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2019-2020年高考化學大一輪復習 真題匯編 N單元 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì) 蘇教版
N1 原子結(jié)構與元素的性質(zhì)
四、[xx上海卷] NaCN超標的電鍍廢水可用兩段氧化法處理：
(1)NaCN與NaClO反應，生成NaOCN和NaCl
(2)NaOCN與NaClO反應，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2
已知HCN(Ki＝6.310－10)有劇毒；HCN、HOCN中N元素的化合價相同。
完成下列填空：
27．N1 E2上述反應涉及的元素中，氯原子核外電子能量最高的電子亞層是________；H、C、N、O、Na的原子半徑從小到大的順序為____________________。
27．3p H
Ge>Zn
(5)sp3 共價鍵
(6)①(，，)
②107
[解析] (1)Ge是32號元素，根據(jù)構造原理可寫出基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，其中4p能級上有2個未成對電子。(2)由于Ge原子半徑較大，原子間形成的σ單鍵較長，而p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不重疊，很難形成π鍵，故Ge原子間難以形成雙鍵或叁鍵。(3)從表格中數(shù)據(jù)可看出GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點逐漸升高，這是因為它們的分子結(jié)構相似，隨著相對分子質(zhì)量增大，分子間的相互作用力增強，導致其熔、沸點逐漸升高。(4)根據(jù)三種元素在周期表中的位置關系和電負性遞變規(guī)律可知，電負性O＞Ge＞Zn。(5)晶體Ge為原子晶體，每個Ge原子與其他相鄰的Ge原子間以共價鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀立體結(jié)構，Ge為sp3雜化。(6)①結(jié)合D在晶胞內(nèi)的位置可確定其坐標為(，，)；②由均攤法可確定該Ge晶胞中含有Ge原子為(8＋6＋4)個＝8個，則()mol73 gmol－1＝(565.7610－10cm)3ρ，解得ρ＝107 gcm－3。
37．N1、N3、N2、N4、N5[xx全國卷Ⅱ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
東晉《華陽國志南中志》卷四中已有關于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}：
(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為________________，3d能級上的未成對電子數(shù)為________。
(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是__________。
②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________。
③氨的沸點________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______________________________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為________。
(3)單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1958 kJmol－1、INi＝1753 kJmol－1，ICu>INi的原因是________________________________________________________________。
(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構如圖所示。
圖0－0
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。
②若合金的密度為d gcm－3，晶胞參數(shù)a＝____________________nm。
37．(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面體
②配位鍵 N
③高于 NH3分子間可形成氫鍵 極性 sp3
(3)金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子
(4)①3∶1
② 107
[解析] (1)鎳的原子序數(shù)為28，則基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；3d能級有5個軌道，其中3個軌道排滿2個自旋相反的電子，另外2個軌道分別只排了1個未成對電子。(2)①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子為SO，由價層電子對互斥理論推斷，SO具有正四面體的空間構型。②[Ni(NH3)6]SO4中陽離子為[Ni(NH3)6]2＋，由基態(tài)Ni原子電子排布式可知，失去2個4s能級上的最外層電子后，所得的基態(tài)Ni2＋具有空軌道，而NH3分子中中心氮原子周圍有1對孤對電子，因此Ni2＋與NH3之間形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是N。③N、P位于同主族，NH3、PH3的組成和結(jié)構相似，但NH3的沸點高于PH3，原因是膦分子之間只有范德華力，而氨分子之間不僅有范德華力，還有分子間氫鍵，且分子間氫鍵比范德華力強；氨分子的空間構型是三角錐形，不對稱，因此氨是極性分子；氨分子的中心氮原子的軌道雜化類型為sp3，其中3個與氫原子的s軌道形成共價單鍵，另一個軌道由孤電子對占據(jù)。(3)單質(zhì)銅及鎳都是金屬單質(zhì)，金屬單質(zhì)通常是由金屬鍵形成的晶體；基態(tài)鎳、銅原子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2、1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，失去1個最外層電子后所得＋1價金屬陽離子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s1或[Ar]3d84s1、1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，再失去1個最外層電子時，鎳失去的是半充滿的4s能級上的1個電子，而銅失去的是全充滿的3d能級上的1個電子，因此前者比后者容易發(fā)生，這是銅的第二電離能大于鎳的第二電離能的原因。(4)①讀圖，由晶胞結(jié)構、均攤法可知，1個鎳白銅合金晶胞中含有的銅原子和鎳原子分別為6＝3、8＝1，則該晶胞中Cu、Ni原子的數(shù)量比為3∶1；② 以1 mol該晶胞為研究對象，則1 mol該晶胞含有3 mol Cu和1 mol Ni，由m＝nM可知，1 mol該晶胞的m＝m(Cu)＋m(Ni)＝3 mol64 gmol－1＋1 mol59 gmol－1＝251 g；設該晶胞的邊長(a)為x10－7 cm，由晶胞構型可知，1個該晶胞的V＝ (x10－7cm)3，則6.021023個該晶胞的V＝6.021023 (x10－7 cm)3，則該合金的密度ρ＝＝＝d gcm－3，即(x10－7)3＝，x10－7＝或，x＝107或107。
37．N1 N3 N4[xx全國卷Ⅲ] [化學—選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：
(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：______________________________。
(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga________As，第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立體構型為________，其中As的雜化軌道類型為________。
(4)GaF3的熔點高于1000 ℃，GaCl3的熔點為77.9 ℃，其原因是______________________________________。
(5)GaAs的熔點為1238 ℃，密度為ρ gcm－3，其晶胞結(jié)構如圖0－0所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol－1 和MAs gmol－1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________________。
圖0－0
37．(1)[Ar]3d104s24p3
(2)大于 小于
(3)三角錐形 sp3
(4)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體
(5)原子晶體 共價 100%
[解析] (1)As位于第四周期第VA族，核外有33個電子，基態(tài)原子As的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3。(2)Ga、As同周期，根據(jù)同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，可得原子半徑：Ga＞As。根據(jù)同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，可得第一電離能Ga＜As。(3)AsCl3分子中As有一對孤電子對，立體構型為三角錐形，As的雜化軌道數(shù)為3＋1＝4，雜化類型為sp3。(4)GaF3、GaCl3的熔點相差較大，是因為晶體類型不同，GaF3熔點高，為離子晶體，而GaCl3的熔點低，為分子晶體。(5)GaAs的熔點高，晶胞為空間網(wǎng)狀結(jié)構，則為原子晶體，Ga與As以共價鍵鍵合。該晶胞中含有4個Ga、4個 As，則晶胞中原子的體積為[π(rGa10－10cm)3＋π(rAs10－10cm)3]4，晶胞的體積為cm－3，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%＝100%。
8．N1 N3 N4 N5[xx四川卷] M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題：
(1)R基態(tài)原子的電子排布式是________，X和Y中電負性較大的是________(填元素符號)。
(2)X的氫化物的沸點低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是____________________________________。
(3)X與M形成的XM3分子的空間構型是________。
(4)M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示，則圖中黑球代表的離子是________(填離子符號)。
圖0－0
(5)在稀硫酸中，Z的最高價含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物，Z被還原為＋3價，該反應的化學方程式是________________________________________________。
8．(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl
(2)H2S分子間不存在氫鍵，H2O分子間存在氫鍵
(3)平面三角形 (4)Na＋
(5)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O
[解析] 由軌道電子數(shù)關系知M是氧元素，由金屬性知R是鈉元素，由X與氧形成的化合物可引起酸雨知X是硫元素，則Y為氯元素，由Z的基態(tài)原子特點知Z是鉻元素。(1)因為非金屬性Cl比S強，故電負性較大的是氯元素。(2)水分子中含有氧原子，能形成分子間氫鍵，從而使其沸點升高。(3)SO3中硫原子的價層電子對為3＋(6－32)2＝3，沒有孤電子對，故空間構型為平面三角形。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構，白球的數(shù)目為8＋6＝4，黑球的數(shù)目為8，由于化合物為Na2O，故黑球代表的是Na＋。(5)K2Cr2O7被還原為Cr3＋，被氧化的為H2O2，氧化產(chǎn)物為O2，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒寫出方程式。
題號：15 科目：化學
N1、N2、N3、N5“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”模塊
磷(P)是組成生命物質(zhì)的重要元素，請回答：
(1)基態(tài)P原子外圍電子的軌道表示式為____________。
與氮(N)相比，第一電離能P________N(填“＝”“>”或“<”)。每個白磷分子中有________個σ鍵。
(2)PH3的分子構型與NH3的分子構型相似。下列關于PH3和NH3的說法正確的是________。
A．P—H鍵的極性大于N—H鍵的極性，PH3和NH3均為極性分子
B．PH3的沸點高于NH3的沸點
C．PH3可形成分子晶體
D．PH3中，P—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，其鍵角小于BF3分子中的鍵角
(3)磷脂的結(jié)構簡式為
圖0－0
在水中磷脂可能更傾向于形成下列圖________(填“A”或“B”)所示的雙分子層結(jié)構，試說明理由：______________________________________________________________。
圖0－0
[答案] (1) < 6 (2)CD (3)A
在水中，磷脂分子的弱極性部分(Ⅰ端)易相互靠近，而其親水部分(Ⅱ端)與水分子極性相近，因而朝向水
[解析] (1)P原子為第15號元素，位于第三周期ⅤA族，外圍電子數(shù)為5，電子排布式為3s23p3；P的非金屬性弱于N原子，所以第一電離能較小；白磷分子的分子式為P4，分子構型為四面體形，四個P原子位于四面體的頂點，有六個P—P鍵。(2)N的非金屬性強于P，則N—H鍵的極性大于P—H鍵，A項錯誤；NH3分子間易形成氫鍵，沸點反常，B項錯誤；固態(tài)PH3為分子晶體，C項正確；P原子半徑比N原子半徑大，則P—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，鍵角小于10928′，BF3為平面形分子，鍵角為120，D項正確。
N2 化學鍵
37．N1、N2、N3、N4、N5[xx全國卷Ⅰ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛。回答下列問題：
(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。
(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構角度分析，原因是________________________________________________________________________________。
(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因__________________________________________________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔點/℃
－49.5
26
146
沸點/℃
83.1
186
約400
(4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________。
(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構，其中Ge原子的雜化方式為________，微粒之間存在的作用力是________。
(6)晶胞有兩個基本要素：
①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為；C為。則D原子的坐標參數(shù)為________。
圖0－0
②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為________ gcm－3(列出計算式即可)。
37．(1)3d104s24p2 2
(2)Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強
(4)O>Ge>Zn
(5)sp3 共價鍵
(6)① (，，)
②107
[解析] (1)Ge是32號元素，根據(jù)構造原理可寫出基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，其中4p能級上有2個未成對電子。(2)由于Ge原子半徑較大，原子間形成的σ單鍵較長，而p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不重疊，很難形成π鍵，故Ge原子間難以形成雙鍵或叁鍵。(3)從表格中數(shù)據(jù)可看出GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點逐漸升高，這是因為它們的分子結(jié)構相似，隨著相對分子質(zhì)量增大，分子間的相互作用力增強，導致其熔、沸點逐漸升高。(4)根據(jù)三種元素在周期表中的位置關系和電負性遞變規(guī)律可知，電負性O＞Ge＞Zn。(5)晶體Ge為原子晶體，每個Ge原子與其他相鄰的Ge原子間以共價鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀立體結(jié)構，Ge為sp3雜化。(6)①結(jié)合D在晶胞內(nèi)的位置可確定其坐標為(，，)；②由均攤法可確定該Ge晶胞中含有Ge原子為(8＋6＋4)個＝8個，則()mol73 gmol－1＝(565.7610－10cm)3ρ，解得ρ＝107 gcm－3。
37．N1、N3、N2、N4、N5[xx全國卷Ⅱ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
東晉《華陽國志南中志》卷四中已有關于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}：
(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為________________，3d能級上的未成對電子數(shù)為________。
(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是__________。
②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________。
③氨的沸點________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______________________________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為________。
(3)單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1958 kJmol－1、INi＝1753 kJmol－1，ICu>INi的原因是________________________________________________________________。
(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構如圖所示。
圖0－0
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。
②若合金的密度為d gcm－3，晶胞參數(shù)a＝____________________nm。
37．(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面體
②配位鍵 N
③高于 NH3分子間可形成氫鍵 極性 sp3
(3)金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子
(4)①3∶1
② 107
[解析] (1)鎳的原子序數(shù)為28，則基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；3d能級有5個軌道，其中3個軌道排滿2個自旋相反的電子，另外2個軌道分別只排了1個未成對電子。(2)①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子為SO，由價層電子對互斥理論推斷，SO具有正四面體的空間構型。②[Ni(NH3)6]SO4中陽離子為[Ni(NH3)6]2＋，由基態(tài)Ni原子電子排布式可知，失去2個4s能級上的最外層電子后，所得的基態(tài)Ni2＋具有空軌道，而NH3分子中中心氮原子周圍有1對孤對電子，因此Ni2＋與NH3之間形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是N。③N、P位于同主族，NH3、PH3的組成和結(jié)構相似，但NH3的沸點高于PH3，原因是膦分子之間只有范德華力，而氨分子之間不僅有范德華力，還有分子間氫鍵，且分子間氫鍵比范德華力強；氨分子的空間構型是三角錐形，不對稱，因此氨是極性分子；氨分子的中心氮原子的軌道雜化類型為sp3，其中3個與氫原子的s軌道形成共價單鍵，另一個軌道由孤電子對占據(jù)。(3)單質(zhì)銅及鎳都是金屬單質(zhì)，金屬單質(zhì)通常是由金屬鍵形成的晶體；基態(tài)鎳、銅原子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2、1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，失去1個最外層電子后所得＋1價金屬陽離子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s1或[Ar]3d84s1、1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，再失去1個最外層電子時，鎳失去的是半充滿的4s能級上的1個電子，而銅失去的是全充滿的3d能級上的1個電子，因此前者比后者容易發(fā)生，這是銅的第二電離能大于鎳的第二電離能的原因。(4)①讀圖，由晶胞結(jié)構、均攤法可知，1個鎳白銅合金晶胞中含有的銅原子和鎳原子分別為6＝3、8＝1，則該晶胞中Cu、Ni原子的數(shù)量比為3∶1；② 以1 mol該晶胞為研究對象，則1 mol該晶胞含有3 mol Cu和1 mol Ni，由m＝nM可知，1 mol該晶胞的m＝m(Cu)＋m(Ni)＝3 mol64 gmol－1＋1 mol59 gmol－1＝251 g；設該晶胞的邊長(a)為x10－7 cm，由晶胞構型可知，1個該晶胞的V＝ (x10－7cm)3，則6.021023個該晶胞的V＝6.021023 (x10－7 cm)3，則該合金的密度ρ＝＝＝d gcm－3，即(x10－7)3＝，x10－7＝或，x＝107或107。
題號：15 科目：化學
N1、N2、N3、N5“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”模塊
磷(P)是組成生命物質(zhì)的重要元素，請回答：
(1)基態(tài)P原子外圍電子的軌道表示式為____________。
與氮(N)相比，第一電離能P________N(填“＝”“>”或“<”)。每個白磷分子中有________個σ鍵。
(2)PH3的分子構型與NH3的分子構型相似。下列關于PH3和NH3的說法正確的是________。
A．P—H鍵的極性大于N—H鍵的極性，PH3和NH3均為極性分子
B．PH3的沸點高于NH3的沸點
C．PH3可形成分子晶體
D．PH3中，P—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，其鍵角小于BF3分子中的鍵角
(3)磷脂的結(jié)構簡式為
圖0－0
在水中磷脂可能更傾向于形成下列圖________(填“A”或“B”)所示的雙分子層結(jié)構，試說明理由：______________________________________________________________。
圖0－0
[答案] (1) < 6 (2)CD (3)A
在水中，磷脂分子的弱極性部分(Ⅰ端)易相互靠近，而其親水部分(Ⅱ端)與水分子極性相近，因而朝向水
[解析] (1)P原子為第15號元素，位于第三周期ⅤA族，外圍電子數(shù)為5，電子排布式為3s23p3；P的非金屬性弱于N原子，所以第一電離能較小；白磷分子的分子式為P4，分子構型為四面體形，四個P原子位于四面體的頂點，有六個P—P鍵。(2)N的非金屬性強于P，則N—H鍵的極性大于P—H鍵，A項錯誤；NH3分子間易形成氫鍵，沸點反常，B項錯誤；固態(tài)PH3為分子晶體，C項正確；P原子半徑比N原子半徑大，則P—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，鍵角小于10928′，BF3為平面形分子，鍵角為120，D項正確。
N3 分子的結(jié)構與性質(zhì)
37．N1、N2、N3、N4、N5[xx全國卷Ⅰ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：
(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。
(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構角度分析，原因是________________________________________________________________________________。
(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因__________________________________________________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔點/℃
－49.5
26
146
沸點/℃
83.1
186
約400
(4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________。
(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構，其中Ge原子的雜化方式為________，微粒之間存在的作用力是________。
(6)晶胞有兩個基本要素：
①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為；C為。則D原子的坐標參數(shù)為________。
圖0－0
②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為________ gcm－3(列出計算式即可)。
37．(1)3d104s24p2 2
(2)Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強
(4)O>Ge>Zn
(5)sp3 共價鍵
(6)①(，，)
②107
[解析] (1)Ge是32號元素，根據(jù)構造原理可寫出基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，其中4p能級上有2個未成對電子。(2)由于Ge原子半徑較大，原子間形成的σ單鍵較長，而p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不重疊，很難形成π鍵，故Ge原子間難以形成雙鍵或叁鍵。(3)從表格中數(shù)據(jù)可看出GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點逐漸升高，這是因為它們的分子結(jié)構相似，隨著相對分子質(zhì)量增大，分子間的相互作用力增強，導致其熔、沸點逐漸升高。(4)根據(jù)三種元素在周期表中的位置關系和電負性遞變規(guī)律可知，電負性O＞Ge＞Zn。(5)晶體Ge為原子晶體，每個Ge原子與其他相鄰的Ge原子間以共價鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀立體結(jié)構，Ge為sp3雜化。(6)①結(jié)合D在晶胞內(nèi)的位置可確定其坐標為(，，)；②由均攤法可確定該Ge晶胞中含有Ge原子為(8＋6＋4)個＝8個，則()mol73 gmol－1＝(565.7610－10cm)3ρ，解得ρ＝107 gcm－3。
37．N1、N3、N2、N4、N5[xx全國卷Ⅱ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
東晉《華陽國志南中志》卷四中已有關于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}：
(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為________________，3d能級上的未成對電子數(shù)為________。
(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是__________。
②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________。
③氨的沸點________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______________________________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為________。
(3)單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1958 kJmol－1、INi＝1753 kJmol－1，ICu>INi的原因是________________________________________________________________。
(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構如圖所示。
圖0－0
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。
②若合金的密度為d gcm－3，晶胞參數(shù)a＝____________________nm。
37．(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面體
②配位鍵 N
③高于 NH3分子間可形成氫鍵 極性 sp3
(3)金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子
(4)①3∶1
② 107
[解析] (1)鎳的原子序數(shù)為28，則基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；3d能級有5個軌道，其中3個軌道排滿2個自旋相反的電子，另外2個軌道分別只排了1個未成對電子。(2)①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子為SO，由價層電子對互斥理論推斷，SO具有正四面體的空間構型。②[Ni(NH3)6]SO4中陽離子為[Ni(NH3)6]2＋，由基態(tài)Ni原子電子排布式可知，失去2個4s能級上的最外層電子后，所得的基態(tài)Ni2＋具有空軌道，而NH3分子中中心氮原子周圍有1對孤對電子，因此Ni2＋與NH3之間形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是N。③N、P位于同主族，NH3、PH3的組成和結(jié)構相似，但NH3的沸點高于PH3，原因是膦分子之間只有范德華力，而氨分子之間不僅有范德華力，還有分子間氫鍵，且分子間氫鍵比范德華力強；氨分子的空間構型是三角錐形，不對稱，因此氨是極性分子；氨分子的中心氮原子的軌道雜化類型為sp3，其中3個與氫原子的s軌道形成共價單鍵，另一個軌道由孤電子對占據(jù)。(3)單質(zhì)銅及鎳都是金屬單質(zhì)，金屬單質(zhì)通常是由金屬鍵形成的晶體；基態(tài)鎳、銅原子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2、1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，失去1個最外層電子后所得＋1價金屬陽離子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s1或[Ar]3d84s1、1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，再失去1個最外層電子時，鎳失去的是半充滿的4s能級上的1個電子，而銅失去的是全充滿的3d能級上的1個電子，因此前者比后者容易發(fā)生，這是銅的第二電離能大于鎳的第二電離能的原因。(4)①讀圖，由晶胞結(jié)構、均攤法可知，1個鎳白銅合金晶胞中含有的銅原子和鎳原子分別為6＝3、8＝1，則該晶胞中Cu、Ni原子的數(shù)量比為3∶1；② 以1 mol該晶胞為研究對象，則1 mol該晶胞含有3 mol Cu和1 mol Ni，由m＝nM可知，1 mol該晶胞的m＝m(Cu)＋m(Ni)＝3 mol64 gmol－1＋1 mol59 gmol－1＝251 g；設該晶胞的邊長(a)為x10－7 cm，由晶胞構型可知，1個該晶胞的V＝ (x10－7cm)3，則6.021023個該晶胞的V＝6.021023 (x10－7 cm)3，則該合金的密度ρ＝＝＝d gcm－3，即(x10－7)3＝，x10－7＝或，x＝107或107。
37．N1 N3 N4[xx全國卷Ⅲ] [化學—選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題：
(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：______________________________。
(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga________As，第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立體構型為________，其中As的雜化軌道類型為________。
(4)GaF3的熔點高于1000 ℃，GaCl3的熔點為77.9 ℃，其原因是______________________________________。
(5)GaAs的熔點為1238 ℃，密度為ρ gcm－3，其晶胞結(jié)構如圖0－0所示。該晶體的類型為________，Ga與As以________鍵鍵合。Ga和As的摩爾質(zhì)量分別為MGa gmol－1 和MAs gmol－1，原子半徑分別為rGa pm和rAs pm，阿伏伽德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________________。
圖0－0
37．(1)[Ar]3d104s24p3
(2)大于 小于
(3)三角錐形 sp3
(4)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體
(5)原子晶體 共價 100%
[解析] (1)As位于第四周期第VA族，核外有33個電子，基態(tài)原子As的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3。(2)Ga、As同周期，根據(jù)同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，可得原子半徑：Ga＞As。根據(jù)同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，可得第一電離能Ga＜As。(3)AsCl3分子中As有一對孤電子對，立體構型為三角錐形，As的雜化軌道數(shù)為3＋1＝4，雜化類型為sp3。(4)GaF3、GaCl3的熔點相差較大，是因為晶體類型不同，GaF3熔點高，為離子晶體，而GaCl3的熔點低，為分子晶體。(5)GaAs的熔點高，晶胞為空間網(wǎng)狀結(jié)構，則為原子晶體，Ga與As以共價鍵鍵合。該晶胞中含有4個Ga、4個 As，則晶胞中原子的體積為[π(rGa10－10cm)3＋π(rAs10－10cm)3]4，晶胞的體積為cm－3，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為100%＝100%。
8．N1 N3 N4 N5[xx四川卷] M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題：
(1)R基態(tài)原子的電子排布式是________，X和Y中電負性較大的是________(填元素符號)。
(2)X的氫化物的沸點低于與其組成相似的M的氫化物，其原因是____________________________________。
(3)X與M形成的XM3分子的空間構型是________。
(4)M和R所形成的一種離子化合物R2M晶體的晶胞如圖所示，則圖中黑球代表的離子是________(填離子符號)。
圖0－0
(5)在稀硫酸中，Z的最高價含氧酸的鉀鹽(橙色)氧化M的一種氫化物，Z被還原為＋3價，該反應的化學方程式是________________________________________________。
8．(1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 Cl
(2)H2S分子間不存在氫鍵，H2O分子間存在氫鍵
(3)平面三角形 (4)Na＋
(5)K2Cr2O7＋3H2O2＋4H2SO4===K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3O2↑＋7H2O
[解析] 由軌道電子數(shù)關系知M是氧元素，由金屬性知R是鈉元素，由X與氧形成的化合物可引起酸雨知X是硫元素，則Y為氯元素，由Z的基態(tài)原子特點知Z是鉻元素。(1)因為非金屬性Cl比S強，故電負性較大的是氯元素。(2)水分子中含有氧原子，能形成分子間氫鍵，從而使其沸點升高。(3)SO3中硫原子的價層電子對為3＋(6－32)2＝3，沒有孤電子對，故空間構型為平面三角形。(4)根據(jù)晶胞結(jié)構，白球的數(shù)目為8＋6＝4，黑球的數(shù)目為8，由于化合物為Na2O，故黑球代表的是Na＋。(5)K2Cr2O7被還原為Cr3＋，被氧化的為H2O2，氧化產(chǎn)物為O2，根據(jù)得失電子守恒及元素守恒寫出方程式。
題號：15 科目：化學
N1、N2、N3、N5“物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)”模塊
磷(P)是組成生命物質(zhì)的重要元素，請回答：
(1)基態(tài)P原子外圍電子的軌道表示式為____________。
與氮(N)相比，第一電離能P________N(填“＝”“>”或“<”)。每個白磷分子中有________個σ鍵。
(2)PH3的分子構型與NH3的分子構型相似。下列關于PH3和NH3的說法正確的是________。
A．P—H鍵的極性大于N—H鍵的極性，PH3和NH3均為極性分子
B．PH3的沸點高于NH3的沸點
C．PH3可形成分子晶體
D．PH3中，P—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，其鍵角小于BF3分子中的鍵角
(3)磷脂的結(jié)構簡式為
圖0－0
在水中磷脂可能更傾向于形成下列圖________(填“A”或“B”)所示的雙分子層結(jié)構，試說明理由：______________________________________________________________。
圖0－0
[答案] (1) < 6 (2)CD (3)A
在水中，磷脂分子的弱極性部分(Ⅰ端)易相互靠近，而其親水部分(Ⅱ端)與水分子極性相近，因而朝向水
[解析] (1)P原子為第15號元素，位于第三周期ⅤA族，外圍電子數(shù)為5，電子排布式為3s23p3；P的非金屬性弱于N原子，所以第一電離能較??；白磷分子的分子式為P4，分子構型為四面體形，四個P原子位于四面體的頂點，有六個P—P鍵。(2)N的非金屬性強于P，則N—H鍵的極性大于P—H鍵，A項錯誤；NH3分子間易形成氫鍵，沸點反常，B項錯誤；固態(tài)PH3為分子晶體，C項正確；P原子半徑比N原子半徑大，則P—H鍵的鍵長大于N—H鍵的鍵長，鍵角小于10928′，BF3為平面形分子，鍵角為120，D項正確。
N4 晶體結(jié)構與性質(zhì)
37．N1、N2、N3、N4、N5[xx全國卷Ⅰ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：
(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。
(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構角度分析，原因是_____________________________________。
(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因____________________________________________________。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔點/℃
－49.5
26
146
沸點/℃
83.1
186
約400
(4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________。
(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構，其中Ge原子的雜化方式為________，微粒之間存在的作用力是________。
(6)晶胞有兩個基本要素：
①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為；C為。則D原子的坐標參數(shù)為________。
圖0－0
②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76 pm，其密度為________ gcm－3(列出計算式即可)。
37．(1)3d104s24p2 2
(2)Ge原子半徑大，原子間形成的σ單鍵較長，p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成π鍵
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結(jié)構相似，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強
(4)O>Ge>Zn
(5)sp3 共價鍵
(6)①(，，)
②107
[解析] (1)Ge是32號元素，根據(jù)構造原理可寫出基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，其中4p能級上有2個未成對電子。(2)由于Ge原子半徑較大，原子間形成的σ單鍵較長，而p－p軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不重疊，很難形成π鍵，故Ge原子間難以形成雙鍵或叁鍵。(3)從表格中數(shù)據(jù)可看出GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點逐漸升高，這是因為它們的分子結(jié)構相似，隨著相對分子質(zhì)量增大，分子間的相互作用力增強，導致其熔、沸點逐漸升高。(4)根據(jù)三種元素在周期表中的位置關系和電負性遞變規(guī)律可知，電負性O＞Ge＞Zn。(5)晶體Ge為原子晶體，每個Ge原子與其他相鄰的Ge原子間以共價鍵結(jié)合形成空間網(wǎng)狀立體結(jié)構，Ge為sp3雜化。(6)①結(jié)合D在晶胞內(nèi)的位置可確定其坐標為(，，)；②由均攤法可確定該Ge晶胞中含有Ge原子為(8＋6＋4)個＝8個，則()mol73 gmol－1＝(565.7610－10cm)3ρ，解得ρ＝107 gcm－3。
37．N1、N3、N2、N4、N5[xx全國卷Ⅱ] [化學——選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
東晉《華陽國志南中志》卷四中已有關于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題：
(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為________________，3d能級上的未成對電子數(shù)為________。
(2)硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是__________。
②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學鍵稱為________，提供孤電子對的成鍵原子是________。
③氨的沸點________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是______________________________；氨是________分子(填“極性”或“非極性”)，中心原子的軌道雜化類型為________。
(3)單質(zhì)銅及鎳都是由________鍵形成的晶體；元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1958 kJmol－1、INi＝1753 kJmol－1，ICu>INi的原因是________________________________________________________________。
(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構如圖所示。
圖0－0
①晶胞中銅原子與鎳原子的數(shù)量比為________。
②若合金的密度為d gcm－3，晶胞參數(shù)a＝____________________nm。
37．(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面體
②配位鍵 N
③高于 NH3分子間可形成氫鍵 極性 sp3
(3)金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子
(4)①3∶1
② 107
[解析] (1)鎳的原子序數(shù)為28，則基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；3d能級有5個軌道，其中3個軌道排滿2個自旋相反的電子，另外2個軌道分別只排了1個未成對電子。(2)①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子為SO，由價層電子對互斥理論推斷，SO具有正四面體的空間構型。②[Ni(NH3)6]SO4中陽離子為[Ni(NH3)6]2＋，由基態(tài)Ni原子電子排布式可知，失去2個4s能級上的最外層電子后，所得的基態(tài)Ni2＋具有空軌道，而NH3分子中中心氮原子周圍有1對孤對電子，因此Ni2＋與NH3之間形成配位鍵，提供孤電子對的成鍵原子是N。③N、P位于同主族，NH3、PH3的組成和結(jié)構相似，但NH3的沸點高于PH3，原因是膦分子之間只有范德華力，而氨分子之間不僅有范德華力，還有分子間氫鍵，且分子間氫鍵比范德華力強；氨分子的空間構型是三角錐形，不對稱，因此氨是極性分子；氨分子的中心氮原子的軌道雜化類型為sp3，其中3個與氫原子的s軌道形成共價單鍵，另一個軌道由孤電子對占據(jù)。(3)單質(zhì)銅及鎳都是金屬單質(zhì)，金屬單質(zhì)通常是由金屬鍵形成的晶體；基態(tài)鎳、銅原子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2、1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，失去1個最外層電子后所得＋1價金屬陽離子的電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d84s1或[Ar]3d84s1、1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，再失去1個最外層電子時，鎳失去的是半充滿的4s能級上的1個電子，而銅失去的是全充滿的3d能級上的1個電子，因此前者比后者容易發(fā)生，這是銅的第二電離能大于鎳的第二電離能的原因。(4)①讀圖，由晶胞結(jié)構、均攤法可知，1個鎳白銅合金晶胞中含有的銅原子和鎳原子分別為6＝3、8＝1，則該晶胞中Cu、Ni原子的數(shù)量比為3∶1；② 以1 mol該晶胞為研究對象，則1 mol該晶胞含有3 mol Cu和1 mol Ni，由m＝nM可知，1 mol該晶胞的m＝m(Cu)＋m(Ni)＝3 mol64 gmol－1＋1 mol59 gmol－1＝251 g；設該晶胞的邊長(a)為x10－7 cm，由晶胞構型可知，1個該晶胞的V＝ (x10－7cm)3，則6.021023個該晶胞的V＝6.021023 (x10－7 cm)3，則該合金的密度ρ＝＝＝d gcm－3，即(x10－7)3＝，x10－7＝或，x＝107或107。
37．N1 N3 N4[xx全國卷Ⅲ] [化學—選修3：物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)]
砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料，可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}：
(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：______________________________。
(2)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga________As，第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立體構型為________，其中As的雜化軌
2019-2020年高考化學大一輪復習 真題匯編 N單元 物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì) 蘇教版.doc
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