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命题区间七　分子结构、晶体结构与物质性质
(选择题每小题4分，第8题20分，共48分)
成键方式、杂化类型及空间结构的判断
1．(2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是(　　)
[A]三种物质中均有碳碳原子间的σ键
[B]三种物质中的碳原子都是sp3杂化
[C]三种物质的晶体类型相同
[D]三种物质均能导电
2．(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　)
[A]CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
和的空间构型均为平面三角形
[C]CF4和SF4均为非极性分子
[D]XeF2与XeO2的键角相等
3．(2024·甘肃卷T14仿真题)SO3和SO2是硫元素的重要氧化物，下列说法中正确的是(　　)
[A]SO3和SO2的空间结构都是V形
[B]SO3和SO2中S原子杂化方式不同，前者为sp3，后者为sp2
[C]SO3的VSEPR模型为平面三角形，键角为120°
[D]SO2的VSEPR模型为角形，键角小于120°
晶体结构与有关晶胞参数的计算
4．(2023·辽宁卷)晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)，下列说法错误的是(　　)
[A]图1晶体密度为 g·cm-3
[B]图1中O原子的配位数为6
[C]图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1－x
[D]Mg2+取代产生的空位有利于Li＋传导
5．(2023·湖北卷)镧La和H可以形成一系列晶体材料LaHn，在储氢和超导等领域具有重要应用。LaHn属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，LaH2中的每个H结合4个H形成类似CH4的结构，即得到晶体LaHx。下列说法错误的是(　　)
[A]LaH2晶体中La的配位数为8
[B]晶体中H和H的最短距离：LaH2>LaHx
[C]在LaHx晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
[D]LaHx单位体积中含氢质量的计算式为
g·cm-3
6．(2024·安徽卷T14仿真题)新型贮氢材料[NaAlH4]的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]该晶体属于离子晶体
[B]NaAlH4具有很强的还原性
[C]与A点距离最近的Na＋的个数为4
[D]NA表示阿伏加德罗常数的值，则该物质的密度为g·cm-3
7．(2024·河北卷T12衍生题)ZnS可用作荧光粉的基质、光导体材料。其晶胞如图所示：
下列说法错误的是(　　)
[A]晶胞中Zn2+的配位数为4
[B]垂直于晶胞对角面(平面abcd)的投影为
[C]晶胞中甲(Zn2+)的原子分数坐标为(0，0，0)，则乙(S2-)的原子分数坐标为
[D]晶胞棱长为0.540 6 nm，则晶体的摩尔体积Vm＝m3·mol-1
物质结构与性质综合题
8．(20分) (2024·全国甲卷T11仿真题)磷酸亚铁锂(LiFePO4)是锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，作为正极活性物质使用，人们习惯也称其为磷酸铁锂。回答下列问题：
(1)基态锂原子核外能量最高的电子的电子云轮廓图形状为________；基态磷原子第一电离能比基态硫的________(填“大”或“小”)，原因是_____________________________________________________________________。
(2)实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3+。FeCl3与KSCN溶液混合，可得到配位数为5的配合物的化学式是______，其中硫、碳的杂化类型分别是________、________。
(3)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。的空间结构为________；亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐，则H3PO3的结构式为________。
(4)NH3和PH3都是三角锥形分子，但键角NH3>PH3，可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图。已知：氧化亚铁晶体的密度为，NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与O2-紧邻且等距离的Fe2+数目为________，Fe2+与O2-最短核间距为________pm。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)高考真题衍生卷·命题区间七
角度一
1．A　[原子间优先形成σ键，三种物质中均存在σ键，A项正确；金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B项错误；金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合型晶体，C项错误；金刚石中没有自由移动的电子，不能导电，D项错误。]
2．A　[甲烷分子的中心原子C的价层电子对数为4，水分子的中心原子O的价层电子对数也为4，所以它们的VSEPR模型都是四面体，A正确；的中心原子S的价层电子对数为4，孤电子对数为的中心原子C的价层电子对数为3，孤电子对数为0，所以的空间构型为三角锥形的空间构型为平面三角形，B错误；CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误； XeF2和XeO2分子中，孤电子对数不相等，孤电子对数越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误。]
3．C　[A．SO3是平面三角形结构，SO2是V形结构，故A错误；B．SO3和SO2中S原子杂化方式相同，均为sp2杂化，故B错误；C．SO3中的S无孤电子对，价层电子对数为3，属于sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，键角为120°，故C正确；D．SO2中的S有1个孤电子对，价层电子对数为3，属于sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，键角小于120°，故D错误。]
角度二
4．C　[由题图1给的晶胞结构图可知，题图1晶体的化学式为Li3ClO，1 mol Li3ClO晶体的质量为72.5 g，1个晶胞的质量为 g，晶胞体积为a3×10-30 cm3，故晶体密度为 g·cm-3，A说法正确；根据题图1可知，O原子的配位数为6，B说法正确；图2中，Mg或空位取代了棱心的Li，根据电荷守恒，8个棱心位置的Li只有4个被Mg取代，4个被空位取代，故图2表示的化学式为LiMgOClxBr1－x，C说法错误；Mg2+取代产生的空位可以增大粒子间空隙，有利于Li＋传导，D说法正确。]
5．C　[由题图中LaH2的晶胞结构可知，LaH2晶体中La的配位数为8，A说法正确；由LaH2沿c轴的投影图可知，LaH2晶体中H和H的最短距离为棱长的一半，即281.05 pm，LaHx晶体中原子的填充更加紧密，晶胞棱长更短，由LaH2沿c轴的投影图和LaHx的晶胞结构可知，H与H的最短距离LaH2>LaHx，B说法正确；每个由5个H原子构成的四面体中，有4个H原子用于构成闭合多面体笼，LaHx晶胞中一共有8个H原子构成的正四面体，所以H原子形成的闭合多面体笼的顶点数为4×8＝32，C说法错误；由题意可知，LaHx晶胞中H原子个数为8＋8×4＝40，LaHx单位体积中含氢质量为＝ g·cm-3，D说法正确。]
6．C　[A．该晶体由Na＋和构成，属于离子晶体，A项正确；B．NaAlH4中的H元素为－1价，具有还原性，B项正确；C．与A点距离最近的Na＋的个数为8，C项错误；D．利用“均摊法”，可计算出晶胞中Na＋个数6×＋4×＝个数8×＋4×＋1＝4，可得化学式NaAlH4，结合晶胞密度的计算公式，可得该物质的密度为 g·cm-3＝ g·cm-3, D项正确。]
7．B　[A．晶胞中Zn2+的周围有4个S2-，Zn2+的配位数为4，A正确；B．垂直于晶胞对角面(平面abcd)的投影为，B错误；C．晶胞中甲(Zn2+)的原子分数坐标为(0，0，0)，则乙(S2-)的原子分数坐标为，C正确；D．晶胞棱长为0.540 6 nm，晶体体积为(0.540 6×10-9)3m3，晶胞中含4个Zn2+、4个S2-，则晶体的摩尔体积Vm＝m3·mol-1，D正确。]
角度三
8．解析：(1)基态锂原子核外能量最高的电子所在的原子轨道为2s，其电子云轮廓图形状为球形；由于基态磷原子价层电子排布式为3s23p3，3p轨道电子半充满，能量低，第一电离能出现反常，所以比基态硫原子的大。
(2)FeCl3与KSCN溶液混合，可得到配位数为5的配离子[Fe(SCN)5]2-，再依据电荷守恒，配上2个K＋，从而得出其化学式K2[Fe(SCN)5]，其中硫原子、碳原子的价层电子对数分别为4、2，杂化类型分别是sp3、sp。
的结构式中，P原子周围有4个氧原子，构成AB4型结构，所以空间结构为正四面体形；亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐，则H3PO3为二元酸，分子中含有2个—OH，从而得出H3PO3的结构式为或。
(4)由于N的电负性强于P，对成键电子对的吸引能力更强，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。
(5)由图知，从晶胞中找到位于中心的一个O2-，在其周围紧邻且等距离的Fe2+数目为6；可从一个小立方体中进行计算，在小立方体中，含有个“FeO”，设Fe2+与O2-最短核间距为a，则a3＝，从而求出a＝×1010pm。
答案：(除注明外，每空2分)(1)球形　大　磷原子的3p轨道半充满，较稳定
(2)K2[Fe(SCN)5]　sp3(1分)　sp(1分)
(3)正四面体形　 (或)
(4)N的电负性强于P，对成键电子对的吸引能力更强，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
(5)6　×1010

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