（新教材适用）高考化学二轮总复习题型能力提升训练（四）物质结构与性质综合题

题型能力提升训练(四)1.(2023·河北唐山一模节选)立方氮化硼(BN)晶体是一种硬度比金刚石大的特殊耐磨和削切材料，其晶胞结构如图所示：该晶体中B的配位数为_4__，其晶胞参数为anm，则立方氮化硼晶体的密度为eq\f(1023,a3NA)g·cm－3。【解析】由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和面心的氮原子个数为8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，位于体内的硼原子个数为4，体内每个硼原子与4个氮原子距离最近，则该晶体中B的配位数为4，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：eq\f(4×25,NA)＝10－21a3d，解得d＝eq\f(1023,a3NA)。2.(2023·河北保定一模节选)如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为anm。(1)图中原子的坐标参数：A为(0,0,0)，B为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))，则C的坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))。(2)Cu＋与Cl－最短的距离是eq\f(\r(3),4)anm。【解析】(1)图中原子的坐标参数：A为(0,0,0)，B为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))，则C在x、y、z轴的投影分别为eq\f(1,4)、eq\f(3,4)、eq\f(3,4)，故C的坐标参数为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(3,4)，\f(3,4)))。(2)Cu＋与Cl－最短的距离是体对角线的四分之一，故为eq\f(\r(3),4)anm。3.(2023·湖南永州三模节选)铂镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参数为apm。结构中有两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成(例如)，另一种由铂原子和镍原子共同构成(例如)。(1)该晶体的化学式为_Ni3Pt(或PtNi3)__。(2)晶体中完全由镍原子构成的八面体空隙与由铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙数目之比为_1∶3__，两种八面体空隙中心的最近距离为eq\f(\r(2),2)apm。【解析】(1)由铂镍合金晶胞可知，Pt的个数：8×eq\f(1,8)＝1，Ni的个数：6×eq\f(1,2)＝3，故化学式为Ni3Pt。(2)完全由镍原子构成的八面体空隙在晶胞的体心，铂原子和镍原子共同构成的八面体空隙在棱心，二者的数目之比为1∶3，而两种八面体空隙中心最近的距离是棱心和体心的距离，为eq\f(\r(2),2)apm。4.(2023·广东汕头二模节选)氨硼烷化合物成储氢材料新星。某储氢材料晶胞如图，八面体中心为金属离子Fe2＋，顶点均为配体NH3；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。该晶体属立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，棱长为anm。则晶体的密度为eq\f([56＋17×6＋(11＋4)×2]×4,NA×(a×10－7)3)g·cm－3(只列出计算式，NA为阿伏加德罗常数的值)。【解析】由晶胞图可知，八面体个数为4，四面体个数为8；所以该晶胞含有4个[Fe(NH3)6](BH4)2，所以晶体的密度为eq\f([56＋17×6＋(11＋4)×2]×4,NA×(a×10－7)3)g·cm－3。5.(2023·山东泰安二模)快离子导体是一类具有优良导电能力的固体电解质。图1(Li3SBF4)和图2是潜在的快离子导体材料的结构示意图。回答下列问题：(1)基态S原子的价电子排布式为_3s23p4__。(2)第二周期元素中第一电离能介于B和F之间的元素有_4__种。(3)图1所示晶体中，每个Li＋与_4__个呈四面体结构的离子相邻。(4)当图2方格内填入Na＋时，恰好构成氯化钠晶胞的eq\f(1,8)，且氯化钠晶胞参数a＝564pm。氯化钠晶体中，Na＋填充在氯离子形成的空隙中，每一个空隙由_6__个Cl－构成，空隙的空间形状为_正八面体__。(5)温度升高时，NaCl晶体出现缺陷，晶体的导电性增强。该晶体导电时，❸迁移的途径有两条：途径1：在平面内挤过2、3号氯离子之间的狭缝(距离为x)迁移到空位。途径2：挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道(如图3，小圆的半径为y)迁移到空位。已知：r(Na＋)＝95pm，r(Cl－)＝185pm，eq\r(2)＝1.4，eq\r(3)＝1.7。①x＝_24.8_pm__，y＝_47.2_pm__(保留一位小数)。②迁移可能性更大的途径是_途径2__(填“途径1”或“途径2”)。【解析】(1)基态S原子的价电子排布式为3s23p4。(2)第二周期元素第一电离能从左向右呈增大趋势，由于Be的2s轨道全满，N的2p轨道半满，结构稳定，造成Be和N比同周期相邻元素的第一电离能高，因此第一电离能介于B和F之间的有Be、C、N、O共4种。(3)由图1所示晶体结构可知，Li＋位于棱心，正四面体结构的离子在体心，则每个Li＋与4个呈四面体结构的离子相邻。(4)eq\f(1,8)NaCl晶胞中Na＋周围有3个Cl－，则在NaCl晶体中，Na＋周围等距离且最近的有6个Cl－，6个Cl－构成正八面体结构，即Na＋填充在Cl－堆积而成的八面体空隙中。(5)①该三角形为等边三角形，边长等于图2中面对角线长度，故三角形边长＝eq\f(1,2)×564eq\r(2)pm＝282eq\r(2)pm＝394.8pm，即2r(Cl－)＋x＝394.8pm，r(Cl－)＝185pm，解得x＝24.8pm；内部虚线部分三角形的顶角为120°、两腰长为r(Cl－)＋y、底长为282eq\r(2)pm，边角关系有eq\r(3)[r(Cl－)＋y]＝282eq\r(2)pm，解得y＝47.2pm；②由于挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道y的值大于挤过2、3号氯离子之间的狭缝x值，所以Na＋如果能挤过，那么挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道相对容易些，即迁移可能性更大的途径是途径2。6.(2023·山东东营二模)我国科学家设计了一种钝化剂三氟乙脒来抑制CsPbI3－xBrx薄膜缺陷，提高无机钙钛矿太阳能电池的功率转换效率。回答下列问题：(1)基态碘原子的价层电子的运动状态有_7__种，基态Pb原子的价层电子排布式为_6s26p2__。(2)I1(As)、I1(Se)、I1(Br)的第一电离能由大到小顺序为：_I1(Br)>I1(As)>I1(Se)__。(3)①三氟乙脒的结构如图所示，碳原子的杂化类型为_sp2和sp3__；测量HF相对分子质量测量值经常偏大的原因是_HF分子间存在氢键，形成缔合分子(HF)n__。②已知：F—F的键能为157kJ·mol－1，Br—Br的键能为193kJ·mol－1，结合原子结构，对键能数据给予合理解释：_F的原子半径小，两个F原子的孤对电子之间斥力大__。(4)某种金属卤化物无机钙钛矿的晶胞结构如图所示，晶胞的边长apm，晶体中Pb2＋与Cs＋最短距离为eq\f(\r(3)a,2)pm；晶体的密度ρ＝eq\f(721,(a×10－10)3·NA)g·cm－3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、NA的代数式表示；可能用到相对原子质量：Cs—133Pb—207I—127)。【解析】(1)基态碘原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p5，价层电子的运动状态有7种；基态Pb原子的价层电子排布式为6s26p2。(2)同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，As、Se和Br为同周期元素，核电荷数依次增加，第一电离能呈增大趋势，但由于基态As原子的4p能级轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于Se，I1(As)、I1(Se)、I1(Br)的第一电离能由大到小顺序为I1(Br)>I1(As)>I1(Se)。(3)①其中单键碳原子采用sp3杂化，双键碳原子采用sp2杂化；HF分子间存在氢键，易形成缔合分子(HF)n导致HF相对分子质量测量值偏大。②F—F的键能为157kJ·mol－1，Br—Br的键能为193kJ·mol－1，两者为同一主族元素，原子半径从上到下逐渐增大，则键能变化原因为F的原子半径小，两个F原子的孤对电子之间斥力大。(4)Cs＋有8个位于顶点，个数为8×eq