相似相容原理，化学键类型，晶胞的计算等知识，
【试题点评】本题是比较常规的结构综合习题，考查的知识点也是多数习题考查的重点知识。需要指出的是最后一步的计算，可以选择其中的晶胞，即一个平行六面体作为计算的单元，直接重复课上讲解的密度计算过程即可。本题的解析中选择了比较特殊的解题方法，选择六棱柱作为计算单元，注意六棱柱并不是该晶体的晶胞（晶胞一定是平行六面体），但是作为一个计算密度的单元还是可以的。 4．【2024江苏卷】臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为可在其他条件下被还原为N2。 （1）
2+
2+
和，NOx也
中心原子轨道的杂化类型为___________；的空间构型为_____________（用文字描述）。
（2）Fe基态核外电子排布式为__________________。
（3）与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________（填化学式）。 （4）N2分子中σ键与π键的数目比n（σ）∶n（π）=__________________。
（5）[Fe(H2O)6]与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]中，NO以N原子与Fe形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]结构示意图的相应位置补填缺少的配体。
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2+
2+
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【答案】[物质结构与性质] （1）sp平面（正）三角形 （2）[Ar]3d或1s2s2p3s3p3d （3）NO2 （4）1∶2
?
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3
（5）【解析】
（2）Fe原子核外有26个电子，根据原子核外电子的排布的基本原理可以判断，基态Fe的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，Fe失去最外层的2个电子后变为Fe，故基态Fe的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d。
（3）O3分子中有3个原子、18个价电子，根据等电子原理，可以找到与O3互为等电子体的阴离子为NO2。 （4）N2的结构式为N（π）=1:2。
（5）根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子，
N，三键中含1个σ键和2个π键，N2分子中σ键与π键的数目比为n（σ）：n
-2
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故答案为：。
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考点定位：本题以“臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO4和NO3，NOx也可在其他条件下被还原为N2”为背景素材，考查离子核外电子排布式的书写、原子杂化方式的判断、离子空间构型的判断、等电子体的书写、σ键和π键的计算、配合物结构的表示方法等。
【试题点评】思路点拨：（1）根据中心原子的价层电子对数既可以判断中心原子的杂化类型，也可以判断分子或离子的空间构型；（2）也可以根据等电子原理判断等电子体的空间构型；（3）根据核外电子排布的一般规律书写基态原子或离子的电子排布式；（4）三键中含1个σ键和2个π键；（5）根据配合物的化学式分析其内界的结构。
易错提醒：（1）原子在化学变化中先失去最外层的电子；（2）注意配位键中的电子对由配位原子提供，故在配合物的结构示意图中，一定要注意配位原子与中心原子直接相连。
5．【2017新课标1卷】钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： （1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_______nm（填标号）。 A．404.4
B．553.5 C．589.2
D．670.8
E．766.5
（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为
___________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是___________________________。
++（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3离子。I3离子的几何构型为_____________，中心原子的杂化
形式为________________。
（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为______nm，与K紧邻的O个数为__________。
（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于______位置，O处于______位置。 【参考答案】（1）A （2）N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 （3）V形 sp3 （4）0.315
12 （5）体心 棱心
是面对角线的一半，即为2（5）?0.446nm＝0.315nm，根据晶胞的结构，距离K最近的O的个数为12个；
2根据KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心，O处于棱心。
【名师点睛】本题考查化学选修3《物质结构与性质》的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。
6．【2017新课标2卷】我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：
（1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_____________。
（2）元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如图（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原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是__________。
（3）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为_________，不同之处为__________。（填标号） A．中心原子的杂化轨道类型 C．立体结构
B． 中心原子的价层电子对数 D．共价键类型
?②R中阴离子N5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号?nm表示，其中m代表参与形成
?大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为?6，则N5中的大π6）
键应表示为____________。
③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为(NH4)N?H?Cl、____________、____________。
（4）R的晶体密度为d g·cm，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为______________。
?3
+【答案】（1）（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电
子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子 （3）①ABD C
??6
②5 ?5 ③(H3O)O-H?N(N5) (NH4)N-H?N(N5)
+
+a3dNA602a3d(或?10?21) （4）
MM【解析】（1）N原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即电子排布图是；
y?Md?(a?10?7)3?NA602a3dNA3
（4）根据密度的定义有，d=g/cm，解得y==。 ?73MM(a?10)【名师点睛】本题考查化学选修3《物质结构与性质》的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有对基础知识积累牢固，这类问题才能比较容易解决；在做题过程中一定要注意审清楚问题问的是什么，如本题（1）问的是电子排布图，而不是电子排布式，另一个注意书写规范，如氢键的表示。
7．【2017新课标3卷】研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为_____________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_________，基态原子核外未成对电子数较多的是_________________。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为__________和__________。
（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_________________，原因是______________________________。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在________。 （5）MgO具有NaCl型结构（如图），其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420 nm，则r(O)为________nm。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a' =0.448 nm，则
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三年高考(2016-2017-2024年)化学高考试题分类汇编分项版解析-专题23 物质结构与性质(选修)
