馏 水加热使之恰好反应，该反应的化学方程式为 。FeS2晶体的晶胞结构示意图如图所示，离子1的分数坐标是(0,0,0)，则离子1最近的Fe2+分数坐标为 (任写一个)，每个Fe2+周围距离最近且相等的约_有 个。F

40、e2* oS5将FeS镶嵌在多孔碳中制成多孔碳/FeSM合材料，该电极材料相较FeS具有的优势是放电时不易膨胀且 。多孔碳/FeS复合材料制取方法如下，定性滤纸的作用是提供碳源和 。Fe(NO3)3-9H2O 定性滤纸一* |905 (：保温|多孔碳/FeS fi合材料分别取多孔碳、多孔碳/FeS电极在氧气中加热，测得固体残留率随温度变化情况如图所示，多孔碳/FeS最终转化为Fe2O、，固体残留率为50%。個体残留率250 320 420 569 750 温度/C回体样品的起始喷蛍饮？L孬？S .510.6 2I0.0. 讲雲S匠 義1城420 C-569 (：吋，多孔碳/FeS固体残留率增大

41、的原因是 。FeS作为锂电池正极材料，放电时先后发生如下反应:2FeS+2Li*+2e- Li2FeS2+Fe Li2FeS2+2Li+2e2Li2S+Fe该多孔碳/FeS电极质量为4.8 g，该电极理论上最多可以得电子 moL (写出计算过程)答案FeSO4+S+Na2S2O3+H2O- FeS2+Na2SO4+H2SO4 (|,0,0)或(0,!,0)或(0,0,!) 6导电性好 还原剂(2)420 C时，多孔碳己全部转化为CO2,不会导致质量减小;FeS转化为硫酸盐， 使固体质量增加 依据“多孔碳/FeS最终转化为Fe2O3,固体残留率为50%”，假设Fe2O3为1 mol,质量为160

42、 g，则多孔碳/FeS质量为320 g，且含有2 mol FeS(铁原子守恒)。由两个正极反应，可得出关系式2FeS4e从而得出:该多孔碳/FeS电极2FeS4e，多孔碳/FeS电极质量为4.8 g，该电极理论上最多可以得 电子芸烏4 mol二0.06 mol。320 g解析(1)结合元素化合价变化和原子守恒分析，产物还有Na2SO4、H2SO4,可配平反应的化学方程式。 由FeS2晶体的晶胞结构示意图可以看出，距离离子1最近的Fe2+分别在三条棱的中点，且都位于坐标轴 上，可写出其分数坐标;每个Fe2+周围距离最近且相等的_都在面心，所以共有6个。(2)多孔碳的导电 能力强，所以该电极材料导

43、电性好;定性滤纸的主要成分为纤维素，发生反应时被氧化生成碳，所以其作用是提供碳源和还原剂。锰、砷、镓及其相关化合物用途非常广泛。Mn2+基态核外电子排布式为 。砷与镓、硒是同周期的主族元素，其第一电离能从小到大的顺序是 。BrCH2CN可用于制备砷叶立徳，BrCH2CN分子中碳原子杂化轨道类型是 。在A1C13存在下，将C2H2通入AsCI3可得到(C1CHCH)2AsC1等物质，AsC13分子的空间构型 为 ，1 moKClCHCH)2AsC1分子中含o键的数目为 。GaAs是一种重要的半导体材料，按图示掺杂锰后可得稀磁性半导体材料(晶体结构不变)，则该材料晶 体中 n(Ga) : n(Mn

44、) : n(As)= 。答案(l)Ar3d5 或 ls22s22p63s23p63d5GaSeAs(或镓硒砷)(3)sp 和 sp3(4)三角锥形 11 mol (5)27 ： 5 ： 32解析(l)Mn是25号元素，其基态价电子排布式为3d54s2,故Mn2+的核外电子排布式为Ar3d5或 ls22s22p63s23p63d5。(2)同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但砷原子4p能级是半充满状态， 第一电离能高于同周期相邻元素，故3种元素的第一电离能从小到大顺序为GaSe根据均 摊法可知，1个晶体中含7xi+5x|= Ga，lxj+|x=|个Mn,4个As，故77 Sn(Ga) :

45、n(Mn) : n(As)=- : : 4=27 : 5 : 32。(5)碳的一种同素异形体的晶体可采取非最密堆积，然后在空隙中插入金屈离子获得超导体。如图1为 一种超导体的面心立方晶胞，C60分子占据顶点和面心处，K+占据的是C60分子围成的 空隙 和 空隙(填几何空间构型);若Coo分子的坐标参数分别为A(0,0,0)、B(|,0,|) C(l，l，l)等，则距离A位置最近的阳离子的坐标参数为 NP+填充方式(丙)定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为OH乍密置单层排列，Ni2+填充其中 (如图2)，己知O2的半径为a nm,每平方米面积上分散的该晶体的质量为 (用

46、含a、Na的式子表 示)。答案(5)正四而体正八面体(iii) (6)gxl018解析(5)分析超导体的面心立方晶胞，可知K+占据的是Co分子围成的正四面体空隙和正八面体空隙;若C)分子的坐标参数分别为A(0,0,0)、B(j、0，|)，(2(1，1，1)等，则距离A位置最近的阳离子的坐标参数为连线，每个重复单元包含1个O2和I个Ni2+，作三角形abc，已知O2的半径为a nm，则高ad=V3a nm，三角形abc的面积=|x2axV3axlO18 m2,重复单元所占的平行四边形面积为2axV3axlO18 m2=2a2xlO 8m2,NiO的相对分子质量为75,每平方米面积上分散的该晶体的

47、质量为。円2 .18、m(2v3axl0)-/va(5)ZnO存在多种晶体结构，其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构，下图为这两种晶体的局部 结构。图a纤锌矿型图b闪锌矿型图a不是纤锌矿型ZnO的晶胞单元，原因是_。图b闪锌矿型属于立方晶胞，原子1的坐标为(j，j，O)，则原子2的坐标为_。图b的闪锌矿型ZnO晶体中离O距离最近的Zn原子数为 ，其晶胞参数为a nm，阿伏加徳罗常 数的值为NA，则晶体密度为 OS正四面体形(3)sp2杂化配位键、离子键CuSO4和Cu(NO3)2都是离子晶体，S0i_所带电荷数大于N03，CuS04晶体的晶格能更大，熔点更髙 (5峨)Cu解析(1)硫酸铜和

48、硝酸铜的阳离子都为Cu2+，基态铜原子的核外电子排布式Ar3d104s*,故Cu2+的核外 电子排布式为Ar3d9;同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，N原子的2p轨道为稳定的半充满 结构，第一电离能大于同周期相邻元素，同主族元素，从上到下第一电离能依次减小，则N、0、S三种元素 的第一电离能由大到小顺序为NOS。S0j 中硫原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0,则S0i_的空间构型为正四面体形。 N0中氮原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,则氮原子为sp2杂化;配合物Cu(NH3)4(NO3)2是离 子化合物，化合物中含有离子键、配位键和极性键。离子晶体的熔点大小与晶体的晶格能

49、有关。晶格能越大，熔点越髙，硫酸铜和硝酸铜都是离子晶体，由 于SOf的电荷数大于N0的，S0i_与Cu2+形成的离子键强于N0与Cu2+形成的离子键，硫酸铜晶体的晶 格能大于硝酸铜，则熔点髙于硝酸铜。由晶胞结构可知，D原子位于体对角线的处，参照A原子的坐标参数可得D原子的坐标参数为();根据均摊法，晶胞中白球的个数为8xj+l=2,灰球的个数为4,由氧化亚铜的化学式可知，D原子代表 铜原子； 1个晶胞中包含2个“Cu2O”，根据题中数据可W：(axlO )3d=解得Na=5。卤素在现代生产生活中作用日益显著。回答下列问题：基态C1原子核外电子的空间运动状态有 种。N、0、F的第一电离能由大到小

50、的顺序为 ;已知NFr熔、沸点低于NHa，原因为。 SiCl4可发生水解反应，机理如下：含s、p、d轨道的杂化己知中间体SiCU(H20)的中心原子Si采取的杂化类型为spi，则该Si原子的价层电子对数为 ，下 列关于该Si原子VSEPR模型的空间结构推断合理的是 (填标号)。a.正四面体b.三角双锥c.正八面体试解释CCU不易水解的原因_。p-KrF2晶胞属于四方晶系(边长a=l#c，夹角a=p=y=90)，其结构如图所示(顶角上分子轴线与x轴差45， 中心分子与顶角分子取向垂直)。该晶胞中有 个KrF2，A、B间距离为 m(用含c的 代数式表示，不必化简)。答案(1)9FN0 NH3分子间

51、存在氢键，因此沸点髙于无分子间氢键的NF3 (3)5 b C原子最 外层L层只有s和p轨道，无多余的d轨道接收水分子的孤电子对而进行sp3d杂化，所以不易水解 2 Jm、2解析 基态C1原子的核外电子排布式为ls22s22p63s23p5,故基态C1原子核外电子的空间运动状态有1 + 1+3+1+3=9种;(3)中间体SiCl4(H2O)的中心原子Si采取sp3d杂化，由图示可知该中间体中Si原子与周 围的原子形成了 4个共价单键，故其价层电子对数为5，VSEPR模型的空间结构为三角双锥；根据SiCh 水解过程的机理可知，Si原子M层上能形成sp3d，导致能与水分子中0原子上的孤对电子形成配位

52、键，由 于C原子最外层L层只有s和p轨道，无多余的d轨道接收水分子的孤电子对而进行spd杂化，故不易 水解;(4)由图示晶胞可知，1个该晶胞中有2个KrF2,将面对角线的中点与A、B连接为一个直角三角形， 如图所示：23.现有A、B、C、D、E五种元素，其性质如下:A周期表中原子半径最小的元素B电负性最大的元素C 2p轨道中有三个未成对的单电子D 原子核外电子数是B与C核外电子数之和E 能形成红色(或砖红色)E2O和黑色的E0两种氧化物请回答如下问题：E原子有 个未成对电子，二价E离子的电子排布式为 。A2D分子中D原子的杂化类型是 ，D的氧化物DO3分子空间构型为 。CA3极易溶于水，M原因

53、主要是 ，试判断CA3溶于水后，形成CA3 H2O的合理结构: (填“a”或“b”)，推理依据是 (用相关方程式表示)。在ES04溶液中滴入过量氨水，E2+形成深蓝色配合物的离子方程式为_。ZnD的晶胞结构如图丨所示，在ZnD晶胞中，D2_的配位数为 。图1(6)E与金形成的金属互化物结构如图2所示，其晶胞边长为a nm，该金屈互化物的密度为 NHJ+OH(4Cu2+4NH3.H2O Cu(NH3)42+4H2O (5)4 (6)21解析 根据表中信息可推知，A是H、B是F、C是N、D是S、E是Cu。Cu是29号元素，价电子排布式是3dl04s,W 1个未成对电子;Cu2+的电子排布式为ls2

54、2s22p63s23p63d9。A2D是H2S，分子中S原子的价电子对数是4,杂化类型是sp3;SO3分子中S原子的价电子对数是3,空 间构型为平面三角形。NH3分子能与H20分子间形成氢键，故极易溶于水;由NHyH2O NH|+OH可知N与水中的氢原 子形成配位键，所以NH3 H2O的合理结构是bo根据晶胞结构图可知，在ZnS晶胞中，离S2最近的Zn2+有4个，S2的配位数为4。根据均摊法，每个晶胞含有Cu原子数是3、Au原子数是1，苒晶胞边长为a mn，该金属互化物的密度为 64x3+197,389,3X1O-21XNA g Cm、Xa3xl0-21 gCm 铁及其化合物具有广泛的应用。回

55、答下列问题：铁元素在元素周期表中的位置为 ，其形成的离子常见的有Fe2+和Fe3+，基态Fe2+的价电子排布式 为 .相同条件下，Fe3+比Fe2+稳定，原因是_。种以二茂铁为骨架的新型手性膦氮配合物结构示意图如下，苒中Ph为苯基，Ir为铱元素。该结构中 电负性最大的元素为 (填元素符号，下同)，分子中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为 。P原子的杂化方式为 ，分子中不含有的化学键类型是 (填标号)。 H A.离子键B.配位键C.极性共价键D.非极性共价键E.g键 F.n键铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料，其正交相晶胞结构如图所示。OYOFeO0重其中铁酸钇的化学式为 ，己知1号0原子空

56、间坐标为(0,0,i),2号0原子空间坐标为 则3号Fe原子的空间坐标为 ，若晶胞参数分别为a pm、b pm和c pm，阿伏加徳罗常数的值用 NA表示，则该晶体的密度为 cnr3(列出表达式)。答案(1)第四周期第VID族3d6基态Fe3+的价电子排布为3d5的半充满结构，能量低，更稳定(2)0 NOC sp3 A(3)YFeO3 (!，K)2xl93xlO30abcN解析(1)铁为26号元素，位于第四周期第Vffl族，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,基态Fe2+的价电子 排布式为3d6,而基态Fe3+的价电子排布式为3d5,为半充满结构，能量低，故Fe3+比Fe2+稳定。(2)该

57、物质含有H、C、N、0、Fe、Ir元素，同周期元素从左至右电负性增大，同主族元素从上往下电负性 减小，故该结构中电负性最大的元素为0;该分子中第二周期元素为C、N、0,第一电离能由大到小的顺序为NOC;由图可知，P原子形成4个a键，则P原子的价电子对数为4,其杂化方式为sp3;该分子中，N、 P原子与Ir之间形成配位键，存在C-H键、C一0键、N-H键等极性共价键，存在C-C非极性共价键，单键为o键，C_N双键中有1个a键、1个k键，不含有离子键，故选A。第16页共18页1个晶胞中含Y的个数为8xl+4xl=2,Fe的个数为2,0的个数为8xl+4=6,故铁酸钇的化学式为YFeO3;己知丨号0

58、原子空间坐标为(0,0,i),2号0原子空间坐标为则3号Fe原+的空间坐标为 abcNA戸3。);该晶体的密度为：g.c W103闪锌矿与纤锌矿的主要成分均为ZnS。在一定条件下ZnO与ZnS、Se共热可制备荧光材料ZnSe。冋答下列问题:基态Se原子的价电子排布式为 ，基态Zn与S原子成对电子数之比为 。Zn 0、S、Se的电负性由大到小的顺序为 。制备ZnSe过程中会产生少量SOf，其中S原子采用 杂化，S0i_的空间构型为 ,，ZnSe晶胞与ZnS晶胞相似(如图)，晶胞屮距离最近的两个Se2的距离为a nm，NA为阿伏加德罗常数的值。谐计算ZnSe晶胞的密度为中部分原子的分数坐标为:A点

59、Se2 (0,0,0),B点Se2的分数坐标为 :从该晶胞中找出距离B点Se2 最远的Zn2+的位置 (用分数坐标表示)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标。ZnSe晶胞答案(l)4s24p4 15： 7 0SSeZn sp3 三角锥形 O)1440 (1,1,1) ()解析(lSe元素位丁第四周期VIA族，故价电子排布式为4s24p4;Zn核外电子排布式为ls22s22p63s23p63dl04s2,有15对成对电子，S核外电子排布式为ls22s22p63s23p4,有7对成对电子，成对电子 数之比为15 : 7。(2)0 S、Se为同主族元素，从

60、上到下电负性依次减小，Zn为金屈元素，故电负性由大到 小的顺序为OSSeZn;SO|_中心S原子的价电子对数为4，S原子采用sp3杂化，有一对孤电子对，故为三角锥形。(3)距离最近的两个Se2的距离即为面对角线的一半，所以晶胞的棱长nm=V2axlO(65+79)x421 据晶胞结构知1个晶胞巾含有4个Zn2+、4个Se2，则晶体密度为(、,x.7)3cm3=!4j$0 g/cm3。(4)由题图可知B点Se2到三个坐标轴的距离均为棱长，所以分数坐标为(1，1，1)，距离B点Se2最远的Zn2+即A、 B连线上的Zn2+，其与三个坐标轴的距离均为棱长的四分之一，所以分数坐标为(4)。卤素在现代生