17、順序為______________。
(2)與O同一周期元素中，第一電離能最大的元素是________(惰性元素除外)；電負性最大的是________；第一電離能位于硼元素與氮元素之間的元素有________種。
(3)N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據如下：
電離能
I1
I2
I3
I4
……
Im/kJ·mol－1
578
1817
2745
11578
則該元素是________(填寫元素符號)。
答案 (1)Be>Mg>Ca (2)F F 3 (3)Al
解析 (1)同一主族元素，第一電離能從上到下逐漸減小，故第一電離能Be>
18、Mg>Ca。
(2)同一周期從左到右，電負性逐漸增大，第一電離能呈增大的趨勢，故電負性、第一電離能最大的都是F(稀有氣體元素除外)，由第ⅡA族、第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素知，在第二周期中，第一電離能位于硼元素與氮元素之間的元素有Be、C、O三種。
(3)分析表中數(shù)據可知，該元素的I3?I4，則該元素原子最外層有3個電子，為Al。
考點2 分子結構與性質
例2 (1)(2019·全國卷Ⅰ)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是________、________。乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是____
19、___________________________ _________________________________________，
其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
(2)(2019·全國卷Ⅱ)①元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結構為________，其沸點比NH3的________(填“高”或“低”)，其判斷理由是__________________________________________________________________。
②比較離子半徑：F－________O2－(填“大于”“等
20、于”或“小于”)。
(3)(2019·全國卷Ⅲ)①FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結構式為______________________，其中Fe的配位數(shù)為________。
③NH4H2PO4中，電負性最高的元素是O；P的________雜化軌道與O的2p軌道形成________鍵。
[批注點撥]
[解析] (1)乙二胺中N、C原子價層電子對數(shù)均為4，均采用sp3方式雜化。乙二胺中氮原子有孤對電子，Mg2＋、Cu2＋存在空軌道，兩者易形成配位鍵。由于半徑Cu2＋＞Mg2＋，Cu2＋的配位數(shù)比Mg2＋大，故乙二胺與Cu2＋形成的配
21、合物更穩(wěn)定。
(2)①AsH3和NH3為等電子體，NH3為三角錐形，因此AsH3也為三角錐形。因為NH3分子間存在氫鍵，所以AsH3的沸點比NH3低。
②O2－和F－的核外電子層結構相同，F(xiàn)－的核電荷數(shù)大，因此F－的半徑小。
②苯胺是有機化合物，屬于分子晶體。由于苯胺分子中N原子電負性大、原子半徑小，易形成分子間氫鍵N—H…N，導致熔、沸點比相對分子質量相近的甲苯高。
③PO中價層電子對數(shù)為＝4，采取sp3雜化方式，雜化軌道只能形成σ鍵，故與O原子的2p軌道形成σ鍵。
[答案] (1)sp3 sp3 乙二胺的兩個N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵 Cu2＋
(2)①三角錐形 低
22、 NH3分子間存在氫鍵?、谛∮?
1．判斷分子中心原子的雜化類型的方法
(1)根據雜化軌道的空間分布構型判斷
①若雜化軌道在空間的分布呈正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。
②若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。
③若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。
(2)根據等電子原理進行推斷：如CO2是直線形分子，N2O、N、SCN－與CO2是等電子體，所以空間構型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。
2．化學鍵的極性和分子極性的關系
3．三種作用力及對物質性質的影響
3．(1)(20
23、19·西安五校高三聯(lián)考)①航母甲板涂有一層耐高溫的材料，結構如圖所示。其中O原子雜化方式為________雜化。
②海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。
a．根據下表數(shù)據判斷：最有可能生成較穩(wěn)定的單核陽離子的鹵素原子是________(填元素符號)。
b．根據價層電子對互斥理論，預測ClO的空間構型為________。
c．已知HClO3酸性強于HClO，從結構上分析其原因是________________。
(2)(2019·福建六校聯(lián)盟高三聯(lián)考)①氯化鉻酰(CrO2Cl2)是有機合成中重要的氯化劑，熔點為－96.5 ℃，沸點為117 ℃。
若CrO2Cl2是非極性
24、分子，最可能的分子構型是________(填“四面體”或“平面四邊形”)，從理論上講，CrO2Cl2在苯中的溶解度比在乙醇中的溶解度__________(填“大”或“小”)，CrO2Cl2中的化學鍵類型為________(填“離子鍵”“共價鍵”或“離子鍵、共價鍵”)。
②氨基乙酸亞鐵[(H2NCH2COO)2Fe]可用于防治各種動物貧血癥，則該物質中碳原子的雜化軌道類型為____________。
(3)(2019·遼寧五校協(xié)作體高三聯(lián)考)①PO的空間構型為________。
②鐵系元素能與CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金屬羰基配合物。與CO互為等電子體的分子和離子分別為___
25、_____和________(各舉一種，填化學式)；在CO分子中，σ鍵與π鍵數(shù)目之比為________。
③鐵與K2O、(環(huán)戊二烯)在隔絕空氣條件下共熱可制得二茂鐵[Fe(C5H5)2]。在環(huán)戊二烯中，C原子的雜化軌道類型為________。二茂鐵熔點為446 K，不溶于水，易溶于乙醚、苯、乙醇等有機溶劑，373 K即升華；從各種性質看，它是典型的________化合物。
答案 (1)①sp3 ②a.I b．正四面體形 c．HClO3中氯原子的正電性高，使Cl—O—H結構中O原子上的電子向Cl原子偏移，使其更容易電離出H＋
(2)①平面四邊形 大 共價鍵?、趕p2、sp3
(3)①正四
26、面體形?、贜2 CN－ 1∶2 ③sp2和sp3 共價
解析 (1)①O原子成鍵電子對數(shù)為2，孤電子對數(shù)為2，故雜化軌道數(shù)為4，雜化類型為sp3。
②a.由表格數(shù)據可知，I的第一電離能最小，最容易失去1個電子生成較穩(wěn)定的單核陽離子。b.ClO中Cl無孤對電子，成鍵電子對數(shù)為4，故空間構型為正四面體形。
(2)①苯和乙醇分別為非極性和極性分子，根據相似相溶原理可知，CrO2Cl2在苯中的溶解度比在乙醇中大。由CrO2Cl2的熔、沸點數(shù)據可判斷CrO2Cl2為分子晶體，則CrO2Cl2中的化學鍵為共價鍵。
(3)①PO的中心原子P與4個O形成正四面體結構。
②CO分子價電子數(shù)為10
27、，與其互為等電子體的分子和離子分別有N2和CN－等。CO與N2互為等電子體，二者結構相似，即CO分子中含有碳氧三鍵，其中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶2。
③環(huán)戊二烯中雙鍵碳原子為sp2雜化，單鍵碳原子為sp3雜化。由二茂鐵的物理性質可判斷其屬于分子晶體，是典型的共價化合物。
4．(1)(2017·全國卷Ⅰ)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構型為____________________，中心原子的雜化形式為_____________________________________________________________________。
(2)(2017·全
28、國卷Ⅱ)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。經X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖所示。
①從結構角度分析，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．立體結構
D．共價鍵類型
②R中陰離子N中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號Π表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Π)，則N中的大π鍵應表示為________。
③圖中虛線代表
29、氫鍵，其表示式為(NH)N—H…Cl、________、________。
(3)(2017·全國卷Ⅲ)①CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為________和________。
②在CO2低壓合成甲醇反應(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)所涉及的4種物質中，沸點從高到低的順序為__________，原因是____________________________。
③硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外，還存在__________________。
答案 (1)V形 sp3
(2)①ABD C?、? Π ③(H3O＋)O—H…N(N
30、) (NH)N—H…N(N)
(3)①sp sp3?、贖2O>CH3OH>CO2>H2 H2O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相對分子質量較大，范德華力較大?、垭x子鍵和π鍵(Π鍵)
解析 (1)I的價層電子對數(shù)為＝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，故空間構型為V形。
(2)①R中兩種陽離子分別為H3O＋和NH。A選項，兩種陽離子中心原子的雜化軌道類型均為sp3，所以兩者相同；B選項，H3O＋中心原子的價層電子對數(shù)為＝4，NH中心原子的價層電子對數(shù)為＝4，所以兩者相同；C選項，H3O＋和NH的立體結構分別為
31、三角錐形和正四面體形，所以兩者不同；D選項，H3O＋和NH均含有極性共價鍵和配位鍵，所以兩者相同。
②由題給圖示可知，N與N之間形成5個N—N鍵，因此有5個σ鍵。N中有5個氮原子參與形成大π鍵，每個N原子與其他2個N原子形成共價鍵，每個N原子還可以提供1個電子參與大π鍵的形成，加上得到的1個電子，共有6個電子參與形成大π鍵，因此N中的大π鍵可表示為Π。
③根據題給表示式可知，除表示出形成氫鍵的原子外，還要表示出形成氫鍵的原子所在的原子團和該原子在原子團中的成鍵情況，因此氫鍵的表示式為(NH)N—H…Cl、(H3O ＋)O—H…N(N)、(NH)N—H…N(N)。
(3)①CO2和CH3O
32、H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。
考點3 晶體結構與性質
例3 (1)(2019·全國卷Ⅰ)在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要材料?；卮鹣铝袉栴}：
①一些氧化物的熔點如下表所示：
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔點/℃
1570
2800
23.8
－75.5
解釋表中氧化物之間熔點差異的原因：_______________________________
33、_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②圖a是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖b是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢?，Cu原子之間最短距離x＝________pm，Mg原子之間最短距離y＝
34、________pm。設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則MgCu2的密度是________g·cm－3(列出計算表達式)。
(2)(2019·全國卷Ⅱ)近年來我國科學家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}：
一種四方結構的超導化合物的晶胞如圖1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。
圖中F－和O2－共同占據晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1－x代表，則該化合物的化學式表示為________；通過測定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計算該物質的x值，完成它們的關系表達式：ρ＝________g·cm－3。
以晶
35、胞參數(shù)為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數(shù)坐標，例如圖1中原子1的坐標為，則原子2和3的坐標分別為________、________。
(3)(2019·全國卷Ⅲ)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示：
這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為________(用n代表P原子數(shù))。
[批注點撥]
[解析] (1)②由圖b可知，立方格子面對角線長為a pm，即為4個Cu原子直徑之和，則Cu原子之間最短距離為a pm。由圖b可知，若將每個
36、晶胞分為8個小立方體，則Mg原子之間最短距離y為晶胞內位于小立方體
體對角線中點的Mg原子與頂點Mg原子之間的距離(如圖所示)，即小立方體體對角線長的一半，則y＝ pm××＝a pm。由圖a可知，每個晶胞含Mg原子8×＋6×＋4＝8個，含Cu原子16個，則MgCu2的密度ρ＝ g·cm－3。
(2)由題圖可知，As、Sm都在晶胞的面上，該晶胞中As的原子個數(shù)＝4×＝2，Sm的原子個數(shù)＝4×＝2，F(xiàn)e在晶胞的棱上和體心，F(xiàn)e的原子個數(shù)＝1＋4×＝2，F(xiàn)－和O2－在晶胞的頂點和上下底面，F(xiàn)－和O2－的個數(shù)和＝2×＋8×＝2，已知F－和O2－的比例依次為x和1－x，所以該物質的化學式為SmF
37、eAsO1－xFx。1個晶胞的質量＝ g，晶胞的體積＝a2c×10－30cm3，所以晶胞的密度＝ g·cm－3。根據圖1中原子1的坐標為，可看出原子2的z軸為0，x、y軸均為，則原子2的坐標為；原子3的x、y軸均為0，z軸為，則原子3的坐標為。
(3)由題給焦磷酸根離子、三磷酸根離子的結構式可看出，多磷酸鹽中存在PO結構單元，n個PO結構單元共用(n－1)個O原子，則O原子總數(shù)為4n－(n－1)＝3n＋1，離子所帶電荷數(shù)為－(n＋2)，故通式為(PnO3n＋1)(n＋2)－。
[答案] (1)①Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O，分子間作用力(相
38、對分子質量)P4O6>SO2
②a a
(2)SmFeAsO1－xFx
(3)(PnO3n＋1)(n＋2)－
1．均攤法確定晶胞的化學組成
(1)方法
晶胞中任意位置上的一個原子如果是被n個晶胞所共有，那么每個原子對這個晶胞的貢獻就是。
(2)類型
①長方體(正方體)晶胞中不同位置的粒子對晶胞的貢獻：
②非長方體(非正方體)晶胞中粒子對晶胞的貢獻視具體情況而定。如石墨晶胞每一層內碳原子排成六邊形，其頂點(1個碳原子)對六邊形的貢獻為1/3。再如圖所示的正三棱柱形晶胞中：
2．常見易錯誤區(qū)
(1)CO2和SiO2盡管有相似的組成，但二者物理性質有較大
39、差異，原因是二者的晶體類型不同，CO2屬于分子晶體，SiO2屬于原子晶體，二者不能混淆。
(2)離子晶體中不一定都含有金屬元素，如NH4Cl是離子晶體；金屬元素和非金屬元素組成的晶體不一定是離子晶體，如AlCl3是分子晶體；含有金屬離子的晶體不一定是離子晶體，如金屬晶體中含有金屬離子。
(3)含陰離子的晶體中一定含有陽離子，但含陽離子的晶體中不一定含陰離子，如金屬晶體。
(4)易誤認為金屬晶體的熔點比分子晶體的熔點高，其實不一定，如Na的熔點為97 ℃，尿素的熔點為132.7 ℃。
(5)在晶胞中微粒個數(shù)的計算過程中，不要形成思維定勢，不能對任何形狀的晶胞都使用長方體晶胞中粒子數(shù)目的計
40、算方法。不同形狀的晶胞，應先分析任意位置上的一個粒子是被幾個晶胞共用，如六棱柱晶胞中，頂點、側棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2個晶胞共用。
3．金屬晶體空間利用率的計算方法
(1)空間利用率的定義及計算步驟
①空間利用率：指構成晶體的原子、離子或分子在整個晶體空間中所占有的體積百分比。
空間利用率＝
②空間利用率的計算步驟
a．計算晶胞中的微粒數(shù)；
b．計算晶胞的體積。
(2)金屬晶體空間利用率分類簡析
①簡單立方堆積(如圖1所示)
立方體的棱長為2r，球的半徑為r
過程：V(球)＝πr3 V(晶胞)＝(2r)3＝8r3
空間利用率＝×100%＝≈52%
41、②體心立方堆積(如圖2所示)
過程：b2＝a2＋a2
(4r)2＝a2＋b2＝3a2，所以：a＝r
空間利用率＝×100%＝×100%＝×100%≈68%
③六方最密堆積(如圖3所示)
過程：S＝2r×r＝2r2
h＝r V(球)＝2×πr3
V(晶胞)＝S×2h＝2r2×2×r＝8r3
空間利用率＝×100%＝×100%≈74%
④面心立方最密堆積(如圖4所示)
過程：a＝2r
V(球)＝4×πr3
V(晶胞)＝a3＝(2r)3＝16r3
空間利用率＝×100%＝×100%≈74%
5．(1)(2019·遼寧五校協(xié)作體高三聯(lián)考)鐵單質的堆積方式有兩
42、種，其剖面圖分別如圖a、b所示，鐵原子的半徑為r pm。在圖a所示堆積方式里，其晶胞棱長為________cm。在圖b所示堆積方式里，鐵原子的總體積與晶胞體積的比值為________(用含圓周率π的代數(shù)式表示)。
(2)(2019·西安五校高三聯(lián)考)海底金屬軟泥是在海洋底覆蓋著的一層紅棕色沉積物，蘊藏著大量的資源，含有硅、氧化鐵、錳、鋅等。Zn2＋與S2－形成的一種晶體的晶胞結構如圖所示(灰球表示Zn2＋，白球表示S2－)。則該晶胞中六個面心的離子圍成的立體圖形為______________。
已知該晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶胞中Zn2＋和S2－之
43、間的最短距離為體對角線長度的，則該晶胞中S2－和Zn2＋之間的最短距離為________nm。(寫出計算式即可)
答案 (1)r×10－10 π
(2)正八面體 × ×107
解析 (1)題圖a為體心立方堆積，體對角線長為4r pm，設晶胞棱長為x pm，則(x)2＋x2＝(4r)2，解得x＝r，即晶胞棱長為r×10－10 cm。題圖b為面心立方最密堆積，晶胞中含F(xiàn)e原子個數(shù)為×8＋×6＝4，F(xiàn)e原子的體積為4×πr3 pm3，晶胞中面對角線長為4r pm，則晶胞的棱長為2r pm，其體積為(2r)3 pm3，則晶胞中Fe原子的總體積與晶胞體積的比值為＝π。
(2)前、后、左、右四個
44、面心的離子處于同一平面，上、下兩個面心的離子與前、后、左、右四個面心的離子之間的距離相等，故該晶胞中六個面心的離子圍成的立體圖形為正八面體。該晶胞中含有Zn2＋個數(shù)為4，S2－個數(shù)為8×＋6×＝4，即該晶胞中有4個ZnS；設晶胞的棱長為a cm，則ρ g·cm－3×(a cm)3＝ g，解得a＝，晶胞體對角線長度為× cm，該晶胞中Zn2＋和S2－之間的最短距離為體對角線的，則該晶胞中S2－和Zn2＋之間的最短距離為×× cm＝× ×107 nm。
6．(1)(2017·全國卷Ⅰ)①KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立體結構，邊長為a＝0.446 nm，晶胞中K、I、
45、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________。
②在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于________位置，O處于________位置。
(2)(2017·全國卷Ⅱ)經X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖所示。
R的晶體密度為d g·cm－3，其立方晶胞參數(shù)為a nm，晶胞中含有y個[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對質量為M，則y的計算表達式為____________。
(3)(2017·全國卷Ⅲ)MgO具有NaCl型結構(如圖)，其中陰離
46、子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實驗測得MgO的晶胞參數(shù)為a＝0.420 nm，則r(O2－)為________nm。MnO也屬于NaCl型結構，晶胞參數(shù)為a′＝0.448 nm，則r(Mn2＋)為________nm。
答案 (1)①0.315 12 ②體心 棱心
(2)(或×10－21)
(3)0.148 0.076
解析 (1)①K與O間的最短距離為a＝×0.446 nm≈0.315 nm；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。
②根據KIO3的化學式及晶胞結構可畫出KIO3的另一種晶胞結構，如圖，可看出K處于體心，O處于棱心。
(2
47、)晶胞的質量為d g/cm3×(a×10－7 cm)3＝a3d×10－21 g，NA個該單元的質量為M g，則＝，故y＝。
(3)因為O2－采用面心立方最密堆積方式，面對角線是O2－半徑的4倍，即4r(O2－)＝a，解得r(O2－)≈0.148 nm；根據晶胞的結構可知，棱上陰、陽離子相切，因此2r(Mn2＋)＋2r(O2－)＝0.448 nm，所以r(Mn2＋)＝0.076 nm。
1．(2018·全國卷Ⅰ)Li是最輕的固體金屬，采用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
48、別是________、________(填標號)。
(2)Li＋與H－具有相同的電子構型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是____________________________________________________________________。
(3)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是________。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BornHaber循環(huán)計算得到。
可
49、知，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具有反螢石結構，晶胞如圖b所示，已知晶胞參數(shù)為0.4665 nm，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)D C
(2)Li＋核電荷數(shù)較大
(3)正四面體 sp3 AB
(4)520 498 2908
(5)
解析 (1)根據核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1，則D中能量最低；C中有2個電子處于2p能級上，能量最高。
50、
(2)由于鋰的核電荷數(shù)較大，原子核對最外層電子的吸引力較大，因此Li＋的半徑小于H－。
(3)LiAlH4中的陰離子是AlH，中心原子鋁原子含有的價層電子對數(shù)是4，且不存在孤對電子，所以空間構型是正四面體，中心原子的雜化軌道類型是sp3雜化；陰、陽離子間存在離子鍵，Al與H之間還有共價單鍵，不存在雙鍵和氫鍵，答案選AB。
(4)根據示意圖可知Li原子的第一電離能是1040 kJ·mol－1÷2＝520 kJ·mol－1；0.5 mol氧氣轉化為氧原子時吸熱249 kJ，所以O===O鍵鍵能是249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1；根據晶格能的定義結合示意圖可知Li2O的晶
51、格能是2908 kJ·mol－1。
(5)根據晶胞結構可知鋰全部在晶胞中，共計8個，根據化學式可知氧原子個數(shù)是4個，則Li2O的密度是ρ＝＝ g·cm－3。
2．(2018·全國卷Ⅱ)硫及其化合物有許多用途，相關物質的物理常數(shù)如下表所示：
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原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為________形。
(2)根據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
52、構，其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多，主要原因為___________________________________________________________。
(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為________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a nm、FeS2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S所形成的正八面體的體心，該正八面
53、體的邊長為________nm。
答案 (1) 啞鈴(紡錘)
(2)H2S
(3)S8相對分子質量大，分子間范德華力強
(4)平面三角 2 sp3
(5)×1021 a
解析 (1)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為
1s22s22p63s23p63d64s2，則其價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為；基態(tài)S原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，則電子占據的最高能級是3p，其電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。
(2)根據價層電子對互斥理論可知H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)分別是2＋＝4、2＋＝3、3＋＝3，因此中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子
54、的是H2S。
(3)S8、二氧化硫形成的晶體均是分子晶體，由于S8相對分子質量大，分子間范德華力強，所以其熔點和沸點要比二氧化硫的熔點和沸點高很多。
(4)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，根據(2)中分析可知中心原子含有的價層電子對數(shù)是3，且不存在孤對電子，所以其分子的立體構型為平面三角形。分子中存在氧硫雙鍵，因此其中共價鍵的類型有2種，即σ鍵、π鍵；固體三氧化硫中存在如圖b所示的三聚分子，該分子中S原子形成4個共價鍵，因此其雜化軌道類型為sp3。
(5)根據晶胞結構可知含有Fe2＋的個數(shù)是12×＋1＝4，S個數(shù)是8×＋6×＝4，晶胞邊長為a nm、FeS2相對式量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值
55、為NA，則其晶體密度的計算表達式為ρ＝＝ g·cm－3＝×1021 g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長是面對角線的一半，則為a nm。
3．(2018·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)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成，第一電離能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是______________________________。
(3)ZnF2具有較高的熔點(872 ℃)，其化學
56、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，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(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，陰離子空間構型為________，C原子的雜化形式為______________
57、__。
(5)金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為________。六棱柱底邊邊長為a cm，高為c cm，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或1s22s22p63s23p63d104s2
(2)大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子
(3)離子鍵 ZnF2為離子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化學鍵以共價鍵為主、極性較小
(4)平面三角形 sp2
(5)六方最密堆積(A3型)
解析 (1)Zn是第30號元素，所以核外電子排布式為[Ar]3d104s2或
58、1s22s22p63s23p63d104s2。
(3)根據氟化鋅的熔點可以判斷其為離子化合物，所以一定存在離子鍵。作為離子化合物，氟化鋅不溶于有機溶劑，而氯化鋅、溴化鋅和碘化鋅的化學鍵以共價鍵為主，分子的極性較小，能夠溶于乙醇、乙醚等弱極性有機溶劑。
(4)碳酸鋅中的陰離子為CO，根據價層電子對互斥理論，其中心原子C的價層電子對數(shù)為3＋＝3，所以空間構型為平面三角形，中心C原子的雜化形式為sp2雜化。
(5)由圖可知，堆積方式為六方最密堆積。為了計算方便，選取該六棱柱結構進行計算。六棱柱頂點的原子是6個六棱柱共用的，面心是兩個六棱柱共用，所以該六棱柱中的鋅原子為12×＋2×＋3＝6個，所
59、以該結構的質量為 g。該六棱柱的底面為正六邊形，邊長為a cm，底面的面積為6個邊長為a cm的正三角形面積之和，根據正三角形面積的計算公式，該底面的面積為6×a2 cm2，高為c cm，所以體積為6×a2c cm3。所以密度為＝ g·cm－3。
4．(2017·海南高考)第ⅣA族元素及其化合物在材料等方面有重要用途?；卮鹣铝袉栴}：
(1)碳的一種單質的結構如圖a所示。該單質的晶體類型為________，原子間存在的共價鍵類型有________，碳原子的雜化軌道類型為________。
(2)SiCl4分子的中心原子的價層電子對數(shù)為________，分子的立體構型為________，
60、屬于________(填“極性”或“非極性”)分子。
(3)四鹵化硅SiX4的沸點和二鹵化鉛PbX2的熔點如圖b所示。
①SiX4的沸點依F、Cl、Br、I次序升高的原因是________________________。
②結合SiX4的沸點和PbX2的熔點的變化規(guī)律，可推斷：依F、Cl、Br、I次序，PbX2中化學鍵的離子性________、共價性________(填“增強”“不變”或“減弱”)。
(4)碳的另一種單質C60可以與鉀形成低溫超導化合物，晶體結構如圖c所示。K位于立方體的棱上和立方體的內部，此化合物的化學式為____________；其晶胞參數(shù)為1.4 nm，晶體密度
61、為________g·cm－3。
答案 (1)混合晶體 σ鍵、π鍵 sp2
(2)4 正四面體 非極性
(3)①SiX4屬于分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高 ②減弱 增強
(4)K3C60 2.0
解析 (1)碳的一種單質的結構如圖a所示，應為石墨，屬于混合型晶體，在石墨晶體中，同層的每一個碳原子以sp2雜化軌道方式與相鄰的三個碳原子以σ鍵結合，六個碳原子在同一個平面上形成了正六邊形的環(huán)，伸展成片層結構，在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，其中有一個2p電子。這些p軌道又都互相平行，并垂直于碳原子sp2雜化軌道構成的平面，形成了大π鍵。
(2)SiCl4分子的中心原子為Si，
62、形成4個σ鍵，價層電子對數(shù)為4，具有正四面體結構，屬于非極性分子。
(3)①四鹵化硅為分子晶體，沸點與分子間作用力有關，相對分子質量越大，分子間作用力越大，沸點越高。②PbX2的熔點先降低后升高，其中PbF2為離子晶體，PbBr2、PbI2為分子晶體，可知依F、Cl、Br、I次序，PbX2中的化學鍵的離子性減弱、共價性增強。
(4)K位于棱上和內部，晶胞中的個數(shù)為12×＋9＝12，C60位于頂點和面心，個數(shù)為8×＋6×＝4，化學式為K3C60，則晶胞的質量為 g，其晶胞參數(shù)為1.4 nm＝1.4×10－7 cm，則體積為(1.4×10－7)3 cm3，所以密度為≈2.0 g·cm－3。
63、5．(2017·江蘇高考)鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。
(1)Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為________。
(2)丙酮(CH3CCH3O)分子中碳原子軌道的雜化類型是________，1 mol丙酮分子中含有σ鍵的數(shù)目為____________。
(3)C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為__________。
(4)乙醇的沸點高于丙酮，這是因為_______________________ _________________________________________________。
(5)
64、某FexNy的晶胞如圖1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如圖2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為________。
答案 (1)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(2)sp2和sp3 9 mol (3)H
65、或1s22s22p63s23p63d5。
(2) 中的C原子含有3個σ鍵，該原子的雜化軌道類型為sp2?！狢H3中的C原子含有4個σ鍵，該原子的雜化軌道類型為sp3。1個丙酮分子含有的σ鍵數(shù)：4×2＋1＝9，故1 mol 丙酮分子含有9 mol σ鍵。
(3)因非金屬性H＜C＜O，故電負性：H＜C＜O。
(4)乙醇比丙酮相對分子質量小，但乙醇沸點高，原因在于氫鍵和范德華力之別。乙醇含有羥基決定了乙醇分子間存在氫鍵，丙酮的O原子在羰基中，丙酮不具備形成氫鍵的條件，丙酮分子間只存在范德華力。氫鍵比范德華力強得多。
(5)能量低的晶胞穩(wěn)定性強，即Cu替代a位置Fe型晶胞更穩(wěn)定。每個晶胞均攤F
66、e原子數(shù)：6×＝3，Cu原子數(shù)：8×＝1，N原子數(shù)是1，則Cu替代a位置Fe型產物的化學式為Fe3CuN。
6．(2016·全國卷Ⅰ節(jié)選)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)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
(2)晶胞有兩個基本要素：
①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內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________。
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________________________g·cm－3(列出計算式即可)。
答案 (1)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次升高。原因是分子結構相似，相對分子質量依次增大，分子間作用力逐漸增強
(2)① ②×1
高考大二輪專題復習沖刺化學經典版學案：專題重點突破 專題十一 物質結構與性質 Word版含解析
