資源簡介

專題2　物質的結構與性質　元素周期律
綱 舉 目 張
考向1　核素　同位素
1. (2024·北京卷)我國科研人員利用激光操控方法，從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子，實現了對同位素41Ca的靈敏檢測。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間)長達10萬年，是14C的17倍，可應用于地球科學與考古學。下列說法正確的是( 　　)
A. 41Ca的原子核內有21個中子
B. 41Ca的半衰期長，說明41Ca難以失去電子
C. 41Ca衰變一半所需的時間小于14C衰變一半所需的時間
D. 從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子的過程屬于化學變化
2. (2024·廣東卷)嘀嗒嘀嗒，時間都去哪兒了！計時器的發展史銘刻著化學的貢獻。下列說法不正確的是( 　　)
A. 制作日晷圓盤的石材，屬于無機非金屬材料
B. 機械表中由鉬、鈷、鎳、鉻等元素組成的發條，其材質屬于合金
C. 基于石英晶體振蕩特性計時的石英表，其中石英的成分為SiC
D. 目前“北京時間”授時以銫原子鐘為基準，Cs的質子數為55
考向2　化學用語、化學鍵、分子結構
3. (2024·北京卷)下列化學用語或圖示表達不正確的是( 　　)
A. H2O2的電子式：
B. CH4分子的球棍模型：
C. Al3＋的結構示意圖：
D. 乙炔的結構式：H—C≡C—H
4. (2024·湖北卷)化學用語可以表達化學過程。下列化學用語表達錯誤的是( 　　)
A. 用電子式表示Cl2的形成：
B. 亞銅氨溶液除去合成氨原料氣中的CO：[Cu NH3 2] 2＋＋CO＋NH3[Cu NH3 3CO]2＋
C. 用電子云輪廓圖示意p－p π鍵的形成：
D. 制備芳綸纖維凱芙拉：
5. (2024·湖南卷)下列化學用語表述錯誤的是( 　　)
A. NaOH的電子式：
B. 異丙基的結構簡式：
C. NaCl溶液中的水合離子：
D. Cl2分子中σ鍵的形成：
6. (2024·山東卷)下列化學用語或圖示正確的是( 　　)
A. 的系統命名：2－甲基苯酚
B. O3分子的球棍模型：
C. 激發態H原子的軌道表示式：
D. p－p π 鍵形成的軌道重疊示意圖：
考向3　物質結構與性質
7. (2024·湖北卷)基本概念和理論是化學思維的基石。下列敘述錯誤的是( 　　)
A. VSEPR理論認為VSEPR模型與分子的空間結構相同
B. 元素性質隨著原子序數遞增而呈周期性變化的規律稱為元素周期律
C. 泡利原理認為一個原子軌道內最多只能容納兩個自旋相反的電子
D. sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜而成
8. (2024·安徽卷)某催化劑結構簡式如圖所示。下列說法錯誤的是( 　　)
A. 該物質中Ni為＋2價
B. 基態原子的第一電離能：Cl＞P
C. 該物質中C和P均采取sp2雜化
D. 基態Ni原子價層電子排布式為3d84s2
9. (2024·安徽卷)常溫常壓下，羥胺易潮解，水溶液呈堿性，與鹽酸反應的產物鹽酸羥胺([NH3OH]Cl)廣泛用于藥品、香料等的合成。已知25 ℃時，Ka(HNO2)＝7.2×10－4，Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5，Kb(NH2OH)＝8.7×10－9。下列有關物質結構或性質的比較正確的是( 　　)
A. 鍵角：NH3＞NO
B. 熔點： NH2OH＞[NH3OH]Cl
C. 25 ℃同濃度水溶液的pH：[NH3OH]Cl＞NH4Cl
D. 羥胺分子間氫鍵的強弱：O—H…O＞N—H…N
10. (2024·安徽卷)研究人員制備了一種具有鋰離子通道的導電氧化物(LixLayTiO3)，其立方晶胞和導電時Li＋遷移過程如圖所示。已知該氧化物中Ti為＋4價，La為＋3價。下列說法錯誤的是( 　　)
A. 導電時，Ti和La的價態不變
B. 若x＝，Li＋與空位的數目相等
C. 與體心最鄰近的O原子數為12
D. 導電時，空位移動方向與電流方向相反
11. (2024·湖北卷)黃金按質量分數分級，純金為24K。Au－Cu合金的三種晶胞結構如圖，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列說法錯誤的是( 　　)
A. Ⅰ為18K金(Cu—64，Au—197)
B. Ⅱ中Au的配位數是12
C. Ⅲ中最小核間距：Au—CuD. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au與Cu原子個數比依次為1∶1、1∶3、3∶1
12. (1) (2024·廣東卷節選)一種含Ga、Ni、Co元素的記憶合金的晶體結構可描述為Ga與Ni交替填充在Co構成的立方體體心，形成如圖所示的結構單元。該合金的晶胞中，粒子個數最簡比Co∶Ga∶Ni＝______________，其立方晶胞的體積為　______nm3。
(2) (2023·廣東卷節選)由CoCl2可制備AlxCoOy晶體，其立方晶胞如圖。Al與O最小間距大于Co與O最小間距，x、y為整數，
則Co在晶胞中的位置為________；晶體中一個Al周圍與其最近的O的個數為________。
考向4　元素周期表與元素周期律
13. (2024·新課標卷)我國科學家最近研究的一種無機鹽Y3[Z WX 6]2 納米藥物具有高效的細胞內亞鐵離子捕獲和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍，X和Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高。Z的M層未成對電子數為4。下列敘述錯誤的是( 　　)
A. W、X、Y、Z四種元素的單質中Z的熔點最高
B. 在X的簡單氫化物中X原子軌道雜化類型為sp3
C. Y的氫氧化物難溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D. Y3[Z WX 6]2中WX－提供孤電子對與Z3＋形成配位鍵
14. (2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，X、Y的價層電子數相等，Z的價層電子所在能層有16個軌道，4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是( 　　)
A. 電負性：W>Y
B. 酸性：W2YX3>W2YX4
C. 基態原子的未成對電子數：W>X
D. 氧化物溶于水所得溶液的pH∶Z>Y
15. (2024·廣東卷)一種可為運動員補充能量的物質，其分子結構式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則( 　　)
A. 沸點：ZR3＜YR3
B. 最高價氧化物的水化物的酸性：Z＜W
C. 第一電離能：Z＜X＜W
D. ZX和WX空間結構均為平面三角形
16. (2023·福建卷)某含錳著色劑的化學式為XY4MnZ2Q7，Y、X、Q、Z為原子序數依次增大的短周期元素，其中XY具有正四面體形空間結構，Z2Q結構如圖所示。下列說法正確的是( 　　)
A. 鍵角：XY3>XY
B. 簡單氫化物沸點：X>Q>Z
C. 第一電離能：X>Q>Mn
D. 最高價氧化物對應的水化物酸性：Z>X
17. (2023·廣東卷)化合物XYZ4ME4可作肥料，所含的5種元素位于主族，在每個短周期均有分布，僅有Y和M同族。Y的基態原子價層p軌道半充滿，X的基態原子價層電子排布式為nsn－1，X與M同周期，E在地殼中含量最多。下列有關說法正確的是( 　　)
A. 元素電負性：E>Y>Z
B. 氫化物沸點：M>Y>E
C. 第一電離能：X>E>Y
D. YZ3和YE的空間結構均為三角錐形
1. (2024·合肥二模)下列有關說法正確的是( 　　)
A. 鍵角∠OCH：CH3OH＞HCHO
B. 酸性：HCOOH＜CH3COOH
C. 單乙醇胺可捕集CO2的原因是其含有的氨基呈堿性
D. HCHO分子間存在氫鍵
2. (2024·武漢二模)磷的兩種含氧酸的結構信息如圖所示。下列說法正確的是( 　　)
A. 二者σ鍵數目均為6
B. 磷原子均為sp2雜化
C. Na2HPO3為酸式鹽
D. 分子間均存在氫鍵
3. (2024·福建省5月)下列化學用語表達正確的是( 　　)
A. 的名稱為乙二酸乙二酯
B. 空間填充模型 既可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子
C. BF3的價層電子對互斥(VSEPR)模型：
D. 基態鈹原子最外層電子的電子云輪廓圖：
4. (2024·煙臺、德州一模)某離子液體由原子序數依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M組成，結構簡式如圖。其中Y、Z位于同周期相鄰主族，W和M的p軌道均含一個未成對電子。下列說法錯誤的是( 　　)
A. 簡單離子半徑：W＜Z＜M
B. 第一電離能：W＜Y＜Z
C. 該離子液體的陰、陽離子均含有配位鍵
D. ZX5中Z的雜化方式為sp3d
能力1　原子結構與元素的性質
1. 常見基態原子、離子的簡化電子排布式
微粒 簡化電子排布式 微粒 簡化電子排布式
Cu ____________________ Cu＋ ________________
Fe ____________________ Fe2＋ ________________
Cr ____________________ Cr3＋ ________________
Mn ____________________ Mn2＋ ________________
Zn ____________________ Zn2＋ ________________
Ti ____________________ Ti2＋ ________________
Ni ____________________ Ni2＋ ________________
微粒 簡化電子排布式 價層電子排布式
Cu2＋ ________________ ________
Fe3＋ ________________ ________
As ________________________ ____________
Br ________________________ ____________
Br－ ________________________ ____________
Co ____________________ ____________
Co2＋ ________________ ________
2. 元素周期律與元素的性質
(1)第一電離能
1～36號元素的第一電離能
[說明]
①同周期元素從左到右，第一電離呈增大趨勢，但由于ⅡA、ⅤA族元素價層電子為全充滿或半充滿的穩定狀態，第一電離能大于同周期相鄰元素。如：I1(N)＞I1(O)，I1(P)＞I1(S)。
②同主族元素從上到下，第一電離能減小。
(2)主族元素的電負性
①同周期元素從左到右，電負性增大。
②同主族元素從上到下，電負性減小。
(3)主族元素的性質(填“增強”或“減弱”)
性質 同周期(從左到右) 同主族(從上到下)
電子層數 層數相同 層數增大
金屬性(失電子能力) ________ ________
非金屬性(得電子能力) ________ ________
原子半徑 減小： Si＞P＞S＞Cl 增大：F陰離子半徑 減小： P3－＞S2－＞Cl－ 增大： F－陽離子半徑 減小： Na＋＞Mg2＋＞Al3＋ 增大： Li＋主要化合價 最高正價升高 (O、F除外) 最高正價相同 (O、F除外)
最高價氧化物對應水化物的酸、堿性 酸性增強：H2SiO3Mg(OH)2>Al(OH)3 酸性減弱：HNO3>H3PO4堿性增強：LiOH氫化物的熱穩定性 增強：SiH4(4)元素的推斷
依據 突破口 推斷結論
根據元素(短周期)在周期表中的特殊位置推斷 ①周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)的元素 __________________
②主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)2倍的元素 __________
③主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)3倍的元素 ______
④周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)2倍的元素 ________
⑤周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)3倍的元素 ________
⑥最高正價是最低負價絕對值3倍的元素 ______
⑦最高正價不等于主族序數的元素 __________
⑧短周期中原子半徑最小的元素 ______
⑨短周期中原子半徑最大的元素 ________
⑩W與X是同主族的短周期元素，X的原子序數是W的2倍 W是______，X是______
最高正價與最低負價代數和為6的元素 ________
最高正價與最低負價代數和為4的元素 ______
最高正價與最低負價代數和為2的元素 __________
最高正價與最低負價代數和為0的元素 ________________
根據金屬性、非金屬性推斷 短周期中金屬性最強的元素 ________
非金屬性最強的元素 ______
常見的半導體材料的元素 ________
根據含量推斷 空氣中含量最多的元素 ______
地殼中含量最多的元素 ______
地殼中含量最多的金屬元素 ________
根據特殊性質推斷 形成化合物種類最多、其單質是硬度最大的物質的元素 ______
氣態氫化物溶于水顯堿性的元素 ______
密度最小的氣體的元素 ______
氣態氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素 ______
氣態氫化物和最高價氧化物對應水化物能反應生成離子化合物的元素 ______
同主族并且能夠形成離子化合物的兩種元素 ______________________
同周期的三種元素，最高價氧化物對應水化物兩兩之間反應生成鹽和水 ____________________________
能力2　化學鍵的類型與判斷
1. 離子鍵
(1) 陰陽離子通過靜電作用而形成的化學鍵。
(2) 離子化合物：含有離子鍵的化合物。
(3) 離子鍵的強弱判斷：一般，陰、陽離子所帶的電荷數越多、半徑越小，離子鍵越強。如熔、沸點：MgO>NaCl>CsCl。
2. 共價鍵
(1) 原子間通過共用電子對而形成的化學鍵；共價鍵具有方向性和飽和性。
(2) 共價鍵的鍵參數
(3) σ鍵、π鍵(以碳原子之間成鍵為例)
共價鍵 舉例 說明
單鍵(σ鍵) ①相同原子之間形成的共價鍵可能是非極性鍵，如O2，也可能是極性鍵，如O3；不同原子之間形成的共價鍵是極性鍵，如HCl②分子中的大π鍵可用符號Π表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數(如苯分子中的大π鍵可表示為Π)
雙鍵(1個σ鍵、1個π鍵)
三鍵(1個σ鍵、2個π鍵)
大π鍵
(4) 配位鍵(屬于σ鍵)
①配合物的組成：以[Cu(NH3)4]SO4為例，如圖1所示。
圖1
一般來說，配合物內界與外界之間為離子鍵，電荷相互抵消。
②配體有多個配位原子，與中心原子形成螯合物，如銅離子與乙二胺形成配離子(圖2)、金屬EDTA(乙二胺四乙酸)螯合物(圖3)。
③AlCl3是________化合物，其二聚物的結構式如圖4所示。
④舉例：冰晶石——六氟合鋁酸鈉(工業上用于電解制鋁，可以降低氧化鋁的熔融溫度，結構如圖5所示)、氫化鋁鋰(圖6)、硼氫化鈉(圖7)等。
⑤還有其他特殊配體，如π鍵配位體：CO、環戊二烯基(—C5H5)等含有π鍵的配位體形成的配合物，如二茂鐵、金屬羰基化合物等。
[及時鞏固]
寫出下列物質(或離子)的電子式，并指出其中的化學鍵類型。
(1) 氯化氫：______，__________；
水：______，__________；
氮氣：______，__________；
二氧化碳：______，__________；
次氯酸：______，__________；
過氧化氫：______，__________；
肼(N2H4)：______，__________。
(2) 氯化鈉：______，__________；
氧化鈉：______，__________；
氯化鎂：______，__________；
過氧化鈉：______，__________________；
氫氧化鈉：______，__________________；
氯化銨：______，__________________。
(3) 羥基：______，__________；
醛基：______，__________；
銨根離子：______，__________；
氫氧根離子：______，__________；
CH3H2：______，__________。
能力3　分子的空間結構
1. 價層電子對互斥模型(VSEPR模型)和空間結構
分子或離子 價層電子對數 電子對的排列方式 VSEPR模型名稱 分子或離子的空間結構名稱
CO2、CS2、 BeCl2 ______ ________形 ________形
BF3 、SO3、NO、CO ______ ____________形 ____________形
SO2、O3、NO ______ ____________形 ______形
CH4 、CCl4、NH ______ __________形 ____________形
NH3 ______ __________形 __________形
H2O ______ __________形 ______形
2. 雜化類型和分子的空間結構
中心原子雜化類型 舉例 鍵角 空間結構及說明 遷移
sp3雜化 CH4 __________________ __________結構 CCl4、SiCl4、SiH4、NH、SO、PO、ClO、BH
NH3 107° __________形，有1個孤電子對 NF3、PH3、PCl3、H3O＋
H2O 105° ______形，有2個孤電子對 H2S、Cl2O
sp2雜化 BF3 ____________ ____________形 SO3、NO、CO
SO2 ＜120° ______形，含有1個孤電子對 NO
— ____________形 、、
— ________形
sp雜化 BeCl2 ____________ ________形 BeBr2
CO2 ____________ ________形 CS2
HC≡CH ____________ ________形 —
其他 金剛石中的C原子采取sp3雜化；晶體硅中的Si原子采取sp3雜化；二氧化硅晶體中的Si原子采取sp3雜化；石墨中的C原子采取sp2雜化
3. 鍵角大小比較
(1)中心原子雜化類型不同時，鍵角：sp＞
sp2＞sp3。如鍵角：CO2______CH4。
(2) 中心原子雜化類型相同時，孤電子對數越______，鍵角越______。如鍵角：CH4______NH3______H2O。
(3) 在空間結構相同情況下：
①中心原子的電負性越大，共價鍵極性越大，鍵角越大。如鍵角：NH3______PH3。
②中心原子相同時，配位原子的電負性越大，鍵角越小。如鍵角：NF3______NCl3、OF2______H2O。
能力4　極性分子與非極性分子　超分子
1. 極性分子與非極性分子
[及時鞏固]
舉例 分子的對稱性 分子的極性
CCl4、CF4、SiCl4、SiH4 ________ ______________
CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 ______ ____________
NH3、NF3、NCl3、PCl3 __________ ____________
H2O、H2S、H2O2、N2H4 __________ ____________
SO3、BF3、BCl3 ________ ______________
HCHO __________ ____________
SO2 __________ ____________
2. 超分子
(1) 定義：超分子是由__________________的分子通過__________________形成的分子聚集體。
(2) 超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。超分子有的是有限的，有的是無限伸展的。超分子的兩個重要特征是____________和__________。
能力5　分子間作用力(范德華力與氫鍵)
1. 范德華力與氫鍵的比較
分子間作用力 范德華力 氫鍵
存在 分子間 分子間或分子內
強弱判斷 組成結構相似，相對分子質量越大，范德華力越強 在X—H…Y中，X、Y元素的電負性越大，半徑越小，形成的氫鍵越強(X、Y為N、O、F)
對物質性質的影響 熔、沸點(物理性質) 熔、沸點，溶解度(物理性質)
說明 氫鍵的作用力大于范德華力
2. 氫鍵對物質性質的影響
(1) 同主族氫化物的沸點比較
(2) 氫鍵對物質性質的影響
氫鍵圖示 對性質的影響(舉例)
HF形成分子間氫鍵乙酸以分子間氫鍵締合(二聚體結構)形成分子內氫鍵 分子間氫鍵使物質沸點較高 沸點：NH3>PH3沸點：HF>HCl沸點：C2H5OH>CH3OCH3
HF分子間存在氫鍵 HF可形成二聚體(HF)2，導致實驗測量出HF的相對分子質量大于20
分子內氫鍵使物質沸點較低 沸點：
使物質易溶于水 NH3、C2H5OH、H2O2、CH3COOH等易溶于水
解釋一些特殊現象 水結冰體積膨脹(水分子間形成氫鍵，體積大，密度小)
能力6　晶體類型與性質
1. 常見的幾種典型晶體的晶胞結構圖及其主要性質
化學式 晶胞 晶體類型 微粒間作用力 熔、沸點 配位數
CO2 分子晶體 分子間作用力 較低 12
H2O(冰) 分子晶體 分子間作用力和氫鍵 較低 —
NaCl 離子晶體 離子鍵 較高 6
CsCl 離子晶體 離子鍵 較高 8
C(金剛石) 共價晶體 共價鍵 很高 —
SiO2 共價晶體 共價鍵 高 —
[注意]①石墨是層狀結構，同層內，碳原子采取________雜化，以__________相結合形成________________結構。所有碳原子的p軌道相互平行且相互重疊，p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。②層 與層之間以____________維系。石墨晶體中，既有__________，又有____________，屬于______________。
2. 晶胞中粒子數目的計算
3. 晶體密度的計算
(1) 晶體密度：ρ＝＝。
(2) 1個微粒的質量：m＝(M為摩爾質量，NA為阿伏加德羅常數)。
(3) 晶胞的體積：V＝a3(立方體)或abc(長方體)。
4. 晶體熔、沸點高低的判斷規律
(1) 不同類型晶體的熔、沸點的判斷
一般來說，共價晶體>離子晶體>分子晶體(金屬晶體有高有低)。
(2) 同種類型晶體的熔、沸點的判斷
晶體類型 比較方法 舉例(熔、沸點)
共價晶體 原子半徑小的鍵長短→鍵能大→晶體的熔、沸點高 金剛石>碳化硅>硅
離子晶體 陰、陽離子的電荷數越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子晶體的熔、沸點越高 MgO>NaCl>CsCl
分子晶體 ①組成、結構相似的物質，存在氫鍵的物質的熔、沸點高②組成、結構相似的物質，無氫鍵時，一般相對分子質量越大，熔、沸點越高③分子極性越大，熔、沸點越高④同分異構體，支鏈越多，熔、沸點越低 ①HF>HCl②HI>HBr>HCl③CO>N2④正戊烷>異戊烷>新戊烷
金屬晶體 離子半徑越小、所帶電荷越多，熔、沸點越高 Al>Mg>Na；Li>Na>K
類型1　化學用語
例1　(2024·黑吉遼卷)下列化學用語或表述正確的是( 　　)
A. 中子數為1的氦核素：He
B. SiO2的晶體類型：分子晶體
C. F2的共價鍵類型：p－p σ鍵
D. PCl3的空間結構：平面三角形
類型2　物質的結構與性質
例2　(2024·安慶二模)羥胺(NH2OH)是白色片狀晶體，熔點為32.05 ℃，極易溶于水，受熱易分解生成NH3和N2，常用作還原劑，也用作合成抗癌藥和農藥的原料。羥胺結構可看作是氨分子內的1個氫原子被羥基取代而形成。
已知：N2H4＋H2ON2H＋OH－　K1＝8.7×10－7
NH2OH＋H2ONH3OH＋＋OH－　Kb＝8.7×10－9
下列有關說法正確的是( 　　)
A. 羥胺的堿性比氨強
B. H2O、NH與NH2OH的VSEPR模型相同
C. 羥胺極易溶于水主要原因是形成分子內氫鍵
D. ∠HNH大小：NH2OH>NH
例3　(2024·德州一模)一種鎳磷化合物催化氨硼烷(BH3NH3)水解釋氫的可能機理如圖所示。下列說法錯誤的是( 　　)
A. 氨硼烷中不含sp2－s σ鍵
B. 氨硼烷水解的最終產物為H2和NH4[B(OH)4]
C. 固態氨硼烷為分子晶體
D. 用D2O代替H2O作反應物，有D2生成
例4　(2024·全國甲卷)ⅣA族元素具有豐富的化學性質，其化合物有著廣泛的應用。回答下列問題：
(1)該族元素基態原子核外未成對電子數為______，在與其他元素形成化合物時，呈現的最高化合價為________。
(2)CaC2俗稱電石，該化合物中不存在的化學鍵類型為________(填字母)。
a. 離子鍵 b. 極性共價鍵
c. 非極性共價鍵 d. 配位鍵
(3)早在青銅器時代，人類就認識了錫。錫的鹵化物熔點數據如下表：
物質 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔點/℃ 442 －34 29 143
結合變化規律說明原因：________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________。
(4)一種光刻膠薄膜成分為聚甲基硅烷，其中電負性最大的元素是______，硅原子的雜化軌道類型為____________。
(5)結晶型PbS可作為放射性探測器元件材料，其立方晶胞如圖所示。其中Pb的配位數為______。設NA為阿伏加德羅常數的值，則該晶體密度為______g/cm3(列出計算式，Pb—207)。
例5　(2024·浙江卷1月)氮和氧是構建化合物的常見元素。
已知：。
回答下列問題：
(1)某化合物的晶胞如圖，其化學式是____________________，晶體類型是____________。
(2)下列說法正確的是________(填字母)。
A. 電負性：B＞N＞O
B. 離子半徑：P3－＜S2－＜Cl－
C. 第一電離能：Ge＜Se＜As
D. 基態Cr2＋的簡化電子排布式：[Ar]3d4
(3)①H2N—NH2＋H＋―→H2N—NH，其中—NH2的N原子雜化方式為________；
比較鍵角∠HNH：H2N—NH2中的—NH2______(填“>”“<”或“＝”)H2N—NH中的—NH，請說明理由：__________________________________________________________。
②將HNO3與SO3按物質的量之比1∶2發生化合反應生成A，測得A由2種微粒構成，其中之一是NO。比較氧化性強弱：NO______(填“>”“<”或“＝”)HNO3；寫出A中陰離子的結構式：______。
類型3　元素周期表及其元素周期律
例6　(2024·合肥二模)某醫療上常用抑酸劑{W[Q(ZX)2YZ3]}的結構如圖所示。X、Y、Z、W、Q是原子序數依次增大的短周期主族元素，基態Y、Z原子的未成對電子數目相同。下列說法正確的是( 　　)
A. 電負性：Z＞X＞Y
B. 基態Q原子的價層電子排布式為3s23p2
C. 簡單氧化物中離子鍵成分的百分數：W＜Q
D. 1 mol該抑酸劑最多可消耗4 mol H＋
1. (2024·黃山二模)下列化學用語表述正確的是( 　　)
A. 基態22Ti原子的價層電子軌道表示式：
B. 用電子云輪廓圖表示H2中的σ鍵形成的示意圖：
C. SO3的VSEPR模型：
D. 2－甲基－1－丁醇的鍵線式：
2. (2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體，與某些易燃物作用可全部生成氣態產物，如：NH4ClO4＋2C===NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有關化學用語或表述正確的是( 　　)
A. HCl的形成過程可表示為
B. NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結構
C. 在C60、石墨、金剛石中，碳原子有sp 、sp2和sp3三種雜化方式
D. NH3和CO2都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力
3. (2024·湖南卷)Li2CN2是一種高活性的人工固氮產物，其合成反應為2 LiH＋C＋N2Li2CN2＋H2。晶胞如圖所示，下列說法錯誤的是( 　　)
A. 合成反應中，還原劑是LiH和C
B. 晶胞中含有的Li＋個數為4
C. 每個CN周圍與它距離最近且相等的Li＋有8個
D. CN為V形結構
4. (2024·北京卷) 錫(Sn)是現代“五金”之一，廣泛應用于合金、半導體工業等。
(1)Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族。寫出Sn的基態原子最外層軌道表示式：______。
(2)SnCl2和SnCl4是錫的常見氯化物，SnCl2可被氧化得到(如圖)。
①SnCl2分子的VSEPR模型名稱是______________。
②SnCl4的Sn—Cl是由錫的____________軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。
(3)白錫和灰錫是單質Sn的常見同素異形體。二者晶胞如圖所示，白錫具有體心四方結構；灰錫具有立方金剛石結構。
①灰錫中每個Sn原子周圍與它最近且距離相等的Sn原子有______個。
②若白錫和灰錫的晶胞體積分別為V1nm3和V2nm3，則白錫和灰錫晶體的密度之比是______。
(4)單質Sn的制備：將SnO2與焦炭充分混合后，于惰性氣氛中加熱至800 ℃，由于固體之間反應慢，未明顯發生反應。若通入空氣在800 ℃下，SnO2能迅速被還原為單質Sn，通入空氣的作用是__________________________________________________________。
專題2　物質的結構與性質　元素周期律
【高考溯源】
1. A
2. C　【解析】 石英的成分為SiO2，C錯誤。
3. A　【解析】 H2O2是共價化合物，電子式為，A錯誤。
4. B　【解析】 亞銅氨溶液中Cu為＋1價，因此[Cu(NH3)2]2＋化學式書寫錯誤，B錯誤。
5. C　【解析】 NaCl溶液中，半徑較大的離子為Cl－，選項中水合離子中心離子的電荷符號標反了，C錯誤。
6. A　【解析】 O3分子的球棍模型為V形，B錯誤；第1能層不存在p軌道，C錯誤；p－p π鍵為“肩并肩”成鍵，D錯誤。
7. A　【解析】 VSEPR模型與分子的空間結構可能不同，如NH3的VSEPR模型為四面體形，空間結構為三角錐形，A錯誤。
8. C　【解析】 從催化劑結構分析，Ni的四個配體是兩個中性分子和兩個Cl－，Ni 的化合價為＋2，A正確；P采用sp3雜化，C錯誤。
9. D　【解析】 NH3中N為sp3雜化，NO中N為sp2雜化，因此鍵角：NO>NH3，A錯誤；NH2OH為分子晶體，根據資料信息可知，[NH3OH]Cl為鹽，屬于離子晶體，因此熔點：NH2OH<[NH3OH]Cl, B錯誤；[NH3OH]Cl和NH4Cl均為強酸弱堿鹽，水解溶液顯酸性，對應堿分別為NH2OH和NH3·H2O，且Kb(NH3·H2O)>Kb(NH2OH)，所以同濃度下[NH3OH]Cl水解程度更大，酸性更強，pH更小，C錯誤；一般情況下原子電負性越強、半徑越小，形成的氫鍵越強，所以氫鍵的強弱：O—H…O>N—H…N，D正確。
10. B　【解析】 導電過程中Li＋遷移導電，不涉及得失電子，Ti和La的價態不變，A正確；若x＝，根據化合物化合價代數和為0可計算出y＝，空位數＝1－－＝，Li＋和空位數目不相等，B錯誤；與體心最鄰近的O原子位于12個棱心，C正確；導電時帶正電的Li＋移動方向與電流方向相同，則與空位移動方向相反，D正確。
11. C　【解析】 按照質量分數分級，純金為100%，對應24K，則18K金的質量分數大約為75%，晶胞Ⅰ的構成為AuCu，Au的質量分數為×100%≈75.5%，A正確；Ⅱ為立方晶胞，Au的配位數為12，B正確；Au—Cu與Au—Au的最小核間距相等，均等于晶胞面對角線的一半，C錯誤；根據均攤法：Ⅰ中Au為1個，Cu為1個，比例為1∶1，Ⅱ中Au為1個，Cu為3個，比例為1∶3，Ⅲ中Au為3個，Cu為1個，比例為3∶1，D正確。
12. (1)2∶1∶1　8a3　(2)體心　12
【解析】 (1)合金的晶體結構可描述為Ga與Ni交替填充在Co構成的立方體體心，形成如圖所示的結構單元，取Ga為晶胞頂點，晶胞面心也是Ga，Ni處于晶胞棱心和體心，Ga和Ni形成類似氯化鈉晶胞的結構，晶胞中Ga和Ni形成的8個小正方體體心為Co，故晶胞中Ga、Ni個數為4，Co個數為8，粒子個數最簡比Co∶Ga∶Ni＝2∶1∶1，晶胞棱長為兩個最近的Ga之間(或最近的Ni之間)的距離，為2a nm，故晶胞的體積為8a3 nm3。
13. A　【解析】 結合信息推斷，W、X、Y、Z依次是C、N、Mg、Fe。金剛石、石墨的熔點都高于鐵，A錯誤；氨氣分子中氮的軌道雜化類型是sp3，B正確；氯化銨溶液顯酸性，可溶解氫氧化鎂，C正確；Mg3[Fe(CN)6]2 中CN－提供孤電子對與Fe3＋形成配位鍵，D正確。
14. D　【解析】 W、X、Y、Z分別為H、O、S、K。S的電負性強于H，A錯誤；H2SO3為弱酸，H2SO4為強酸，酸性：H2SO4>H2SO3，B 錯誤；基態H原子有1個未成對電子，基態O原子有2個未成對電子，C錯誤；K2O溶于水形成KOH，顯堿性，S的氧化物SO2、SO3溶于水均形成酸，因此pH：Z>Y，D正確。
15. D　【解析】 R、W、Z、X、Y分別是H、C、N、O、P元素。ZR3、YR3分別是NH3、PH3，NH3能形成分子間氫鍵、PH3不能形成分子間氫鍵，所以沸點：NH3＞PH3，A錯誤；非金屬性：N＞C，所以最高價氧化物的水化物的酸性：HNO3＞H2CO3，B錯誤；同周期主族元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但ⅡA族、ⅤA族元素第一電離能大于其相鄰元素，第一電離能：N＞O＞C，C錯誤。
16. C　【解析】 Y、X、Q、Z分別為H、N、O、P。NH3和NH中心原子都是sp3雜化，NH3中N原子有1個孤電子對，空間結構為三角錐形，NH不含孤電子對，空間結構為正四面體形，因孤電子對對成鍵電子對的排斥作用大于成鍵電子對間的排斥作用，故鍵角：NH3NH3>PH3，B錯誤；同主族元素第一電離能從上到下逐漸減小，同周期主族元素第一電離能呈增大趨勢，N原子2p軌道為半充滿的穩定結構，第一電離能：N>O，故第一電離能：N>O>Mn，C正確；元素非金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物酸性越強，故酸性：H3PO417. A　【解析】 E在地殼中含量最多，則E為氧元素，X的基態原子價層電子排布式為nsn－1，所以X為鎂或鋰，Y的基態原子價層p軌道半充滿，所以可能為氮或磷，Y和M同族，根據X與M同周期，再結合化合物XYZ4MO4中元素化合價代數和為零，可確定Z為氫元素、M為磷元素、X為鎂元素、Y為氮元素。磷化氫、氨氣、水均為分子晶體，氨氣、水中均存在氫鍵，沸點較高，磷化氫中沒有氫鍵，沸點低，沸點：H2O＞NH3＞PH3，B錯誤；同周期從左到右，元素的第一電離能總體呈增大趨勢，但ⅡA族和ⅤA族反常，第一電離能：N＞O＞Mg，C錯誤；NH3分子中的中心原子N的價層電子對數為4，有1個孤電子對，空間結構為三角錐形，NO中的中心原子N的價層電子對數為3，沒有孤電子對，NO空間結構為平面三角形，D錯誤。
【模考前沿】
1. C　【解析】 CH3OH分子中C原子價層電子對數為4，為sp3雜化，是四面體形結構，HCHO分子中C原子價層電子對數為3，為sp2雜化，是平面三角形結構，因此CH3OH分子中鍵角∠OCH小于HCHO分子中鍵角∠OCH，A錯誤；甲基是推電子基團，使羧基中羥基的極性減小，則酸性減小，即酸性：HCOOH＞CH3COOH，B錯誤；甲醛分子中不存在氫鍵，D錯誤。
2. D　【解析】 H3PO3中含6個σ鍵，H3PO4中含7個σ鍵，A錯誤；H3PO3、H3PO4中P原子價層電子對數都是4，磷原子都采用sp3雜化，B錯誤；H3PO3是二元酸，所以Na2HPO3為正鹽，C錯誤，兩種酸分子中羥基能形成分子間氫鍵，D正確。
3. C　【解析】 名稱為乙二酸二乙酯，A錯誤；Cl原子的半徑比C原子大，該空間填充模型不能表示CCl4分子，B錯誤；BF3的中心原子價層電子對數為3，其VSEPR模型為平面三角形，C正確；基態鈹原子電子排布式為1s22s2，最外層電子在s軌道，電子云輪廓為球形，D錯誤。
4. D　【解析】 X為H，Y為C，Z為N，W為Al，M為Cl。NH5可看作NH與H－構成，其中NH中N的價層電子對數為4，其雜化方式為sp3，D錯誤。
【舉題固法】
例1　C　【解析】 中子數為1的氦核素：He，A錯誤；SiO2為共價晶體，B錯誤；PCl3的空間結構為三角錐形，D錯誤。
例2　B　【解析】 與氨氣相比， 羥胺中N原子接受氫離子的能力減弱，則羥胺的堿性比氨弱，A錯誤；H2O、NH與NH2OH的中心原子雜化方式均為sp3，VSEPR模型均為四面體形，B正確；羥胺中含有羥基和氨基，羥胺極易溶于水的主要原因是可以與水形成分子間氫鍵，C錯誤；NH與NH2OH的中心原子雜化方式均為sp3，NH2OH中的N有一個孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力，則∠HNH大小：NH>NH2OH，D錯誤。
例3　D　【解析】 氨硼烷中N和B原子的價層電子對數都是4，都是sp3雜化，只含sp3－s σ鍵，A正確；水解過程中B原子所連的H原子被—OH取代，最終得到NH4[B(OH)4]和H2，B正確；固態氨硼烷屬于分子晶體，C正確；水解過程中B原子所連的H原子被—OH 取代，用D2O代替H2O作反應物，則有HD生成，D錯誤。
例4　(1)2　 ＋4　 (2)bd　 (3)SnF4屬于離子晶體，熔、沸點較高，SnCl4、SnBr4、SnI4屬于分子晶體，熔、沸點較低，隨著相對分子質量的增大，范德華力增大，熔、沸點逐漸升高　(4)C　 sp3雜化　 (5)6　
【解析】 (2)CaC2屬于離子化合物，該化合物中存在的化學鍵類型為離子鍵和C內部的非極性共價鍵，不含有的是極性共價鍵和配位鍵。(5)以體心黑球為例，與其距離最近且相等的白球分別位于立方體六個面的面心，結合化學式可知Pb的配位數為6，根據均攤法計算可知，黑球的個數為12×＋1＝4，白球的個數為8×＋6×＝4，即晶胞中含有4個PbS，則晶胞的密度為ρ＝＝＝g/cm3。
例5　(1)CrCl2·4H2O　分子晶體　(2)CD　(3) ①sp3　＜　—NH2有孤電子對，孤電子對對成鍵電子排斥力大，鍵角變小　②＞　－
【解析】 (2)同一周期從左到右，主族元素電負性依次增強，電負性：O＞N＞B，A錯誤；核外電子排布相同，核電荷數越大，半徑越小，故半徑：P3－＞S2－＞Cl－，B錯誤。(3)①—NH2中心原子價層電子對數3＋＝4，故雜化方式為sp3；—NH2中心原子價層電子對數為4，有1個孤電子對，—NH中心原子價層電子對數為4＋＝4，無孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，故鍵角：H2N—NH2中的—NH2＜H2N—NH中的—NH。②將HNO3與SO3按物質的量之比1∶2 發生化合反應生成A，測得A由2種微粒構成，其中之一是NO，則A為NO2HS2O7，硝酸失去一個OH－形成NO，得電子能力更強，氧化性更強，故氧化性強弱：NO ＞HNO3；陰離子為HS2O，根據已知可得出其結構式見答案。
例6　D　【解析】 X為H，Y為C，Z為O，W為Na，Q為Al。同一周期從左到右元素的電負性逐漸增大，同一主族從上到下元素的電負性逐漸減小，則電負性：O＞C＞H，A錯誤；基態Al原子的價層電子排布式為3s23p1，B錯誤；Na比Al活潑，因此簡單氧化物中離子鍵成分的百分數：Na2O＞Al2O3，C錯誤。
【能力評價】
1. B　【解析】 Ti為22號元素，基態Ti原子的價層電子排布式為3d24s2，軌道表示式為，A錯誤；SO3中心原子S的價層電子對數為3＋×(6－2×3)＝3，無孤電子對，VSEPR模型是平面三角形，C錯誤；的名稱為2－丁醇，2－甲基－1－丁醇的鍵線式為，D錯誤。
2. B　【解析】 HCl為共價化合物，形成過程為H·＋―→，A錯誤；NH4ClO4中NH和ClO中心原子價層電子對數均為4，均沒有孤電子對，因此陰、陽離子的VSEPR模型和空間結構相同，均為正四面體形，B正確；C60中碳原子為sp2雜化，石墨中碳原子為sp2雜化，金剛石中碳原子為sp3雜化，C錯誤；NH3分子間存在范德華力和氫鍵，CO2分子間僅存在范德華力，D錯誤。
3. D　【解析】 合成反應中H元素、C元素化合價升高，N元素化合價降低，還原劑是LiH和C，A正確；晶胞中Li＋位于面上，1個晶胞中含Li＋的個數為8×＝4，B正確；由圖可知，每個CN周圍與它距離最近且相等的Li＋有8個，C正確；CN中，中心C原子的價層電子對數為2＋＝2，C原子采取sp雜化，空間結構為直線形，D錯誤。
4. (1)　(2)①平面三角形　②sp3雜化
(3)① 4　②
(4)與焦炭在高溫下反應生成CO，CO將SnO2還原為單質Sn
【解析】 (2)①SnCl2中Sn的價層電子對數為2＋×(4－2×1)＝3，故SnCl2分子的VSEPR模型名稱是平面三角形。②SnCl4中Sn的價層電子對數為4＋×(4－4×1)＝4，有4個σ鍵、無孤電子對，故Sn采取sp3雜化，則SnCl4的Sn—Cl是由錫的sp3雜化軌道與氯的3p軌道重疊形成σ鍵。(3)②根據均攤法，白錫晶胞中含Sn原子數為8×＋1＝2，灰錫晶胞中含Sn原子數為8×＋6×＋4＝8，設Sn相對原子質量為M，所以白錫與灰錫的密度之比為∶＝。

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