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Y>X>M
B.电负性X>Y>W>M>Z
C.X、Y、W元素形成的氢化物中沸点最高的为X的氢化物
D.均由X、Y、Z、M四种元素组成常见的两种盐可以发生反应
【答案】C
【解析】由图干信息可知,已知X、Y、Z、W、M均为短周期常见元素,W是形成物质种类最多的元
素,且W能够形成4个共价键,则W为C,X能形成2个共价键,Y能形成6个共价键,且X、Y同族,
故X为O,Y为S,Z、M同族,基态Z原子的核外电子有6种空间运动状态,则Z为Na,且M形成1个共
价键,则M为H。A项,由分析可知,Z为Na、Y为S、X为O、M为H,根据同一周期从左往右原子半
径依次减小,同一主族从上往下原子半径依次增大可知,原子半径:Na>S>O>H即Z>Y>X>M,故A
正确;B项,X为O、Y为S、W为C、M为H,根据同一周期从左往右非金属性依次增强,同一主族从上
往下非金属性依次减弱可知,非金属性:O>S>C>H>Na即X>Y>W>M>Z,非金属性越强其电负性
越大,则电负性:X>Y>W>M>Z,故B正确;C项,X为O、Y为S、W为C,由于C的氢化物有很多,
随着碳原子数增多其沸点依次升高,故X、Y、W元素形成的氢化物中的沸点中沸点最高的不一定是
HO,也可能是碳氢化合物,故C错误;D项,X为O、Y为S、Z为Na、M为H,均由X、Y、Z、M四
2
种元素组成常见的两种盐NaHSO 和NaHSO 可以发生反应,反应原理为:
3 4NaHSO+NaHSO =Na SO +H O+SO ↑,故D正确;故选C。
3 4 2 4 2 2
19.(2024·上海闵行七宝中学高三模拟)A、B、C是元素周期表第3、4周期的元素,且原子序数逐渐
增大,其相关信息如表:
元
相关信息
素
A 基态原子最外层电子排布式为nsn-1pn-2
B 基态原子最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子相反
C 基态原子核外有35种不同运动状态的电子
(1)与A同周期且相邻的元素,以及A的第一电离能从大到小排列顺序(用元素符号表示): 。
与C同周期元素中,4s轨道半充满的元素有 (填写元素符号)。
(2)第3周期含未成对电子最多的原子是 ,写出其核外价电子的排布式 ;其最高能级上排
布的电子具有相同的 。
(3)设计实验比较B和C的非金属性,写出实验步骤。现象和结论: 。
【答案】(1)Si>Mg>Al K、Cu、Cr
(2) P 3s23p3 能量(3)Cl 通入 NaBr 溶液发生氧化还原反应生成 NaCl和 Br ,则氧化性氯气
2 2
大于溴的
【解析】s能级最多排布2个电子,则n=3,A为3s23p1,Al元素;B元素,基态原子最外层p轨道上
有两个电子的自旋方向与其他电子相反,根据洪特规则和泡利原理,p能级上有5个电子,则B为Cl元素;
C基态原子核外有35种不同运动状态的电子,说明C为35号元素,Br元素,综合:A为Al、B为Cl、C
为Br。(1)A为Al,同周期且相邻的元素为Mg、Si,同周期元素,随着序数增大,第一电离能增大,但
ⅡA元素第一电离能>ⅢA元素,则第一电离能:Si>Mg>Al;第四周期周期中,原子的4s轨道半充满
的原子外围电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1,分别为K、Cr、Cu元素;(2)第三周期元素中,外围电子排
布为3sx3py,且能级处于半满稳定状态时,含有的未成对电子数最多,即外围电子排布为3s23p3,该元素为
P;P轨道上的电子属于同一能级上的电子,它们有三个不同的伸展方向,电子能量相等;(3)Cl 通入
2
NaBr 溶液发生氧化还原反应生成 NaCl和 Br ,Cl+2NaBr=2NaCl+ Br ,则氧化性氯气>溴。
2 2 2
02 分子的结构与性质
1.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是( )
A.键能:C—N<C===N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—ClC.分子中的键角:HO>CO
2 2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
【答案】C
【解析】C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A正确;原子半径:I>Br>
Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;HO分子中键角是105°,CO 分子中键角是180°,C错误;
2 2
相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D正确。
2.一定条件下发生反应:Fe+6HCN+2KCO=K [Fe(CN) ]+H↑+2CO↑+2HO。下列说法正确的是
2 3 4 6 2 2 2
( )
A.K[Fe(CN) ]的中心原子的核外电子排布式为[Ar]3d5
4 6
B.该反应中只存在离子键和共价键的断裂和形成
C.HCN、CO、CO2-中碳的杂化方式和空间构型均相同
2 3
D.HCN 水溶液中存在 4 种氢键
【答案】D
【解析】A项,K[Fe(CN) ]的中心原子为Fe,核外电子排布式为[Ar]3d64S2,A错误;B项,反应存在
4 6
离子键、共价键的断裂和形成,还有配位键的形成,B错误;C项,HCN为 sp杂化,CO 为 sp杂化,碳
2
酸根离子中心原子属于sp2杂化,C错误;D项,HCN 水溶液中存在 4 种氢键,H-CN······H-CN、
HO········H-CN、H-CN·········H-O-H、HO·······H-O-H ,D正确;故选D。
2 2
3.甲醛分子式为CHO,有强烈刺激性气味,甲醛在常温下是气态,已被世界卫生组织确定为致癌和
2
致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A.C原子采取sp3杂化,O原子采取sp杂化
B.甲醛分子中中心原子价层电子对数为4,含有一对孤电子对,是三角锥形结构
C.一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D.甲醛分子为非极性分子
【答案】C
【解析】一个甲醛分子中含有两个碳氢键,一个碳氧双键,C原子采取sp2杂化,氧原子形成一个碳氧
双键,含有2对孤电子对,O原子采取sp2杂化,A项错误;甲醛分子中中心原子价层电子对数为3,不含
孤电子对,是平面三角形结构,B项错误;一个甲醛分子中含有两个碳氢键、一个碳氧双键,双键含有一
个σ键和一个π键,所以共含有3个σ键和1个π键,C项正确;甲醛分子为平面三角形结构,碳原子位于
三角形内部,空间结构不对称,所以为极性分子,D项错误。故选C。
4.(2024·北京海淀区首都师范大学附属中学高三质检)关于CHOH、NH 和(CH)NNH 的结构与性质,
3 2 4 3 2 2下列说法不正确的是( )
A.CHOH为极性分子
3
B.NH 空间结构为平面形
2 4
C.NH 的沸点高于(CH)NNH 的原因是NH 分子间氢键数目更多
2 4 3 2 2 2 4
D.CHOH和(CH)NNH 中C、O、N杂化方式均相同
3 3 2 2
【答案】B
【解析】A项,甲醇是由极性键构成的极性分子,A正确;B项,NH 中氮原子的价层电子对数为
2 4
4,为sp3杂化,故不可能为平面形,B错误;C项,NH 分子间氢键数目比(CH)NNH 更多,故NH 的沸
2 4 3 2 2 2 4
点高于(CH)NNH 的沸点,C正确;D项,CHOH和(CH)NNH 中C、O、N杂化方式均为sp3杂化,D正
3 2 2 3 3 2 2
确; 故选B。
5.(2024·湖北重点高中高三联考)缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(路易斯结构是通过共用
电子使原子价层电子数达到8,氢原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法正确的
是( )
A.NH 、BF、C H 均为缺电子化合物
3 3 2 2
B.NH 的键角大于BF 的键角
3 3
C.BF 与NH 化合反应产物中,B和N的杂化方式相同
3 3
D.NH 和BF 都是极性分子
3 3
【答案】C
【解析】A项,NH 和C H 均不为缺电子化合物,A错误;B项,NH 是三角锥形,键角107°:BF 是
3 2 2 3 3
平面正三角形结构,键角120°,B错误;C项,BF 与NH 化合反应产物中,B和N都是 sp3杂化,C正确;
3 3
D项,NH 是极性分子,BF 是非极性分子,D错误;故选C。
3 3
6.CHOH、NH 和(CH)NNH 均为常见的燃料,关于这三者的结构与性质,下列说法错误的是(
3 2 4 3 2 2
)
A.CHOH的电子式为
3
B.NH 空间结构为平面形
2 4
C.CHOH、NH 和(CH)NNH 都易溶于水
3 2 4 3 2 2
D.CHOH和(CH)NNH中C、O、N杂化方式均相同
3 3 2
【答案】B【解析】A项,甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,CHOH的电子式为 ,
3
A正确;B项,NH 中N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;C项,CHOH、NH 和(CH)NNH
2 4 3 2 4 3 2 2
都能和水分子形成氢键,都易溶于水,C正确;D项,CHOH为四面体结构,-OH结构类似于水的结构,
3
(CH)NNH 的结构简式为 ,两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确;故选B。
3 2 2
7.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子,如 HO 、CO 、BF 、CHCOOH等。下列
2 2 2 3 3
说法正确的是( )
A.HO 分子中的O为sp2杂化 B.CO 分子中C原子为sp1杂化
2 2 2
C.BF 分子中的B原子为sp3杂化 D.CHCOOH分子中C原子均为sp2杂化
3 3
【答案】B
【解析】A项,HO 分子中氧原子形成2个σ键,含有2对孤电子对,采取sp3杂化,错误;B项,
2 2
CO 分子中C原子形成2个σ键,没有孤电子对,采取sp1杂化,正确;C项,BF 分子中的B原子的最外
2 3
层电子数为3,形成3个σ键,没有孤电子对,采取sp2杂化,错误;D项,CHCOOH分子中有2个碳原
3
子,其中甲基上的碳原子形成4个σ键,没有孤电子对,采取sp3杂化,错误。
8.催化剂作用下,SO 与Cl 反应生成SO Cl;对SO 水溶液的光谱分析可以检测到HSO -、SO2-和
2 2 2 2 2 3 2 3
痕量的SO 2-,三氧化硫在液态时有单分子SO 和三聚的(SO )(结构如下图所示)两种形式,在高温时能将
3 3 3 3
HBr氧化为Br 。关于说法正确的是( )
2
A.SO 、SO 都是非极性分子
2 3
B.SO Cl 为正四面体结构
2 2
C.SO 、SO 2-中S原子都是sp2杂化
3 3
D.1 mol (SO ) 分子中含有12 mol σ键
3 3
【答案】D
【解析】A项,SO 分子中正负电荷重心不重合,因此属于极性分子,而SO 分子中正负电荷重心重
2 3合,因此该分子属于非极性分子,A错误;B项,SO Cl 分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半
2 2
径不同,因此该分子呈四面体结构,但不是正四面体结构,B错误;C项,SO 分子中的中心S原子价层电
3
子对数为3+ =3,则S原子是sp2杂化;SO 2-中S原子价层电子对数是3+ =4,因此S原子杂
3
化类型是sp3杂化,C错误;D项,根据(SO ) 分子结构可知:在1个(SO ) 分子中含有12个σ键,则在1
3 3 3 3
mol (SO ) 分子中含有12 mol σ键,D正确;故选D。
3 3
9.(2023·浙江省衢州市期末)SO 及其三聚体环状结构如图所示。下列说法不正确的是( )
3
A.SO 与CO2-、NO -互为等电子体,空间结构都为平面三角形
3 3 3
B.SO 为非极性分子,中心原子杂化类型sp3
3
C.三聚体环状结构中S与O形成的共价键的键长有a、b两类
D.该三聚体环状结构中含有12个σ键
【答案】B
【解析】A项,具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体,则SO 与CO2-、NO -互为
3 3 3
等电子体,等电子体具有相同的结构特征,它们的中心原子孤电子对数=0、价层电子对数=3+0=3,故为
sp2杂化、空间结构都为平面三角形,A正确;B项,结合选项A可知SO 中心原子杂化类型sp2,B不正确;
3
C项,由图知:三聚体环状结构中S与O形成的共价键的键长有a、b两类,C正确;D项,该三聚体环状
结构中每个S原子形成4个σ键,则分子内含有12个σ键,D正确;故选B。
10.(2024·江苏镇江吕叔湘中学高三月考)二氧化氯(ClO )是一种黄绿色气体,易溶于水,在水中的溶
2
解度约为Cl 的5倍,其水溶液在较高温度与光照下会生成ClO -与ClO -。ClO 是一种极易爆炸的强氧化性
2 2 3 2
气体,实验室制备ClO 的反应为2NaClO +SO+H SO =2ClO +2NaHSO 下列关于ClO 、ClO -、ClO -的说法
2 3 2 2 4 2 4 2 2 3
正确的是( )
A.ClO 分子是极性分子 B.ClO -中含有非极性键
2 2
C.ClO -的空间构型为平面三角形 D.ClO -与ClO -的键角相等
3 2 3
【答案】A
【解析】A项,ClO 易溶于水,在水中的溶解度约为Cl 的5倍,氯气是非极性分子,根据相似相溶原
2 2
理,ClO 与水分子极性相似,故ClO 为极性分子,A正确;B项,ClO -中Cl和O以极性共价键结合,B
2 2 2错误;C项,ClO -中心原子Cl有3个σ键,孤电子对数为 ,空间构型为三角锥形,C错误;
3
D项,ClO -中心原子Cl的孤电子对数为 , 中心原子Cl的孤电子对数为1,孤电子对之
2
间的斥力>孤电子对与成键电子对之间斥力>成键电子对之间斥力,因此ClO -键角>ClO -键角,D错误;故
3 2
选A。
11.氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反
应为N(g)+3H(g) 2NH (g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。实验室用加热NH Cl和Ca(OH) 固体混合物的方法制取
2 2 3 4 2
少量氨气;侯氏制碱法用氨气、二氧化碳,与饱和食盐水制备纯碱碳酸钠。下列有关NH 、NF 、NH +、
3 3 4
NO -、NO -等含氮粒子的说法正确的是( )
2 3
A.NH 中N-H键角比NH +中N-H键角大
3 4
B.NH 极易溶于水,主要原因是NH 分子间能形成氢键
3 3
C.NH 的水溶液能导电,但一水合氨不能完全电离,因此NH 属于弱电解质
3 3
D.NH 、NF 的空间构型都是三角锥型,NO -、NO -中的N都是sp2杂化
3 3 2 3
【答案】D
【解析】A项,分子中中心原子上的孤电子对数越多,键角越小,故NH 中N-H键角比NH +中N-H
3 4
键角小,故A错误;B项,NH 极易溶于水,主要原因是NH 分子与水分子间能形成氢键,故B错误;C
3 3
项,NH 自身不能电离,NH 是非电解质,故C错误;D项,NH 、NF 均为sp3杂化,一个孤电子对,故
3 3 3 3
为三角锥形,NO 的价层电子对数为2+ =3,NO -的价层电子对数为3+ =3,故N原子
3
都是sp2杂化,故D正确;故选D。
03 晶体的类型与性质比较
1.下列有关晶体的说法正确的是( )
A.任何晶体中都存在化学键 B.晶体内部的微粒在空间的排列均服从紧密堆积原理
C.任何晶体中,若有阴离子必定含有阳离子 D.金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
【答案】C
【解析】A项,惰性气体属于单原子分子,该晶体中不存在化学键,错误;B项,晶体内部的微粒在
空间的排列是否服从紧密堆积原理,主要看微粒间的相互作用有无方向性和饱和性,金属晶体中的金属键
没有饱和性和方向性,所以服从紧密堆积原理,原子晶体中的共价键有方向性和饱和性,不服从紧密堆积
原理,错误;C项,任何晶体中,若有阴离子(一定是离子化合物)必定含有阳离子,正确;D项,有的金属晶体的熔点(例如水银)的熔点比分子晶体(例如碘单质)的熔点低,错误。
2.下列物质的熔、沸点高低顺序中,正确的是( )
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅 B.
C.MgO>Br >HO>O D.金刚石>生铁>纯铁>钠
2 2 2
【答案】B
【解析】A项,同属于共价晶体,熔、沸点高低主要看共价键的强弱,显然对键能而言,晶体硅<碳
化硅<二氧化硅<金刚石,错误;B项,形成分子间氢键的物质的熔、沸点要大于形成分子内氢键的物质
的熔、沸点,正确;C项,对于不同类型的晶体,其熔、沸点高低一般为共价晶体>离子晶体>分子晶体,
MgO>HO>Br >O,错误;D项,生铁为铁合金,熔点要低于纯铁,错误。
2 2 2
3.(2023·浙江省稽阳联谊学校高三联考)(双选)下列说法正确的是( )
A.图A中,18-冠-6中O原子电负性大,带负电荷,通过离子键与 作用,体现了超分子“分子识
别”的特征
B.图B物质相较NaBF 摩尔质量更大,具更高的熔沸点
4
C.图B中,1mol该物质含有20mol σ键
D.图C中, 表示硅氧四面体,则该硅酸盐结构的通式为
【答案】CD
【解析】A项,A中冠醚与K+之间并非离子键,而是通过配位键结合,A错误;B项,B中物质阳离
子基团较大,离子键较弱,较NaBF 熔沸点更低,B错误;C项,根据图B中物质的结构可知,1mol该物
4
质含有σ键20mol,C正确;D项,将左边结构补齐会形成两个环,被两个环共用的氧原子左边有7个,右
边有7个共14个,独立成个体的氧原子有10个,同时每个环都有独立的硅原子,则Si:O=(4+4×0.5):
(14×0.5+10)=6:17,这样每个环所包含的O有17个,硅有6个,再根据硅化合价为+4价,氧化合价为-2
价,其结构通式为 ,D正确;故选CD。
4.下列说法不正确的是( )
A.NaO中离子键的百分数为62%,则NaO不是纯粹的离子晶体,是离子晶体与共价晶体之间的过
2 2渡晶体
B.NaO通常当作离子晶体来处理,因为NaO是偏向离子晶体的过渡晶体,在许多性质上与纯粹的
2 2
离子晶体接近
C.Al O 是偏向离子晶体的过渡晶体,当作离子晶体来处理;SiO 是偏向共价晶体的过渡晶体,当作
2 3 2
共价晶体来处理
D.分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型
【答案】C
【解析】A项,NaO中离子键的百分数为62%,说明还存在共价键,则NaO不是纯粹的离子晶体,
2 2
是离子晶体与共价晶体之间的过渡晶体,故A项正确;B项,离子键与共价键的区别在于形成化学键的两
元素电负性差值,差值大为离子键,差值小为共价键,NaO通常当作离子晶体来处理,项因为NaO是偏
2 2
向离子晶体的过渡晶体,在许多性质上与纯粹的离子晶体接近,故B正确;C项,Al O、SiO 均是偏向共
2 3 2
价晶体的过渡晶体,当作共价晶体来处理,故C项错误;D项,根据微粒间存在的作用力分析,分子晶体、
共价晶体、金属晶体和离子晶体都有过渡型,故D项正确;故选C。
04 晶体的结构与性质
1.(2024·辽宁大连市金州高级中学高三期中)TiO 通过氮掺杂生成TiO N 的反应如图。已知原子1、
2 (2-a) b
2的分数坐标为(0,0, )和(1,0,0),设阿伏加德罗常数的值为N 。
A
下列叙述不正确的是( )
A.原子3的分数坐标为(1,1, ) B.TiO 的密度为 g•cm-3
2
C.TiO N 晶体中a= D.TiO N 晶体中b=
(2-a) b (2-a) b【答案】D
【解析】A项,原子1、2的坐标分别为(0,0, )和(1,0,0),由TiO2的晶胞结构可知,原子3的
坐标为(1,1, ),A正确;B项,Ti原子在晶胞的8个顶点、4个面心和1个在体内,Ti原子的个数为
4,O原子在8个棱上、8个面上,2个在体内,O原子个数为8,则1mol晶胞的质量4×(48+16×2)g,一个
晶胞的质量为m= ,体积为V=x2y×10-30cm3,则TiO 的密度为
2
,B正确;C项,由TiO N 晶体结构可知,氮掺杂反应后有3个氧空穴,O原子6个在棱上、6
(2-a) b
个在后面,1个在体内,O原子个数为( ,N原子1个在棱上、1个在面,N原子个数为(
,Ti原子8个在顶点、4个在面心,1个在体内,Ti原子个数为 +4 ,Ti:O:
N=4: : =1: : ,TiO N 晶体中2-a= ,a= ,b= ,C正确;D项,由C选项可知,b=
(2-a) b
,D错误;故选D。
2.(2024·湖北名校联考高三联考)硅与镁能够形成二元半导体材料,其晶胞如图所示,已知晶胞参数
为rnm。阿伏加德罗常数值为N 。下列说法中不正确的是( )
A
A.镁原子位于硅原子所构成的正四面体空隙中
B.晶体中硅原子和镁原子的配位数之比为1∶2C.该晶体中两个硅原子间的最短距离为
D.晶体的密度为
【答案】B
【解析】A项,观察给出的晶胞可知,镁原子位于硅原子所构成的正四面体空隙中,A正确;B项,
硅原子和镁原子的配位数之比为2∶1,B错误;C项,最近的硅原子之间的距离为晶胞面对角线的一半,
其距离为 ,C正确;D项,该晶体的化学式为MgSi,该晶胞包含4个MgSi,该晶胞的质量为
2 2
,晶胞的体积为 ,故晶体的密度为 ,D
正确;故选B。
3.(2024·湖北省高中名校联盟高三第二次联考)某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)。进行镁离子
取代及卤素共排杂后,可获得高性能固体电解质材料(图2)。设N 为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正
A
确的是( )
A.基态溴原子的核外电子排布式为
B.图1晶体中O周围最近的 数目为6
C.图1晶体密度为
D.图2表示的化学式为LiMgOCl Br
x 1-x
【答案】A
【解析】A项,溴原子核外有35个电子,根据构造原理书写其基态核外电子排布式,则Br原子基态
原子核外排布式为[Ar]3d104s24p5,故A错误;B项,由图可知,图1中与O原子距离最近且相等的Li原子的个数为6,即O配位数为6,故B正确;C项,由图可知,晶胞中含有Cl:4× =1,含有O:2× =1,
含有Li:8× +1=3,晶胞的化学式为LiClO,所以晶体密度为: ,
3
故C正确;D项,由图可知,晶胞中含有Cl或Br:4× =1,含有O:2× =1,含有Li:8× +1=3,含有
Mg或空位:8× =1,所以晶胞的化学式为LiMgOCl Br ,故D正确;故选A。
x 1-x
4. 的晶胞结构如图甲所示,将Mn掺杂到 的晶体中得到稀磁性半导体材料,其结构如图乙
所示。a、b点的原子分数坐标分别为(0,0,0)和(1,1,0)。下列说法错误的是( )
A.c点Mn的原子分数坐标为(0, , )
B.晶体乙中Mn、Ga、As的原子个数比为5∶27∶32
C.基态Ga原子未成对电子数为3
D.若GaAs晶胞参数为lnm,则Ga和As之间的最短距离为
【答案】C
【解析】A项,图乙中,a、b点的原子分数坐标分别为(0,0,0)和(1,1,0),c点Mn原子位于左侧
面的面心上,其原子分数坐标为 ,A正确;B项,掺杂Mn之后,一个晶胞中含有的Mn原子个数:
, 原子个数: ,As原子个数为4,故Mn,Ga,As原子个数比为,B正确;C项,基态Ga原子的价电子排布式为 ,未成对电子数为1,C错误;D
项,Ga与As之间的最短距离为体对角线的 ,D正确;故选C。
5.Cu O晶体结构与CsCl相似,只是用Cu O占据CsCl晶体(图I)中的Cl的位置,而Cs所占位置由O
2 4
原子占据,如图II所示,下列说法不正确的是
A.Cu O晶胞中Cu O四面体的O坐标为( , , ),则①的Cu坐标可能为( , , )
2 4
B.Cu O晶胞中有2个Cu O
2 2
C.CsCl的晶胞参数为a cm,设N 为阿伏加德罗常数的值,相对分子质量为M,则密度为
A
g/cm3
D.Cu O晶胞中Cu的配位数是2
2
【答案】C
【解析】A项,根据题意可知Cu O晶胞为 ,根据图中所给坐标系,和已知的O坐标为(
2
, , )可知,①的Cu坐标可能为( , , ),故A正确;B项,根据均摊法可知,Cu O晶胞
2
中有2个O,4个Cu,即2个Cu O,故B正确;C项,CsCl的晶胞中有1个CsCl,则其密度为 g/
2cm3,故C错误;D项,Cu O晶胞为 ,Cu的配位数是2,故D正确;故选C。
2
6.(2024·山东淄博高三期中)(双选)我国科学家合成的T﹣碳,其晶胞结构可看作金刚石晶胞中的每个
碳原子被4个碳原子构成的正四面体单元替代,如图所示。T﹣碳的密度为金刚石的一半。下列说法正确
的是( )
A.每个T﹣碳晶胞中碳原子个数为16
B.T﹣碳与金刚石中碳原子的杂化方式相同
C.T﹣碳中碳原子数与共价键数之比为1:2
D.T﹣碳晶胞边长和金刚石晶胞边长之比为1:2
【答案】BC
【解析】A项,金刚石晶胞中根据晶胞均摊法计算顶点 个,面心 个,内部4个,晶胞
中碳原子共计8个,T﹣碳,其晶胞结构可看作金刚石晶胞中的每个碳原子被4个碳原子构成的正四面体单
元替代,则晶胞中碳原子个数为 个,故A错误;B项,T﹣碳与金刚石中的碳原子和周围碳原子都
是形成四个共价键都是sp3杂化,故B正确;C项,T﹣碳晶胞中碳原子数为32,每个碳原子与周围四个碳
原子形成共价键,但是每个共价键每个碳原子只占一半,所以晶胞中共价键数目为 ,碳原子
数与共价键数之比为1:2,故C正确;D项,T﹣碳的密度为金刚石的一半,根据晶胞中碳原子数目可以
其质量是金刚石的4倍,根据 ,T﹣碳晶胞的体积为金刚石的8倍,晶胞棱长= ,故T﹣碳晶
胞的边长和金刚石晶胞边长之比为2:1,故D错误;故选BC。
7.(2024·山东菏泽高三期中)(双选) [Co(NH )]Cl 晶体的晶胞如下图所示(己知该立方晶胞的边长为
3 6 2
,阿伏加德罗常数为N ,[Co(NH )]Cl 的摩尔质量为 )。以下说法正确的是( )
A 3 6 2A.若规定A点原子坐标为 ,B点原子坐标为 ,则C点原子坐标为
B.离[Co(NH )]2+最近的 有4个
3 6
C.[Co(NH )]Cl 中,中心离子的配位数为8
3 6 2
D.[Co(NH )]Cl 晶体的密度为
3 6 2
【答案】AD
【解析】A项,将晶胞内部分为8个小立方体,A点原子坐标为 ,B点原子坐标为 ,
则C的坐标为 ,故A正确;B项,以底面面心[Co(NH )]2+为例,在此晶胞中离该[Co(NH )]2+最近
3 6 3 6
的 有4个,下方晶胞中还有4个,因此离[Co(NH )]2+最近的Cl-有8个,故B错误;C项,[Co(NH )]Cl
3 6 3 6 2
中,只有NH 是配体,中心离子的配位数为6,故C错误;D项,晶胞中[Co(NH )]2+数目: ,
3 3 6
Cl-数目:8,晶胞的质量:m= ,晶体的密度为 ,故D正确;
故选AD。
05 物质结构与性质综合
1.(2024·浙江省绍兴市高三选考科目诊断性考试)氧族元素及其化合物种类繁多,应用广泛。
(1)基态硫原子的价电子排布图为 。
(2)下列说法正确的是___________。
A.O 在水中的溶解度比在CCl 中小 B.HS的酸性弱于C HSH
3 4 2 2 5C.氧族元素位于元素周期表中的s区 D.热稳定性:HSe>AsH
2 3
(3)许多物质的氧化物固态存在多聚体,例如五氧化二磷实际的分子式是PO ,实验测得磷、硫、氯
4 10
三种氧化物的熔点如下,推测固态三氧化硫的分子式为 。
PO 三氧化硫 ClO
4 10 2 7
熔
613K 289K 182K
点
(4)12-冠-4( )可与锂离子络合,其中氧的杂化方式为 。
(5)锂钴复合氧化物是目前商品化锂离子电池的常用正极材料,其理想结构如图。其化学式为
。
【答案】(1)
(2)AD (3) S O (4) sp3 (5) LiCoO
3 9 2
【解析】(1)S原子的原子序数是16,价电子排布图为: ;(2)A项,根据相似
相溶原理,O 极性较小,在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度更大,A正确;B项,乙基是供电子集团,-
3
SH中的氢原子不容易电离,HS的酸性强于C HSH,B错误;C项,氧族元素位于元素周期表中的p区,
2 2 5
C错误;D项,元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,同一周期从左往右元素的非金属性逐
渐增强,Se的非金属性比As的强,热稳定性HSe>AsH ,D正确;故选AD;(3)三氧化硫的熔点大于
2 3ClO 小于PO ,说明固态三氧化硫的相对分子质量大于ClO 小于PO ,即183<固态三氧化硫的相对分
2 7 4 10 2 7 4 10
子质量<284,则固态三氧化硫的分子式为SO ;(4)冠醚中O原子的杂化方式为sp3;(5)均摊法计算O原子
3 9
的个数为14+12× =16,Li的原子个数为6+2× +12× =8,Co的原子个数为7+6× =8,O、Li、Co的原
子个数比为2:1:1,化学式为:LiCoO 。
2
2.(2024·浙江省衢州、丽水、湖州三地市教学质量检测)锌是动物必需的微量元素之一,参与机体的各
种代谢活动。请回答:
(1)Zn位于元素周期表的 区。
(2)第二电离能:Cu Zn(填“>”、“<”或“=”),判断依据是 。
(3)含有多个配位原子的配体与同一个中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物,
一种Zn2+配合物的结构如图所示(-OTs为含氧、硫的有机基团):
①1mol该配合物通过螯合作用形成的配位键有 mol,该螯合物中N原子的杂化类型为
。
②该配合物所涉及非金属元素电负性最小的是 (填元素符号)。
(4)硫化锌精矿是冶炼金属锌的主要原料,六方硫化锌的平行六面体晶胞如图所示,晶体中锌离子的配
位数为 。
【答案】(1)ds
(2) > Cu和Zn失去一个电子后价层电子排布分别为 3d10、3d104s1,前者属于全充满状态,再失去
一个电子更难
(3) 4 sp2sp3 H
(4)4
【解析】(1)Zn为30号元素,位于元素周期表的ds区;(2)基态Cu+核外价电子为3d10,3d轨道为全满较稳定状态,不容易再失去一个电子;基态 Zn+核外价电子为3d104s1,4s轨道有1个电子,容易失去1个
电子形成锌离子;故第二电离能:Cu>Zn;(3)①由螯合物定义和结构示意图可知,1mol该配合物中通过螯
合作用形成的配位键有4mol,该螯合物中环上N所在的环为平面结构,其杂化类型为sp2杂化,-NH-中氮
原子形成3个共价键且存在1对孤电子对,为sp3杂化;②同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,
元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;该配合物所涉
及非金属元素电负性最小的是氢元素H;(4)据“均摊法”,晶胞中含 个S、 个Zn,则
化学式为ZnS,以B点硫为例,其最近且相邻的锌为4个,晶体中锌离子的配位数为4。
3.(2024·江西省部分高中学校高三联考)科学家开发一种氮掺杂氢化镥( )材料,在1 GPa压
强下,该材料表现出室温超导特性。回答下列问题:
(1)已知基态Lu(镥)原子的价层电子排布式为 ,它位于元素周期表第 周期
族,有 个未成对电子。
(2)与氮同主族元素的最简单氢化物的稳定性、沸点随着原子序数递增而变化的规律如图所示。
①氮族元素的最简单氢化物中,沸点最低的是 (填化学式,下同),最稳定的是
。
②NH 的沸点高于AsH ,其主要原因是 。
3 3
(3)某药品活性成分的结构简式如图所示。
该分子中N原子的杂化类型是 ,1个该分子含 个手性碳原子。
(4)含N的分子或离子是常见的配体。例如,雷氏盐的化学式为NH [Cr(SCN) (NH )],常作分析试剂。
4 4 3 2
①雷氏盐中NH +的空间结构为 ,NH 中的N (填“是”或“不是”)配位原子。
4 3②预测:雷氏盐中阴离子的空间结构最可能是 (填标号)。
A. B. C. D.
【答案】(1) 六 ⅢB 1
(2) PNH NH NH 分子间存在氢键
3 3 3
(3)sp3 1
(4) 正四面体形 是 C
【解析】(1)从价电子排布式可知,出现了6s轨道,确定其在第六周期,因为它的f轨道全充满,就基
本确定该元素在f区,排除掉全充满的电子,根据构造原理,那么最外层还有3个电子,可确定其在第
ⅢB族,故镥在第六周期第ⅢB族;根据价层电子排布式,f和s轨道全充满,没有未成对电子,所以在d
轨道上出现1个未成对电子;(2)氮族氢化物属于同一主族氢化物,其沸点随着相对分子质量的增加而升高,
所以其氢化物的沸点越往下的元素的氢化物的沸点就越高,但是NH 易形成分子间氢键,使其沸点突然增
3
大,所以氮族氢化物沸点最低的是PH ;元素的非金属性越强形成的气态氢化物越稳定,氮族元素中非金
3
属性最强的为N,则氢化物最稳定的为NH ;(3)该分子中N原子只形成单键,采用sp3杂化;手性碳原子
3
是指该碳原子周围连接了4个全部不同的原子或原子基团,在该结构中,手性碳原子只有1个,如图
;(4)①雷氏盐中的阳离子是NH +,其空间构型是正四面体;NH [Cr(SCN) (NH )]中
4 4 4 3 2
的阴离子是[Cr(SCN) (NH )]-,该阴离子中配位体有两种,是SCN-和NH ,中心原子是Cr,Cr提供空轨道,
4 3 2 3
S与N提供未成对电子,所以该配合物中配位原子是S与N;②雷氏盐中阴离子的配位数是6,说明离中
心原子最近的原子或原子团有6个,能符合的图是C。
4.(2023·江西省鹰潭市一模)Co、Al、 Si形成的合金是一种高性能的热电材料,备受研究人员关注。
回答下列问题:
(1)基态Co原子的核外电子排布式为___________,它处于元素周期表的___________区。
(2)下列各状态的铝中,再电离出一个电子所需能量最小的是___________ (填序号)。
A. B.C. D.
(3)AlCl 是某些有机反应的催化剂,如苯酚( )与乙酰氯( )反应的部分历程为
3
。
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为___________。
②乙酰氯分子中C-C键与C-Cl键的夹角___________ 120°(填“大于“等于”或“小于”), 判断理由
是___________。
③AlCl -的空间构型为___________。
4
(4)金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅的熔点由低到高的顺序为___________。
(5)Co、Al、Si形成的一种合金的晶胞结构如图所示(若不看 , 该晶胞具有萤石结构),1号原子、2
号原、Al原子的分数坐标分别为(0, 1, 0)、( , , )、( , , ),则3号原子的分数坐标为
___________ ; 若晶胞参数为anm,,则该合金的密度为___________g·cm-3(N 表示阿伏加德罗常数的值,
A
只需列出式子)。
【答案】(1) [Ar]3d74s2 d (2)B
(3) sp2、sp3 小于 氧原子上有2个孤电子对,且与C原子形成C-O键,对C-C键和C-Cl键
有较大的排斥力 正四面体形
(4)单晶硅<金刚砂(SiC)<金刚石
(5) ( , , )【解析】(1)钴的原子序数是27,基态Co原子的电子排布式为[Ar]3d74s2,Co元素位于第Ⅷ族,原子
核外最后填充的是d电子,故Co为d区元素。故答案为:[Ar]3d74s2;d;(2)A、C、D分别电离出—个电
子所需的能量为基态Al原子的第—、三、二电离能,基态铝原子的第三电离能>第二电离能>第—电离能;
原子处于激发态时能量比基态时高,易失去电子,B处于激发态,电离出—个电子需要的能量最低,综合
分析需要能量最小的为B;(3)①乙酰氯分子甲基中的碳原子采用sp3杂化、羰基中的碳原子采用sp32杂化。
②由于乙酰氯分子中含有碳氧双键,C—O键上的氧原子有2个孤电子对,对C—C键和C—Cl键有较大的
排斥力,因此该夹角小于120°。③微粒AlCl -中Al原子形成4个σ键,且不含孤电子对,故空间构型为正
4
四面体形;氧原子上有2个孤电子对,且与C原子形成C-O键,对C-C键和C-Cl键有较大的排斥力;
正四面体形;(4)金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅均为原子晶体,结构相似,共价键键长越短,键能越大,原
子晶体的熔点越高,原子半径:C”或“<”)。
3 2 2 3
(2)顺铂和反铂互为同分异构体,两者的结构和性质如下。
顺铂 反铂空间结构
25℃时溶解度/g 0.2577 0.0366
①推测Pt(NH )Cl 的结构是_______(填“平面四边形”或“四面体形”)。
3 2 2
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是_______。
(3)铂晶胞为立方体,边长为a pm,结构如图:
下列说法正确的是_______。
A.该晶胞中含有的铂原子数目为4
B.该晶体中,每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有8个
C.该晶体的密度为
D.该晶体中铂原子之间的最近距离为 pm
【答案】(1) 3d104s1 BCD <
(2)平面四边形 顺铂为极性分子,而反铂是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极
性大的顺铂在水中溶解度更大
(3)ACD
【解析】(1)①Cu为29号元素,根据构造原理可知,基态Cu原子价层电子排布式为3d104s1。②根据
题中产物结构可知化学键包括离子键,共价键和配位键,故选 BCD。③与Cl相比,N给出孤电子对能力
更强。(2)①若为四面体结构,Pt(NH )Cl 只有一种,而此处有两种同分异构体,故为平面四边形结构。②
3 2 2
顺铂为极性分子,而反铂是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性大的顺铂在水中溶解度
更大。(3)A项,铂原子数目: ,A正确;B项,该晶体中,每个铂原子周围与它最近且等距离的铂原子有三层,每层有4个原子与其等距,共12个,B不正确;C项,晶胞质量为 ,则该晶体
的密度为 ,C正确;D项,该晶胞中两个Pt之间的最近距离为
面对角线的一半,D正确;故选ACD。