1、易错点26 物质结构与性质模拟题训练1铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:（1）基态铁原子的价电子排布图为_（2）铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_Fe3+(填“大于”或“小于”)，原因是_。（3）纳米氧化铁能催化火管推进剂NH4ClO4的分解，NH4+的结构式为_(标出配位键)，其中氮原子的杂化方式为_;与 ClO4-互为等电子体的分子或离子为_(任写两种)。（4）金属铁晶体原子采用体心立方堆积。则铁晶体的空间利用率为_ (用含的式子表示)。（5）某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。则该化合物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为
2、_(填最简整数比)；已知该晶体的密度dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA，则晶胞参数为_nm(用含d和NA的代数式表示)。（6）一种铁、碳形成的间隙化合物的晶体结构如图所示，其中碳原子位于铁原子形成的八面体的中心。每个铁原子又为两个八面体共用。则该化合物的化学式为_。【答案】 小于 Fe2+的价电子排布式为3d6,Fe3+的价电子排布式为3d5,Fe3+的3d能级为半充满状态，较稳定 sp3 CCl4、PO43- 1:2:4 Fe3C 2铁、钴、镍等金属单质及化合物有广泛的应用。（1）已知锂离子电池总反应方程式是FePO4(s)+Li(s) LiFePO4(s)。请写出Fe3+的电子排布式_
3、，PO43-离子中p原子杂化轨道类型_。（2）化合物“钴酞菁”能显著提升二次电池的充放电效率，下图是改性“氨基钴酞菁”分子的结构图。一个电子的运动状态取决于_种因素，基态Co原子中空间运动状态不同的电子数为_种。氨基钴酞菁中非金属元素的电负性从大到小的顺序为_“氨基钴酞菁”比“钴酞菁”显著溶于水，请简述其原因_。（3）K3Co(NO2)6中存在的化学键类型有_，配位数为_。（4）Sr和Ca为同族金属元素，CaO与SrO熔点更高、硬度更大，请简述原因_。（5）如上图所示为NiO晶体的晶胞示意图：该晶胞中与一个Ni最近等距离的O构成的空间几何形状为_。在NiO晶体中Ni2+的半径为apm，O3-的
4、半径为bpm，假设它们在晶体中是紧密接触的，则其密度为_g/cm3。（用含字母a、b的计算式表达）【答案】1s22s22p63s23p63d5或【Ar】3d5 sp3 4 15 NCH 引入的氨基可与水分子之间形成氢键 离子键、共价键、配位键 6 CaO的晶格能大于SrO的晶格能，所以CaO比SrO熔点更高、硬度更大 正八面体 则其密度为=g/cm3。3（1）基态溴原子的价层电子轨道排布式为_。第四周期中，与溴原子未成对电子数相同的金属元素有_种。（2）铍与铝的元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有_(填标号)。A都属于p区主族元素B电负性都比镁大C第一电离能都比镁大D氯化物的水溶液pH均
5、小于7（3）Al元素可形成AlF63、AlCl4配离子，而B元素只能形成BF4配离子，由此可知决定配合物中配位数多少的因素是_；AlCl4-的立体构型名称为_。（4）P元素有白磷、红磷、黑磷三种常见的单质。白磷（P4）易溶于CS2，难溶于水，原因是_黑磷是一种黑色有金属光泽的晶体，是一种比石墨烯更优秀的新型材料。白磷、红磷都是分子晶体，黑磷晶体与石墨类似的层状结构，如图所示。下列有关黑磷晶体的说法正确的是_。A黑磷晶体中磷原子杂化方式为sp2杂化B黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力C黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上DP元素三种常见的单质中，黑磷的熔沸点最高（5）F2中F-F键的键
6、能(157kJ/mol)小于Cl2中Cl-Cl键的键能(242.7kJ/mol)，原因是_。（6）金属钾的晶胞结构如图。若该晶胞的密度为a g/cm3，阿伏加得罗常数为NA，则表示K原子半径的计算式为_。【答案】 4 BD 中心原子半径、配位原子的半径 正四面体 P4 、CS2是非极性分子，H2O是极性分子，根据相似相溶原理，P4难溶于水 BD F的原子半径小，孤电子对之间的斥力大 4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）。A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E.766
7、.5（2）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，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a=0.446nm，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_。【答案】A N 球形 K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 V形 sp3 0.315 1
8、2 5钴、铁、镓、砷的单质及其化合物在生产生活中有重要的应用。回答下列问题：(1) 写出As的基态原子的电子排布式_。(2)N、P、As为同一主族元素，其电负性由大到小的顺序为_，它们的氢化物沸点最高的是_。将NaNO3和Na2O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO42-互为等电子体，则该阴离子的化学式是_。(3) Fe3+、Co3+与N3-、CN-等可形成络合离子。K3Fe(CN)6可用于检验Fe2+,配体CN-中碳原子杂化轨道类型为_。Co(N3)(NH3)5SO4中Co的配位数为_,其配离子中含有的化学键类型为_(填离子键、共价键、配位键)，C、N、O 的第一电离能最大
9、的为_，其原因是_。(4) 砷化镓晶胞结构如下图。晶胞中Ga与周围等距且最近的As形成的空间构型为_。已知砷化镓晶胞边长为apm,其密度为pgcm-3,则阿伏加德罗常数的数值为_(列出计算式即可)。【答案】Ar 3d104s24p3 NPAs NH3 NO43- sp 6 共价键、配位键 N 氮原子2p轨道上的电子为半充满，相对稳定，更不易失去电子 正四面体 6氮、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。（1）基态磷原子价电子排布的轨道表示式为_。（2）元素B、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_。（3）食品添加剂NaNO2中NO2-中心原子的杂化类型是_，与NO2-互为等电子体的分子的化学式
10、为_。(写1种)。（4）N2H4是火箭的燃料，与氧气的相对分子质量相同，它在常温常压下是液态，而氧气是气态，造成这种差异的主要原因是_。（5）磷化硼是一种耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高温下在氢气中反应合成。三溴化磷分子的空间构型是_，三溴化硼键角是_。磷化硼晶体晶胞如图所示:其中实心球为磷原子，在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为_，磷原子的配位数为_，该结构中有一个配位键，提供空轨道的原子是_。己知晶胞边长apm，阿伏加德罗常数为NA。则磷化硼晶体的密度为_g/cm3。磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(图中虚线圆圈表示P原子的投影)，用实线圆圈画出B原子的投
11、影位置(注意原子体积的相对大小)。_【答案】 NOB sp2杂化 SO2、O3 N2H4分子间存在氢键，O2分子间只有范德华力，氢键比范德华力强 三角锥形 120 面心立方最密堆积 4 B 或 【解析】(1)P为15号元素，基态磷原子价电子排布的轨道表示式为，故答案为：；7金属铁及其化合物在材料、航空工业上有重要用途。回答下列相关问题：(1)基态钛原子中有_个状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓图形状为_，写出其价电子的轨道表达式_。(2)化合物TiO2不仅是常用的白色颜料，也是一些反应的良好催化剂，如：有机物X中C原子的杂化轨道类型为_，1mol Y中所含键的数目是_。(3)已知TiCl
12、4在常温下是无色液体，TiCl4的晶体类型是_晶体，其空间构型是_。(4)自然界中有丰富的钛矿资源，如右图表示的是钡钛矿晶体的晶胞结构，经X射线分析，该晶胞为正方体，晶胞参数为apm。写出钡钛矿晶体的化学式_，其密度是_gcm-3。【答案】22 球形 sp3、sp2 16NA 分子 正四面体 BaTiO3 233/(a10-10)3NA =g/cm3，故答案为：BaTiO3；。8利用合成的新型三元催化剂La0.8Cu0.2Ni1-xMxO3(M 分别为Mn、Fe和Co)可以使汽车尾气中NO和CO发生反应而减少尾气污染，同时可大大降低重金属的用量。回答下列问题：（1）Mn2+的核外电子排布式为：
13、_，其单电子数为_。（2）C、N、O、Mn电负性由大到小的顺序是_。（3）也是常见配体，其中采取sp2杂化的碳原子和sp3杂化的碳原子个数比为_。（4）蓝色物质KFe(III)xFe(II)(CN)6可缓解重金属中毒，x=_；该物质中不存在的作用力有_。A范德华力 B离子键 C键 D键 E.氢键（5）副族元素钴的氧化物可以在室温下完全氧化甲醛(HCHO)。甲醛分子的立体构型为_；甲醛常温下为气体而甲醇(CH3OH)为液体的原因是_ 。（6）副族元素Mn和元素Se形成的某化合物属于立方晶系，其晶胞结构如图所示，其中(为Se， 为Mn)，该化合物的化学式为_，Se的配位数为_，Mn和Se的摩尔质量
14、分别为M1g/mol、M2g/mol，该晶体的密度为g/cm3,则MnSe键的键长为_nm(计算表达式)。【答案】1s22s22p63s23p63d5或者Ar3d5 5 ONCMn 1:1 1 AE 平面三角形 甲醇可以形成分子间氢键 MnSe 4 【解析】(1)锰是25号元素，Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其中3d5中的5个电子分布在5个原子轨道中，因此单电子数为5，故答案为：1s22s22p63s23p63d5；5；(2)元素的金属性越强，电负性数值越小，非金属性越强，电负性数值越大，C、N、O、Mn电负性由大到小的顺序是ONCMn，故答案为：ONCMn；
15、9氢化铝钠（NaAlH4）是一种新型轻质储氢材料，掺入少量Ti的NaAlH4在150时释氢，在170、15. 2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如图所示。（1）基态Ti原子的价电子轨道排布图为_。（2）NaH的熔点为800，不溶于有机溶剂。NaH属于_晶体，其电子式为_。（3）AlCl3在178时升华，其蒸气的相对分子质量约为267，蒸气分子的结构式为_ （标明配位键）（4）AlH4中，Al的轨道杂化方式为_；例举与AlH4空间构型相同的两种离子_（填化学式）。（5）NaAlH4晶体中，与Na+紧邻且等距的AlH4有_个；NaA
16、lH4晶体的密度为_gcm3（用含a的代数式表示）。【答案】 离子 sp3 NH4+、BH4（或“SO42” “PO43” 等其他合理答案） 8 （或“ ”） 10硒化锌是一种透明黄色半导体，也可作红外光学材料，熔点1520。（1）锌离子的电子排布式是_。（2）根据元素周期律，电负性S_Se，第一电离能Se_As(填“”或“”或“”）H2Se的沸点，其原因是：_。（4）NaCl晶胞如图所示，阴、阳离子都具有球型对称结构，它们都可以看做刚性圆球，并彼此“相切”。晶胞中Na的配位数为_，若晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的值用NA表示，若晶体密度为_gcm3。(列出表达式）。（5）铜晶体中铜原子
17、的堆积方式如图所示，铜晶体中原子的堆积模型属于_。若已知铜的原子半径为rcm，表示原子空间占有率的表达式为_。【答案】1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10 H2O分子间存在氢键 6 2341030/NAa3 面心立方堆积 个铜晶胞中含有4个原子，则铜原子的体积为：44/3r3 cm3，晶胞体积为（2 r）3，故空间利用率：（44/3r3）/（2 r）3= ；综上所述，本题答案是：面心立方堆积； 。11（1）普鲁士蓝的化学式为Fe4Fe(CN)63，该物质中存在的化学键有离子键、_和_；含有的Fe3+的核外电子样布式为_。（2）KCN 可被H2O2 氧化为KOCNKOCN 可作为
18、制药原料，其晶体类型是_；碳原子采取sp杂化，1mol该物质中含有的键数目为_。含有的三种非金属元素的电负性由大到小的顺序是_。(2)H2O2常温下是液体，沸点较高(150)，其主要原因是_。（3）成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如下左图，As 原子的杂化方式为_，雌黄和SnCl2 在盐酸中反应转化为雌黄(As4S4) 和SnCl4，SnCl4 分子的空间构型为_。（4）某晶体的晶胞结构如上右图所示，该晶体的化学式为_，该晶胞参数分别为apm，cpm，=120如图示；1号原子坐标为(0，0，0)，2 号原子坐标为(1/3，2/3，0)，则3号原子坐标为_，计算上述晶体中A和
19、B 两原子间的最小核间距为_pm。【答案】共价键 配位键 Ar3d5 离子晶体 2NA ONC H2O2分子之间可以形成氢键 sp3杂化 正四面体形 AB (1/2，2/3，1/2) 12我国化学家在“铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)高温超导”材料研究上取得了重要成果，该研究项目荣获2013年度“国家自然科学奖”一等奖。（1）基态砷原子的价电子排布式为_。（2）氟、氧、砷三种元素的电负性由大到小的顺序是_(用相应的元素符号填空)。（3）Fe(SCN)3溶液中加人NH4F，发生如下反：Fe(SCN)3+6NH4F= (NH4)3FeF6+3NH4SCNNH4F 中阳离子的立体构型为_。(NH4)3F
20、eF6存在的微粒间作用力有_(选填序号，下同)。a.离子键 b.共价键 c.金属键 d.配位键 e.范德华力 f.氢键已知SCN中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则C原子的杂化方式为_，该原子团中与键个数比为_。（4）FeCl3晶体易溶于水、乙醇，受热易气化，而FeF3晶体熔点高于1000oC，试解释两种化合物熔点差异较大的原因：_。（5）S和Fe形成的某化合物，其晶胞如图所示，则该物质的化学式为 _。设该晶胞的密度为 g/cm3，用NA表示阿伏加德罗常数，则该晶胞中距离最近的S原子之间的距离为（列出计算式即可）_cm。【答案】4S24P3 FOAs 正四面体 abd sp 1:1 FeF3
21、为离子晶体，FeCl3为分子晶体 FeS 【解析】（1）主族元素基态原子的价层电子排布就是最外层电子排布，所以基态砷原子的价层电子排布式为4s24p3，故答案为：4s24p3；13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_。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4 蓝色溶液。 Ni(NH3)6SO4中 H、N、O 元素的电负性由大到小的顺序为_；SO42的立体构型是_；与 SO42互为等电子体的微粒为_（填化学式，任写一种）。 氨的沸点高于膦（PH3），原因是_；
22、氨是_分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为 。(3)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1959kJ/mol ，INi=1753kJ/mol ，第二电离 ICuINi 的原因是_。(4)铜的某种氯化物不仅易溶于水，而且易溶于乙醇和丙酮，其链状结构如图所示，则该氯化物的 化学式为_，属于_晶体。(5)Cu2+与乙二胺可形成上右图所示配离子，其中所含化学键类型有 _（填标号）。a配位键 b极性键 c离子键 d非极性键 e金属键(6)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。【答案】1s22s22p63s23p63d84s2 ONH 正四面体 CCl
23、4 PO43-等 氨气分子之间形成氢键 极性 sp3 Cu失去的是全充满的3d10电子，Ni失去的是4s1电子，Cu的核外电子排布更稳定，失去第二个电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的； CuCl2 分子 abd 3：1 电子更难，元素铜的第二电离能高于镍的；（4）由均摊法求解化学式，铜：21/2=1，氯：2，化学式为CuCl2；铜的某种氯化物不仅易溶于水，而且易溶于乙醇和丙酮，具有分子晶体的特征；（5）由图含有aCu-N为配位键 bCu-N、C-N-H、CH极性键dC-C非极性键，故选abd；（6）晶胞中Ni处于顶点，Cu处于面心，则晶胞中Ni原子数目为81/8=1、Cu原子数目=61/2=
24、3，故Cu与Ni原子数目之比为3：1。14铜的化合物有很多，用途很广。如磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性原件。(1)基态锡原子的价电子排布式为_，据此推测，锡的最常见正价是_ 。(2)磷化铜与水反应产生有毒的磷化氢(PH3),PH3分子的中心原子的杂化方式是_ 。(3)磷青铜中的锡、磷两种元素电负性的大小为Sn_P(填“”“”“”或“=”)。某磷青铜晶胞结构如下图所示:(5)该晶体中P原子位于_空隙中。(6)若晶体密度为ag/cm3,P与最近的Cu原子核间距为_pm(用含NA的代数式表示)。【答案】5s25p2+2、+4sp3”“”“”或
25、“”）；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nm，则r(O2-)为_ nm (用含的算式表示，不必运算化简，下同)。MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为nm，则r(Mn2+)为_nm(用含、的算式表示)。【答案】1s22s22p63s23p63d54s2 或Ar3d54s2 OCospsp3CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大离子键和键 【解析】（1）Mn的原子序数为25，Mn原子核外有25个电子，根
26、据构造原理，基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2（或Ar 3d54s2）；Mn为金属元素易失去电子，O为非金属元素，第一电离能：MnSSi BC SCN 或N3- 三角锥形 Ar3d6 1.42108 =4r34/3，晶胞体积=（2r）3，晶胞中Al原子总质量= ，解得r= cm= 1.42108cm。20常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、砷化镓（GaAs）太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。 (1)镓元素位于元素周期表的_周期_族，砷原子核外的电子有_种运动状态。(2)Si、P、S 的第一电离能由大到小的顺序是 _， 二氧化硅和干冰晶
27、体的熔点差别很大，其原因是_。(3)与AsF3互为等电子体的分子为_（只写一中），其空间构型为_。(4)硼酸(H3BO3)本身不能电离出H+，在水溶液中易结合一个OH生成B(OH)4，而体现弱酸性。B(OH)4中B原子的杂化类型为_。B(OH)4的结构式为_。(5)金刚石的晶胞如图所示，若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子，便得到晶体硅；若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子，且碳、硅原子交替，即得到碳化硅晶体(金刚砂)。金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是_(用化学式表示)；金刚石的晶胞参数为a pm(1 pm1012 m)。 金刚石晶胞的密度为_g/cm3(只要求列算式，阿伏加德
28、罗常数为NA)。【答案】4 A 33 PSSi SiO2是原子晶体，融化时需破坏共价键，干冰是分子晶体，融化时需破坏范德华力，共价键的键能远大于范德华力，所以二氧化硅的熔点远高于干冰晶体 PCl3 三角锥形 sp3 CSiCSi 9.61031/a3NA 【解析】 (1)镓元素为31号元素，位于元素周期表的4周期A 族，砷原子核电荷数为33，核外的电子有33运动状态；综上所述，本题答案是：4，A，33。 (2) 同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；Si、P、S元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，P处于第VA族,所以第一电离能
29、：PSSi；SiO2是原子晶体，融化时需破坏共价键，干冰是分子晶体，融化时需破坏范德华力，共价键的键能远大于21元素及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用，回答下列问题：(1)参照下图 B、F 元素的位置，依据第二周期元素第一电离能的变化规律，用小黑点标出 C、N、O 三 种元素的相对位置。(2)碳的一种单质的结构如图(a)所示，则碳原子的杂化轨道类型为_ 。(3)二卤化铅 PbX2 的熔点如图(b)所示，可推断：依 F、Cl、Br、I 次序，PbX2 中的化学键 的离子性_( 填“增 强”、“ 不变”或“减弱”， 下 同 )， 共价性_。(4)NH3 和 F2 在 Cu 催化下可发
30、生反应 4NH3+3F2 NF3+3NH4F，化学方程式中的 5 种物质所属的晶体 类型有_(填序号)。写出基态铜原子的价电子排布式_。a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体(5)BF3 与一定量水形成(H2O)2BF3 晶体 Q，Q 在一定条件下可转化为 R：晶体 R 中含有的化学键包 括_。(6)水杨酸第一级电离形成离子，相同温度下，水杨酸的 Ka2_苯酚()的 Ka(填“”“ =”或“”)，其原因是_。(7)碳的另一种单质 C60 可以与钾形成低温超导化合物，晶体结构如图(c)所示，K 位于立方体的棱上和 立方体的内部，此化合物的化学式为_；其晶胞参数为 1.4 nm，阿伏加德罗常数用 NA 表 示，则晶体的密度为_gcm-
