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1专题11第35题物质结构与性质（考前训练）1．材料是人类文明进步的阶梯，第ⅢA、ⅣA、VA及Ⅷ族元素是组成特殊材料的重要元素。回答下列问题：（1）基态B核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图形状为________。与硼处于同周期且相邻的两种元素和硼的第一电离能由大到小的顺序为______。（2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态氮原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为_____。（3）经测定发现，N2O5固体由NO2+和NO3-两种离子组成，该固体中N原子杂化类型有__。（4）MgCO3的热分解温度_____(填“高于”或“低于”)CaCO3的原因是________。（5）NH3分子在独立存在时H－N－H键角为107°。如图是[Zn(NH3)6]2＋离子的部分结构以及H－N－H键角的测量值。解释NH3形成如图配合物后H－N－H键角变大的原因：_________。（6）某种金属锂的硼氢化物是优质固体电解质，并具有高储氢密度。阳离子为Li+，每个阴离子是由12个硼原子和12个氢原子所构成的原子团。阴离子在晶胞中位置如图所示，其堆积方式为_____，Li+占据阴离子组成的所有正四面体中心，该化合物的化学式为_____（用最简整数比表示）。假设晶胞边长为anm，NA代表阿伏伽德罗常数的值，则该晶胞的密度为_____g/cm3。2．碳是地球上组成生命的最基本的元素之一。按要求回答：（1）碳原子核外有________种不同空间运动状态的电子，第一电离能介于B和C之间的元素的名称为_________。（2）碳元素能形成多种无机物。①CO32-的立体构型是_______________。②MgCO3分解温度比CaCO3低的原因是_________________________。2③石墨与钾可形成石墨夹层离子晶体C8K（如图），其结构为每隔一层碳原子插入一层钾原子，与钾原子层相邻的上下两层碳原子排列方式相同，则与钾最近等距的配位碳原子有_________个。（3）碳也可形成多种有机化合物，下图所示是一种嘌呤和一种吡啶的结构，两种分子中所有原子都在一个平面上。①1mol吡啶分子中含有σ键数目是__________。②嘌呤结构中N原子的杂化方式为________。③嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大，解释原因________________________________。（4）将立方金刚石中的每个碳原子用一个由4个碳原子组成的正四面体结构单元取代可形成碳的一种新型三维立方晶体结构——T-碳。已知T-碳密度为ρg/cm，阿伏加德罗常数为NA，则T-碳的晶胞参数a=________pm(写出表达式即可)。3．铁氧体是一种磁性材料，具有广泛的应用。(1)基态铁原子的核外电子排布式为［Ar］_____________。(2)工业制备铁氧体常使用水解法，制备时常加入尿素[CO(NH)2]2、醋酸钠等碱性物质，尿素分子中四种不同元素的电负性由大到小的顺序是_______；醋酸钠中碳原子的杂化类型是_________。(3)Fe3O4具有许多优异的性能，在磁性材料等领域应用广泛，化学共沉淀法是制备Fe3O4颗粒最常用的方法之一，方法是将FeSO4和FeCl3溶液以1：2投料比混合，再加入NaOH溶液，即可产生Fe3O4颗粒，则该3反应的离子方程式为______________。(4)晶体Fe3O4的晶胞如图所示，该晶体是一种磁性材料，能导电。①晶胞中亚铁离子处于氧离子围成的___________(填空间结构)空隙。②晶胞中氧离子的堆积方式与某金属晶体原子堆积方式相同，该堆积方式名称为________。③解释Fe3O4晶体能导电的原因：_________________________；若晶胞的体对角线长为amm，则Fe3O4晶体的密度为________(阿伏加德罗常数用NA表示)g·cm—34．第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常称为高温半导体材料。回答下列问题：(1)基态Ga原子价层电子的轨道表达式为_________________________，第一电离能介于N和B之间的第二周期元素有_______种。(2)HCN分子中σ键与π键的数目之比为_______，其中σ键的对称方式为___________。与CN—互为等电子体的分子为___________。(3)NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分，其中阴离子中心原子的杂化轨道类型为_________。NF3的空间构型为____________。(4)GaN、GaP、GaAs都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，分析其变化原因_________________________________________________________。GaNGaPGaAs熔点1700℃1480℃1238℃(5)GaN晶胞结构如下图所示。已知六棱柱底边边长为acm，阿伏加德罗常数的值为NA。4①晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为_____________；②GaN的密度为______________________g·cm−3(用a、NA表示)。5．工业上利用如下反应制取P4：2Ca(PO4)2+6SiO2+10C6CaSiO3+P4+10CO回答下列问题：(1)基态硅原子的核外电子排布式为___。(2)Si、P、S元素第一电离能大小关系为___。(3)P4中P原子的杂化方式是___，P4的空间结构为___，键角∠PPP=___。(4)与CO互为等电子的阴离子是___(填化学式)。(5)晶体硅与金刚石结构相似，下图为晶体硅的晶胞结构。已知硅原子的半径为rnm，晶体硅的密度是___g/cm3。(6)硅的含氧化合物都以硅氧四面体(SiO4)作为基本结构单元，如图a所示，可简化为图b。硅、氧原子通过共用氧原子形成各种不同的硅酸根负离子，如图c和图d，图c的化学式____________。在无限长链的硅酸根中硅氧原子之比为____。硅、氧原子除可形成长链外，也可形成层状和立体网状结构。在立体网状结构中，硅、氧原子数之比为____。6．一定条件下，Fe、HCN与K2CO3可发生反应Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O。请回答下列问题：(1)金属铁的堆积方式为___________，其配位数为___________。(2)HCN分子的结构式为___________，写出一种与CN－互为等电子体的阴离子：___________。5(3)键角NH3___________(填“”“”或“=)NF3，原因是___________。(4)K4Fe(CN)6的中心离子的核外电子排布式为___________。(5)C、N、O、H的第一电离能由小到大的顺序为___________。(6)冰的晶体结构模型如图所示，其晶胞结构(如图所示)与金刚石的晶胞结构相似，水分子间以氢键相连，则一个晶胞中含有___________个氢键，用NA表示阿伏加德罗常数的值，若氢键的键长为dnm，则晶体密度ρ=___________g·cm－3(用含有d、NA的代数式表示)。7．铜是人类最早发现并广泛使用的一种金属。向硫酸铜溶液中逐滴滴加稀氨水，产生蓝色沉淀：继续滴加稀氨水，沉淀溶解，溶液最终变为深蓝色：再向深蓝色溶液中加入无水乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O。回答下列问题：(1)基态Cu原子中，电子在核外排布的原子轨道共有________个。(2)N、O、S元素的原子对键合电子吸引力最大的是_________。(3)[Cu(NH3)4]2+中，提供孤对电子的是________。Cu(NH3)2Cl2有两种同分异构体，其中一种可溶于水，则此种化合物是________(填“极性”或“非极性”)分子，由此推知[Cu(NH3)4]2+的空间构型是________。(4)NH3中N原子的杂化方式是_________，乙醇分子中采用同样杂化方式的原子有_________________个。(5)硫元素对应的含氧酸酸性是H2SO4强于H2SO3，其原因为_________。(6)铜的一种氧化物晶体结构如图所示，该氧化物的化学式是________。若该晶体结构为长方体，其参数如图，阿伏加德罗常数为NA，则该氧化物的密度为_________g·cm－3。8．2018年7月5日《科学》杂志在线报道：美国研究人员合成一种新的具有超高热导率半导体材料一砷化硼(BAs)。回答下列问题：(1)基态As原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_____________，基态B原子核外电子占据最高能级6的电子云轮廓图为_____________。(2)通过反应4BI3(g)+As4(g)4BAs(s，晶体)十6I2(g)可制备BAs晶体，As4结构如图所示。①BI3分子空间构型为____________，其中B原子杂化方式是____________________。②As4分子中键角为____________度，分子中成键电子对与孤电子对数目之比为________________。(3)晶态单质硼有多种结构，它们都以B12[结构如图所示]为基本的结构单元。B12结构单元为正_________面体。单质硼的熔点为2180℃，它属于_____________晶体。(4)BAs晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为0.4777nm，阿伏加德罗常数的值为NA。As原子的配位数为___________；BAs品体的密度为__________g·cm-1(列出计算式)。9．砷化镍可用于制作发光器件、半导体激光器、太阳能电池和高速集成电路。（1）基态Ni原子的价电子排布式为___，基态As原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__形。（2）第一电离能As___Se(填“”或“＜”)，原因是____。As2O3(砒霜)是两性氧化物，As2O3溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3用LiAlH4还原生成AsH3。（3）①AlH4-的中心原子的杂化方式为___，其空间构型为____，写出一种与AlH4-互为等电子体的分子的化学式___。②AsH3分子中H—As—H键角__109.5°（填“”、“=”或“＜”)。AsH3沸点低于NH3，其原因是____。（4）有机砷是治疗昏睡病不可缺少的药物，该有机砷中存在的化学键的种类为____(填字母编号)。7a．离子键b．σ键c．π键d．碳碳双键（5）砷化镍激光在医学上用于治疗皮肤及粘膜创面的感染、溃疡等，砷化镍晶胞如图所示，该晶胞密度ρ为____g·cm-3(列式即可，不必化简)。10．苯甲酸甲酯在NaBH4、ZnCl2等作用下可转化为醇，其中NaBH4转化为H3BO3：(1)Zn2+基态核外电子排布式为_____。(2)苯甲醇()中碳原子的杂化轨道类型为_____。(3)1mol苯甲酸甲酯()分子中含有σ键的数目为_____mol。(4)与BH4﹣互为等电子体的阳离子为_____(填化学式)，BH4﹣离子的空间构型为(用文字描述)_____。(5)硼酸是一种层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。1molH3BO3晶体中有_____mol氢键。11．钛被誉为“21世纪的金属”，可呈现多种化合价．其中以+4价的Ti最为稳定．回答下列问题：（1）基态Ti原子的价电子轨道表示式为________．（2）已知电离能：I2(Ti)=1310kJ/mol，I2(K)=3051kJ/mol．I2(Ti)I2(K)，其原因为________．（3）钛某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结如下图所示：8①铁的配位数为________，碳原子的杂化类型________．②该配合物中存在的化学键有________(填字母标号)．a．离子健b．配位键c．金属健d．共价键e．氢键（4）钛与卤素形成的化合物熔沸点如下表所示：分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现