PAGEPAGE1課練33物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．[2024·全國卷Ⅲ]鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：(1)Zn原子核外電子排布式為______________________。(2)黃銅是人類最早運用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。緣由是____________________。(3)ZnF2具有較高的熔點(872℃)，其化學(xué)鍵類型是__________________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，緣由是______________________。(4)《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構(gòu)型為____________________，C原子的雜化形式為________________________。(5)金屬Zn晶體中的原子積累方式如圖所示，這種積累方式稱為______________________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，Zn的密度為________g·cm－3(列出計算式)。答案：(1)[Ar]3d104s2(2)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子(3)離子鍵ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主、極性較小(4)平面三角形sp2(5)六方最密積累(A3型)eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)×a2c)解析：(1)Zn原子核外有30個電子，其電子排布式為[Ar]3d104s2。(2)Cu原子的外圍電子排布式為3d104s1,4s能級處于半充溢狀態(tài)，而Zn原子的4s能級處于全充溢狀態(tài)，Zn原子更不易失去1個電子，所以Zn原子的第一電離能較大。(3)依據(jù)ZnF2晶體的熔點較高可知，ZnF2為離子晶體，含有離子鍵，而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學(xué)鍵以共價鍵為主、極性較小，故能夠溶解在有機溶劑中。(4)COeq\o\al(2－,3)中碳原子的價層電子對數(shù)為3，中心碳原子實行sp2雜化，故COeq\o\al(2－,3)的空間構(gòu)型為平面三角形。(5)題圖中原子的積累方式為六方最密積累。六棱柱底部正六邊形的面積＝6×eq\f(\r(3),4)a2cm2，六棱柱的體積＝6×eq\f(\r(3),4)a2ccm3，該晶胞中Zn原子個數(shù)為12×eq\f(1,6)＋2×eq\f(1,2)＋3＝6，已知Zn的相對原子質(zhì)量為65，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Zn的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(65×6,NA×6×\f(\r(3),4)a2c)g·cm－3。2．[2024·全國卷Ⅱ]硫及其化合物有很多用途，相關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表所示：H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔點/℃－85.5115.2>600(分解)－75.516.810.3沸點/℃－60.3444.6－10.045.0337.0回答下列問題：(1)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為________，基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________形。(2)依據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是________。(3)圖(a)為S8的結(jié)構(gòu)，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要緣由為____________________________________。(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構(gòu)型為________形，其中共價鍵的類型有________種；固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________。(5)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長為anm，F(xiàn)eS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計算表達式為________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為______nm。答案：(1)啞鈴(紡錘)(2)H2S(3)S8相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強(4)平面三角2sp3(5)eq\f(4M,NAa3)×1021eq\f(\r(2),2)a解析：(1)基態(tài)Fe原子核外有26個電子，依據(jù)構(gòu)造原理，其核外電子排布式為[Ar]3d64s2，依據(jù)洪特規(guī)則，價層電子3d上6個電子優(yōu)先占據(jù)5個不同軌道，故價層電子的電子排布圖為?；鶓B(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，電子占據(jù)最高能級為3p，p能級的電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。(2)價層電子對數(shù)包括成鍵電子對數(shù)和孤電子對數(shù)，H2S中S的成鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為eq\f(6－1×2,2)＝2，故價層電子對數(shù)為4(或價層電子對數(shù)為eq\f(6＋1×2,2)＝4)，同理，SO2中S的價層電子對數(shù)為eq\f(6＋0×2,2)＝3，SO3中S的價層電子對數(shù)為eq\f(6＋0×3,2)＝3，H2S中S的價層電子對數(shù)不同于SO2、SO3。(3)S8和SO2均為分子晶體，分子間存在的作用力均為范德華力，S8的相對分子質(zhì)量大，分子間范德華力強，故熔點和沸點高。(4)氣態(tài)SO3為單分子，分子中S無孤電子對，其分子的立體構(gòu)型為平面三角形，S和O之間形成雙鍵，故共價鍵有σ鍵和π鍵兩種。固態(tài)SO3為三聚分子，分子中每個S與4個O成鍵，S無孤電子對，故原子的雜化軌道類型為sp3。(5)該晶胞中Fe2＋位于棱上和體心，個數(shù)為12×eq\f(1,4)＋1＝4，Seq\o\al(2－,2)位于頂點和面心，個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，故晶體密度為eq\f(M,NA)×4g÷(a×10－7cm)3＝eq\f(4M,NAa3)×1021g·cm－3。依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，Seq\o\al(2－,2)所形成的正八面體的邊長為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長，即為晶胞邊長的eq\f(\r(2),2)，故該正八面體的邊長為eq\f(\r(2),2)anm。3．[2024·全國卷Ⅰ]Li是最輕的固體金屬，采納Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為________、________。(填標號)(2)Li＋與H－具有相同的電子構(gòu)型，r(Li＋)小于r(H－)，緣由是__________________________。(3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是________、中心原子的雜化形式為________。LiAlH4中，存在________(填標號)。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵(4)Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的Born－Haber循環(huán)計算得到?？芍?，Li原子的第一電離能為______kJ·mol－1，O＝O鍵鍵能為________kJ·mol－1，Li2O晶格能為________kJ·mol－1。(5)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為________g·cm－3(列出計算式)。答案：(1)DC(2)Li＋核電荷數(shù)較大(3)正四面體sp3AB(4)5204982908(5)eq\f(8×7＋4×16,NA0.4665×10－73)解析：(1)依據(jù)能級能量E(1s)<E(2s)<E(2p)推斷，能量最低的為D，能量最高的為C。(2)Li＋和H－的電子層結(jié)構(gòu)相同，而具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子半徑大小與核電荷數(shù)有關(guān)，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。(3)[AlH4]－中Al采納sp3雜化，呈正四面體結(jié)構(gòu)。四氫鋁鋰中存在離子鍵、配位鍵和共價鍵，配位鍵也是σ鍵。(4)鋰原子的第一電離能是指1mol氣態(tài)鋰原子失去1mol電子變成1mol氣態(tài)鋰離子所汲取的能量，即為eq\f(1040kJ·mol－1,2)＝520kJ·mol－1。O=O鍵鍵能是指1mol氧氣分子斷裂生成氣態(tài)氧原子所汲取的能量，即為249kJ·mol－1×2＝498kJ·mol－1。晶格能是指氣態(tài)離子結(jié)合生成1mol晶體所釋放的能量或1mol晶體斷裂離子鍵形成氣態(tài)離子所汲取的能量，則Li2O的晶格能為2908kJ·mol－1。(5)1個氧化鋰晶胞含O的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，含Li的個數(shù)為8，1cm＝107nm，代入密度公式計算可得Li2O的密度為eq\f(8×7＋4×16,NA0.4665×10－73)g·cm－3。4．碳及其化合物廣泛存在于自然界中?；卮鹣铝袉栴}：(1)處于肯定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C(2)碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，緣由是________________________________________________________________________。(3)CS2分子中，共價鍵的類型有________，C原子的雜化軌道類型是________，寫出兩個與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子________。(4)CO能與金屬Fe形成Fe(CO)5，該化合物的熔點為253K，沸點為376K，其固體屬于________晶體。(5)碳有多種同素異形體，其中石墨烯與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示：①在石墨烯晶體中，每個C原子連接________個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有________個C原子。②在金剛石晶體中，C原子所連接的最小環(huán)也為六元環(huán)，每個C原子連接________個六元環(huán)，六元環(huán)中最多有________個C原子在同一平面。答案：(1)電子云2(2)C有4個價電子且半徑小，難以通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)(3)σ鍵和π鍵spCO2、SCN－(或COS等)(4)分子(5)①32②124解析：本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)問，意在考查考生的抽象思維實力、空間想象實力以及學(xué)問遷移實力。(1)處于肯定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用“電子云”形象化描述。依據(jù)碳的基態(tài)原子核外電子排布圖可知，自旋相反的電子有2對。(2)碳原子有4個價電子，且碳原子半徑小，很難通過得或失電子達到穩(wěn)定電子結(jié)構(gòu)，所以碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主。(3)CS2中C為中心原子，采納sp雜化，與CS2具有相同空間構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子有CO2、SCN－等。(4)Fe(CO)5的熔、沸點較低，符合分子晶體的特點，故其固體為分子晶體。(5)①由石墨烯晶體結(jié)構(gòu)圖可知，每個C原子連接3個六元環(huán)，每個六元環(huán)占有的C原子數(shù)為eq\f(1,3)×6＝2。②視察金剛石晶體的空間構(gòu)型，以1個C原子為標準計算，1個C原子和4個C原子相連，則它必定在4個六元環(huán)上，這4個C原子中每個C原子又和另外3個C原子相連，必定又在另外3個六元環(huán)上，3×4＝12，所以每個C原子連接12個六元環(huán)；六元環(huán)中最多有4個C原子在同一平面。5．早期發(fā)覺的一種自然二十面體準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成?；卮鹣铝袉栴}：(1)準晶是一種無平移周期序，但有嚴格準周期位置序的獨特晶體，可通過________方法區(qū)分晶體、準晶體和非晶體。(2)基態(tài)Fe原子有________個未成對電子，F(xiàn)e3＋的電子排布式為________?？捎昧蚯杌洐z驗Fe3＋，形成的協(xié)作物的顏色為________。(3)新制的Cu(OH)2可將乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為________，1mol乙醛分子中含有的σ鍵數(shù)目為________。乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要緣由是________。Cu2O為半導(dǎo)體材料，在其立方晶胞內(nèi)部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有________個銅原子。(4)Al單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞參數(shù)a＝0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數(shù)為________。列式表示Al單質(zhì)的密度＝________g·cm－3。(不必計算出結(jié)果)答案：(1)X-射線衍射法(2)41s22s22p63s23p63d5血紅色(3)sp3、sp26NA乙酸存在分子間氫鍵16(4)12eq\f(4×27,4.05×10－73NA)解析：(1)區(qū)分晶體、準晶體、非晶體的科學(xué)方法是X-射線衍射法。(2)基態(tài)Fe原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4個未成對電子，失掉2個4s、1個3d電子形成Fe3＋，其電子排布為1s22s22p63s23p63d5；形成的硫氰合鐵配離子為血紅色。(3)乙醛分子中甲基碳原子實行sp3雜化；醛基碳原子實行sp2雜化；CH3CHO分子中的1個碳碳鍵、4個碳氫鍵都是σ鍵，碳氧雙鍵中有1個σ鍵，所以1mol乙醛分子中共有6molσ鍵；由于乙酸分子羥基極性更強，形成分子間氫鍵，導(dǎo)致沸點上升；依據(jù)分攤原則，Cu2O晶胞中有8個氧原子，則應(yīng)當有16個Cu原子。(4)面心立方最密積累的配位數(shù)為12；面心立方最密積累的晶胞內(nèi)有4個Al原子，其質(zhì)量＝4×eq\f(27,NA)g，體積＝(4.05×10－7)3cm3，所以其密度＝eq\f(4×27,4.05×10－73NA)g·cm－3。6．砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導(dǎo)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)依據(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(gòu)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℃，其緣由是____________________。(5)GaAs的熔點為1238℃，密度為ρg·cm－3，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。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MGag·mol－1和MAsg·mol－1，原子半徑分別為rGapm和rAspm，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為________________。答案：(1)[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)大于小于(3)三角錐形sp3(4)GaF3為離子晶體，GaCl3為分子晶體，離子晶體的熔點高(5)原子晶體共價eq\f(4π×10－30NAρr\o\al(3,Ga)＋r\o\al(3,As),3MGa＋MAs)×100%解析：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)問，意在考查考生對相關(guān)原理的應(yīng)用實力。(1)依據(jù)構(gòu)造原理可寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)同周期主族元素從左到右，原子半徑漸漸減小，第一電離能呈增大趨勢。Ga的原子半徑大于As，Ga的第一電離能小于As。(3)AsCl3的中心原子(As原子)的價層電子對數(shù)為(5＋1×3)/2＝4，所以是sp3雜化。AsCl3的立體構(gòu)型為三角錐形。(4)依據(jù)晶體類型比較熔點。一般來說，離子晶體的熔點高于分子晶體的熔點。(5)依據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，As原子與Ga原子形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，結(jié)合GaAs的熔點知GaAs是原子晶體。首先用均攤法計算出1個晶胞中含有As原子的個數(shù)：8×1/8＋6×1/2＝4，再通過視察可知1個晶胞中含有4個Ga原子。4個As原子和4個Ga原子的總體積V1＝4×(eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al(3,As)＋eq\f(4,3)π×10－30×req\o\al(3,Ga))cm3；1個晶胞的質(zhì)量為4個As原子和4個Ga原子的質(zhì)量之和，即(eq\f(4MAs,NA)＋eq\f(4MGa,NA))g，所以1個晶胞的體積V2＝eq\f(4,ρNA)(MAs＋MGa)cm3。最終V1/V2即得結(jié)果。7．[2024·全國卷Ⅰ]鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為________nm(填標號)。A．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．766.5(2)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形態(tài)為________________。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，緣由是________________________________________________________________________。(3)X射線衍射測定等發(fā)覺，I3AsF6中存在Ieq\o\al(＋,3)離子。Ieq\o\al(＋,3)離子的幾何構(gòu)型為____________________，中心原子的雜化形式為________________________________________________________________________。(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料，具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu)，邊長為a＝0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為________nm，與K緊鄰的O個數(shù)為________。(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。答案：(1)A(2)N球形K原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱(3)V形sp3(4)0.315或eq\f(\r(2),2)×0.44612(5)體心棱心解析：(1)紫色光對應(yīng)的輻射波長范圍是400～430nm(此數(shù)據(jù)來源于物理教材人教版選修3-4)。(2)基態(tài)K原子占據(jù)K、L、M、N四個能層，其中能量最高的是N能層。N能層上為4s電子，電子云輪廓圖形態(tài)為球形。Cr的原子半徑小于K且其價電子數(shù)較多，則Cr的金屬鍵強于K，故Cr的熔、沸點較高。(3)Ieq\o\al(＋,3)的價層電子對數(shù)為eq\f(7＋2－1,2)＝4，中心原子雜化軌道類型為sp3，成鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為2，故空間構(gòu)型為V形。(4)K與O間的最短距離為eq\f(\r(2),2)a＝eq\f(\r(2),2)×0.446nm≈0.315nm；由于K、O分別位于晶胞的頂角和面心，所以與K緊鄰的O原子為12個。(5)依據(jù)KIO3的化學(xué)式及晶胞結(jié)構(gòu)可畫出KIO3的另一種晶胞結(jié)構(gòu)，如下圖，可看出K處于體心，O處于棱心。8．[2024·全國卷Ⅱ]我國科學(xué)家最近勝利合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)?；卮鹣铝袉栴}：(1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為________________________。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。其次周期部分元素的E1改變趨勢如圖(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的緣由是________；氮元素的E1呈現(xiàn)異樣的緣由是________________________________________________________________________。圖(a)圖(b)(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________，不同之處為________。(填標號)A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價層電子對數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價鍵類型②R中陰離子Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參加形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參加形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應(yīng)表示為________。③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、________、________。(4)R的晶體密度為dg·cm－3，其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對質(zhì)量為M，則y的計算表達式為____________________。答案：(1)(2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑漸漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充溢狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子(3)①ABDC②5Πeq\o\al(6,5)③(H3O＋)O—H…N(Neq\o\al(－,5))(NHeq\o\al(＋,4))N—H…N(Neq\o\al(－,5))(4)eq\f(a3dNA,M)×10－21(或eq\f(602a3d,M))解析：(1)氮為7號元素，基態(tài)N原子的價電子排布式為2s22p3，故氮原子價電子排布圖為。(2)由題意可知，元素的基態(tài)氣態(tài)原子越簡單得到一個電子，所放出的能量越大，即第一電子親和能(El)越大，同周期元素隨核電荷數(shù)的增大，原子的電負性漸漸增大，得電子的實力增加，故結(jié)合一個電子釋放的能量漸漸增大；基態(tài)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，則N原子的2p軌道為半充溢狀態(tài)，相對穩(wěn)定，不易得電子。(3)①R中的兩種陽離子為NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋，NHeq\o\al(＋,4)的中心原子是N，中心N原子形成4個σ鍵，沒有孤對電子，價層電子對數(shù)為4，故其雜化類型為sp3，NHeq\o\al(＋,4)的空間構(gòu)型為正四面體形；H3O＋的中心原子是O，中心O原子形成3個σ鍵，有1對孤對電子，價層電子對數(shù)為4，故其雜化類型為sp3，H3O＋的空間構(gòu)型為三角錐形；NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋中共價鍵類型都是極性共價鍵，故R中兩種陽離子的相同之處為A、B、D項，不同之處為C項。②由圖(b)可知，R中陰離子Neq\o\al(－,5)中有5個N—N鍵，所以Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數(shù)為5個；由圖(b)可知，Neq\o\al(－,5)中的大π鍵中含有5個N原子，所以參加形成大π鍵的原子數(shù)為5，每個N原子形成2個σ鍵，還有1對孤對電子，每個N原子供應(yīng)1個電子形成大π鍵，從外界得到的1個電子也參加形成大π鍵，故參加形成大π鍵的電子數(shù)為6，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應(yīng)表示為Πeq\o\al(6,5)。③由圖(b)可知，H3O＋中的1個H原子與Neq\o\al(－,5)中的1個N原子形成氫鍵，NHeq\o\al(＋,4)中的1個H原子與Neq\o\al(－,5)中的1個N原子形成氫鍵，則還含有(NHeq\o\al(＋,4))N—H…N(Neq\o\al(－,5))和(H3O＋)O—H…N(Neq\o\al(－,5))。(4)晶胞的質(zhì)量為eq\f(y·M,NA)g，晶胞的體積為(a×10－7cm)3，R的晶體密度為dg·cm－3，則d＝eq\f(\f(y·M,NA),a3×10－21)，解得y＝eq\f(a3dNA,M)×10－21，將NA＝6.02×1023代入eq\f(a3dNA,M)×10－21可得y＝eq\f(602a3d,M)。9．[2024·全國卷Ⅲ]探討發(fā)覺，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2＋3H2=CH3OH＋H2O)中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為________________________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是______________，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的依次為__________________，緣由是________________________________。(4)硝酸錳是制備上述反應(yīng)催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在________________。(5)MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)，其中陰離子采納面心立方最密積累方式，X射線衍射試驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420nm，則r(O2－)為________nm。MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a′＝0.448nm，則r(Mn2＋)為________nm。答案：(1)[Ar]3d74s2OMn(2)spsp3(3)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子量較大，范德華力較大(4)離子鍵和π鍵(Πeq\o\al(6,)4鍵)(5)0.1480.076解析：(1)Co是27號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2。元素Mn與O中，由于O是非金屬元素而Mn是金屬元素，所以O(shè)的第一電離能大于Mn的。O基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p4，其核外未成對電子數(shù)是2，而Mn基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d54s2，其核外未成對電子數(shù)是5，因此Mn的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)比O的多。(2)CO2和CH3OH的中心原子C的價層電子對數(shù)分別為2和4，所以CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為sp和sp3。(3)由于水和甲醇均為極性分子，二氧化碳和氫氣均為非極性分子，所以水和甲醇的沸點高于二氧化碳和氫氣的沸點；由于水分子中兩個氫原子都可以參加形成分子間氫鍵，而甲醇分子中只有一個羥基上的氫原子可用于形成分子間氫鍵，所以水的沸點高于甲醇的沸點；由于二氧化碳的相對分子質(zhì)量比氫氣大，所以二氧化碳分子間作用力較大、沸點較高。(4)硝酸錳是離子化合物，硝酸根和錳離子之間形成離子鍵，硝酸根中N原子與3個氧原子形成3個σ鍵，硝酸根中存在氮氧雙鍵，所以還存在π鍵。(5)因為O2－采納面心立方最密積累方式，面對角線是O2－半徑的4倍，即4r(O2－)＝eq\r(2)a，解得r(O2－)≈0.148nm；依據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，棱上陰陽離子相切，因此2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝0.448nm，所以r(Mn2＋)＝0.076nm。10．鍺(Ge)是典型的半導(dǎo)體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應(yīng)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(gòu)角度分析，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其改變規(guī)律及緣由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃－49.526146沸點/℃83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的依次是________________________________________________________________________。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，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。如圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0,0,0)；B為(eq\f(1,2)，0，eq\f(1,2))；C為(eq\f(1,2)，eq\f(1,2)，0)。則D原子的坐標參數(shù)為________。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形態(tài)。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm，其密度為________g·cm－3(列出計算式即可)。答案：(1)3d104s24p22(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。緣由是分子結(jié)構(gòu)相像，分子量依次增大，分子間相互作用力漸漸增加(4)O＞Ge＞Zn(5)sp3共價鍵(6)①eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)，\f(1,4)，\f(1,4)))②eq\f(8×73,6.02×565.763)×107解析：(1)鍺元素在周期表的第四周期、第ⅣA族，因此核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，p軌道上的2個電子是未成對電子。(2)鍺雖然與碳為同族元素，但比碳多了兩個電子層，因此鍺的原子半徑大，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)由鍺鹵化物的熔沸點由Cl到I呈增大的趨勢且它們的熔沸點較低，可推斷它們均為分子晶體，而相同類型的分子晶體，其熔沸點取決于分子量的大小，因為分子量越大，分子間的作用力就越大，熔沸點就越高。(4)Zn和Ge為同周期元素，Ge在Zn的右邊，因此Ge的電負性比Zn的強；O為活潑的非金屬元素，電負性強于Ge和Zn，因此三者電負性由大至小的依次為O、Ge、Zn。(5)Ge單晶為金剛石型結(jié)構(gòu)，金剛石中碳原子的雜化方式為sp3，因此Ge原子的雜化方式也為sp3。微粒之間存在的作用力為共價鍵。(6)①依據(jù)題給圖示可知，D原子的坐標參數(shù)為(eq\f(1,4)，eq\f(1,4)，eq\f(1,4))。②每個晶胞中含有鍺原子8×1/8＋6×1/2＋4＝8(個)，每個晶胞的質(zhì)量為eq\f(8×73g·mol－1,NA)，晶胞的體積為(565.76×10－10cm)3，所以晶胞的密度為eq\f(8×73,6.02×565.763)×107g·cm－3。11．東晉《華陽國志·南中志》卷四中已有關(guān)于白銅的記載，云南鎳白銅(銅鎳合金)著名中外，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(gòu)型是_________________________________________________________________________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為________，供應(yīng)孤電子對的成鍵原子是________。③氨的沸點________(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，緣由是______________________________________；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；元素銅與鎳的其次電離能分別為：ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu>INi的緣由是____________________________。(4)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。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dg·cm－3，晶胞參數(shù)a＝________nm。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s22(2)①正四面體②配位鍵N③高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3(3)金屬銅失去的是全充溢的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4)①3：1②eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(251,6.02×1023×d)))eq\f(1,3)×107解析：本題主要考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，意在考查考生對原子、分子、晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的理解實力。(1)Ni元素原子核外有28個電子，電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。3d能級上有2個未成對電子。(2)①SOeq\o\al(2－,4)中S無孤電子對，立體構(gòu)型為正四面體。②[Ni(NH3)6]2＋為配離子，Ni2＋與NH3之間為配位鍵。配體NH3中供應(yīng)孤電子對的為N。③NH3分子間存在氫鍵，故沸點比PH3高。NH3中N有一個孤電子對，立體構(gòu)型為三角錐形，因此NH3為極性分子，N的雜化軌道數(shù)為3＋1＝4，雜化類型為sp3。(3)單質(zhì)銅及鎳都是由金屬鍵形成的晶體，Cu，Ni失去一個電子后電子排布式分別為[