2022年新高考化学物质结构与性质综合题

2022高考物质结构与性质综合题［典例］非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：(1)基态F原子核外电子的运动状态有种。(2)0、F、C1电负性由大到小的顺序为；OF2分子的空间构型为;OFz的熔、沸点(填“高于”或“低于”)CkO,原因是(3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是(填标号)。A.sp B.sp2C.sp3 D.sp3d

［解析］（1）基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。（2）电负性一定程度上相当于得电子能力，非金属性越强，得电子能力越强，电负性越大，非金属性强弱顺序为F、O、CI,所以电负性大小顺序为F>O>Q；根据VSEPR6—1X2模型有2+——=4,去掉2对孤电子对，知OF2分子的空间构型是角（V）形；OF?和CbO都是分子晶体，结构相似，CI2O的相对分子质量大，C12O的熔、沸点高。（3）XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2+8二;义2=5,其中心原子的杂化方式应为sp3d。（4）图中大球的个数为8X：+1=2,小球的个数为8X；+2=4,根据XeF2的原子o 4个数比知大球是Xe原子，小球是F原子，该晶胞中有2个XeF2分子；由A点坐标知该原子位于晶胞的中心，且每个坐标系的单位长度都记为1,B点在棱的f处，其坐标为（0,0,；图中7是底面对角线的一半，a,x=|—r,所以力=出2+>2=yjLa2^_-r2pmo

［答案］(1)9(2)F>O>CI角(V)形低于OF?和CbO都是分子晶体，结构相似，CbO的相对分子质量大，CbO的熔、沸点高(3)5D•（一）试题考查的素养价值•从近几年高考试题来看，题目一般是以新型热电材料、固体储氢材料、超导材料等在工农业生产、国防建设中的应用为命题情境素材，有利于提升“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等核心素养。试题以“拼盘”形式呈现，题目变化较多，知识覆盖较广，试题的背景更加新颖，

题目更加综合，更注重体现科学新成果或新发现，更注重考生“结构决定

性质”思想的树立和空间想象能力的考查。原子和分子结构的考查有利于“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”等学科素养的提升。晶体结构的考查不拘泥于晶胞计算，也有在三维坐标系中进行空间想象能力的考查，是数学中的立体几何知识渗透到化学知识的具体呈现形式。这种创新形式能够促进学科间知识的融合，较好的考查学生的迁移运用能力和创新思维。

•（三）试题函盖的三个层识•“物质结构与性质”涉及三个层次：“原子结构与性质一分子结构与性质一晶体结构与性质”，“原子结构”是物质结构的基础，“分子结构与性质”是命题核心，“晶体结构与性质”是命题升华。其中晶体结构的确定是重、难点。三个层次的命题角度如下: 原子结构与性质原子或离子的核外电子排布的表示元素周期表与原子结构的关系兀素周期律（电离能、电负性、原子半径等）

续表分子结构与性质共价键及其分类分子或离子的空间构型中心原子的杂化类型配位键与配合物的组成分子的性质和分子间作用力（氢键）的影响晶体结构与性质晶胞的相关判断与计算晶体类型的判断晶体性质（熔、沸点）比较晶胞参数的确定考法研究——补短增分“有良策”•提能点（一）晶胞结构与计算方法•1.晶胞参数的计算方法

3.晶体空间利用率的计算方法球体积空间利用率=器蒜义100%，球体积为金属原子的总体积，如面心立方晶胞。(1)如图所示，原子的半径为r,面对角线为4r,。=2吸心/晶胞=/=(2媳广 ％ 4X$/r)3=16地产1个晶胞中有4个原子，则空间利用率=lX100%=”7T^" %胞 16y2，X100%=74%。 /T>o<71(2)若已知密度为rf,(2)若已知密度为rf,则空间利用率为X100%(〃代表晶胞含有粒子个数，M代表该粒子的摩尔质量)。OOOZrOOOZr•［典例J（2021•全国甲卷•节选）我国科学家为＜令择性的・二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZiQ溶体。•四方ZrO2晶胞如图所示。Zd+离子在晶胞中的配位数是•晶胞参数为〃pm、apm、cpm,该晶体密度为 g-cm_3•（写出表达项。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂,心学式可表示为Zn*Zr1 ,则p= （用x表达）。

［解析］以Zrt)2晶胞结构的上面面心的Z/为研究对象，将晶体结构向上由1个晶胞延长为2个晶胞，可观察到与该ZP+距离最近的有8个，则Z产的配位数为8。该晶胞中含8个。2-，Zr4十个数为8x1+6x；=4(个)，则14x91+8x16 . ⑷ ,个晶胞的质量为一而一gj个晶胞的体积为。2cxi0-3。cm3,则该晶体的密4x91+8x16 ,度为而哀而』gcm_3o该晶体中，Zr为+4价，Zn为+2价，。为一2价，由化合物中各元素化合价代数和为0可得，1y+4x(1-x)-2j=0,解得歹=2［答案］4X91+8X168ANaXIL2-x［思维建模J解相关晶胞计算的思维模型•［应用体验］•1.（2021•湖南等级考・节选）下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。•（1）已知化合物中Ge和。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•（2）已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm>cnm,a=/?=y=90°,则该晶体的密度〃=g・cm-3（设阿伏加德罗常数的值为M，用含欧b、c、名的代数式表示）。解析：（1）由晶胞结构图可知，1个晶胞中，对于X原子，8个位于顶点、4个位于1 1棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X的数目为8义2+4义；o4+6X：+3=8（个）；对于Y原子，4个Y原子均位于晶胞内；对于Z原子，16个Z原子均位于晶胞内。其中Ge和O的原子个数比为1：4,则X为Mg,Y为Ge,Z为O。由上述分析可知，该化合物的化学式为MgzGeOq。（2）1个晶胞的质量=2些士73：4七16名16g=7^0必个晶胞的体积=q〃cX1（T21cm3,则晶体的密度/▼a740TVa8 740X1021 _3〃=»cX1021cm3=abcNh °答案：（1）0Mg2GeO4（2）fl^X1021

•2.(2021•广东等级考•节选)理论计算预测，由汞(Hg)、错(Ge)、睇(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材I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。・(1)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，理由是解析：（1）题图b中上、下两个面的面心原子分别为Hg和Ge,晶胞结构不对称，不符合晶胞平移后重合的特性，因此不是晶胞单元。（2）由题图c可知，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4；该晶胞中Hg原子数=4X；+6X；=4（个），Ge原子数=8X；+4X；+1=4（个），Sb原子数为8,故Hg、Ge、Sb粒子个数比为4：4：8=1：1：2。（3）该晶胞的组成为Hg’Ge4sb8,由于最简式的式量为M,，则晶胞的质量为税g,晶胞的体积为YyXloRcm3,则晶体4Mr•(2)图c为X•(2)图c为X的晶•(3)设X的最f体的密度为的密度为日21gem3=^x1021g.cm、答案:（1）图b中上、下两个面的原子不同，不符合晶胞平移后重合的特性44/O,「「2。如滓”；。方

OOoMg•3.⑴MgO具有NaClOOoMg密堆积方式，X射绒得MgO密堆积方式，X射绒则r(MM+广•(2)两种含正贝!|r（O2一）为In9则r(MM+广•(2)两种含正贝!|r（O2一）为In9①这两种含硅化合物的化学式分别为和②I的晶胞参数为apm,贝！JI的密度为gcm-30③n的晶胞参数为〃pm,Si和P的原子半径分别为qpm和r2pm,则H的空间占有率为解析：⑴因为一是面心立方最密堆积方式，面对角线是。2-半径的4倍，即4『也a,解得r=；X0.420nm=0.148nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构，晶胞棱长是2r(02-)+2r(Mn2+)=。'=0.448nm,解得武乂产+尸0.076nm。(2)①由图可知，I的一个晶胞中有6个B原子，Si原子个数为8X；=1,则I的化学式为SiB6,II的一个晶胞中有4个P原子，Si原子个数为8X*+6X；=4,则n的化学式为SiP。

②I的一个晶胞中有6个B原子，1个Si原子，则一个晶胞的质量为6><.+2894g=XTg，则94g=XTg，则I的密度为/▽a94A^aX(«X1010)394gem3=y^XlO30gem\③H4XT7rri+4XTnr2的一个晶胞中有4个P原子,4个Si原子，则n的空间占有率为 p 167r(ri+r?)X100%=-X100%o答案：(1)0.1480.076(2)®SiB6SiP②黑义103。③^嗽以100%

提能点（二）晶胞中的原子坐标与俯视图1.构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型从最简单的晶胞——简单立方堆积的晶胞模型入手，构建坐标原点、坐标轴和单位长度立体几何模型。•简单立方堆积的晶胞中8个顶点的微粒是完全一至可以任意选择一个原子为坐标原点。以立方体的三线构建坐标轴，以晶胞边长为1个单位长度。由此可得如图所示的坐标系。其他晶胞也可以采用这种方式构建。如六方最密堆积模型的晶胞按此法构建x轴和y轴，只不过夹角不是90°,而

2.典型晶胞结构模型的原子坐标参数与俯视图⑴体心晶胞结构模型的原子坐标参数与俯视图①若原子1为(0,0,0),则原子9的坐标为不、不。②X、②X、7轴俯视图为(2)面心立方晶胞结构模型的原子坐标参数和俯视图O：10O：10；12XO

1?

13012X①原子10〜15分别位于六个面的面心，原子1的坐标为(0Q0),则确定坐分别为(3)金刚石晶胞结构模型的原子坐标参数和俯视图①若分别为(3)金刚石晶胞结构模型的原子坐标参数和俯视图①若a原子为坐标原点，晶胞边长的单位为1,则原子1、2、3、4的坐标<►---!——f-A ②X、7轴俯视图为怔」•【典例J（2019・全国卷n•节选）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1图1 图2图中F-和。2-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〃和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们的关系表达式：p=gcm-3o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，例如图(\1n1中原子1的坐标为:，则原子2和3的坐标分别为 、［解析］由题图可知，As、Sm都在晶胞的面上，该晶胞中As的原子个数1一1=4X^=2,Sm的原子个数=4X^=2,Fe在晶胞的棱心和体心，Fe的原子个1 1数=1+4X7=2,F-和-在晶胞的顶点和上下底面,f一和cP的个数和=2X5

+8x1=2,已知F-和O?-的比例依次为x和1—x,所以该物质的化学式为OSmFeAsO^xFvo1个晶胞的质量=2[28SmFeAsO^xFvo1个晶胞的质量=2[281+16(l-x)+19x]Nag,晶胞的体积="cX10-30cm3,所以晶胞的密度〃=生号黑呆禁曳1gcm-3o根据图1中原子1的坐标为［，pI］,可看出原子2的N轴为0,X、7轴均为:，则原子2的坐标为p0；原子3的x、『轴均为0,z轴为;，则原子3的坐标为0,0,1o［答案］SmFeAsOi-xFx［答案］SmFeAsOi-xFx2[281+16(1—*)+19刈

於MX1030求目标原子坐标参数确定的思维模板［思维建模］最终确定所求目标的求目标原子坐标参数确定的思维模板［思维建模］最终确定所求目标的原子坐标参数确定坐标系中的原点位置确定y、之轴的单位标准分析题中所给坐标参数・［应用体验J•1.氮化钱是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶I胞内部的碳原子被N原子代替，顶点和面心的碳原子被Ga原子代替。・(1)与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间结构为・(2)以晶胞参蜀:"°誓、，向坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,1二11标。若沿7轴投影的晶胞中所有原子的分布如图，则2、3、4原子的分数坐标不可能是 (填字母)。•解析=(1)金刚石是正四面体的空间结构，根据类比替换原则可知与同一个钱原子相连的氮原子构成的空间结构为正四面体形。(2)根据金刚石的结构进行类推，将金刚石晶胞分割成八个小部分，有四个原子分别位于不相邻的小立方体中心,根据1的分数坐标(0.25,0・25,0.75)及1、2、3、4的相对位置可知，2、3、4的分数坐标可能为(0.25,0・75,0.25)、(0・75,0・75,0・75)、(0.75,0.25,0.25),不可能为(0.25,0.75,0.75)o•答案：(1)正四面体(2)bCdSe的一种晶体为闪锌矿型结构，晶胞结构如图所示。其中原子坐标参数(\ 1A为大[[则B、C的原子坐标参数分别为o该晶胞中Cd—Se键的键长为O已知Cd和Se的原子半径分别为々dnm和rsenm,则该晶胞中原子的空间利用率为。

i解析：Cd-Se键的键长为晶胞体对角线长的%故键长为争，晶胞中原子占（4 4 ）的总体积为｝rRd+铲息）X4,晶胞体积为屋，故晶胞中原子的空间利用率=W4W4*4「14'4*4J4付3।43]X100%铲，Cd+铲，SeJX4

X100%（2021・临沂模拟）硫化锂是目前正在研发的锂离子电池的新型固体电解质，为立方晶系晶体，其晶胞参数为Qpm。该晶胞中离子的分数坐标为12,1-V-•912,1-V-•91-21-212,

O锂离子：（4f4f4）;0494）;（/494）;（49494）;（1）在图上画出硫化锂晶胞沿x轴投影的俯视图。7

x ✓、✓X /'、、、//Os2-OLi+

•⑵硫离子的配位数为•(3)设Na为阿伏加德罗常数的值，硫化锂的晶体密度为g・cm-3(列出计算表达式)o\/QQP；6/\解析：\/QQP；6/\影的俯视图为 (2)根据(1)中的分析，结合俯视图，从面心的S2一看,周围与之等距且最近的Li"有8个，所以S2一的配位数为8；

1 1(3)1个晶胞中有S?的数目为8X*+6X]=4个，含有Li+数目为8个，晶胞参数为qpm,一个晶胞体积为＞=/pm3=Q3xio30^^3,1mol晶胞的体积为/X1030Nacm3,lmol晶胞质量为帆=4X46g,所以晶体密度为〃=r=4X46g 1.84X1()32 3^AXfl3X10~30cm3=a3NAgcm°.♦,、QQ，1.84X1032a"Q'CfQo'、4答案：⑴*•\1.84X1032a"［典例］(2021•河北等级考)KH2P。4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是(填离子符号)o(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+；表示,与之相反的用一;表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为。

•(3)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ・molT)如下N—NN=NP—PP=P193946197489表： 从能量角度看，氮以N2、而白磷以P』(结构式可表示为 P)形式存在的原因是O(4)已知KH2P。2是次磷酸的正盐，H3P。2的结构式为，其中P采取杂化方式。(5)与PO丁电子总数相同的等电子体的分子式为o

(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如:oII——

HO—p—OjH+HO-rOH0OO-2H2OIIIIII——--►HO—P—O—P—O—P—OHI I IOH OH OH如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为(7)分别用。、.表示H2PO’和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2PO4、在晶胞xz面、片面上的位置:篙名蠢黜某底边嗯呼渺"m、高为cpm，阿伏加德g吊数的值为Na，日日体的密度为g，cm-3（莺出黄达式）。,②晶胞在X轴方向的投影图为（填标号）。A B C D

分点突破一中心原子杂化轨道类型的判断

［核心归纳］分子（A为中心原子）中心原子孤电子对数中心原子杂化方式分子结构示例ab20SP直线形BeCl2>82、HCN1sp2V形SO2、O32sp3V形h2o>h2sab30sp2平面三角形bf3>ch2o>SO31sp3三角锥形NH3、H3O+、PCI3ab40sp3正四面体形CH4.NH4、SO4［特别提示］（1）价层电子对互斥理论说明的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的空间构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的空间构型不一致。如中心原子采取Sp3杂化的，其价层电子对互斥理论为四面体，其分子空间构型可以为正四面体形（如CH4）,也可以为三角锥形（如NH3）或V形（如H2O）。（2）杂化轨道间的夹角与分子内的键角不一定相同，中心原子杂化类型相同时孤电子对数越多，键角越小。嗦养提升］BeCb是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，请写出单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型：(1)CI—Be—C1：；ClCl—Be Be—Cl：；ClClCl\/\/\/BeBeBe： o/\/\/\ ClCl答案：(l)sp杂化(2)sp2杂化(3)sp3杂化

(1)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O(2)有机碱CH3NH；中，N原子的杂化轨道类型是o(3)NH3BH3分子中，N-B化学键称为键，其电子对由提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH4+B3Or+9H2o在该反应中，o在该反应中，B原子的杂化轨道类型由 变为 解析：(1)PO『的中心原子P的价层电子对数为4,孤电子对数为0,中心原子P为sp3杂化，故PO：-的空间构型为正四面体。(2)CH3NH：中N原子与2个H原子、1个C原子形成三个共价键，与H+形成一个配位键，故N原子的杂化轨道类型为(3)NH3BH3中N有孤电子对，B有空轨道，N和B形成配位键，电子对由N提供。NH3BH3中B形成四个。键，为sp3杂化，b30r中B形成3个。键，为冲?杂化。答案：(1)正四面体4sp3(2)sp3(3)配位Nsp3sp2

分点突破二分子结构与性质差异原因的解释［核心归纳］作用力范德华力氢键共价键作用粒子分子或原子（稀有气体）氢原子与氟、氮、氧原子（分子内、分子间）原子特征无方向性、无饱和性有方向性、有饱和性有方向性、有饱和性强度比较共价键＞氢键〉范德华力

作用力范德华力氢键共价键影响强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于A—H-B—,A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键强度越成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固对物质性质的影响①影响物质的熔、沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点升高分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大①影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越强②影响原子晶体的熔、沸点、硬度I特别提示I“原因解释”类试题的解题流程分子极性、氢键、化学反应〉因素所造成的影响对应原子或离子的最外层电子排布（全空、半充满、全充满）I特别提示I“原因解释”类试题的解题流程分子极性、氢键、化学反应〉因素所造成的影响对应原子或离子的最外层电子排布（全空、半充满、全充满） .分析关键溶解度电离能熔、沸点晶体类型、氢键、相对分子质量、晶格能、共价键强弱等联系与该性质相关的因素提取要解释的性质康养提升］1.(1)NH4H2P。4中，电负性最高的元素是;(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能4(Zn) A(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是o(3)元素铜与银的第二电离能分别为/cu=l958kJmoF\INi=l753kJ-mol1,/cu>，Ni的原因是-(4)Cu元素基态原子最外层有个电子。原子半径：A1Si,第一电离能：NOo(填“>”或“v”)(5)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(石)。第二周期部分元素的为变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的G自左而右依次增大的原因是;氮元素的心呈现异常的原因是o答案：(1)0(2)大于Zn的核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)铜失去的是全充满的3『°电子，银失去的是4sl电子(4)1>>(5)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2P轨道为半充满状态，具有相对稳定性，故不易结合一个电子

2.目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如图1所示。(l)Zr原子序数为40,价电子排布式为o图1中属于非极性分子的气体是o(2)①氟化硼(BF3)是石油化工的重要催化剂。BF3中B—F比BF；中B—F的键长短，原因是o②乙硼烷(B2H6)是用作火箭和导弹的高能燃料；氨硼烷(H3NBH3)是最具潜力的储氢材料之一。B2H6的分子结构如图2所示，其中B原子的杂化方式为③H3NBH3的相对分子质量与B2H6相差不大，但是H3NBH3的沸点却比B2H6高得多，原因是O④硼酸盐是重要的防火材料。图3是硼酸钠晶体中阴离子(含B、O、H三种元素)的结构，该晶体中含有的化学键有oA.离子键B.极性键C.非极性键D.配位键E.金属键(3)CO与Ni可生成埃基锲[Ni(CO)4],已知其中锲的化合价为0,[Ni(CO)d的配体中配位原子是 。(4)为了鲁省贵金属并降低成本,也常用钙钛矿型复合氧化物作为催化剂。一种复合氧化物结构如图4所示，则与每个Sd.紧邻的-有个。解析：(l)Zr位于周期表中第五周期第WB族，价电子排布式为4d25s2,非极性分子中，分子对称性较高，正、负电荷中心重合，则图1中属于非极性分子的气体是。2、N2.CO20(2)①BF3中B原子价层电子对数为3,采用sp2杂化，BF；中B原子价层电子对数为4,采用冲3杂化，s轨道成分越多，电子云重叠程度越大，键长越短。②根据B2H6的分子结构图可知，B的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体，杂化方式为冲3杂化。③H3NBH3中含有电负性大的N原子和N—H,易形成分子间氢键，B2H6只存在范德华力，所以H3NBH3的沸点比B2H6高得多。④由图3中阴离子结构可知，阴离子中含有极性键和配位键，所以硼酸钠晶体中含有的化学键有离子键、极性键和配位键，不存在金属键和非极性键，故选A、B、Do(3)配体为CO,配体中C给出孤电子对，所以配位原子为C。(4)根据几何关系，晶胞中Sr2T处于体心，与最近的。2一距离为?X晶胞边长，这样的-共有12个，则与每个紧邻的。2一有12个。答案：(l)4d25s2。2、N2>CO2(2)①BF3中B采用sp2杂化，BF；中B采用sp3杂化，S轨道成分越多，电子云重叠程度越大，键长越短②sp3③H3NBH3分子间存在氢键，分子间作用力更大④ABD(3)C(4)12考题发掘•融通相关知识（一）精读题干•习得以下素养1.KH2P。4晶体的类型是什么?提乔烟械篇献虎陶般，属娠鼻南子排布是怎样的？提示二K元素的核外电子排布图为Is2s2p3s3p4sEH元素的核外电子排布图为isP元素的核外电子排布图为Is2s2p3s3phJOEHUHO元素的外核外电子排布图为Is2s2p(二)精读⑴⑵问♦习得以下素养1.根据P元素的核外电子排布图可知其原子轨道有几种？提示：9种2.根据第(2)问提供的信息，O元素价电子自旋磁量子数的代数和是多少？提示：+1(三)精读⑶(4)⑸(6)问♦习得以下素养1.根据第⑶问提供的信息，N、P同为第VA族元素，氮以NZ而白磷以P4的形式存在，其原因是什么？提示：由题表中键能关系可知3倍的N—N键的键能小于N三N键的键能，而3倍的P—P键的键能大于P三P键的键能,所以氮以N2中的N三形式存在更稳定，磷以P4中的P—P键形式存在更稳定。2.写出H3P。4的结构式，并说明P元素采取的杂化方式。OIIH—O—P—O—HI，P，P元素的杂化方式为sp3提示:H3P。4的结构式为 H

•3.根据第(6)问提供的信息•3.根据第(6)问提供的信息,磷酸的什.Aga onH3PO4P rtH(。+H+写出H3P。4脱水缩合成多聚(L1)H2OOH(四)精读(7)问习得以下素养OH则原子b的坐标是什么？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，在KH2PO4晶体的四方晶胞如图所示中，原子a的坐标为(0Q0)则原子b的坐标是什么？［参考答案］(1)K+和P3(［参考答案］(1)K+和P3(2)+：或一3(3)在原子数目相同的条件下,更低的能量，而P4比P2具有更低的能量，能量越低越稳定由比N4具有OIP0-TU1TPIHsp3(5)SiF«或SO2F2等)-4X136(6)P,Q£⑺①而3°n3②B［真题实战］(2021・湖南高考)硅、错(Ge)及其化合物广泛应用于光电材料领域。回答下列问题：(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高的是(填化学式)；(2)硅和卤素单质反应可以得到SiX”SiX4的熔、沸点幽SiCl4SiBr4甑4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.7①0C时，SiF,、SiQ』、SiBr4>SiL呈液态的是（填化学式），沸点依次升高的原因是,气态SiX4分子的空间构型是；②SiCL与N-甲基咪建产LNyN）反应可以得到M2+,其结构如图所示：N-甲基咪唾分子中碳原子的杂化轨道类型为,H、C、N的电负性由大到小的顺序为,1个M?+中含有个o键；

（3）下图是Mg、Ge、O三种元素形成的某化合物的晶胞示意图。原子（填元素①已知化合物中Ge和O的原子个数比为1：4,图中Z表示符号），该化合物的化学式为;原子（填元素a=B=7=90。，则该②已知该晶胞的晶胞参数分别为qnm、bnm、a=B=7=90。，则该晶体的密度P=c、M的代数式表示）。g・cnr3（设阿伏加德罗常数的值为此，用含。、b、

解析：（1）硅原子核外有14个电子，有Is、2s、2p、3s、3P五个能级，每个能级的电晶体的密度P=c、M的代数式表示）。子数分别是2、2、6、2、2,则基态硅原子最外层的电子排布图为3s 3p。晶体硅和碳化硅均为原子晶体，碳原子半径比硅原子半径小，则C—Si键长比Si—Si键长短，故碳化硅的熔点较高。（2）①0tH273K,由题表中的数据可知，只有SiCL的熔点低于273K,沸点高于273K,则SiCL在0七时为液态。SiF4,SiCl4.SiBr4>SiL均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，则分子间作用力依次增大，沸点逐渐升高。SiXq的中心原子Si周围的价层电子对数=4+；x（4—1'4）=4,无孤电子对，由VSEPR模型可知，其VSEPR模型与分子空间构型均为正四面体。②H£—N&中甲基碳原子为饱和碳原子，是卬3杂化，碳碳双键中的碳原子为那2杂化。短周期同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，且H的电负性比C小，故电负性由大到小的顺序是N>C>Ho

2+Si.一2+中1个 L/N—CR基团有1个N—Si、4个N—C.Si、—1个N=C、1个CC、6个1个N=C、1个C则含13x4=52（个）仃键,另外还有2个Si—C1,故1个中含有。键的数目为54个。(3)①由晶胞结构图可知，1个晶胞中，对于X原子，8个位于顶角、4个位于棱上、6个位于面上、3个位于晶胞内，故1个晶胞中含有X的数目为8x；+4x：+6x1+3=8；对于Y原子，4个Y原子均位于晶胞内；对于Z原子，16个Z原子均位于晶胞内。其中Ge和O的原子个数之比为1：4,则X为Mg,Y为Ge,Z为O。由上述分析可知，该化合物的化学式为Mg2GeO4o②1个晶胞的h曰24x8+73x4+16x16 740 人=在以一e _?1 , „质量=R g=入厂1个晶胞的体积=Mcxl021cm,则晶740体的密度〃=qAx%-21cm3 黑弋g©11\

E□答案：⑴E□答案：⑴3s3pSiC(2)@SiCl4SiF4>SiCL、SiBr4>Sil4都是分子晶体，相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大正四面体②即2、Sp3N>C>H54(3)@OMg2GeO4(3)@OMg2GeO4②740X1021abcN、(2020♦全国I卷)Goodenough等人因在锂离子电池及钻酸锂、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：⑴基态Fe?+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为.(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(6)如表所示。/i(Li)>/i(Na),原因是o/iCBe>/1(B)>Z1(Li),原因是oA/CkJ-moF1)Li520A/CkJ-moF1)Li520Be900Na496Mg738Al578(4)LiFePOj的晶胞结构示意图如图(a)所示。其中O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o图(a)LiFePO4图⑹LijFePC)4 图©FePO4电池充电时，LiFePO』脱出部分L1,形成LiirFePO*结构示意图如图(b)所示，贝！Jx=，n(Fe2'):