借鉴借鉴家酷酷酷卡题型五 物质结构与性质(选考)
1.(2024·韶关市高三4月模拟)硼和氮的单质及一些化合物在工农业生产等领域有着重要应用。回答下列问题：
(1)N原子核外有________种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为________。
(2)经测定发现，N2O5固体由NO2和NO3两种离子组成，该固体中N原子杂化类型为____________；与NO2互为等电子体的微粒有____________(写出一种)。
(3)铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中，较易分解的是________，原因是____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素为____________(填元素符号)。 (5)晶体硼有多种变体，但其基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体(见图Ⅰ)，每个顶点为一个硼原子，每个三角形均为等边三角形。则每一个此基本结构单元由________个硼原子构成；若该结构单元中有2 个原子为B(其余为B)，那么该结构单元有________种不同类型。
10
11
＋
＋
－
(6)硼和氮构成的一种氮化硼晶体的结构与石墨晶体结构相类似，B、N原子相互交替排列(见
1
借鉴借鉴家酷酷酷卡图Ⅱ)，其晶胞结构如图Ⅲ所示。设层内B—N核间距为a pm，面间距为b pm，则该氮化硼晶体的密度为____________g·cm(用含a、b、NA 的代数式表示)。 答案 (1)7 哑铃形
(2)sp、sp SCN、CO2、CS2、N3等中的任一种
(3)NH4F F原子半径比I原子小，H—F键比H—I键强(H—F键更易形成)，F更易夺取NH4中的H (4)Be、C、O (5)12 3
2[Ar(B)＋Ar?N?]2Mr?BN?2?11＋14?(6)(或、或) 2－302－302－30
33abNA×1033abNA×1033abNA×10
解析 (1)原子核外没有两个运动状态完全相同的电子，有几个电子就有几种运动状态，N原子核外有7个电子，所以有7种不同运动状态的电子；基态N原子的电子排布式为1s2s2p，能量由低到高，由里到外排布，则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道，呈哑铃形。 (2)NO2中N的价电子数为
＋
2
2
3
＋
－
＋
2
－
－－3
5＋2×0－1－
＝2，杂化轨道类型为sp；NO3中N的价电子数为2
5＋3×0＋12
＝3，杂化类型为sp；含有相同原子数和相同价电子数的微粒互为等电子体，与2NO2互为等电子体的微粒有SCN、CO2、CS2、N3等。
(3)铵盐大多不稳定。NH4F、NH4I中，较易分解的是NH4F，原因是F原子半径比I原子小，H—F键比H—I键强(H—F键更易形成)，F更易夺取NH4中的H。
(4)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子最外层电子处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态，所以其第一电离能大于其相邻元素，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素。 20×3(5)顶点数：＝12(个)(共20个面，每个面均为正三角形，有三个顶点，而每个顶点都
5同时属于5个面，所以有12个原子)。
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(6)根据图Ⅲ可知一个晶胞中含有N原子数为4×＋2×＝2，B原子数为8×＋1＝2，将一
428个六边形切成相等的六个，每个的底为a pm＝a×10
2
2
－10
－
＋
＋
＋
－
－
cm，高为
3a?a?a2－??2＝ pm，面
2
??
2
13a33a33a33a2－202－202
积为6××a×＝ pm＝×10 cm，晶胞的体积为×10 cm×b×
222222[Ar?B?＋Ar?N?]2Mr?BN?－102－303－3
10 cm×2＝33ab×10 cm，故密度为ρ＝ g·cm＝ g· 2－302－30
33abNA×1033abNA×10cm＝
－3
2
2?11＋14?33abNA×10
2
－30
g·cm。
－3
2
借鉴借鉴家酷酷酷卡2.(2024·珠海市高三3月质检)(1)固体可分为晶体、非晶体和准晶体三大类，可通过________________方法区分晶体、非晶体和准晶体，以色列科学家丹尼尔·谢赫特曼因发现锰的化合物准晶体而获得了2011年诺贝尔化学奖。基态Mn原子的电子排布式为________________。
(2)PCl3的立体构型为____________，中心原子的杂化轨道类型为________。 (3)硼的卤化物在工业中有重要作用，硼的四种卤化物的沸点如下表所示。
沸点/K
①四种卤化物沸点依次升高的原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②B、C、N、O四种元素第一电离能由小到大的顺序为____________。
③用BF3分子结构解释反应BF3(g)＋NH4F(s)===NH4BF4(s)能够发生的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
BF3 172 BCl3 285 BBr3 364 BI3 483
回答下列问题
①石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中C—C键的键长为154 pm，其原因是金刚石中只存在C—C间的________共价键，而石墨层内的C—C间存在________键。 ②金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________(不要求计算结果)。 答案 (1)X-射线衍射 [Ar]3d4s (2)三角锥形 sp
(3)①分子结构相似，相对分子质量增大，分子间作用力逐渐增强 ②B 3π 16 5 2 － － 3 5 2 解析 (1)锰是25号元素，基态Mn原子的电子的排布式为[Ar]3d4s。 (2)PCl3中P原子与3个氯原子相连，含有1个孤电子对，立体构型为三角锥形，中心原子的杂化轨道类型为sp杂化。 (3)①硼的四种卤化物均为分子晶体，且分子结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用 3 3 借鉴借鉴家酷酷酷卡力逐渐增强，沸点依次升高。 ②同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但N原子的2p为半充满结构，较为稳定，第一电离能最大，B、C、N、O四种元素第一电离能由小到大的顺序为B＜C＜O＜N。 ③BF3分子中硼原子有空轨道，F有孤对电子，能通过配位键形成BF4，因此反应BF3(g)＋NH4F(s)===NH4BF4(s)能够发生。 (4)①金刚石中碳原子以sp杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键，石墨中碳原子以sp 3 2 － － 杂化，形成三条杂化轨道，还有一条未杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键。 11 ②晶胞中顶点微粒数为：8×＝1，面心微粒数为：6×＝3，体内微粒数为4，共含有8个 82碳原子；晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同，即3a＝8r， r＝ 34 a；碳原子的体积为：8××π×r3，晶胞体积为：a3，碳原子的空间利用率为：83 44?3?33 8××π×r8××π×?a?33碳原子总体积3π?8?＝＝＝。 33 晶胞体积aa16 3.(2024·河南省六市高三联考)在照相底片的定影过程中，未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解，反应生成Na3[Ag(S2O3)2]；在废定影液中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S，并使定影液再生。将Ag2S在高温下转化为Ag，就达到了回收银的目的。 (1)铜、银、金在元素周期表中位于同一族相邻周期，基态银原子的最外层电子排布式为________。 (2)Na、O、S简单离子半径由大到小的顺序为__________________________________。 (3)S2O3离子结构如图所示，其中心硫原子的杂化轨道类型为________。 2－ (4)写出AgBr溶于Na2S2O3溶液的离子反应方程式： ________________________________________________________________________。 Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有离子键、共价键、________。 (5)在空气中灼烧Ag2S生成Ag和SO2，SO2分子中硫原子的价层电子对数为__________，其分子空间构型为________。SO2易溶于水，原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)现在人们已经有多种方法来测定阿伏加德罗常数，X射线衍射法就是其中的一种，通过对 4 借鉴借鉴家酷酷酷卡金晶体的X 射线衍射图像的分析，可以得出金晶体的晶胞属于面心立方晶胞(与铜的晶胞相似)。若金原子的半径为a m，金的密度为ρ g·cm，金的摩尔质量为M g·mol ，试通过这些数据列出计算阿伏加德罗常数的算式_____________________________________。 答案 (1)5s (2)S、O、Na (3)sp (4)AgBr＋2S2O3===[Ag(S2O3)2]＋Br 配位键 (5)3 V形 根据相似相溶原理，SO2和水均为极性分子，且SO2和水反应 (6)NA＝ mol 63 42×10aρ 解析 (1)铜、银、金在元素周期表中位于同一族相邻周期，基态铜原子的最外层电子排布式为4s，则基态银原子的最外层电子排布式为5s。 (2)电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则Na、O、S简单离子半径由大到小的顺序为S、O 2－ 2－ 2－ 1 1 2－ 3－ － 32－ 2－ ＋ 1 －3 －1 M－1 、Na。 ＋ (3)由S2O3离子结构示意图可知，其中心硫原子形成4个σ键，则中心硫原子的杂化轨道类型为sp。 (4)AgBr与Na2S2O3溶液反应生成Na3[Ag(S2O3)2]和NaBr，该反应的离子反应方程式为AgBr＋2S2O3===[Ag(S2O3)2]＋Br，Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有离子键、共价键和配位键。 6－2×2(5)SO2分子中硫原子的价层电子对数为2＋＝3，因SO2分子中含有1个孤电子对，所 2以其分子空间构型为V形，因SO2和水均为极性分子，且SO2可以和水发生反应，所以SO2易溶于水。 11 (6)金晶体的晶胞属于面心立方晶胞，则1个晶胞中含有金原子的个数为8×＋6×＝4，金 82原子的半径为a×10 cm，则金晶胞的边长为22×a×10 cm，所以金的密度为ρ＝，解得NA＝ mol。 63 NA×?22×102a?342×10aρ 4.铁、钛、镍等过渡元素在工业生产和科学研究中具有重要作用，请回答下列问题。 (1)有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3的名称叫三硝酸六尿素合铁，是一种配合物，它的中心离子Fe 3＋ 2 2 2－ 3－ － 3 4×MM－1 的价电子排布式为________；该配合物中N 原子的杂化方式有 ____________________；它所含非金属元素的电负性由小到大的顺序是________________。 (2)钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”，也叫“未来金属”。 ①钛位于周期表的________区，基态Ti原子的电子占据了________个原子轨道。 ②工业上可用TiCl4(常温下呈液态)与Mg高温下反应制备钛单质，同时生成MgCl2，详细解释TiCl4熔点比MgCl2低很多的原因：_______________________________________ 5
（全国通用版）2024高考化学总复习 优编增分练：高考压轴大题特训 题型五 物质结构与性质（选考）
