2021年高考化学真题和模拟题分类汇编19选修3物质结构与性质含解析(一)

专题18选修3物质结构与性质

2021年化学高考题

1.(2021•山东高考真题)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一种。

(2)0、F、C1电负性由大到小的顺序为―；0握分子的空间构型为_；0握的熔、沸点_(填”高

于”或“低于”)CLO,原因是__。

(3)Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeR室温下易升华。XeF?中心原子的价层电子

对数为__，下列对XeR中心原子杂化方式推断合理的是_(填标号)。

A.spB.sp'C.sp3D.sp'd

(4)XeF?晶体属四方晶系，晶胞参数如图所示，晶胞棱边夹角均为90°,该晶胞中有一个Xe&

分子。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，称为原子的分数

坐标，如A点原子的分数坐标为(；，；，；)。已知Xe—F键长为rpm,则B点原子的分数

坐标为一；晶胞中A、B间距离d=—pm。

【KS5U答案】9F>O>C1角(V)形低于0F?和C1Q都是分子晶体，结构相似，C1Q

的相对分子质量大，CL0的熔、沸点高5D2(0,0,-)d=J-a2+(--r)2

cV22

pm

[KS5U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，半径越小，得电子能力越强，电负性越大，半径由

S-1?

小到大的顺序为F、0、C1,所以电负性大小顺序为F>O>C1；根据VSEPR理论有2+二一=4,

去掉2对孤对电子，知OF?分子的空间构型是角形；0R和C1Q都是分子晶体，结构相似，Cl20

的相对分子质量大，Cbo的熔、沸点高；

8-P?

（3）XeR易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2+——=5,其中心原子

2

的杂化方式应为sp3d；

（4）图中大球的个数为初白，小球的个数为*2%，根据XeFz的原子个数比知大球是

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点在棱的一处,其坐标为（0,0,一）；

c

图中y是底面对角线的一半，y=*,x=|-r,所以（1=而于=112[/\2

+(—。~r)pm。

22

2.（2021•湖南高考真题）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SiX4,SiX4的熔沸点如下表:

Si已SiCl4SiBr4Sil4

熔点/K183.0203.2278.6393.7

沸点/K187.2330.8427.2560.7

①09时，SiF,、SiCl4,SiBj、Sil《呈液态的是—（填化学式），沸点依次升高的原因是

,气态SiX〈分子的空间构型是；

②sij与N-甲基咪哇（XC-NC^）反应可以得到MP，其结构如图所示:

“Sj

EC-NJ个N&INQ一N-CHS

N-甲基咪哇分子中碳原子的杂化轨道类型为,IkC、N的电负性由大到小的顺序为

1个M?+中含有一个。键;

(3)下图是Mg、Ge,0三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_______；

②已知该晶胞的晶胞参数分别为anm、bnm、cnm,。=£=/=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)。

【KS5U答案】黑,：SiCSiCL,SiX,都是结构相似的分子晶体，相对分

也II""I

子质量依次增大，分子间作用力依次增大正四面体形sp2、sp3：：N>OH54

740

21

0Mg2GeO,,KTX10

abcNA

[KS5U解析】

(1)硅元素的原子序数为14,价电子排布式为3s23P)则价电子排布图为21,；原子

晶体的熔点取决于共价键的强弱，晶体硅和碳化硅都是原子晶体，碳原子的原子半径小于硅

原子，非金属性强于硅原子，碳硅键的键能大于硅硅键、键长小于硅硅键，则碳硅键强于硅

硅键，碳化硅的熔点高于晶体硅，故答案为：葭...7,.；SiC；

也II

(2)①由题给熔沸点数据可知，0℃时，四氟化硅为气态，四氯化硅为液态，四溟化硅、四碘

化硅为固态：分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小，SiX,都是结构相似的分子晶体，相

对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大，则SiX,的沸点依次升高；SiX,分子中硅原子

的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,则分子的空间构型为正四面体形，故答案为：SiCl.)；

SiX,都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大；正四面体形;

②由M小离子的结构可知，离子中含有杂化方式为sp,杂化的单键碳原子和sd杂化的双键碳原

子；元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的非极性强弱顺序为N>C〉H,则元素电负性的

大小顺序为N>C>H；离子的结构中含有单键、双键和配位键，单键和配位键都是。键，双

键中含有1个。键，则离子中含有54个。键，故答案为：sp\sp3；N>C>H；54；

(3)①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心、棱上和体内的X原子为

8X1+6X1+4X1+3=8,位于体内的Y原子和Z原子分别为4和16,由Ge和0原子的个数

824

比为1：4可知，X为Mg原子、Y为Ge原子、Z为0原子，则晶胞的化学式为MgfeO」，故答

案为：0；MgzGeOi；

4x185740

②由晶胞的质量公式可得：Fr—nabcXlO2,Xp,解得P=—X1021g/cin3,故答案为:

NAabcNA

740

而彳XI。”。

3.(2021•广东高考真题)很多含筑基(-SII)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂.例如,

解毒剂化合物i可与氧化汞生成化合物n。

CK—SHCH--S、CH—SH

22

rI1—OH

CH—SHCH--s/CH—SH

11

1i1

CH2—OHCH2—OHCH—SO3Na

IIImIV

(1)基态硫原子价电子排布式为。

(2)H?S、CH„比0的沸点由高到低顺序为。

(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第______周期第HB族。

(4)化合物IH也是一种汞解毒剂。化合物IV是一种强酸。下列说法正确的有。

A.在I中S原子采取sp：'杂化

B.在n中$元素的电负性最大

C.在HI中C-C-C键角是180°

D.在III中存在离子键与共价键

E.在W中硫氧键的键能均相等

(5)汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物in相比，水

溶性较好的是O

(6)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料。

X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被11g和Sb取代后形成。

①图9b为Ge晶胞中部分Ge原子被11g和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，

理由是»

②图9c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=。

③设X的最简式的式量为扎，则X晶体的密度为g/cm，(列出算式)。

【KS5U答案】3s?3p‘H2O>H2S>CII1六AD化合物III由图9c可知，图9b中

2xM

Sb、Hg原子取代位置除图9b外还有其它形式41：12—_Hr

：301xxy

[KS5U解析】

(1)基态硫原子核外电子排布式为Is22s22P63s23p',因此基态硫原子价电子排布式为3s々pl故

答案为:3s23p\

(2)压S、CH,、H#均为分子晶体，HQ分子间存在氢键，沸点较高，Hf、CH的分子间范德华力

随相对分子质量增大而增加，因此沸点由高到低顺序为：H0>HS>CH,,故答案为：

22H=0>H2S>CH,O

(3)第六周期0族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第IIB族，故答案

为：六。

产』

(4)A.礴一^中S原子的价层电子对■数=2+^7产=4，因此S原子采取sp'杂化，故A

1

正确;

B.朝一1寸中含有的元素为H、C、0、S、Hg,同周期元素从左至右元素的电负性逐渐

增大，同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小，因此5种元素中电负性最大的为0元素,

故B错误：

c.俨中C原子成键均为单键，因此C原子采取sp：'杂化，所以C-C-C键角接近

109281,故C错误;

管■:CH2-SH

D.fe—中存在C-H、C-C、C-S、S=0>S-0、S-H共价键和CH—SH与岫一之间的

：I_

施新飒诵CH2-SO3

离子键，故D正确；

©

E.*蝴中硫氧键分为硫氧单键和硫氧双键，共价键种类不同，因此二者的键能

不同，故E错误；

综上所述，说法正确的是AD项，故答案为AD。

（5）『一®中羟基能与水分子之间形成分子间氢键，尊为易溶于水的钠盐,

CHLSH

溶于水后电离出的CH—SH中0原子均能与水分子之间形成氢键，相同物质的量两种物质

I_

CH2-SO3

CH2-SH

溶于水后，CH—SH形成的氢键更多，因此化合物IH更易溶于水，故答案为：化合物HIo

I.

CH2-SO3

（6）①对比图9b和图9c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同，不符合

晶胞晶胞是晶体的最小重复单位要求，故答案为：由图9c可知，图9b中Sb、Hg原子取代位

置除图9b外还有其它形式。

②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例，同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,

右侧晶胞中有2个Sb原子与11g原子距离最近，因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目

为4：该晶胞中Sb原子均位于晶胞内，因此1个晶胞中含有Sb原子数为8,Ge原子位于晶胞

顶点、面心、体心，因此1个晶胞中含有Ge原子数为1+8x1+4X^=4,Hg原子位于棱边、

面心，因此1个晶胞中含有Hg原子数为6X）+4*；=4,则该晶胞中粒子个数比Hg：Ge：

Sb=4：4：8=1：1：2,故答案为：4；1：1：2。

4xM,.

③1个晶胞的质量OF----------^-g1个晶胞的体积

6.02xlO23

^(xX107cm)2X(yX107cm)=x2yX10-'cm3,则X晶体的密度为

4xM

r2xM2xM

6.02x1023grg/cm",故答案为:r

301xx2y301xx2y

x2yxl0"2lcm3

4.（2021•全国高考真题）我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地

称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧

化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：

（1）太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为；单晶

硅的晶体类型为°SiCL是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为。

SiCL可发生水解反应，机理如下:

含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp&③sp3d2,中间体SiCLGW）中Si采取的杂化

类型为（填标号）。

（2）CO2分子中存在一个o键和个无键。

（3）甲醇的沸点（64.7℃）介于水（100℃）和甲硫爵（CH：,SH,7.6℃）之间，其原因是。

（4）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲爵的催化剂，其组成为ZnO/ZrO,固溶

体。四方ZrO?晶胞如图所示。Zr"离子在晶胞中的配位数是________,晶胞参数为apm、apm,

cpm,该晶体密度为g・cm-'（写出表达式）。在ZrOz中掺杂少量ZrO后形成的催化剂，

化学式可表示为Zn、Z1。，则丫=（用x表达）。

OO>Zr

【KS5U答案】3s23P2原子晶体（共价晶体）sp②22甲硫醇不能形成

4x91+8x16

分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多8---——2-x

acx/Vx1U

【KS5U解析】

(1)基态Si原子的核外电子排布式为Is22s22Pli3s23P)因此Si的价电子层的电子排式为3s23P3

晶体硅中Si原子与Si原子之间通过共价键相互结合，整块晶体是一个三维的共价键网状结

4-4x1

构，因此晶体硅为原子晶体；SiCL中Si原子价层电子对数为4+-------=4,因此Si原子采

2

取sp3杂化；由图可知，SiClMHzO)中Si原子的6键数为5,说明Si原子的杂化轨道数为5,

由此可知Si原子的杂化类型为sp%,故答案为：3s23P*原子晶体(共价晶体)；sp1②；

(2)CO2的结构式为0=C=0,1个双键中含有1个6键和1个m键，因此1个CO?分子中含有2

个3键和2个Ji键，故答案为：2；2；

(3)甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，甲醇分

子之间氢键的总强度低于水分子之间氢键的总强度，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间，

故答案为：甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多；

(4)以晶胞中右侧面心的Zr”为例，同一晶胞中与Zr”连接最近且等距的0"数为4,同理可知

右侧晶胞中有4个与Zr”相连，因此Zr',离子在晶胞中的配位数是4+4=8；1个晶胞中含有

4molx9lg/mol+8molx16g/mol

4个ZrOZ微粒，1个晶胞的质量姓---------一----------——，1个晶胞的体积为

NA

(aXIO10cm)X(aXW10cm)X(cXIO10cm)=a2cX10-30cm\因此该晶体密度

4x91+8x16

m4x91+8x16

而f产g•cm3；在Zr02中掺杂少量ZrO后形成的催化剂，化

V

a2cxlO_3Ocm3

学式可表示为Zn、Z"Q,,其中Zn元素为+2价，Zr为+4价，0元素为-2价，根据化合物化合

4x91+8x16

价为。可知2x+4X(l-x)=2y,解得y=2-x,故答案为：―7；行7布；2~Xo

acx/v*xiu

5.(2021•河北高考真题)KH,PO,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KHJO,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KHFO,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一(填离子符

号)。

(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+工表示，与之相反的用

22

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一。

(3)已知有关氨、磷的单键和三键的键能如表：

N-NN=NP-PP三P

193946197489

P、

从能量角度看，氮以N,、而白磷以R(结构式可表示为pg^P)形式存在的原因是。

XP

⑷已知KII.PO,是次磷酸的正盐，I13PO2的结构式为其中P采取—杂化方式。

(5)与P0：电子总数相同的等电子体的分子式为一。

(6)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如:

o)oo)

000nnn

II.........II....................II-2出0P-P-P-

—

—

HO-P-OH+HO-rP-OH+HO-rP-OH—

I.............'I................IOHOHOH

0H0H0H

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HF0；和K',KHT0」晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显

示的是APO；、K'在晶胞xz面、yz面上的位置:

①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为小,晶体的密度g・cm：'(写

出表达式)。

②晶胞在x轴方向的投影图为(填标号)。

33

【KS5U答案】K+和P"或一5在原子数目相同的条件下，N?比N,具有更低的能

H

量，而PJ匕B具有更低的能量，能量越低越稳定H-O-P=Osp:iSiF,、SO2F2等

I

H

4x136

Pn30215

°""10'^Aac

[KS5U解析】

(1)在KH?P04的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H-)、。2一、K+和

p3-,其中核外电子排布相同的是K+和P,-。

(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23P3,其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，

自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3P轨道的3个电子的自旋状态相同，因

此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为+|■或-

(3)根据表中的相关共价键的键能可知，若6moiN形成类似白磷分子结构的N,分子，可以释

放出的能量为193kJx6=H58kJ；若6molN形成N2分子,则可释放的能量为946kJx2=1892kJ,

显然，形成N2分子放出的能量更多，故在N数目相同的条件下，N,具有更低的能量，能量越

低越稳定。同理，若6m。1P形成P4分子，可以释放出的能量为197kJx6=1182kJ；若6m。1P

形成巳分子，则可释放的能量为489kJx2=978kJ,显然，形成P,分子放出的能量更多，故在P

数目相同的条件下，P,具有更低的能量，能量越低越稳定。

(4)含氧酸分子中只有羟基上的H可以电离：由长”2尸。2是次磷酸的正盐可知，HF。?为一

元酸，其分子中只有一个羟基，另外2个H与P成键，还有一个0与P形成双键，故其结构

H

式为H-O—》=O，其中P共形成4个。键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4,其采

H

取Sp'杂化。

(5)等电子体之间的原子总数和价电子总数都相同，根据前加后减、前减后加、总数不变的原

则，可以找到与P。；电子总数相同的等电子体分子为SiK、SOzH等。

(6)由题中信息可知，n个磷酸分子间脱去(n-1)个水分子形成链状的多磷酸，因此，如果有

n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则可脱去n个水分子得到(HP03,其失去H+后得到

相应的酸根，故该酸根可写为

(7)①由晶胞结构可知，H2PO4位于晶胞的顶点、面上和体心，顶点上有8个、面上有4个,

体心有1个，故晶胞中H?PO；的数目为8xl+4x」+l=4；K?位于面上和棱上，面上有6

82

个，棱上4个，故晶胞中K+的数目为6xL+4x'=4。因此，平均每个晶胞中占有的H,PO；

24

和K+的数目均为4,若晶胞底边的边长均为印加、高为cpm,则晶胞的体积为10%2ccm：，,

3

阿伏加德罗常数的值为小,晶体的密度为…。浦2g-cm。

1U/vAac

②由图(a)、(b)、(c)可知，晶胞在x轴方向的投影图为选Bo

2021年化学高考模拟题

1.(2021•九龙坡区•重庆市育才中学高三三模)B和Ni均为新材料的主角。回答下列问题:

(1)基态B原子的核外电子有种空间运动状态；基态Ni原子核外占据最高能层电

子的电子云轮廓图的形状为。

(2)硼的卤化物的沸点如表所示：

卤化物BCLBBn

BF3

沸点/℃-100.312.590

解释表中卤化物之间沸点差异的原因___________o

(3)镇及其化合物常用作有机合成的催化剂，如Ni(PPh,)2,其中Ph表示苯基，PP%表示分子,

PPh：,的空间构型为；Ni(PPhJ,晶体中存在的化学键类型有(填字母)。

A.离子键B.极性键C.非极性键D.金属键E.配位键F.氢键

(4)鉴定Ni?+的特征反应如下:

在Imol鲜红色沉淀中，含有sp2杂化原子的数目为个(阿伏加德罗常数的值为4)。

丁二酮后中，各元素电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示).

(5)硼化钙可用于新型半导体材料，一种硼化钙的晶胞结构及沿z轴方向的投影图如图所示，

硼原子形成的正八面体占据顶角位置。若阿伏加德罗常数的值为八3晶体密度

P=g•cm'''

【KS5U答案】3球形均为分子晶体，相对分子质量不同三角锥形BCE

106

[KS5U解析】

⑴基态B原子的电子排布式为Is22s22p)Is轨道、2s轨道、2p的1个原子轨道上排有电子,

则有3种空间运动状态；基态Ni的简化电子排布式为[Ar]3ds4s2,最高能层电子排布在4s能

级，s电子云轮廓图的形状为球形；故答案为：3；球形。

(2)三者沸点都较低，三者均为分子晶体，BFs、BCb、BBn的相对分子质量逐渐增大，分子间

作用力逐渐增强，沸点逐渐升高；故答案为：均为分子晶体，相对分子质量不同。

(3)P原子最外层有5个电子，P与苯基形成3个P—C。键，P上还有1对孤电子对，则P的

价层电子对数为4,PPh的空间构型为三角锥形；在Ni(PPh,)z中Ni与PP%之间形成配位键，

PPh3中P与苯基之间形成P—C极性键，苯基中存在C—H极性键和碳碳之间的非极性键，选

BCE；故答案为：三角锥形；BCE。

(4)在鲜红色沉淀中形成C=N键的C、N原子都采取sp?杂化，1个鲜红色沉淀中采取sd杂化

的原子有8个，Imol鲜红色沉淀中含spe杂化的原子为8mol,数目为8%；丁二酮后中含C、H、

N、。四种元素，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性越强、电负性越大，

则丁二酮胎中各元素电负性由大到小的顺序为O>N>C>H；故答案为：8限

O>N>C>H»

(5)硼原子形成的正八面体占据顶角位置,结合沿z轴方向的投影图可知，1个晶胞中有8x3=24

个B原子位于棱上，根据均摊法，1个晶胞中含有B原子24x」=6个，Ca位于体心，为1个,

4

40+6x11106

1个晶胞的质量为--------g=—g,晶胞的体积为(anm)3,晶体的密度为

NA心

106,、3106106

——g+(anm)=----------——/3.故答案为・---------'——。

73Kcgm73

心、'(axlO-)^A(axlO-)^A

2.(2021•重庆市第十一中学校高三二模)我国在5G系统的初期部署中采用了基于GaN的功

率放大器。

(1)基态Ga原子的核外电子排布式,基态N原子最高能级的原子轨道形状为

(2)钱的各级电离能(单位：kJ•mol')依次为577、1984.5、2961.8、6192,由此可知钱的主

要化合价为和+3。与同周期相邻元素Zn比较，第一电离能GaZn(填“>”、

或“=")，理由是。

(3)已知氮化硼、氮化铝、氮化钱的熔点如下表。从结构的角度分析它们熔点不同的原因是

物质BNA1NGaN

熔点/℃300022491700

(4)GaN可由非极性分子三甲基钱(CH3Ga和NH,发生系列反应制得。GaN晶胞结构如图1所示,

(CH：!)3Ga和GaN中Ga原子的杂化方式分别为、。

(5)图1的六棱柱底边边长为acm,阿伏加德罗常数的值为Ng晶胞中每个Ga原子周围最近

的Ga原子数目为o从GaN晶体中“分割”出的平行六面体如图2,若该平行六面体

的体积为缶3cm3,则GaN晶体的密度为g・cnT(用含a、吊的代数式表示)。

图2

【KS5U答案】[Ar]3dz4s'4p'哑铃形+1<Zn的电子排布是全充满的，比较稳

定，第一电离能较高氮化硼、氮化铝、氮化钱都是原子晶体，硼、铝、钱的原子半径逐

8472

spJsp312

渐增大，键长增长，键能减小，熔点降低西

[KS5U解析】

(l)Ga是第31号元素，位于第四周期IIIA族，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3dzs/pl

基态N原子的最高能级的原子轨道为2p轨道，其形状为哑铃形；

(2)由于像的第一电离能与第二电离能相差较大，第三电离能与第四电离能相差也大，故钱的

主要化合物的化合价为+1和+3；Zn为30号元素，其基态原子的核外电子排布为瓜讨3104,

由此可知：Zn的电子排布是全充满的，比较稳定，其第一电离能高于Ga,故第一电离能：Ga

<Zn；

(3)三者都属于原子晶体，B、Al、Ga的原子半径依次增大，使得B-N、A『N、Ga-N的键长依

次减小，键能依次增大，故三者的熔点依次降低；

(4)(CH)Ga中Ga形成3个。键，没有孤电子对，Ga原子的杂化方式为sp?杂化；如图所示，

一个Ga原子与两个Ga原子和一个N原子相连，由于这个Ga原子有一个空轨道，而N原子还

含有孤电子对，故Ga原子的杂化方式为sp，杂化；

(5)如图1所示，晶胞中每个Ga原子周围最近的Ga原子数目为12；根据图1和图2可知，图

2所示的结构是图1晶胞结构的;，则该晶胞的体积为3后a：'cm：',该晶胞中含有的Ga原子

个数为2x』+3xl+12xL=6,N原子个数为，6x』+4=6,故GaN晶体的密度为

263

6x84g

84后

g-cm\

3扬3cm'西

3.(2021•青海西宁市•高三二模)磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。

(1)磷原子核外电子排布式为。

(2)羟基磷灰石[Ca5(P0,)：i0H]是牙齿中的重要矿物质，其中羟基(-0H)中氧原子的杂化方式为

，P0：的空间构型为，该化合物中所含元素电负性最大的是—

(3)磷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：

,、，11、，11、，11、

B：(0,0,0)；(--0)；(-,0,-)；(0,-)...

222222

-)；(3,-)……

4444

①请在图中画出磷化硼晶胞的俯视图

OB

•P

②与每个磷原子紧邻的硼原子有______个，与每个硼原子紧邻的硼原子有_______个。

(4)磷钮矿可提取稀土元素兄(Y),某磷相矿的结构如图所示。该磷钻矿的化学式为—

与PO：互为等电子体的阴离子有(写出一种离子符号)。已知晶胞参数a=0.69nm,

c=0.60nm,阿伏加德罗常数的值为吊，则该磷铝矿的密度为g-cm"(列出计算式)。

[KS5U答案】Is22s22P63s匕壮,sp:正四面体形412

4x(89+31+16x4)

YPO,SO；或CIO；、BrO；,10；、SiO：等

21

0.69x0.69x0.60xlQ-7VA

[KS5U解析】

(1)磷的原子序数是15,原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P\

(2)羟基(-0H)中氧原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断0原子的杂化方

式为sp\PO：中P原子价层电子对个数=4+(5+3-4X2)/2=4且不含孤电子对，根据价层电子

对判断该微粒空间构型为正四面体形；元素的非金属性越强，其电负性越大，非金属性最强

的是0元素，则电负性最大的是0元素；

(3)①由个原子坐标，可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置，而P原子处于晶胞内部,

处于B原子形成的正四面体体心位置，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(P原子投影、上下底面面心B

原子投影将对角线4等分)，故磷化硼晶胞的俯视图为:

②P原子周围连接4个B原子，与每个磷原子紧邻的硼原子有4；以顶点B原子研究，与之紧

邻的硼原子处于面心，每个顶点为8个晶胞共用，每个面心为2个晶胞共用，与每个硼原子

紧邻的硼原子有3X8/2=12个；

(4)晶胞中含Y的个数是，8x』+4x2+l=4,含磷酸根的个数是6X‘+4X‘=4,该磷相

8224

矿的化学式为YPO“原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，与PO：互为等电子体的

阴离子有SO；-或CIO；、BrO；、10；、SiO：一等。已知晶胞参数a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加

m4x(89+31+16x4)

德罗常数的值为N.则该磷钮矿的密度为小厂069X0.69X0.60X1LNAG-CM

4.(2021•青海高三三模)第四周期过渡元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。

回答下列问题：

(l)Co”的一种配离子［Co(Nj(NH3)5『+中，Co"的配位数是,配位体N%的空间构

型为。

(2)NiO的晶体结构如图所示，其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子

的坐标参数为

(3)已知TiC在碳化物中硬度最大，工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原Ti02

>1800℃

制取TiC：TiO2+3C=--------TiC+2C0to该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排

列为;根据所给信息，可知TiC是晶体。

(4)已知Z—+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示。

离子Sc3'*Cr"Fe*2+Zn"

水合离子的颜色无色绿色浅绿色无色

请根据原子结构推测Sc"、Zr?+的水合离子为无色的原因：。

(5)VG是一种常见的催化剂，在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。五氧化二钢的结构

()。

式为(VV),则该结构中。键与“键个数之比为___________。VzOs溶解在NaOH

/\/X一

()()()

溶液中，可得到机酸钠(Na,V0)。V0：与P0：的空间构型相同，其中V原子的杂化方式为

【KS5U答案】6三角锥形(1,—,-)0>C>Ti原子3d轨道上没有

22

未成对电子(或3d轨道全空或全满状态)3：2sp3

[KS5U解析】

(DC。，+的一种配离子[CoWJNHjP+中，配体有1个N：离子，5个氨分子，Co"的配位数是

1+5=6,氨分子中心原子N是sp，杂化，有一对孤电子对，配位体NH；的空间构型为三角锥形。

故答案为：6；三角锥形；

(2)NiO的晶体结构如图，离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C原子的坐标参

数为(1,—,—故答案为：(1,—>—

2222

(3)周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，元素的金属性增强，电负性增大，0>C,TiC

中Ti显正价，碳显负价，该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为0>C>Ti；根

据所给信息，TiC在碳化物中硬度最大，可知TiC是原子晶体。故答案为：0>C>Ti；原子；

(4)Sc>的外围电子排布式为[Ar]3d",Cr：”的外围电子排布式为[Ar]3d'Fe"电子排布式为

[Ar]3d6,Zn”的外围电子排布式为[Ar]3d'°,对比四种离子的外围电子排布式可知，其水合离

子的颜色与3d轨道上的单电子有关，由于Sc"3d轨道全空，Zn?的3d轨道全满，所以二者无

色，根据原子结构推测Sc"、Zn”的水合离子为无色的原因：3d轨道上没有未成对电子(或

3d轨道全空或全满状态）。故答案为：3d轨道上没有未成对电子（或3d轨道全空或全满状态）;

（）（）

（5）五氧化二机的结构式为（VV）.则该结构中。键与n键个数之比为6：4=3：

/\/\

OOO

2。V4溶解在NaOH溶液中，可得到钢酸钠（NaNO,）。V0：与P0：的空间构型相同，V0：原子

价层电子对数为4+“3；2X4=*其中v原子的杂化方式为spl故答案为：3：2；sp\

5.（2021•全国高三零模）黄铜矿（主要成分为CuFeS?）是一种天然矿石。中国在商代或更早

就掌握了由它冶炼铜的技术。医药上，黄铜矿有促进骨折愈合的作用。请回答下列问题：

⑴基态Cu+比Cu2+稳定的原因是。

⑵H2s中的阴离子的空间构