物质结构与性质综合-2020年山东省各地市高考模拟化学试题分类汇编（解析版）

专题五物质结构与性质

考点18物质结构与性质综合

1、(2020泰安一模，17)超分子在生命科学和物理学等领域中具有重要意义。由Mo将2个C60分子、2个

P—甲酸丁酯毗咤及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。

(l)M。处于第五周期第V1B族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是；核外未成对

电子数是个。

(2)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是(填元素符号)，p—甲酸丁酯毗噬配体中C原子的杂

化方式有。(已知毗咤可看做苯分子中的一个CH原子团被N取代的化合物)

(3)已知：C60分子中存在碳碳单、双键；C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；C60分子

只含有五边形和六边形；多面体的顶点数V、面数F及棱边数E遵循欧拉定理：V+F-E=2。则一个C60分

子的结构是由____个五边形和一个六边形组成的球体。用文字简述C60跟F2在一定条件下反应所得的物

质的组成：o

(4)已知：某晶胞中各原子的相对位置可用如图所示的原子坐标表示，其中所有顶点的原子坐标均可以为(0,

0,0)。铝(Mo)的-一种立方晶系的晶体结构中，每个晶胞有2个Mo原子，其中Mo原子坐标是(0,0,0)及

111a

(--y,5)。根据以上信息，推断该晶体的原子堆积方式是。已知该晶体的密度是pgenT,

Mo的摩尔质量是Mg.mol",阿伏加德罗常数是NA，晶体中距离最近的Mo原子核之间的距离为pm。

(1/2.1/2.0)

【答案】(l)4d5sl6(2)Csp2和sp3(3)1220由Ca)结构和碳的四个价键理论，可知一

个碳需连接一个双键，一个双键被两个碳原子共用，故含有60+2=30个双键，易与活泼的F2发生加成反应

生成C60F60(4)体心立方密堆积<4-

【解析】

(1)M。处于第五周期第V1B族，核外电子排布与Cr相似，其价电子为4d、5s电子，4d能级上有5个电子、

5s能级上有1个电子，基态价电子排布式为4d55sl核外未成对电子是4d、5s能级上的电子，有6个电子,

5

故答案为：4d5s';6；

(2)CO提供孤电子对的是C原子、Mo提供空轨道，两个原子形成配位键；p-甲酸丁酯毗噬配体中C原子价

层电子对个数有4、3,根据价层电子对互斥理论，C原子杂化类型为sp3、sp2,故答案为：C；sp\sp2；

(3)多面体的顶点数、面数和棱边数的关系，遵循欧拉定理：V+F—E=2,即顶点数+面数-棱边数=2；设C”)

分子中五边形数为x,六边形数为y。依题意可得方程组：:(5x+6y)=：(3x60),60+(x+y)-；(3x60)=2,

解得：x=12,y=20,即C6o分子有12个五边形和20个六边形，由C”)结构和碳的四个价键理论，可知一个

碳需连接一个双键，一个双键被两个碳原子共用，故含有60+2=30个双键，与活泼的F2发生加成反应即可

生成C6OF6O,故答案为：12：20；由结构和碳的四个价键理论，可知一个碳需连接一个双键，一个双键

被两个碳原子共用，故含有60+2=30个双键，与活泼的Fz发生加成反应即可生成C6OF«)：

(4)铝(Mo)的一种立方晶系的晶体结构中，每个晶胞有2个Mo原子，其中Mo原子坐标是(0,0,0)及(g,

---),则该晶胞中M。原子位于顶点和体心上，为体心立方密堆积；该晶胞棱长=?当~cm,晶体中距

22VNAp

离最近的Mo原子核之间的距离为体心到顶点的距离为体对角线的一半J型cm=ExJ—

2\NAp2\NAp

xl01(，pm,故答案为：体心立方密堆积；且xj处1■cm=1xj当■xlO?

2\NAP2\NAP

2、(2020泰安二模，17)AA705合金(含Al、Zn、Mg和Cu)几乎与钢一样坚固，但重量仅为钢的三分之一，

已被用于飞机机身和机翼、智能手机外壳上等。但这种合金很难被焊接。最近科学家将碳化钛纳米颗粒(大

小仅为十亿分之一米)注入AA7075的焊丝内，让这些纳米颗粒充当连接件之间的填充材料。注入了纳米粒

子的填充焊丝也可以更容易地连接其他难以焊接的金属和金属合金。回答下列问题：

(1)基态铜原子的价层电子排布式为

2

(2)第三周期某元素的前5个电子的电离能如图1所示。该元素是(填元素符号)，判断依据是

(3)CNi、NH3、比。和OH一等配体都能与+形成配离子。lmol[Zn(NH3)4产含_mole键，中心离子的

配位数为o

(4)铝镁合金是优质储钠材料，原子位于面心和顶点，其晶胞如图2所示。1个铝原子周围有个镁原子最

近且等距离。

(5)在二氧化钛和光照条件下，苯甲醇可被氧化成苯甲醛：

0

O比。H4才CHHO

笨甲弊笨甲曜

①苯甲醇中C原子杂化类型是。

②苯甲醇的沸点高于苯甲醛，其原因是

(6)钛晶体有两种品胞，如图所示。

①如图3所示，晶胞的空间利用率为(用含n的式子表示)。

②已知图4中六棱柱边长为xcm,高为yem。该钛晶胞密度为Dgym^,NA为mol-(用含xy和D

的式子表示)。

【答案】(1)3/喙|(2)Mg4是/2的5倍多,说明最外层有2个电子，⑶164(4)8(5)sp\

sp3苯甲醇分子间存在氢键，苯甲醛分子间不存在氢键(6)3^x100%192g

83Dxx2xy

【解析】

(1)铜原子有29个电子，其3d、4s能级上的电子为其价电子，其价电子排布式为3dHi4s1

(2)由图1可知电离能〃是心的5倍多，说明最外层有2个电子，结合该元素是第三周期元素，则该元素为

3

第三周期第IIA元素，此元素为镁，元素符号为Mg；

(3)所有单键包括配位键均为6键，双键中有一个为6键，每个N6分子中含有3个N-H键，中心原子Zn

与四个N原子之间存在配位键,则Imol[Zn(NH3)4产含(4+3x4)mol=16mol©键，配位体为NH3,中心离

子Z/+的配位数为4；

(4)晶胞中每个侧面的4个顶点上的镁原子和面心上的镁原子到A1原子的距离相等且最近，则每个铝原子周

围距离最近的镁原子有8个：

(5)①苯环上碳原子形成3个共用电子对，碳原子的杂化类型是spz,而-CH20H中C原子形成4个共用电子

对，碳原子的杂化类型是sp3；

②苯甲爵分子间存在氢键，而苯甲醛分子间不存在氢键，导致苯甲醉的沸点明显比苯甲醛高；

(6)①由图3可知，晶胞中钛原子的数目为"8x)=2,设原子半径为r,则晶胞的对■角线为4r,晶胞的边长

8

100%

则空间利用率为4-

116x48

②②图4晶胞中钛原子的数目为3+2x-+12x-=6,晶胞的质量为g,六棱柱边长为xcm,高为ycm,

26NA

则晶胞的体积为把x2yc1m)则口6=x^4—8g+把x02ycnR?,由此计算得NA=192/J3moL。

2S23Dxx2xy

3、(2020威海一模，17)近期我国学者研制出低成本的电解“水制氢”催化剂——镁掺杂的磷化钻三元纳米

片电催化剂(Nio/COogP)。回答下列问题：

(l)Co在元素周期表中的位置为,Co?+价层电子排布式为。

(2)Co、Ni可形成[CO(NH3)61C12、K3[CO(NO3)6],Ni(CO)4、[明不凡兀下。」等多种配合物。

①SO；的空间构型为,NO,"中N原子的杂化轨道类型为。

②C、N、0、S四种元素中，第一电离能最大的是。

③lmol[Co(NH3)/02中含有G键的数目为；已知NF3比N%的沸点小得多，试解释原因

(3)常用丁二酮后来检验Ni?+,反应如下:

4

HO—N、/CH3

(aq)

N//q)+2HQ』2H+(aq)

H3

丁二酮月亏

二(丁二酮的)合锲(H)

①1个二(丁二酮〉)合银(H)中含有..个配位键。

②上述反应的适宜pH为(填字母序号)

(4)磷化硼是一种备受关注的耐磨涂料，其晶体中磷原子作面心立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中(如

图)。已知磷化硼晶体密度为pg-cmZ计算晶体中硼原子和磷原子的最近核间距为cm。

【答案】(1)第四周期第VDI族3d7(2)正四面体形sp2N24NANH3分子间存在氢键

【解析】

(1)C。为27号元素，位于元素周期表笫四周期第VIII族；基态C。原子价层电子排布为3d74s2,失去最外层2

个电子形成Ct?’,所以Ct?+的价层电子排布为3d7；

(2)①硫酸根中心原子的价层电子对数为4+箜必四，无孤对电子，所以空间构型为正四面体结构；NO3-

2

中心原子的价层电了•对数为3+列产=3,所以为sp?杂化：

②同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族、

第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以4中元素中第一电离能最大的为N元素；

③6个N%与+之间形成6个配位键，属于Q键，每个氨气分子中的氮氢键也为c键，共6+3x6=24,所

以lmol[Co(NH3)6]Cl2含有的。键个数为24NA;N元素电负性较大，所以N比分子间存在氢键，沸点较高；

(3)①根据N原子的成键特点可知，在二(丁二酮月亏)合银中N原子和Ni?+形成的化学键均为配位键，所以I

5

个二(丁二酮的)合银中含有4个配位键：

②碱性太强容易生成Ni(OH)2沉淀，酸性太强大量的氢离子存在不利于二(丁二酮行)合镇的生成，所以适宜

的pH应为B：5-10；

4x(11+31)

(4)由图可知，1个晶胞中含有4个B原子和4个P原子，故晶胞质量加=--——g,设边长为acm,则

N&

,am4x(11+31),3I21

晶胞的体积V=a3cm3,故晶胞密度。=T;=F——g-cm-,^#a=2xcm；晶体中硼原子和磷

V%xa\pxNA

原子的最近核间距为品胞体对角线的;，体对角线长度为晶胞边长的Q倍，所以晶体中硼原子和磷原子的

，…后0I21_73I21

1

最近核间EI——x2x3--------—x3-----cmc

XN

4\PA2\pxNA

4、(2020威海二模，16)钛、银、铅单质及其化合物在工业生产中有广泛的应用。回答下列问题：

(1)刀3+的价电子排布式为一，力3+的还原性常用于钛含量的测定。将某含钛试样溶解于强酸溶液中生成

2+3+

TiO,加入铝片将TiC>2*转化为Ti,该反应的离子方程式为,然后以NH4SCN溶液作指示剂，用FeCh

标准溶液滴定。可见，Fe?+先与反应(填“力3+”或“SCN-")。

(2)已知：

物质性质

TiC质硬，熔点：3140℃,沸点：4820℃

TiCl4熔点：-25℃,沸点：1364C,具有挥发性

TiC的熔沸点明显高于TiCL的原因为o

(3)乙二胺四乙酸(俗名EDTA)结构如图，

HOOCCH2CHzCOOH

、NCH2cH2N/

HOOCC&\H2COOH

是代表性的螯合剂，分子中可作为配位原子的是(填元素符号，下同)，第一电离能最大的元素是

2

_________oEDTA可与《+、Ca\Pb-+等离子形成配合物，可用Na2[Ca(EDTA)]治疗铅中毒，其离子方

程式为_______________o

(4)图甲是LaNis晶体示意图，该结构由两种不同的原子层组成，第一层・填入由O组成的正三角形空穴

中心，第二层完全由・组成,具有平面六方对称性，原子数目等于第一层的・和O数目的总和，这两层

6

交替排列形成LaNis晶体。图乙是LaNis的六方晶胞，图乙中。代表(填“La”或“Ni”)原子。该LaNis晶

体的密度为g・cnf3(列出计算式。NA为阿伏加德罗常数的值，LaNis摩尔质量为Mg・morb。图乙晶

胞中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(3，y),则C点的原子坐标参数为»

2++u3+

【答案】(1)333TiO+Al+6H=3Ti+Al+3H2OT产(2)TiC为原子晶体，TiCL,为分子晶体，

共价键的键能高于分子间作用力(3)N、ON[Ca(EDTA)J2-+Pb2+=[Pb(EDTA)J2-+Ca2+La

MxlO30,0

---------------------尸12

(4)2J3(彳，彳，0)

N.xa_xbx—33

A2

【解析】

(l)Ti的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,Ti失去3个电子变成丁产,则Ti："的价电子排布式为3d1,由题干信息，

某含钛试样溶解于强酸溶液中生成TiC>2+,加入铝片将TiCP+转化为Tj3+,Al转化为Al",则离子反应方程

式为3TiC)2++Al+6H+=3Ti3++A产+3比0,然后以NHaSCN溶液作指示剂，用FeCb标准溶液滴定，说明Fe"

先于Ti“反应，加入的最后滴FeCb标准溶液与SCN反应生成红色络合物，故答案为：3d'；3TiO2++Al+6H+

3+3+3+

=3Ti+Al+3H2O；Ti；

(2)根据表格数据分析可知，TiC为原子晶体，TiCL为分子晶体，由于共价键的键能远远高于分子间作用力，

因此TiC的熔沸点明显高于TiCLi，故答案为：TiC为原子晶体，TiCL为分子晶体，共价键的键能高于分子

间作用力；

(3)根据EDTA的结构分析壳子，分子中N原子和O原则含有孤对电子，可作配位原子，由于N原子的2P

轨道处于2P3的半充满结构，更不易失去电子，第一电离能更大，EDTA可与Ni：+、Ca2+>Pb?’等离子形成

配合物，因此用Na2[Ca(EDTA)]治疗铅中毒时，发生反应|Ca(EDTA)]2-+Pb2+=[Pb(EDTA)『-+Ca2+,故答案

为：N、O；N；[Ca(EDTA)]2-+Pb2+=[Pb(EDTA)]2+Ca2+；

(4)图乙的晶胞为六方晶胞，其8个顶点的原子平均有八分之一(其中4个占六分之一、另外4个占十二分之

一)属于该品胞，面上的原子有二分之一属于该晶胞，故其中含有。的数目为1+8XG=5,含有o的数目

为8x：=l,两者个数之比为5：1,则。代表La原子，图乙晶胞中，一个晶胞中含有1个LaNis，则晶胞

8

1…,M

的质量为kmolxMg/mol==g,一个晶胞的体积为

NAL

axlO10cmx—axlOlocmxbxlO-locm=—a2bxlO_3Ocm3»则晶胞的密度

22

M

----§

p=--=-7=--------------=--------------『>图乙晶胞U1原子坐标参数A为(0,0,0),B为(—,—,—),

2，o32

abxlOcmNAxaxbx3

2A2

MxlO30

则C点的原子坐标参数为(；，I，0),故答案为：La；2

Nxa2xbx—1(30)。

A3

A2

5、(2020潍坊二模，16)我国采用的CsO/TiCh-NaBiCh光催化氧化技术能深度净化工业含有机物的废水。

回答下列问题：

(1)钛(Ti)的基态原子M能层中能量不同的电子有种。

(2)该技术能有效将含有机物废水中的农药、醇、油等降解为水、二氧化碳、硝酸根离子等小分子。

①H2O、CH3OH、HO-^分子中O-H键的极性最强的是o

②C、N、。三种元素的电负性由大到小的顺序是。

(3)将少量无水硫酸铜溶解在水中，形成蓝色溶液，再加入过量氨水，溶液变为深蓝色。深蓝色离子的结构

如图所示，Imol该离子中所含。键为mol(包括配位键)；向深蓝色溶液中缓慢加入乙醇，得到

深蓝色晶体，加热该晶体先失去组分b的原因是。

(4)钿合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造高精度铸型。金属秘的结构示意图如图1所示，其晶胞结构

3

如图2所示。若钿原子的半径为rpm,则该晶体的密度为g-cm-(用含r和NA数学表达式表

8

示)。

n1892

金属处的结构示盒图金属区的舄胞

【答案】⑴3⑵[10-「O>N>C(3)22NH3与Ci?+的配位能力比H2O强⑷

6x209

xlO30

240rM

【解析】

⑴钛(Ti)的基态原子核外电子排布为Is22s22P63s23P63d24s2,M能层即为Ti核外第三层,M层中有3个能级，

每个能级上的电子能量不同，则能量不同的电子有3种：

(2)①H2O、CHQH、HjQ都是极性分子，根据钠与水和醇的反应剧烈程度可知，水中的氢活性较大更

易电离，电离难易程度与极性关系，•般极性越大，越容易电离，则H2。中O-H键的极性大于CH30H中

0-H健的极性，水是中性的，苯酚具有酸性，说明苯酚中羟基上的H比水更易电离，则上述分子中O-H键

的极性最强的是

②C、N、O位于同周期，同周期元素，随核电荷数增大，电负性逐渐增强，三种元素的电负性由大到小的

顺序是O>N>C；

(3)配位键和单键都是。键，根据图示，a为铜离子，b为N%,c为H?。，铜离子与NH.,、山0形成6个配

位键，每个NE中含有3个c键，每个H?0中含有两个。键，则Imol该离子中所含。键为

Imolx(6+3x4+2x2)=22mo1；根据相似相溶，乙醇为极性溶剂，比0为极性分子，NH,与+的配位能力比

比0强，乙醇将HzO夺走，降低蓝色晶体的极性，则蓝色晶体的溶解度降低而析出；

(4)根据图2所示，金属铀原子位于六棱柱的顶点，面心和体心，该晶胞中锚原子的个数为2X；+3+JX12=6

个，根据图1所示，若锈原子的半径为rpm,则晶胞面的边长为2rpm,上下面的距离h=生色rpm,将六棱

3

柱看做6个三棱柱构成，每个三棱柱的体积为!x2rpmxWErpm=4正$0?=4正*1()7"%口\

23

9

则晶胞的体积为6x4V2xlO叫3cm3=240xloR3cm3,则该晶胞的密度为p=-=--—=

VVNA

6x209g/mol6x209柏、

3XG，CM

24夜x10叫3cm3x$=24A/2FNA'°,

6、（2020潍坊零模，17）我国科学家合成倍的化合物通过烷基铝和［ph3C「［B（C6F5）4T活化后，对乙烯聚合表

回答下列问题：

（1）C产具有较强的稳定性，C产核外电子排布式为—；已知没有未成对d电子的过渡金属离子的水合离

子是无色的，下4+、V3\Ni2\CtT四种离子的水合离子为无色的是―（填离子符号）。

（2）化合物丙中1、2、3、4处的化学键是配位键的是一处，聚乙烯链中碳原子采取的杂化方式为一。

（3）无水CrCb与N%作用可形成化学式为CrCb5NH3的配位化合物。向该配位化合物的水溶液中加入

2

AgNCh溶液，CrCbJN%中的氯元素仅有1沉淀为AgCl；向另一份该配位化合物的水溶液中加入足量

NaOH浓溶液，加热并用湿润红色石蕊试纸检验时，试纸未变色。该配位化合物的结构简式为—。

（4）水在合成铝的化合物的过程中作溶剂。研究表明水能凝结成13种类型的结晶体。重冰（密度比水大）

属于立方晶系，其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示，晶体中HzO的配位数为一，晶胞边长为333.7pm,

则重冰的密度为—g-cmT写出数学表达式，NA为阿伏加德罗常数）。

3

【答案】⑴Is22s22P63s23P63d3T严、Cu"（2）2sp（3）［Cr（NH,）5Cl］Cl2（4）83

，A

xlO30

【解析】

（l）Cr原子核外电子数为24,核外电子排布为Is22s22P63s23P63d‘4s'原子失去4s能级1个电子、3d能级2

10

个电子形成Cr",Cr"电子排布式为：Is22s‘2p63s23P63d\

4+的核外电子排布为Is22s22P63s23P⑹，无未成对电子，其水溶液为无色；

丫3+的核外电子排布为Is22s22P63s23P63d2,3d轨道有两个未成对电子，其水溶液有颜色；

Ni2+的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d8,3d轨道有2个未成对电子，其水溶液有颜色；

Cu,的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d?无未成对电子，其水溶液为无色；

综上所述水合离子为无色的是Ty、Cu+；

(2)0可以形成两个共价键，C1可以形成1个共价键，N可以形成3个共价键，丙中N原子形成4条化学健，

则其中一条为配位键，形成配位键时一般由非金属元素提供孤对电子，金属阳离子提供空轨道，所以2应

为配位键：聚乙烯中碳原子形成4条单键，应为sp‘杂化；

2

(3)向该配位化合物的水溶液中加入AgNCh溶液，CrCl3-5NH3中的氯元素仅有孑沉淀为AgCl,说明该配合

物可以电离出两个C「，说明两个C「为该配合物的外界；向另一份该配位化合物的水溶液中加入足量NaOH

浓溶液，加热并用湿润红色石蕊试纸检验时，试纸未变色说明N%均位于内界，结合电荷守恒可知该配合

物应为[Cr(NH3)5Cl]C12；

(4)根据立方晶胞沿x、y或z轴的投影可知，该晶体为体心立方堆积，所以晶体中H2O的配位数为8：晶胞

中H2O的分子个数为8*三+1=2,则晶胞的质量〃『吃厂g,晶胞边长为333.7pm,即333.7x10"°cm,则

8»人

18x2

----g

晶胞体积V=(333.7X10H,)W,所以晶胞的密度『一加一/_36xlO^Mcn?。

丫(333.7xlO10)3cm3333.7、xA\

7、(2020枣庄二调，17)浙江师范大学的研究团队研究获得了一类具有高活性和选择性的钙钛矿光催化剂

(CsPbBr,-Ni(tpy))，这一成果发表在2020年1月Chem.Mater.上。带有负电荷的CsPbBr?将带正电的Ni(tpy)

固定在其表面，用于可见光驱动CO2还原。

(1)写出Ni基态原子的价电子排布图(轨道表达式)。

(2)C、N、0、Cs、Pb元素第一电离能由大到小的顺序是

11

(3)Ni(tpy)是二价阳离子，该离子中氮原子的杂化类型为,该离子结构中含有(填字

母)。

a.离子键b.配位键C.兀键d.氢键

(4)某些氧化物的熔点数据如下表所示：

氧化物CS2OPbO

co2

熔点/℃-56.6490888

解释表中氧化物之间熔点差异的原因：o

(5)氮化钱是一种半导体材料。晶胞结构可看作金刚石晶胞内部的碳原子被N原子代替，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原子构成的空间构型为；

②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

的晶胞中所有原子的分布图如图，则2、3、4原子的分数坐标不可能的是()

a.(0.75,0.25,0.25)b.(0.25,0.75,0.75)

c.(0.25,0.75,0.25)d.(0.75,0.75,0.75)

③GaN晶体中N和N的原子核间距为apm,GaN摩尔质量为Mg-mo「，阿伏加德罗常数的值为NA，

则GaN晶体的密度为g-cm3(1pm=10-l2m)»

3d4s

【答案】⑴印什］小HITirnn(2)N、O、C、Pb、Cs⑶sp2杂化be(4)CS2O和PbO是

离子晶体，熔化需破坏离子键，CO2是分子晶体，熔化需克服范德华力，范德华力比离子键弱，所以CO2

晶体熔点低；两种离子晶体PbO中的Pb?+半径小，带电荷量大，所以熔点高(5)正四面体b

V2MxlO30

aM

12

【解析】

3(14s

(l)Ni基态原子的价电子排布式为3d84s2,所以价电子排布图为答案为:

3d4s

luiuinitiTTO;

(2)N的2P轨道半充满，第一电离能反常，其它原子，非金属性越强，第一电离能越大，金属性越强，第一

电离能越小，所以C、N、0、Cs、Pb元素第一电离能由大到小的顺序是N、0、C、Pb、Cso答案为：N、

0^C、Pb、Cs；

(3)从图中可以看出，该离子中每个氮原子都与其它3个原子形成共价键，价电子数为3,杂化类型为sp2杂

化，该离子结构中含有配位键和兀键，故选be。答案为：sp2杂化；be；

(4)从表中数据可以看出，三者的熔点差值较大，可从晶体类型及微粒间的作用力进行分析，所以氧化物之

间熔点差异的原因：CS2。和PbO是离子晶体，熔化需破坏离子键，CO?是分子晶体，熔化需克服范德华力，

范德华力比离子键弱，所以CO?晶体熔点低；两种离子晶体PbO中的Pb"半径小，带电荷量大，所以熔点

高。答案为：CS2。和PbO是离子晶体，熔化需破坏离子键，C0?是分子晶体，熔化需克服范德华力，范德

华力比离子键弱，所以C02晶体熔点低；两种离子晶体PbO中的Pb?+半径小，带电荷量大，所以熔点高；

(5)①与同一个Ga原子相连的N原子，与4个顶点的距离相等，构成的空间构型为正四面体。答案为：正

四面体；

②根据1原子的分数坐标可知2、3、4原子的分数坐标分别为(0.25,0.75,0.25)、(0.75,0.25,0.25)、(0.75,

0.75,0.75),故选b。答案为：b：

后

③设晶胞参数为x,则GaN晶体中N和N的原子核间距为面上对角线长度的一半，即注》=apm,

2

apm=应a在晶胞中，含有4个“GaN”，则GaN晶体的密度为(夜ax^oyN=亚黑；

30

_3V2MxlO

g•cm'o答案为：----；------o

8、(2020烟台一模，17)氮、硒形成的单质及其化合物有重要的科学研究价值，请回答下列问题：

(1)邻氨基喷噬的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应，其结构简式如图所示。基态氮原子的价电

子轨道表示式为;其核外电子共占据一个能级；邻氨基此呢的铜配合物中c/+的配位数

是。

13

(2)高聚氮晶体结构如图所示，每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构。固态高聚氮是

晶体；该晶体中n(N)与n(N—N)之比为；这种高聚氮N—N键的键能为160kJ-moP,而N2的键能

为942kJ-mol-1,其可能潜在的应用是。

(3)NC)3的空间构型是;HNO3的酸性比HNO2强，试从结构的角度解释其原因。

(4)硒有三种晶体(a单斜体、0单斜体和灰色三角晶)，灰硒的晶体为六方晶胞结构，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、晶胞结构图和

晶胞俯视图如图所示：

螺旋跳状图晶胞结构图晶胞俯视图

己知正六棱柱的边长为acm,高为bcm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为g-cm4用含

NA、a^b的式子表示)。

2s|2pI

TT

【答案】(1)向TII34(2)共价2:3制炸药(3)平面三角形HNO,

中含有非羟基氧多(4)学A

a-bNA

【解析】

(1)N是7号元素，其核外有7个电子，则基态氮原子的核外电子排布式为Is22s2sp3,价电子轨道表达式为

H[S，其核外电子共占据1S、2s、2P三个能级，由邻氨基毗咤的铜配合物的结构简式分析可

14

知，CiT的配位数为4,故答案为：向2s［［,2；p］口；3；4；

(2)高聚氮晶体中每个氮原子都通过三个单键和其他氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构，属于共价

晶体，因为晶体中煤隔氮原子都通过三个单键与其他氮原子结合，则每个氮原子平均形成1.5个N—N键,

故氮原子数与N—N键数之比为2:3,则n(N):n(N—N)=2:3,由键能数据分析可知，高聚氮爆炸后生成氮气

放出大量的热，还能瞬间生成大量的气体，则可能的用途为制炸药，故答案为：原子；2:3；制炸药；

(3)NC)3.中N原子的价电子对数为3+空军=3,孤电子对数为0,则其空间构型为平面三角形，对于同

种元素R的不同的含氧酸的酸性比较，可以把酸写成(HO)nROm的形式，m越大，酸性越强，m越大，非羟

基氧个数多，中心原子的电子云向氧偏离的越厉害，从而氢氧键的电子云通过传递向氧偏离的就越厉害，

从而容易电离，酸性越小，由于HNCh中的非羟基氧数目比HNO2的多，因此HNCh的酸性更强，故答案为：

平面三角形；HNCh中含有非羟基氧多；

(4)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6XG+12X3X；=9,

26

A=m=9x79=158百回

体积V=---xa-x6xb,Pv也,a2bN,,故答案为：-----«

4—xa2x6xbxNAa'bN

4AA

9、(2020淄博一模，16)2019年诺贝尔化学奖授予三位开发锂离子电池的科学家。TiS?、LiCoO?、LiFePCU、

LiMnCh、Cu与磷的化合物等都是研究电池的常用材料。请回答下列问题。

(1)Co4+中存在一种不同能量的电子。

(2)你预测第一电离能:Cu_Zn(填“>”或"V”)。请说出你的理由：

(3)已知下列化合物的熔点：

化合物GaFA1C1

AIF333

熔点/℃10401000194

表格中卤化物的熔点产生差异的原因是：一

(4)直链多磷酸盐的阴离子有复杂的结构，焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构如图:

15

•磷原子

3kWJ0勉原子

焦磷酸根离子三侬酸根离子

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为一（用n代表P原子数）。

（5）钻蓝晶胞结构如图1所示，该立方晶胞由4个I型和4个H型小立方体构成如图2,则钻蓝晶体的化

学式为—。在晶体中，某些原子位于其它原子围成的空隙中，如图3中.原子就位于最近的4个原子围成

的正四面体空隙中。在钻蓝晶体中，A严位于O?一形成的—空隙中。若阿伏加德罗常数用NA表示，则钻蓝

晶体的密度为—g-cm。（列计算式即可，不必化简）。

【答案】（1）6（2）<由于铜的核电荷数比锌小，原子半径比锌大，并且最外层是不稳定的4sl结构，

而锌是相对稳定的4s2结构。所以气态铜易失去一个电子，即第一电离能较低（3）A1F3与GaF3为离子晶

体，AlCb为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体，乂由于A式半径小于Ga味离子键较强（晶格能较

大），所以有熔点AlF3>GaF3>A©3（4）（PQ3n卜或PQ^,“（-）-（5）COA12O4八面体

8（59+2x27+4x16）

NA（2axIO?了

【解析】

（1）不同能级的电子能量不同；C04+的核外电子排布式是Is22s2sp63s23P63d5,存在6种不同能量的电子；

（2）Cu核外电子排布式是Is22s2sp63s23P"d'Ns’,Zn核外电子排布式是Is22s2sp63sFpbd"4s由于铜的

核电荷数比锌小，原子半径比锌大，并且最外层是不稳定的4sl结构，而锌是相对稳定的4s2结构。所以气

态铜易失去一个电子，即第一电离能较低；

（3）A1F3与GaF3为离子晶体,AlCb为分子晶体，离子晶体的熔点高于分子晶体,又由于A产半径小于Ga3+,

离子键较强（晶格能较大），所以有熔点AlF3>GaF3>AlCb;

（4）根据焦磷酸根离子、三磷酸根离子结构，重复单元为

16

所以氧原子数是磷原子数的3倍加1,电荷数是磷原子数加2；所以这类磷酸根离子的化学式可用通式表示

为(PQ»田严”

(5)I型立体结构含有C。原子数是4x)+1、。原子数是4,II型小立方体含有C。原子数是4x：、O

oo

原子数是4、Al原子数是4,该立方晶胞由4个［型和4个II型小立方体构成，所以I个晶胞含有C。原子

数是8、0原子数是32、A1原子数是16,钻蓝晶体的化学式为CoAbO」；根据图示，在钻蓝晶体中，A产

位于一形成的八面体空隙中；晶胞中含有C。原子数是8、0原子数是32、A1原子数是16,晶胞的体积是

738(59+2x27+4x16)

(2axl0cm,所以密度是