物质结构与性质
真题体验·直击高考 【全国卷真题体验】
1．(1)[2018·全国卷Ⅰ，36(5)]①由下图可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol，O＝O键键能为______kJ·mol，Li2O晶格能为______kJ·mol。
－1
－1
－1
②Li2O晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为________g·cm(列出计算式)。
－3
(2)[2018·全国卷Ⅲ，36(5)] ①ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________。
②金属Zn晶体中的原子堆积方式如
右图所示，这种堆积方式称为__________。六棱柱底边边长为a cm，高为c cm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为____________g·cm(列出计算式)。
【答案】(1)①520 498 2908 ②
－3
NA
8×7＋4×16
－7
0.4665×10
3
(2)①离子键 ②六方最密堆积(A型)
65×632
×6××ac NA4
－1
【解析】(1)①根据示意图可知Li原子的第一电离能是1040 kJ·mol÷2＝520 kJ·mol；0.5 mol氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ，所以O＝O键键能是249 kJ·mol
－1
－1
×2＝498 kJ·mol；根据晶格能的定义结合示意图可知Li2O的晶格能是2908 kJ·mol
－1－
1
。②根据晶胞结构可知锂原子全部在晶胞中，共计是8个，根据化学式可知氧原子个数是4
个，则Li2O的密度是ρ＝＝
m8×7＋4×16
VNA0.4665×10－7
3
g·cm。
－3
(2)①根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。
②由图示，堆积方式为六方最紧密堆积，六棱柱顶点的原子是6个六棱柱共用的，面心
1
11
是两个六棱柱共用，所以该六棱柱中的锌原子为12×＋2×＋3＝6个，所以该结构的质量
62为6×65/NA g。该六棱柱的底面为正六边形，边长为a cm，底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和，根据正三角形面积的计算公式，该底面的面积为6×
322
a cm，高为4
c cm，所以体积为6×
32mac cm3。最后根据密度公式ρ＝计算。 4V2．(1)(2017·全国卷Ⅰ，35节选)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，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，如左下图所示。K与O间的最短距离为_______nm，与K紧邻的O个数为______，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。
2－
(2)(2017·全国卷Ⅲ，35节选)MgO具有NaCl型结构(如右上图)，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r(Mn)为________nm。
(3)(2017·全国卷Ⅱ，35节选)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______。
【答案】(1)2
×0.446 12 体心 棱心 2
－3
2＋
(2)0.148 0.076 602adadNA－21(3)(或×10)
3
3
MM【解析】(1)利用晶胞结构可知，晶胞中K与O间的最短距离为晶胞面对角线的一半，即2/2×0.446 nm；由晶胞易知，在同一平面内，与K紧邻的O个数为4，故在晶胞中与K紧邻的O个数为4×3＝12。根据KIO3的化学式以及晶胞结构可知，若I处于各顶角位置，则该晶胞中K处于体心，O处于棱心。(2)根据晶胞结构可知，每个MgO晶胞中含有Mg：1＋12×1/4＝4个，O：8×1/8＋6×1/2＝4，根据MgO晶胞特点可得r(O)＝2/4a≈0.148 nm，而MnO晶体结构与其相似，r(Mn)＝[a′－r(O)×2]÷2＝0.076 nm。
3．(2016·全国卷Ⅰ，37节选)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)Ge与C是同族元素，C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，原因是_____________________________________。
2
2＋
2－
2－
2－
2＋
(2)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 (3)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________。
(4)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。如图为Ge单晶的晶胞，其中原子1??1?11?坐标参数A为(0,0,0)；B为?，0，?；C为?，，0?。则D原子的坐标参数为________。
2??2?22?
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)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
(2)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强 (3)sp 共价键
1118×737
(4)①(，，) ②3×10
4446.02×565.76
【解析】(3)晶体Ge为原子晶体，每个Ge原子与其他相邻的Ge原子间以共价键结合形113
成空间网状立体结构，Ge为sp杂化。(4)①结合D在晶胞内的位置可确定其坐标为(，，44111
)；②由均摊法可确定该Ge晶胞中含有Ge原子为(×8＋×6＋4)个＝8个，则482(
88×73－1－1037
g·mol＝(565.76×10cm)ρ，解得ρ＝g·cm23)mol×73 3×10
6.02×106.02×565.76。
4．(2015·全国卷Ⅱ，37改编)(1)单质O有两种同素异形体，其中沸点高的是____(填分子式)，原因是______________________；O和Na的氢化物所属的晶体类型分别为________和______。
(2)P和Cl反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为________，中心原子的杂化轨道类型为________。
3
3
－3
－3
(3)化合物Cl2O的立体构型为________，中心原子的价层电子对数为________，Cl2与湿润的Na2CO3反应可制备Cl2O，其化学方程式为_________________________。
(4)O和Na能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为______；晶胞中O原子的配位数为______；列式计算晶体F的密度(g·cm )：________________________________。
－3
【答案】(1)O3 O3相对分子质量较大，范德华力大 分子晶体 离子晶体 (2)三角锥形 sp
(3)V形 4 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2
＋2NaCl)
(4)Na2O 8
4×62 g·mol－3－7323－1＝2.27 g·cm
0.566×10cm×6.02×10mol
－1
3
【解析】(1)H2O和NaH的晶体类型分别为分子晶体和离子晶体。(2)PCl3中含有3个成键电子对和1个孤对电子，价层电子对数为4对，即空间结构为三角锥形，中心原子P原子为sp杂化。(3)根据价层电子对互斥理论可知Cl2O分子中孤对电子对数为2，即Cl2O为V11
形分子，价层电子对数为4。(4)该晶胞中两原子个数分别为×8＋×6＝4和8，即F的化
82学式为Na2O，位于晶胞顶点和面心的原子为O，而晶胞内部的原子为Na，O原子周围有8个4－73
等距离的Na原子，即O原子配位数为8。根据(0.566×10cm)ρ＝23－1×62 6.02×10molg·mol可求出ρ。
【各省市真题体验】
1．(2018·海南卷，19Ⅱ改编)下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是( ) ①第一电离能：Cl>S>P>Si ②共价键的极性：HF>HCl>HBr>HCI ③晶格能：NaF>NaCl>NaBr>NaI ④热稳定性：MgCO3>CaCO3>SrCO3>BaCO3 A．①② C．③④ 【答案】B
2．(2016·海南卷，19Ⅱ改编)(1)单质Cu的晶体类型为________，晶体中原子间通过
4
－13
B．②③ D．①④
________作用形成面心立方密堆积，其中Cu原子的配位数为________。
(2)元素Cl的含氧酸中，酸性最强的是________(写化学式)，该酸根离子的立体构型为________。
(3)Cu与Cl形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为________，已知晶胞参数a＝0.542 nm，此晶体的密度为________________g·cm。(写出计算式，不要求计算结果，阿伏加德罗常数为NA)
②该化合物难溶于水但易溶于氨水，其原因是_________________。此化合物的氨水溶液遇到空气则被氧化为深蓝色，深蓝色溶液中阳离子的化学式为__________________。
【答案】(1)金属晶体 金属键 12 (2)HClO4 正四面体 (3)①CuCl
＋
－3
4×99.54×MCuCl
3－21或
NA×0.542×10NA×a3×10－21
2＋
②Cu可与氨形成易溶于水的配位化合物(或配离子) [Cu(NH3)4]
【解析】(1)单质铜的晶体类型为金属晶体，晶体中原子间通过金属键作用形成面心立方密堆积，面心立方密堆积中Cu原子的配位数为12。(2)Cl的含氧酸中，酸性最强的是HClO4，该酸根离子的中心原子Cl采取等性的sp杂化，立体构型为正四面体。(3)①运用均摊法，11
该晶胞中Cu的个数为8×＋6×＝4，Cl的个数为4，故该化合物的化学式为CuCl，晶胞
82
4
参数a＝0.542 nm，则ρ＝
3
NA
×99.5
－7
3
0.542×10
g·cm＝
－3
4×99.5－3
；3－21 g·cm
NA×0.542×10
②CuCl易溶于氨水的原因是发生反应CuCl＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]Cl＋2H2O，形成了易溶于水的配合物，该配合物遇到空气被氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]。
3. (1)[2018·海南卷，9Ⅱ(3)]四方晶系CuFeS2晶胞结构如右图所示。
2＋
①Cu的配位数为______，S的配位数为 ______。
②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA为阿伏加德罗常数的值，CuFeS2晶体的密
＋
2－
5
高考化学大一轮复习第十一章物质结构与性质第3节真题检测含解析
