物质结构与性质
1．(2019·湖北八校第一次联考)KIO3是一种重要的无机化合物，可作食盐中的补碘剂。回答下列问题：
(1)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，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的低，原因是___________________________________。
(2)K与Cl具有相同的电子构型，r(K)小于r(Cl)，原因是_____________________ ___________________________________________________。
(3)KIO3中阴离子的空间构型是_________， 中心原子的杂化形式为________。 (4)由于碘是卤素中原子半径较大的元素，可能呈现金属性。下列事实能够说明这个结论的是________(填序号)。
A．已经制得了IBr、ICl等卤素互化物和I2O5等碘的氧化物 B．已经制得了I(NO3)3、I(ClO)3·H2O等含I离子的化合物 C．碘易溶于KI等碘化物溶液，形成I3离子 D．I4O9是一种碘酸盐
(5)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 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。与K紧邻的O个数为________，已知阿伏加德罗常数的值为NA，则KIO3的密度为______________________(列式表示)g·cm
－3
－
3＋
＋
－
＋
－
。
(6)若KIO3晶胞中处于左下角顶角的K原子的坐标参数为(0,0,0) ，位于下底面面心
?11?位置的O原子的坐标参数为?，， 0?，在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位
?22?
置，设左下角顶角的I原子的坐标参数为(0,0,0)，则K原子的坐标参数为________。
【答案】(1)N 球形 K的原子半径比Cr的原子半径大且价电子数少，金属键较弱 (2)K核电荷数较大
(3)三角锥形 sp (4)B、D (5)12
39＋127＋16×3或NAa×10－73NA
214a×10－7
3
3
＋
?111?(6)?，，? ?222?
1
2．(2017·陕西西铁一中一模)(1)按已知的原子结构规律，27号元素在周期表中的位置是__________，其价电子的轨道排布图为______________。
(2)若en代表乙二胺(NH2CH2CH2NH2)，则配合物[Pt(en)2]Cl4中心离子的配位原子数为______。
(3)BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。它们的结构简式如下，指出Be的杂化轨道类型。
Cl—Be—Cl______
______
______
(4)磷化硼(BP)是通过三溴化硼和三溴化磷在高温氢气氛围下(＞750 ℃)反应制得。BP晶胞如图所示。
①画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式。三溴化硼__________，三溴化磷__________。 ②在BP晶胞中B的堆积方式为________。计算当晶胞晶格参数为478 pm(即图中立方体的每条边长为478 pm)时磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离____________。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)4 (3)sp sp sp (4)①BBrBrBr
2
2
3
②面心立方最密堆积
2
6
2
6
7
2
2393
2
【解析】(1)27号元素原子核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，处于第四周期第Ⅷ
7
2
族，其价电子的轨道排布式为3d4s，价电子排布图为。
(2)配合物[Pt(en)2]Cl4中心离子与N原子形成配位键，中心离子的配位原子数为4。 (3)Be原子形成2个Be—Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为2，Be原子杂化方式为sp；Be原子形成3个B—Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，Be原子杂化方式为sp；Be原子形成4个B—Cl键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，Be原子杂化方式为sp。
3－1×3
(4)①三溴化硼分子中硼原子的价层电子对数为3＋＝3，没有孤电子对，所以
25－1×3
分子空间构型为平面三角形。三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为3＋＝4，P
2原子有一对孤电子对，所以分子空间构型为三角锥形。②由晶胞结构可知，在BP晶胞中B
2
2
3
的堆积方式为面心立方最密堆积。P原子与周围的4个B原子最近且形成正四面体结构，二者连线处于体对角线上，为体对角线的1/4，立方体的每条边长为478 pm，则晶胞体对角线12393长为3×478 pm，则P原子与B原子最近距离为3×478 pm×＝ pm。
42
3．Ⅰ.(2018·河南信阳四模节选)常见铀的化合物有UF4、UO2及(NH4)4[UO2(CO3)3]等。回答下列问题：
(1)UF4用Mg 或Ca还原可得金属铀。与钙同周期基态原子的未成对电子数为2 的元素共有_________种；原子序数为镁元素的二倍的元素的基态原子价电子排布图为______________。
150 ℃－
(2)已知：i.2UO2＋5NH4HF2――→ 2UF4·NH4F＋3NH3↑＋4H2O ↑；ii.HF2的结构为[F－H…F]。
①NH4HF2中含有的化学键有______ (填选项字母)。 A．氢键 C．共价键
B．配位键
D．离子键 E．金属键
－
②与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有______种。
800 ℃(3)已知：3(NH4)4[UO2(CO3)3] ――→ 3UO2＋10NH3↑＋9CO2↑＋N2↑＋9H2O ↑ ①写出与NH4互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式________、________。 ②分解所得的气态化合物的分子键角由小到大的顺序为________________(填化学式)。 (4)C元素与N元素形成的某种晶体的晶胞如左下图所示(8个碳原子位于立方体的顶点，4 个碳原子位于立方体的面心，4 个氮原子在立方体内)，该晶体硬度超过金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。
＋
①晶胞中C 原子的配位数为________。该晶体硬度超过金刚石的原因是_________ __________________________________________________________。
②已知该晶胞的密度为d g/cm，N原子的半径为r1 cm，C原子的半径为r2 cm，设NA
为阿伏加德罗常数，则该晶胞的空间利用率为__________________(用含d、r1、r2、NA的代数式表示，不必化简)。
Ⅱ.(2019·广东广州调研节选)MgB2晶体结构如右上图所示。B原子独立为一层，具有类似于石墨的结构，每个B原子周围都有________个与之等距离且最近的B原子；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，该晶体的密度为________________g·cm(列出计算式)。
－3
3
3
【答案】Ⅰ. (1)
－
(2)①B、C、D ②3
－
(3)①CH4、SiH4、GeH4(任写一种) BH4、AlH4(任写一种) ②H2O 4πr134πr23 4NA× cm＋3NA× cm 33 ② 923 cm 3 3 dⅡ.3 32 NA×6××ac4 46×3 【解析】(1)第四周期中未成对电子数为2 的元素有22Ti、28Ni、32Ge、34Se共四种；原子序数为镁元素的二倍的元素是24号元素Cr。 (2)①已知HF2的结构为[F—H…F]，所以NH4HF2为离子化合物，即类似于铵盐，所以含有的化学键有离子键、共价键和配位键，即正确选项为B、C、D；②根据同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势的一般规律，结合N原子最外层2p能级上呈半满状态，导致其第一电离能比氧元素的大，所以与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有N、F和Ne三种。 (3)①已知NH4是含有5个原子8个价电子的微粒，与其互为等电子体的分子有CH4、 SiH4 、GeH4等，互为等电子体的离子有BH4、AlH4；②分解所得的气态化合物有NH3，是sp 2 3 － － 3 ＋－ － 杂化的三角锥形，有1个孤对电子，CO2是sp杂化的直线型，没有孤对电子，H2O是sp杂化的V形结构，有2个孤对电子，根据杂化类型，结合电子对互斥原理可知，它们的键角由小到大的顺序为H2O (4)①该晶胞中与C原子最近的原子为N原子，与C原子最近且等距的N原子位于1/8小立方体的中心，且只有4个，1个C原子只能与4个N原子形成4个共价单键，所以C原子的配位数为4；该晶体硬度超过金刚石的原因是二者都是原子晶体，但该晶体中的C—N键的键长比金刚石中的C—C键的键长短，键能大，所以硬度比金刚石的大；②由晶胞结构11 可知，该晶胞中含有的C原子＝×8＋×4＝3，含有的N原子＝4，所以其化学式为C3N4， 8243?392?43 则该分子的体积为?πr1×4＋πr2×3?cm，由晶胞的密度和化学式可得该晶胞的体积为 3dNA?3?4343 πr1×4＋πr2×3333 cm，所以该晶胞的空间利用率为×100%。 92 dNA 4．(1)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。铁有δ、γ、α三 4 种同素异形体，各晶胞如下图，则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为______。 (2)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为______；该晶体中，原子之间的强相互作用是______。 (3)某钙钛型复合氧化物如图1所示，以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe等时，这种化合物具有CMR效应。 ①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式：__________________________________。 ②下列有关说法正确的是______。 A．镧、锰、氧分别位于元素周期表f、d、p区 B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大 C．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强 D．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图2所示 【答案】(1)4∶3 (2)3∶1 金属键 (3)①ABO3 ②A、C 【解析】(1)δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别是8个和6个，所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比是4∶3。 11(2)在晶胞中Cu原子处于面心，N(Cu)＝6×＝3，Au原子处于顶点位置，N(Au)＝8× 28＝1，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3∶1，为金属晶体，原子间的作用力为金属键。 1 (3)①由图1可知，晶胞中A位于顶点，晶胞中含有A为8×＝1个，B位于晶胞的体 81 心，含有1个，O位于面心，晶胞中含有O的个数为6×＝3，则化学式为ABO3。 2 ②由金属在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表的f、d、p区，故A正确；氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，因此氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能，故B错误；元素的电负性越强，金属性越弱，故C正确；图中堆积方式为镁型，故D错误。 5
2020高考化学大一轮复习第十一章物质结构与性质第3节检测(含解析)
