晶胞与物质结构与性质综和-2025年高考化学二轮复习

(10)晶胞与物质结构与性质综合(C卷)一高考化学二轮复习

1.金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。回答下列问题：

(1)基态Na原子的价层电子轨道表示式为o

(2)NaCl熔点为800.8℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下:

580℃电解

2NaCl(l)2Na(l)+Cl2(g),力口入CaCl2的目的是

CaCl2(l)

(3)Na2。？的电子式为。在25℃和101kPa时，Na与。2反应生成1molNa?。?放热510.9

kJ,写出该反应的热化学方程式：。Na?。?可作供氧剂，写出Na?。?与CO?反应

的化学方程式：。若有1molNa?。?参加反应则转移电子的物质的量为：

______molo

(4)采用空气和Na为原料可直接制备Na2。？。空气与熔融金属Na反应前需依次通过：

、(填序号)。

a.浓硫酸b.饱和食盐水c.NaOH溶液d.KMnC^溶液

(5)向酸性KMnC)4溶液中加入Na?。?粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应：

+2+

MnO；+H+Na2O2MnO21+H2O+

Na+,配平该离子方程式：,该反应说明Na?。?具有性(选填

“氧化”，“还原”或“漂白”)。

(6)钠的某氧化物晶胞如下图，图中所示钠离子全部位于晶胞内。由晶胞图判断该氧化物的

化学式为o

(7)天然碱的主要成分为Na2cCVNaHC(V2H2O,1molNa2cO3-NaHCOs心耳。经充分力口

热得到Na2c。3的质量为go

2.硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。请回答下列问题：

(1)Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为,第一电离能由大到小的顺

序是O

（2）硼酸（H3BO3）是白色片状晶体（层状结构如图），有滑腻感，在冷水中溶解度很小,

加热时溶解度增大。

硼酸的层状结构

①硼酸中B原子的杂化轨道类型为。

②硼酸晶体中存在的作用力有范德华力和.o

③加热时，硼酸的溶解度增大，主要原因是.O

④硼酸是一元弱酸，在水中电离时，硼酸结合水电离出的OH-而呈酸性。写出硼酸的电离方

程式：。

（3）硼氢化钠（NaBHQ是有机化学中的一种常用还原剂，在热水中水解生成硼酸钠和氢

气，用化学方程式表示其反应原理：。［BH/一的空间构型是

（4）NaBH,可用来制造具有耐油、耐高温性能的特殊材料。写出它的一种等电子体物质的

分子式：。

（5）硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中，镁原子和硼原子是分层排布的，如

图是该晶体微观结构的透视图，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学

式为O

（6）金刚石的晶胞如图。立方氨化硼的结构与金刚石相似，已知晶胞边长为361.5pm,则立

3

方氮化硼的密度是g-cm-o（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常

数用NA表示）。

3.耐高温材料立方BN制备流程中用到NH3、BC13和触媒剂CasB?'0

（1）基态N原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为o

（2）第一电离能介于B、N之间的第二周期元素为o

（3）NH3的VSEPR模型为o

（4）硼烷（NH3BH3）中N、B都达到稳定结构，用化学键表示出NH3BH3分子的结构式。

分子中与N原子相连的H呈正电性（5+）,与B原子相连的H呈负电性（3-）,则H、

B、N电负性由大到小的顺序为o分子中B的杂化方式为o

（5）SiC和耐高温材料立方BN具有相似的晶体结构，但BN熔点更高，其原因是

（6）一种钙铜合金的结构如图1（IH可看作是由I、II两种原子层交替堆积排列而形成的,

其晶胞结构为W）。

图1

该钙铜合金中铜原子与钙原子的个数比为;晶体的坐标系称为晶轴系，晶轴系以

晶胞参数为晶轴的单位向量如图1（W）,在图2中画出图1（IV）中Cu原子沿Z轴方向向

盯平面投影的位置（“•”表示铜原子）。

图2

4.不锈钢是由铁、铭、银、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铭是第一

主要的合金元素。其中铭的含量不能低于H%,不然就不能生成致密氧化膜CrOs以防止腐

蚀。

（1）基态碳（C）原子核外电子排布图为.o

⑵[5区。）4。2]0.2H2。中Cr的配位数为.0

(3)与铜属于同一周期，且未成对价电子数最多的元素基态原子外围电子排布式为。

(4)Fe的一种晶胞结构如甲、乙所示，若按甲中虚线方向切乙得到的A〜D图中正确的是

率圈田田

ABCD

(5)据报道，只含镁、银和碳三种元素的晶体具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从

而引起广泛关注。该晶体的晶胞结构如图所示，试写出该晶体的化学式：-晶体

中每个镁原子周围距离最近的银原子有个。

(6)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ.mor1),回答下列问题。

元素代号A12八h

Q2080400061009400

R500460069009500

S7401500770010500

T5801800270011600

U420310044005900

①在周期表中，最可能处于同一族的是和。

②T元素最可能是__________区元素。若T为第二周期元素，F是第三周期元素中原子半径

最小的元素，则T、F形成的化合物的空间构型为，其中心原子的杂化方式为

5.金属锡及其化合物在生产和科研中应用广泛。回答下列问题：

(1)某种含锡的有机金属化合物的结构如图所示。已知烷基配位体以C、N整合形式键合于

Sn原子。

①基态Sn原子的价电子轨道表示式为在周期表中的位置为,C、Si、Cl电负性由

大到小的顺序为o

②该化合物中共有种杂化方式；提供电子对形成配位键的原子是。

(2)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系，已知金属原子均呈四面体配位，晶

胞棱边夹角均为90。，其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图，甲为A的

体对角线投影图，乙为B的沿y轴方向的投影图。A中Fe、Sn位置互换即为B。

①该硫化物的化学式为,晶胞中Sn的配位数与Cu的配位数之比为

②立方体A、B棱长均为apm,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，称作原子的分数坐标。晶胞中部分原子的分数坐标为S(0,0,0)、则晶

4o)

胞中Sn原子的分数坐标为；晶胞中S原子和Cu原子间的最短距离为

_______________pm。

答案以及解析

1.答案：⑴田(或由)

(2)助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗

+2+

(3)Na|：6：0：]-Na;2Na(s)+O2(g)—Na2O2(s)AH=-510.9kJ/mol；

••••

2Na2O2+2CO2-2Na2CO3+O2

(4)c；a

+2++

(5)2MnO；+16H+5Na2O2=2Mn+5O2+8H2O+10Na；还原性

(6)Na2O

(7)159

解析：(1)基态Na原子的价电子排布式为3sl,则价层电子轨道表示式为：田(或

3s

3s

田)；

(2)NaCl熔点为800.8℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na。电解反应方程式如下：

580℃电解

2NaCl⑴2Na⑴+Cl,(g),电解时温度比熔点低，说CaCL(1)

CaCl2(l)

明熔点降低了，即加入CaC"的目的是作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗；

(3)Na?。?含有钠离子和过氧根离子，其电子式为：Na+[：O：6：]"Na+；在25c和

••••

lOlkPa时，Na与。2反应生成1molNa?。?放热510.9kJ,写出该反应的热化学方程式：

2Na(s)+O2(g)Na2O2(s)AH=-510.9kJ/mol；Na2。?可作供氧剂，Na2。?与CO?反应生

成碳酸钠和氧气，对应化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

;若有1molNa?。?参加反应，转移电子的物质的量为1mol；

(4)采用空气和Na为原料可直接制备，由于空气中含有二氧化碳和水蒸气，因此要用氢氧

化钠溶液除掉二氧化碳，用浓硫酸除掉水蒸气，由于用氢氧化钠溶液除掉二氧化碳时，会使

气体带上水蒸气，因此先除二氧化碳，再除水蒸气，即依次通过NaOH溶液、浓硫酸；

(5)根据得失电子守恒可配平方程式，镒的化合价由+7下降到+2,。的化合价由+1上升到

0,即存在2MnO；~5Na2C>2,其余利用观察法配平，反应的离子方程式为：

+2++

2MnO4+16H+5Na2O2—2Mn+5O2+8H2O+10Na,作还原剂，具有还原性；

(6)由图可知，晶胞中Na有8个，0有8义：+6义:=4,钠氧个数比为2：1,则该氧化物的

82

化学式为Na?。；

△

(7)由于2NaHCC)3^Na2cOS+CC^T+HZ。，1molNa2cO3•NaHCCX,•ZH?。经充分力口热

得至1J1.5moiNazCOs，其质量为：1.5molxl06g/mol=159g。

2答案:Is22s22P63s23P63di°4s24Pl或[Ar]3di°4s24*B>Ga；sp2；氢键、共价键；加热破坏

+

了硼酸分子之间的氢键；H3BO3+H2O<1>[B(OH)4]+H

NaBH4+4H2O^Na[B(OH)4]+4H2T(或NaBH4+2H2O^NaBC)2+4凡T)；正四面

4x25

体；C6H6；MgB?；(361.5x10-3xNA

解析：(1)Ga与B同族，其在周期表中的位置为第四周期第HIA族，故Ga的基态原子核外

电子排布式为Is22s22P63s23P63di°4s24Pl(或[Ar]3d1°4s?4pi)；第一电离能：B>Ga；

(2)①硼酸中，B的轨道杂化类型为sp?；

②硼酸晶体中，存在范德华力，还存在氢键和共价键；

③加热会破坏硼酸分子间的氢键，使得硼酸在热水中的溶解度更大；

+

④根据题意可得硼酸的电离方程式为：H3BO3+H2O<?>[B(OH)4]+H；

(3)根据题中信息可得，硼氢化钠和热水反应的化学方程式为：

NaBH4+4H2O^Na[B(OH)4]+4H2T(或NaBH4+2H2O^NaBC)2+4凡T)；[BH4「的

空间构型为正四面体;

（4）一个B3N3H6含有30个价电子和12个原子，一个c6H6分子也含有30个价电子和12个

原子，则B3N3H6的一种等电子体为C6H6；

（5）每个Mg周围有6个B,每个B周围有3个Mg,所以硼化镁的化学式为MgB?；

（6）晶胞中有4个B原子和4个N原子，则有/.Q.NA=4M（BN）,

p—-4A-f-（B-N-）=-----4-x-2-5----

（36L5X10T°『义治。

3.答案：（1）4：3

（2）Be、C、0

（3）四面体HH

HIH

—

——

N-B

H;N>H>B；sp3

—

——

HIH

（5）两者都属于原子（共价）晶体，但B—N键键长短，键能大，熔点高

解析：（1）基态N原子的核外电子排布式为Is22s22P3,故其核外电子填充在Is、2s、2P三

个能级中；球形能级上的电子数为4,哑铃形的能级上电子数为3,对应能级上的电子数之比

为4：3o

（2）第二周期主族元素第一电离能有逐渐增大的趋势；但N的2P轨道处于半充满状态，第

一电离能大于0,Be的2P轨道为全空状态，其第电离能大于B,故第一电离能介于B、N之

间的元素为Be、C、Oo

（4）氨硼烷（NH3BH3）中N、B都达到稳定结构，即最外层均为8电子结构，氮原子提供

孤电子对，硼原子提供空轨道，形成配位键，B为sp3杂化，NH3BH3分子的结构式：

HN->BH-极性键的电子对偏向电负性较大的元素，所以电负性N>H>B。

（5）两者都属于原子（共价）晶体，但B—N键键长短，键能大，熔点高。

（6）根据图1中结构IV可知，该晶胞中Ca原子个数为1,Cu原子个数为5。

Is2s2p/.

4.答案:回回国I口；3d4s；A；MgNi3C；12；R；U；p；平面正三角

形；sp2

解析：（1）基态碳原子含有6个电子，2个电子排在1s轨道上，2个电子排在2s轨道上，2

个电子排在2P轨道上，分占2个轨道，且方向相同，核外电子排布图为：

Is2s2p

面血rnTn

⑵化学式［5凡0）4。2］。-2凡0中Cr与4个H2O,2个c「形成配位键，故配位数为

6；

（3）与铜属于同一周期，则为第四周期，未成对价电子数最多的元素，该元素的3d能级上

有5个电子、4s能级上有1个电子时，其未成对电子数最多，所以该元素是24号元素Cr元

素，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为：Is22s22P63s23P63d54sl或［Ar］3d54sl

则其价电子排布式为3d54/；

（4）甲中F位于顶点和体心，乙由8个甲组成，按甲虚线方向切乙形成的纵截面边长不相

等，则排除B、D,由于每个小晶胞中的体心含有1个Fe原子，则应为A；

（5）利用均摊法计算确定其化学式，利用沿X、Y、Z三轴切割的方法确定银原子个数，该

晶胞中，碳原子个数是L镁原子个数=8x5=l,馍原子个数=6x1=3,故化学式为：

o2

MgNi3C;利用沿X、Y、Z三2轴切割的方法知，晶体中每个镁原子周围距离最近的镇原子

有4x3=12；

（6）Q的电离能较大，且其第一电离能较大，应该为稀有气体元素；R第一电离能远远小于

第二电离能，则R元素原子最外层电子数为1,属于第IA族元素；S第二电离能远远小于第

三电离能，则S元素原子最外层电子数是2,属于第HA族元素

T元素第三电离能远远小于第四电离能，则T元素原子最外层电子数是3,属于第HIA族元

素；U元素第一电离能远远小于第二电离能，则U元素原子最外层电子数是1,属于第IA族

元素；R和U属于第IA族