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1、物质结构与性质大题训练（共17题）1（2021湖南常德市高三一模）近日，复旦大学、北京大学和上海电力大学等的研究团队共同报道了一种新型NASICON相铁基磷酸盐负极材料Na3Fe2(PO4)P2O7。回答下列问题：(1)基态Fe2+的价电子排布式为_。(2)Na3Fe2(PO4)P2O7中PO的空间构型为_，研究表明，该负极材料发生反应：Na3Fe2(PO4)P2O7-e-=Na2Fe2(PO4)P2O7+Na+，Na2Fe2(PO4)P2O7-e-=NaFe2(PO4)P2O7+Na+。指出Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+：Fe3+=_。(3)K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液可以检
2、验铁陨石中铁元素价态。铁氰化钾中不存在的作用力有_(填标号)。a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.键 e.配位键 f.氢键1molFe(CN)63-中含有的键数目为_(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(4)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.910-2nm和7.810-2nm，则熔点：NiO_(填“”、“=”或“”)FeO，试说明判断理由_。(5)一种铁氮化合物具有高磁导率，密度为gcm-3，其结构如图所示：该铁氮化合物的化学式为_。计算Fe()构成正八面体的体积为_cm3。2（2021湖南高三二模）Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化
3、合物用途非常广泛，如锂离子电池的正极材料为LiCoO2，电解质溶液为LiBF4溶液。(1)Co2+的基态核外电子排布式为_。(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3，是一种典型的维尔纳配合物，具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为_，该配合物中的配位原子为_。(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈：。LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为_(用元素符号表示)。中碳原子的轨道杂化类型为_，1mol该分子中含键的物质的量为_。(4)全惠斯
4、勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示，其化学式为_。(5)NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为(0，0，0)，则C的离子坐标参数为_。一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”可以认为O2-作密置单层排列，Ni2+填充其中(如图丙)，已知O2-的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为NA，每平方米的面积上具有该晶体的质量为_g(用含a、NA的代数式表示，Ni的相对原子质量为59)。3（2021湖南永州市高三三模）氮的化合物应用广泛：(1)Reineckesalt的结构如图所示：其中配位原子为_(填元素符号)，阳离子的空间结构为_，NCS-中碳原子杂化方式为_。(2)
5、重铬酸铵(NH4)2Cr2O7为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是_(填元素符号)，1mol该物质中含键的数目为_NA。(3)Zn(IMI)4(ClO4)2是Zn2+的一种配合物，IMI的结构为，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物常温下为液态而非固态。原因是_。(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域键”(或大键)。大键可用表示，其中m、n分别代表参与形成大键的原子个数和电子数，如苯分子中大键表示为。下列微粒中存在“离域
6、键”的是_。ACH2=CHCH=CH2 BCCl4 CH2O DSO2NaN3中阴离子N与CO2互为等电子体，均为直线型结构，N中的2个大键可表示为_。(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料，晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为_个；若晶胞结构的高为anm，底边长为bnm，NA表示阿伏伽德罗常数的值，则其密度为_gcm-3(列出计算式)。4（2020湖南永州市高三一模）镓、硒的单质及某些化合物（如砷化镓）是常用的半导体材料。在传统半导体材料的基础上，我国科学家又首次合成新型半导体材料卤化物钙钛矿材料，该材料在太阳能电池、发光二极管和激光等领域有着巨大的应用前景。
7、回答下列问题：（1）基态Ti的价电子排布图是_，若钙原子核外电子有11种空间运动状态，则该原子处于_（填“基态”或“激发态”）。（2）AsCl3的分子结构与NH3类似，其中砷的杂化类型为_，分子空间构型为_。（3）Ga可形成Ga(NH3)4Cl2Cl、Ga(NH3)5ClCl2、Ga(NH3)6Cl3等一系列配合物。组成该配合物的元素Ga、N、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_。在Ga(NH3)4Cl2Cl中配位数为_，中心体是_。（4）CaTiO3的晶胞为立方晶胞，结构如图所示。在晶胞中与Ti4+距离最近且相等的O2-有_个。若最近的Ti4+和O2-之间的距离为a pm，则晶胞的密度为_gc
8、m-3（用代数式表示，NA为阿伏加德罗常数）。5（2021湖南高三零模）VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。(1)常用于制造火柴，P和S的第一电离能较大的是_。俗称雄黄，其中基态原子的核外电子排布式为_，有_个未成对电子。P、S、电负性由大到小的顺序是_。(2)、中沸点最高的是_，其主要原因是_。(3)白磷在氯气中燃烧可以得到和，其中气态分子的立体构型为_。研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为和，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是_。(4)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，则：锑酸亚铁的化学式为_。晶体的密度为_(设为阿伏加德罗
9、常数的值)。6（2021湖南永州市高三二模）钛(Ti)被称为“未来金属”，广泛应用于国防、航空航天、生物材料等领域。钛的氯化物有如下转变关系：2TiCl3 TiCl4TiCl2，回答下列问题：(1)基态钛原子的价电子排布式为_。与钛同周期的第B族和A族两种元素中第一电离能较大的是_(写元素符号)，原因是_。(2)钛的氯化物的部分物理性质如下表：氯化物熔点/沸点/溶解性TiCl4-24136可溶于非极性的甲苯和氯代烃TiCl210351500不溶于氯仿、乙醚TiCl4与TiCl2的晶体类型分别是_、_。TiCl4与互为等电子体，因为它们_相同；中心原子的杂化方式是_。(3)Ti的配合物有多种。的
10、配体所含原子中电负性最小的是_；的球棍结构如图，Ti的配位数是_。(4)钙钛矿(CaTiO3)是自然界中的一种常见矿物，其晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值，计算一个晶胞的质量为_g。假设O2-采用面心立方最密堆积，Ti4与O2-相切，则_。7（2021湖南高三其他模拟）安徽省具有丰富的铜矿资源，请回答下列有关铜及其化合物的问题，（1）请写出基态Cu原子的外围电子排布式 _ 。焰火中的绿色是铜的焰色，基态铜原子在灼烧时外围电子发生了 _ 而变为激发态。（2）新型农药松脂酸铜具有低残留的特点，下图是松脂酸铜的结构简式 请分析1个松脂酸铜中键的个数_ ；加 “*”碳原子的杂化方式为 _ 。（
11、3）下图是某铜矿的晶胞图，请推算出此晶胞的化学式（以X表示某元素符号）_ ；与X等距离且最近的X原子个数为_ （4）黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2，SO2分子的几何构型_，比较第一电离能：S _ O（填“”或“”或“”或“AlLi；中既有碳氮三键，又有苯环，则碳原子的轨道杂化类型为sp、sp2；共含有7mol碳氢键，12mol碳碳键及lmol碳氮三键，则共含有键的物质的量为20mol；(4)顶点粒子占，面上粒子占，棱上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中含有Cr的数目为：，一个晶胞中含有Co的数目：，一个晶胞中含有Al的数目为：41=4，所以晶体化学式为Cr2CoAl；(5)N
12、iO的晶体结构如图乙所示，其中离子坐标参数A为(0，0，0)，C在x、y、x轴上的投影分别是1、，所以C坐标参数为；根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围、每个O原子被3个Ni原子包围，如图所示，相邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2a pm，每个三角形含有一个Ni原子，三角形的面积 m2，如图，实际上每个Ni原子被两个小三角形包含，小平行四边形面积为m2，O原子个数为1，每平方米面积上分散的该晶体的质量。3（2021湖南永州市高三三模）氮的化合物应用广泛：(1)Reineckesalt的结构如图所示：其中配位原子为_(填元素符号)，阳离子的空间结构为_，NCS-中碳原子杂化方式为_
13、。(2)重铬酸铵(NH4)2Cr2O7为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是_(填元素符号)，1mol该物质中含键的数目为_NA。(3)Zn(IMI)4(ClO4)2是Zn2+的一种配合物，IMI的结构为，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物常温下为液态而非固态。原因是_。(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域键”(或大键)。大键可用表示，其中m、n分别代表参与形成大键的原子个数和电子数，如苯分子中大键表示为。下列微粒中存
14、在“离域键”的是_。ACH2=CHCH=CH2 BCCl4 CH2O DSO2NaN3中阴离子N与CO2互为等电子体，均为直线型结构，N中的2个大键可表示为_。(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料，晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为_个；若晶胞结构的高为anm，底边长为bnm，NA表示阿伏伽德罗常数的值，则其密度为_gcm-3(列出计算式)。【答案】N 正四面体 sp杂化 NOCr 16 阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能小，熔点低(或阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子键键能小，熔点低) AD 12 【解析】(1)根据Reineckesalt的结构
15、图可知，配位原子为N，氮原子提供孤电子对；阳离子为铵根离子，根据价层电子互斥理论，孤电子对数为0，含有4个键，采取sp3杂化，可知其空间结构为正四面体；NCS-中碳原子的价层电子对数为2，孤电子对数为0，属于sp杂化；(2)N为半满稳定结构，其第一电离能大于O，N、O为非金属，第一电离能均大于金属，所以N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是NOCr；1个Cr2O含有8个键，1个铵根离子中含有4个键，故1mol该物质中含有键数目为：(42+8) NA =16 NA； (3)常温下，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物为液态而非固态，原因为阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子晶体晶格能
16、小，熔点低(或阴阳离子半径大，电荷小，形成的离子键键能小，熔点低)；(4)CH2=CHCH=CH2、SO2分子中各原子共面，且原子之间均有相互平行的p轨道，可以形成大键，水分子中氢原子没有p轨道，不能形成大键，CCl4是正四面体构型，各原子不共面，不能形成大键，因此微粒中存在“离域键”的是AD。N与CO2互为等电子体，均为直线型结构，根据二氧化碳的结构可以判断出N中键为2个，该离子中两边的氮原子提供1个电子，中间氮原子提供2个电子形成大键，所以形成的2个大键可表示为；(5)由晶体结构示意图可知，与铝原子连接的氮原子构成的是正四面体结构，与N原子连接的Al原子构成的也是正四面体结构，则晶体中若铝
17、原子处于立方体顶点，截图为：，铝原子到面心有3个铝原子，且通过该铝原子可以形成8个晶胞，每个铝原子被计算了2次，因此与1个铝原子周围距离最近的铝原子数为(38)=12；在该结构图中，底面为菱形，处于对位的两个角分别为60和120，含有铝原子个数：4+ 4+1=2，含有氮原子数：2+ 2+1=2，因此1个该结构中含有2个AlN；1个晶胞的体积为V=bbsin60anm3，所以晶体的密度= = gcm-3。4（2020湖南永州市高三一模）镓、硒的单质及某些化合物（如砷化镓）是常用的半导体材料。在传统半导体材料的基础上，我国科学家又首次合成新型半导体材料卤化物钙钛矿材料，该材料在太阳能电池、发光二极
18、管和激光等领域有着巨大的应用前景。回答下列问题：（1）基态Ti的价电子排布图是_，若钙原子核外电子有11种空间运动状态，则该原子处于_（填“基态”或“激发态”）。（2）AsCl3的分子结构与NH3类似，其中砷的杂化类型为_，分子空间构型为_。（3）Ga可形成Ga(NH3)4Cl2Cl、Ga(NH3)5ClCl2、Ga(NH3)6Cl3等一系列配合物。组成该配合物的元素Ga、N、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_。在Ga(NH3)4Cl2Cl中配位数为_，中心体是_。（4）CaTiO3的晶胞为立方晶胞，结构如图所示。在晶胞中与Ti4+距离最近且相等的O2-有_个。若最近的Ti4+和O2-之间的距
19、离为a pm，则晶胞的密度为_gcm-3（用代数式表示，NA为阿伏加德罗常数）。【答案】 激发态 sp3 三角锥形 NClGa 6 Ga3+ 12 或 【解析】（1）Ti元素的原子序数是22，所以其核外电子排布为Ar3d24s2，所以其价电子排布图为，钙原子的基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，可以判断其有10种空间运动状态，而题目告诉的钙原子有11种空间运动状态，所以可判断此钙原子为激发态。（2）AsCl3的分子结构与NH3类似，而NH3的中心原子采用的是sp3杂化，所以砷的杂化类型也为sp3杂化，由于NH3分子的空间构型为三角锥型，所以AsCl3的空间构型也为三角锥
20、型。（3）由第一电离能的变化规律可知，组成该配合物的元素Ga、N、Cl的第一电离能由大到小顺序为NClGa； 由Ga(NH3)4Cl2Cl的化学式可知其配位数为4+2=6，中心体是Ga3+。（4）由晶胞的结构图可推测出晶胞中与Ti4+距离最近且相等的O2-位于晶胞的面心、，所以与Ti4+距离最近且相等的O2的个数为38=12； 因为Ti4+和O2-之间的距离为a pm，由晶胞结构可知其立方体的边长为，所以晶胞的体积2，晶胞的质量为=g，根据密度计算公式= gcm-3。【点睛】1pm=1.0010-10cm，求晶胞体积时，注意单位换算。5（2021湖南高三零模）VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。(1)常用于制造火柴，P和S的第一电离能较大的是_。俗称雄黄，其中基态原子的核外电子排布式为_，有_个未成对电子。P、S、电负性由大到小的顺序是_。(2)、中沸点最高的是_，其主要原因是_。(3)白磷在氯气中燃烧可以得到和，其中气态分子的立体构型为_。研究发现固态PCl5和PBr5均为离子晶体，但其结构分别为和，分析PCl5和PBr5结构存在差异的原因是_。(4)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，则：锑酸亚铁的化学式为_。晶体的密度为_(设为阿伏加德罗常数的值)。【答案】P