r(Mn2+)为________nm。
2
2
6
2
6
7
2
7
2
3
【答案】（1）1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s O Mn （2）sp sp （3）H2O>CH3OH>CO2>H2
H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2
键） （5）0.148 0.076
分子量较大、范德华力较大 （4）离子键和π键（或
（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H2O>CH3OH>CO2>H2，原因是常温下水和甲醇是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大，所以CO2的沸点较高。
（4）硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N原子与3个氧原子形成 3个σ键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在π键。
（5）因为O是面心立方最密堆积方式，面对角线是O半径的4倍，即4r(O)=
2－
2－
2－
2a，解得r(O2
－
)=
2?0.420nm=0.148nm；MnO也属于NaCl型结构，根据晶胞的结构，晶胞参数=2 r(O2－)+2 r(Mn2+)，4
2+
则r(Mn)=(0.448 nm-2×0.148 nm)/2=0.076nm。
【名师点睛】物质结构的考查，涉及电子排布式、第一电能能比较、杂化理论、化学键及分子间作用力和晶胞的计算等。其中杂化形式的判断是难点，具体方法是：先计算中心原子价电子对数，价电子对数n=（中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数）。注意：①当上述公式中电荷数为正值时取“-”，电荷数为负值时取“+”；②当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为零；根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp杂化；n=3，sp杂化；n=4，sp杂化。
2
3
8．【2017江苏卷】铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
（1）Fe基态核外电子排布式为____________________。 （2）丙酮(
)分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键
3+
的数目为______________。
（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。 （4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。
（5）某FexNy的晶胞如题21图?1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x?n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图?2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
【答案】（1）[Ar]3d或 1s2s2p3s3p3d（2）sp和sp 9 mol （3）H 5 2 2 6 2 6 5 2 3 【名师点睛】本题考查了简单离子的基态核外电子排布式、简单分子中σ键的数目、C原子的原子轨道杂化类型、短周期常见元素的电负性比较、分子间氢键对物质性质的影响、晶胞中原子数的计算及晶体化学式的确定等有关物质结构的主干知识，同时还考查了物质所含能量的高低对物质稳定性的影响。要求我们要重视基础知识的掌握和应用，会用均摊法分析晶体的组成。均摊法确定晶胞中原(离)子数目及晶体化学式。对于平行六面体晶胞而言，用均摊法计算的依据是：①处于顶点的微粒，同时为8个晶胞所共享，每 个微粒有1/8属于该晶胞；②处于棱上的微粒，同时为4个晶胞所共享，每个微粒有1/4属于该晶胞；③处于面上的微粒，同时为2个晶胞所共享，每个微粒有1/2属于该晶胞；④处于晶胞内部的微粒，完全属于该晶胞。 9．【2016新课标1卷】锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题： （1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______，有______个未成对电子。 （2）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是________________。 （3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________。 熔点/℃ 沸点/℃ GeCl4 ?49.5 83.1 GeBr4 26 186 GeI4 146 约400 （4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。 （5）Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为______，微粒之间存在的作用力是_______。 （6）晶胞有两个基本要素： ①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为（0,0,0）； B为（ 1111，0，）；C为（，，0）。则D原子的坐标参数为______。2222 -3 ②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a=565.76 pm，其密度为______g·cm（列出计算式即可）。 【答案】（1）3d4s4p ；2； （2）Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键； （3）GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，分子量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强。 （4）O＞Ge＞Zn；（5）sp ；共价键； （6）①(【解析】 3 10 2 2 1118?737?10，，)；②。 34446.02?565.76 （2）Ge与C是同族元素，C原子原子半径较小，原子之间可以形成双键、三键；但Ge原子之间难以形成双键或三键，从原子结构角度分析，这是由于锗的原子半径大，原子之间形成的ρ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠的程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键；（3）锗元素的卤化物在固态时都为分子晶体，分子之间通过微弱的分子间作用力结合。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。由于相对分子质量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，所以它们的熔沸点由低到高的顺序是：GeCl4＜GeBr4＜GeI4；（4）光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn ；（5） Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为1个s轨道与3个p轨道进行的sp杂化；由于是同一元素的原子通过共用电子对结合，所以微粒之间存在的作用力是非极性共价键(或写为共价键)；（6） ①根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的1/4处，所以其坐标是(8×1/8+6×1/2+4=8 ， 3 111，，)；根据晶胞结构可知，在晶胞中含有的Ge原子数是444所 以 晶 胞 的 密 度 ??3 m?VNA?(8?5?7?1360?5g?/mg3??.?7?6o328?l737?10ccm33p6.02?565.76m1=/10m。 【考点定位】考查物质结构的有关知识。 【名师点睛】物质结构包括原子结构(原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱)、分子结构(化学键，分子的电子式、结构式、结构简式的书写，化学式的种类，官能团等)、晶体结构(晶体类型的判断，物质熔沸点高低的判断、影响因素，晶体的密度，均摊法的应用等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。 10．【2016新课标2卷】东晋《华阳国志?南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题： （1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。 （2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_____。 ②在[Ni(NH3)6]中Ni与NH3之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是_____。 ③氨的沸点（填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是______；氨是_____分子（填“极性”或“非极性”）， 2+ 2+ 中心原子的轨道杂化类型为_______。 （3）单质铜及镍都是由______键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。 （4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。 ①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。 ②若合金的密度为dg/cm，晶胞参数a=________nm。 【答案】（ 1）1s2s2p3s3p3d4s或[Ar] 3d4s 2 2 6 2 6 8 2 8 2 3 2 （2）①正四面体 3 ②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键极性 sp （3）金属铜失去的是全充满的3d电子，镍失去的是4s电子 10 1 （4）①3:1 ②?【解析】 251??7?10 23??6.02?10?d?13 ②根据配位键的特点，在[Ni(NH3)6]中Ni与NH3之间形成的化学键称为配位键，提供孤电子对的成键原子是N。 ③氨分子间存在氢键，分子间作用力强，所以氨的沸点高于膦（PH3）；根据价层电子对互斥理论，氨中心原子N的σ键电子对数等于3，孤电子对数为（5-3）÷2=1，则中心原子是sp杂化，分子成三角锥形，正负电荷重心不重叠，氨是极性分子。 （3）铜和镍属于金属，则单质铜及镍都是由金属键形成的晶体；铜失去的是全充满的3d电子，镍失去的是4s电子，所以ICu>INi。 （4）①根据均摊法计算，晶胞中铜原子个数为6×1/2=3，镍原子的个数为8×1/8=1，则铜和镍原子的数量比为3：1。 1 10 3 2+ 2+
三年高考(2016-2017-2018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)
