2022届高考新教材化学二轮复习填空题热点考点专练考点一　物质结构与性质

考点一物质结构与性质1．最近我国科研人员成功攻克了5G通信芯片制造中关键材料氮化镓(GaN)的研制难题。已知元素镓(Ga)与Al、N与As分别是同主族的元素，请回答下列问题：(1)基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]________。(2)根据元素周期律，元素的电负性Ga________(填“大于”或“小于”)As；(3)超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个铝原子与________个氮原子相连，氮化铝晶体属于________晶体。(4)NH3是氮的氢化物，中心原子的杂化方式是________，NH3的沸点比AsH3高的原因是______________________________________________。(5)GaN可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得：以合成的三甲基镓为原料，使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，该过程的化学方程式为：________________________。(6)共价晶体GaAs的晶胞参数y＝xpm，它的晶胞结构如下图所示，该晶胞内部存在的共价健数为________；紧邻的As原子之间的距离为a，紧邻的As、Ga原子之间的距离为b，则eq\f(a,b)＝________。该晶胞的密度为________g·cm－3(阿伏加德罗常数用NA表示)。2．科学家发现固体电解质Li3SBF4快离子导体具有良好导电能力，为锂离子电池的发展做出了有益的贡献。请回答下列问题：(1)在第二周期元素中，第一电离能介于B与F之间的元素有________种。该周期中第一电离能最大的元素的基态原子吸收能量后可得到多种激发态原子，其中形成的能量最低的激发态原子的电子轨道表示式为________________。(2)BiF3(Bi，铋，第六周期ⅤA族元素)也常用作氟离子电池的正极材料，该物质中中心原子的杂化方式为________，该分子中键角________(填“”＞“＜”或“＝”)BF3分子中键角。(3)Li3SBF4可由Li2S与LiBF4反应制得，已知熔点：Li2S为938℃；LiBF4为520℃，则二者均属于________晶体；Li2S的溶点高于LiBF4的可能原因为____________________________________________________________________________________。(4)Li3SBF4的晶胞结构如图所示，其中BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于体心，则Li＋位于________(填“顶角”或“棱上”)。若该晶胞中Li＋与BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的最近距离为apm，则该晶体密度为________g·cm－3(列出计算式即可，不必化简)。在Li3SBF4晶胞的另一种结构中，BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于顶角，则S2－位于________(填“体心”“面心”或“棱上”)。3．Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化合物用途非常广泛，如锂离子电池的正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiBF4溶液。(1)Co2＋的基态核外电子排布式为____________。(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3，是一种典型的维尔纳配合物，具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3＋的配位数为________，该配合物中的配位原子为________________________。(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈：。①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为（用元素符号表示）。②中碳原子的轨道杂化类型为，1mol该分子中含σ键的物质的量为。（4）全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示，其化学式为。（5）NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为（0，0，0），则C的离子坐标参数为。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”可以认为O2－作密置单层排列，Ni2＋填充其中（如图丙），已知O2－的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为NA，每平方米的面积上具有该晶体的质量为g（用含a、NA的代数式表示，Ni的相对原子质量为59）。4．我国科研工作者合成了含钼氧氟八面体的亚硒（碲）酸盐类二阶非线性光学晶体M[Ba（MoO2F）2（XO3）2（X＝Se、Te）]和一种尖晶石结构多元金属（含Ag、Sn、In）硫族化合物半导体材料，并探索了材料的光电性质。回答下列问题：（1）Mo是第五周期第ⅥB族元素，基态Mo2＋价电子的自旋状态（填“相同”或“相反”）。（2）晶体M中非金属元素的电负性由大到小的顺序是，SeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中Se的杂化方式为，H2Te分子的立体构型为。（3）氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团（比如大π键）之间的一种弱的电性作用，氯仿（CHCl3）易溶于苯是因为二者分子间形成了氢键，形成氢键的条件是。（4）已知Ba、Mo的氯化物沸点信息如下表所示。二者沸点差异的原因是。氯化物沸点BaCl21560℃MoCl5268℃（5）NH3分子中H—N—H键角为107°，在[Ag（NH3）2]＋中，H—N—H键角近似109.5°，键角变大的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（6）某多元金属硫族化合物的晶胞结构如图所示，其中In、Sn、S位于晶胞内，Ag有6个原子位于面心。则该物质的化学式为，已知该晶胞的晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数值为NA，则密度ρ＝g·cm－3（用含NA和a的计算式表示）。考点一物质结构与性质1．解析：（1）Ga为31号元素，其基态Ga原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1;（2）根据元素周期律，从左到右电负性逐渐增大，因此元素的电负性Ga小于As；（3）氮化铝晶体与金刚石类似，金刚石是每个碳与周围四个碳相连，因此每个铝原子与4个氮原子相连，氮化铝晶体属于共价晶体；（4）NH3是氮的氢化物，中心原子价层电子对数为3＋1＝4，其中心原子的杂化方式是sp3,NH3的沸点比AsH3高的原因是氨气分子间有氢键；（5）三甲基镓与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物，根据元素守恒得到另一种产物为甲烷，因此该过程的化学方程式为：Gaeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3))3＋NH3=3CH4＋GaN;（6）根据晶胞结构分析得到该晶胞内部每个Ga与周围四个As连接，因此晶胞内部存在的共价健数为16；紧邻的As原子之间的距离为a，即面对角线的二分之一，紧邻的As、Ga原子之间的距离为b，即为体对角线的四分之一，共价晶体GaAs的晶胞参数y＝xpm，因此eq\f(a,b)＝eq\f(\f(\r(2),2)x,\f(\r(3),4)x)＝eq\f(2\r(6),3)；该晶胞的密度为ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(145g·mol－1,NAmol－1)×4,（x×10－10）3)＝eq\f(5.8,x3NA)×1032g·cm－3。答案：（1）3d104s24p1（2）小于（3）4共价（4）sp3氨气分子间有氢键（5）Gaeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CH3))3＋NH3=3CH4＋GaN（6）16eq\f(2\r(6),3)eq\f(5.8×1032,NA·x3)2．解析：（1）第二周期元素从左至右，电离能呈逐渐增大的趋势，但Be和N的电离能反常，分别大于B和O，故第一电离能介于B与F之间的元素有Be、C、N、O四种元素，第二周期中第一电离能最大的元素是Ne,Ne的激发态原子中能量最小的应该是基态原子中1个最高能量的电子，跃迁到能量仅高于该能级的轨道中，即将1个2p轨道中的电子跃迁到3s轨道中，故轨道表示式为。（2）BiF3的中心原子Bi的价层电子对数＝3＋eq\f(5－3,2)＝4，所以发生sp3杂化，由于含有一个孤电子对，所以键角小于109°28′，而BF3的中心原子B的价层电子对数＝3＋eq\f(3－3,2)＝3，发生sp2杂化，键角为120°。（3）根据物质组成以及熔、沸点数据可知Li2S与LiBF4均为离子晶体，离子晶体熔、沸点高低主要取决于离子半径大小与离子所带电荷数多少，故Li2S的熔点高于LiBF4的可能原因是BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的半径大于S2－，且BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))所带电荷数少，所以Li2S的晶格能大于LiBF4的。（4）由于BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于体心，所以每个晶胞中含有1个BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，根据化学式Li3SBF4可知晶胞中应该有3个Li＋和1个S2－，所以Li＋位于棱上（12×eq\f(1,4)＝3）。由于Li＋与BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的最近距离为apm，则晶胞边长为eq\f(a,\r(2))×2＝eq\r(2)apm，体积为（eq\r(2)a×10－10）3cm3，而晶胞质量为eq\f(140,NA)g，故晶体密度为eq\f(\f(140,NA),（\r(2)a×10－10）3)g·cm－3。（所画为以BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))为顶角的eq\f(1,8)晶胞），如图分析知，若晶胞结构中BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))位于顶角，则S2－位于体心，Li＋位于面心。答案：（1）4（2）sp3＜（3）离子BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))的半径大于S2－的，且BFeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))所带电荷数少，所以Li2S的晶格能大于LiBF4的（4）棱上eq\f(\f(140,NA),（\r(2)a×10－10）3)体心3．解析：（1）Co2＋基态核外电子数为25个，所以Co2＋基态核外电子排布式为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ar))3d7或1s22s22p63s23p63d7；（2）生成白色沉淀2.87g，则n（AgCl）＝eq\f(2.87g,143.5g·mol－1)＝0.02mol，说明该配合物外界含有两个氯离子，另外1个氯离子和氨气分子为内界，所以配位数为6；中心原子是Co，配位原子是N和Cl；（3）①元素的金属性越强，电负性越小，在常温下，Li可与水反应，Al不与水反应，说明Li的金属性强于Al，则其电负性小于Al，Al和Li均能与酸反应置换出H2，说明H的电负性最大，则LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为：H>Al>Li；②中既有碳氮三键，又有苯环，则碳原子的轨道杂化类型为sp、sp2；共含有7mol碳氢σ键，12mol碳碳σ键及1mol碳氮三键，则共含有σ键的物质的量为20mol；（4）顶点粒子占eq\f(1,8)，面上粒子占eq\f(1,2)，棱上粒子占eq\f(1,4)，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中含有Cr的数目为：8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＋4×1＝8，一个晶胞中含有Co的数目：12×eq\f(1,4)＋1×1＝4，一个晶胞中含有Al的数目为：4×1＝4，所以晶体化学式为Cr2CoAl；（5）NiO的晶体结构如图乙所示，其中离子坐标参数A为（0，0，0），C在x、y、x轴上的投影分别是1、eq\f(1,2)、eq\f(1,2)，所以C坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))；根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×2a×2a×sin60°×10－24))m2＝eq\r(3)×10－24a2m2，如图，实际上每个Ni原子被两个小三角形包含，小平行四边形面积为2eq\r(3)×10－24a2m2，O原子个数为1，每平方米面积上分散的该晶体的质量＝eq\f(1,2\r(3)×10－24a2)×eq\f(M,NA)g＝eq\f(1,2\r(3)×10－24a2)×eq\f(59＋16,NA)g＝eq\f(25\r(3)×1024,2a2NA)g。答案：（1）eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ar))3d7或1s22s22p63s23p63d7（2）6N、Cl（3）①H>Al>Li②sp、sp220mol（4）Cr2CoAl（5）eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1，\f(1,2)，\f(1,2)))eq\f(25\r(3)×1024,2a2NA)4．解析：（1）Mo是第五周期第ⅥB族元素，基态Mo2＋价电子的排布式为4d4，价电子自旋状态相同。（2）根据同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小可知，非金属F、O、Se、Te之间的关系为F＞O＞Se＞Te，SeOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))中心原子Se的价层电子对数为（6＋2）÷2＝4，故其杂化形式为sp3，Te与O同主族，其氢化物H2Te中Te的杂化形式为sp3，只有2个H原子成键，可知其立体构型为V形。（3）氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团（比如大π键）之间的一种弱的电性作用。氯元素的电负性大，三个原子吸引电子能力强，使C—H的H几乎是裸露的质子，苯环含有大