1、题型六 物质结构与性质(选考)1(2017福建省莆田第一中学高三考前模拟)Fe、HCN 与 K2CO3在一定条件下发生如下反应：Fe6HCN2K 2CO3=K4Fe(CN)6H 22CO 22H 2O，回答下列问题：(1)此化学方程式中涉及的第二周期元素的电负性由小到大的顺序为_。(2)配合物 K4Fe(CN)6的中心离子是_，该离子价电子的基态电子排布图为_。(3)1 mol HCN 分子中含有 键的数目为_，HCN 分子中碳原子轨道杂化类型是_，与 CN 互为等电子体的阴离子是_。(4)K2CO3中阴离子的空间构型为_，其中碳原子的价层电子对数为_。(5)冰的晶体结构模型如图，它的晶胞与金
2、刚石相似，水分子之间以氢键相连接，在一个晶胞中有_个氢键，若氢键键长为 d nm，则晶体密度(gcm 3 )计算式为_(用 NA表示阿伏加德罗常数的值)。答案 (1)C”或“第A，第A第A，因此第一电离能：SeAs。(3)考查电子式书写、分子构型的判断，H 2S的电子式为 ，H 2Se 中心原子 Se 有 2 个 键，孤电子对数为(621)/22，分子构型为 V 形。(4)考查分子间氢键对物质物理性质的影响，H 2O 中存在分子间氢键，H 2Se 不存在分子间氢键，因此 H2O 的熔、沸点高于 H2Se。(5)考查金属晶体堆积方式，Zn 是六方最密堆积，其配位数为 12。(6)考查晶胞的计算，
3、根据晶胞的结构，Zn 位于内部，Se 位于顶点和面心，因此 1 个晶胞中含有 4 个 ZnSe，其质量为 144 g，因此 144 g ZnSe 含有晶胞的个数为 。4NA NA44(2017河北省衡水中学高三第二次模拟考试)氮和磷元素的单质和化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛，请根据提示回答下列问题：(1)科学家合成了一种阳离子为“N ”，其结构是对称的，5 个 N 排成“V”形，每个 N 原子n5都达到 8 电子稳定结构，且含有 2 个氮氮三键；此后又合成了一种含有“N ”化学式为n5“N8”的离子晶体，其电子式为_，其中的阴离子的空间构型为_。 (2)2001 年德国专家从硫
4、酸铵中检出一种组成为 N4H4(SO4)2的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以 SO 和 N4H 两种离子的形式存在。N 4H 根系易吸收，但它遇到碱时会生成类似24 44 44白磷的 N4分子，不能被植物吸收。1 个 N4H 中含有_个 键。44(3)氨(NH 3)和膦(PH 3)是两种三角锥形气态氢化物，其键角分别为 107和 93.6，试分析 PH3的键角小于 NH3的原因_。(4)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图 1 所示。P 4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_。每个 P4S3分子中含孤电子对的数目为_。(5)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图 2 所示，该化合物的化学式为_。若
5、晶胞底边长为 a nm，高为 c nm，则这种磁性氮化铁的晶体密度为_gcm 3 (用含 a、 c 和 NA的式子表示)(6)高温超导材料，是具有高临界转变温度(Te)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导材料镧钡铜氧化物中含有 Cu3 。基态时 Cu3 的电子排布式为Ar_；化合物中，稀土元素最常见的化合价是3，但也有少数的稀土元素可以显示4 价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示4 价的稀土元素是_(填元素符号)。几种稀土元素的电离能(单位：kJmol 1 )元素 I1 I2 I3 I4Sc(钪) 633 1 235 2 389 7 019Y(铱) 616 1 181
6、1 980 5 963La(镧) 538 1 067 1 850 4 819Ce(铈) 527 1 047 1 949 3 547答案 (1) 直线形 (2)10 (3)N 的电负性强于 P，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而 PH3的键角小于 NH3(或氮原子电负性强于磷原子，PH 3中 P 周围的电子密度小于 NH3中 N 周围的电子密度，故 PH3的键角小于 NH3) (4)sp 3 10 (5)Fe 3N 1021 (6)3d 8 Ce72839a2cNA解析 (1)N 结构是对称的，5 个 N 排成 V 形，5 个
7、 N 结合后都达到 8 电子结构，且含有 2 个n5NN 键，满足条件的结构为 ，故“N ”带一个单位正电荷。因此n5化学式为“N 8”的离子晶体是由 N 和 N 形成的，电子式为 5 3。其中的阴离子和 CO2互为等电子体，则其空间构型为直线形。(2)N 4与白磷的结构类似为三角锥形，因此 N4H 的结构式为44，所以 1 个 N4H 中含有 10 个 键。 (3)由于 N 的电负性强于44P，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更近，成键电子对之间距离更小，排斥力更大致使键角更大，因而 PH3的键角小于 NH3。(4)P 4S3分子中硫原子的价层电子对数是 4，含有 2 对孤对电
8、子，杂化轨道类型为 sp3。分子中每个 P 含有 1 对孤对电子，每个 S 含有 2对孤对电子，则每个 P4S3分子中含孤电子对的数为 413210。(5)根据均摊法在氮化铁晶胞中，含有 N 原子数为 2，Fe 原子数为 21/2121/636，所以氮化铁的化学式Fe3N；若晶胞底边长为 a nm，高为 c nm，则晶胞的体积是 a2c nm3，所以这种磁性氮化铁的332晶体密度为 gcm3 1021gcm3 。(6)铜的原子序数是 29，基364NA332a2 c10 21 72839a2 cNA态时 Cu3 的电子排布式为Ar 3d8；根据表中数据可知 Ce 的第三电离能与第四电离能相差最
9、小，所以最有可能显示4 价的稀土元素是 Ce。5(2017河北省衡水中学高三高考押题卷)铁元素和碳元素形成的单质及化合物在生产、生活中有广泛的用途，请回答下列问题：(1)基态 Fe 原子的价层电子的电子排布图为_；其最外层电子的电子云形状为_。(2)(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O 俗称摩尔盐。其阴离子的 VSEPR 模型名称为_。写出一种与 NH 互为等电子体的分子的电子式：_。 4(3)Fe(CO)5可用作催化剂、汽油抗爆剂等。其分子中 键和 键的数目之比为_。CO的沸点高于 N2的原因是_。(4)碳元素可形成多种单质。石墨烯是从石墨中剥离出来的由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料。
10、其中碳原子的杂化方式为_。金刚石的晶胞如图所示。若晶胞参数为 a pm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_；1 cm3晶体的平均质量为_(列出计算式即可)。答案 (1) 球形 (2)正四面体形 (或 ) (3)11 二者相对分子质量相同，CO 为极性分子，N 2为非极性分子，CO 的分子间作用力大于 N2的 (4)sp 2 34% 9.61031a3NA解析 (1)基态 Fe 原子的价层电子排布式为 3d64s2，可得其价层电子的电子排布图。 其最外层电子为 4s 电子，故电子云形状为球形。 (2)SO 的价层电子对数目为 4，其 VSEPR 模型名24称为
11、正四面体形。 根据等电子体的含义：原子总数相同且价电子数相等，与 NH 互为等电子 4体的分子为 CH4或 SiH4，可写出其电子式。(3)Fe(CO) 5分子中 Fe 原子与 5 个 CO 形成 5 个 键，每个 CO 分子中含有 1 个 键和 2 个 键，故二者的数目之比为 11。 二者相对分子质量相同，组成和结构相似，极性越强，分子间作用力越大，沸点越高。(4)石墨中碳原子与其他三个碳原子之间形成三个 键，其空间构型为平面三角形，故杂化方式为 sp2。空间利用率等于晶胞中原子实际占用体积除以晶胞体积，可得其空间利用率为 34%。每个金刚石的晶胞实际占用 8 个碳原子，其质量为(128)/ NA g；晶胞的体积为( a1010 )3cm3,1 cm3 晶体中平均含有晶胞的数目为 1/(a1010 )3，则 1 cm3 晶体的平均质量为 1a10 103g g。128NA 9.61031a3NA
