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《高考12题逐题突破》：物质结构与性质综合题的研究(选考)——以某类元素及化合物为载体的综合题【核心突破】1.题型特点以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质，独立或侧重考查原子结构、分子结构和晶体结构。2.解题指导除“考向一”中的解题策略外，常见分析、比较类解题技巧如下：(1)第一电离能、电负性：掌握规律和特殊。随着原子序数的递增，元素的第一电离能、电负性呈周期性变化：同周期从左到右，元素的第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，除第一周期外，碱金属的第一电离能最小；同主族元素从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。(2)稳定性强弱：化学键的稳定性、分子的稳定性比较。(3)熔、沸点的高低、晶体类型、构成晶体微粒间作用力大小。①不同晶体类型的熔、沸点比较：(一般规律)；②同种晶体类型的熔、沸点比较：(结构相似)分子晶体、原子晶体、离子晶体；③金属晶体：由于金属键的差别很大，其熔、沸点差别也很大。【提升训练答案+解析】1.N、P、As、Ga、Cr、Cu等元素形成的化合物种类繁多，具有重要的研究价值和应用价值。请回答下列问题：(1)基态Cr原子的价电子排布式为________。(2)N2F2分子中，氮原子的杂化轨道类型为________，N2F2可能的两种结构为________________________________________________________________________。(3)PCl3和PCl5是磷元素形成的两种重要化合物，请根据价层电子对互斥理论推测PCl3的立体构型：______________。(4)砷化镓的熔点为1238℃，具有空间网状结构，作为半导体，性能比硅更优良。砷化镓属于________晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同类型晶体，则两种晶体熔点较高的是________(填化学式)，其理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。上述两种晶体的四种元素电负性最小的是________(填元素符号)。(5)铜的化合物种类很多，如图所示的是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为acm，则氯化亚铜密度的计算式为ρ＝________g·cm－3(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案(1)3d54s1(2)sp2(3)三角锥形(4)原子BN二者均为原子晶体，B—N键的键长比Ga—As键的键长短，键能更大Ga(5)4×99.5a3NA[思路点拔]解析(1)Cr的原子序数为24，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价电子排布式为3d54s1。(2)在N2F2分子中，F原子与N原子共用1对电子达到8电子稳定结构，两个N原子间需共用两对电子达到8电子稳定结构，即因此1个N原子形成2个σ键，1个π键，还有1对孤电子对，因此价层电子对数为3，杂化轨道类型为sp2。因为存在N==N键，类比C==C键的顺反异构可知，可形成的两种分子结构为和。(3)磷原子最外层有5个电子，其中3个电子分别和氯原子形成三对共用电子对，另有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论推测PCl3的立体构型为三角锥形。(4)砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1238℃，熔点较高，为原子晶体，氮化硼与砷化镓均属于原子晶体，B—N键的键长比Ga—As键的键长短，键能更大，故氮化硼晶体熔点较高。一般情况下，非金属性越强，电负性越大，四种元素中Ga的非金属性最弱，元素电负性最小。(5)氯化亚铜密度计算公式为ρ×V×NA＝N×M，氯化亚铜的摩尔质量(M)为99.5g·mol－1，根据晶胞图可知1个CuCl晶胞中Cu＋有8×18＋6×12＝4个，Cl－有4个，所以该晶胞中含有4个CuCl，已知晶胞的棱长为acm，体积为a3cm3，代入上述公式得ρ＝4×99.5a3NAg·cm－3。2.同周期元素中卤族元素的非金属性最强，能形成许多具有强氧化性的物质，回答下列问题。(1)写出基态溴原子核外电子排布式________________________________________________，氟、氯、溴、氧四种元素中，电负性由大到小的顺序为________________。(2)卤素单质的熔点、沸点随着元素原子序数的递增而升高，其原因是__________________；卤素可形成众多的二元化合物：如OF2、S2Cl2、NF3、PCl3、SnCl2、CCl4等。则SnCl2的分子构型为________，OF2的中心原子杂化类型为________。(3)氯化铬酰(CrO2Cl2)是有机合成中常用的氧化剂或氯化剂，它是易溶于CS2、CCl4的液体，则其晶体类型最可能是__________晶体，分子结构最可能是下列图Ⅰ中的___________。(4)氯元素能形成多种含氧酸，已知常温下电离常数K(HClO)＝3×10－8、K(HClO2)＝1.1×10－2，试从结构上加以解释________________________________________________。(5)氟化钙主要用作冶炼金属的助熔剂，其晶胞结构如图Ⅱ所示，则编号为①的微粒是________(写具体的微粒符号)，若该晶体的密度为ρg·cm－3，则晶胞Ca2＋、F－的最短距离为________cm(阿伏加德罗常数用NA表示，只写出计算式)。答案(1)[Ar]3d104s24p5(或1s22s22p63s23p63d104s24p5)FOClBr(2)卤素单质是分子晶体，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，而相对分子质量随着原子序数的增大而增大V形sp3(3)分子a(4)HClO、HClO2中氯元素化合价分别为＋1价、＋3价，正电性越高，导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移，越易电离出H＋，K值更大一些(5)Ca2＋3434×78ρNA解析(1)由周期表中电负性递变规律并结合元素的性质可确定O、F、Cl、Br电负性大小顺序为FOClBr。(2)卤素单质是分子晶体，分子间作用力随着相对分子质量的增大而增大，而相对分子质量随着原子序数的增大而增大。SnCl2中每个锡原子形成2个σ键，另外还有1对孤电子对，故中心原子锡为sp2杂化，分子为V形，同理分析知OF2的中心原子杂化类型为sp3。(3)由CrO2Cl2的溶解性及CCl4是非极性分子知，CrO2Cl2最可能是非极性分子，故其分子结构中的两个氯原子、两个氧原子处于对称位置，故其最可能的结构为a。(4)HClO、HClO2可表示为HOCl和HOClO，相应地氯元素化合价分别为＋1价、＋3价，正电性越高，导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移，越易电离出H＋，K值更大一些。(5)晶胞中，①代表的微粒个数为8×18＋6×12＝4，另一种微粒个数为8，其个数之比为1∶2，所以①代表Ca2＋，化学式为CaF2。设晶胞边长为acm，则a3·ρ·NA＝4×78，得a＝34×78ρNA，则面对角线为2×34×78ρNAcm，其14为24×34×78ρNAcm，边长的14为14×34×78ρNAcm，所以其最短距离为24×34×78ρNA214×34×78ρNA2cm＝3434×78ρNAcm。