1、物质结构与性质综合题的研究（选考）考向突破一以某种元素及化合物为载体的综合题1.题型特点以一种已知的元素立题，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。2.解题指导(1)提高审题能力，圈画出题干中的关键词语，一定要看清楚题干的要求。(2)熟记第四周期元素在周期表中的信息，通过原子结构推断或解释元素的性质。(3)熟记成键原理，突破价层电子对数与杂化轨道，价层电子对数与分子、离子的立体构型。(4)计算题，看清楚题干中各物理量的单位，先统一单位再计算。熟记面心立方最密堆积、六方最密堆积、简单立方堆积、体心立方堆积中金属元素的配位数分别为12、12、6、8。(5
2、)注意语言描述的准确性和逻辑性。1.碳元素不仅能形成丰富多彩的有机化合物，而且还能形成多种无机化合物，同时自身可以形成多种单质，碳及其化合物的用途广泛。(1)C60分子能与F2发生加成反应，其加成产物为_，C60分子的晶体中，在晶胞的顶点和面心均含有一个C60分子，则一个C60晶胞的质量为_。(2)干冰和冰是两种常见的分子晶体，下列关于两种晶体的比较中正确的是_(填字母)。a.晶体的密度：干冰冰b.晶体的熔点：干冰冰c.晶体中的空间利用率：干冰冰d.晶体中分子间相互作用力类型相同(3)金刚石和石墨是碳元素形成的两种常见单质，下列关于这两种单质的叙述中正确的是_(填字母)。a.金刚石中碳原子的杂
3、化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化b.晶体中共价键的键长：金刚石中CC键石墨d.晶体中共价键的键角：金刚石石墨e.金刚石晶体中只存在共价键，石墨晶体中则存在共价键、金属键和范德华力f.金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体(4)金刚石晶胞结构如图，立方BN结构与金刚石相似，在BN晶体中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为_，B原子与N原子之间共价键与配位键的数目比为_，一个晶胞中N原子数目为_。(5)C与孔雀石共热可以得到金属铜，铜原子的原子结构示意图为_，金属铜采用面心立方最密堆积(在晶胞的顶点和面心均含有一个Cu原子)，则Cu的晶体中Cu原子的配位
4、数为_。已知Cu单质的晶体密度为gcm3，Cu的相对原子质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则Cu的原子半径为_。答案(1)C60F60g(2)ac(3)ae(4)正四面体314(5)12cm解析(1)C60中每个碳原子的连接方式为，所以一个C60中共有双键0.56030个，则与F2加成的产物应为C60F60；C60为面心立方最密堆积，则mNA41260gmol1，mg。(2)在冰中存在氢键，空间利用率较低，密度较小，a、c正确。(3)石墨中CC键键长小于金刚石中CC键键长，所以熔点：石墨金刚石，金刚石的碳原子呈sp3杂化，而石墨中的碳原子呈sp2杂化，所以共价键的键角：石墨大于金刚石，石墨属于混
5、合晶体，则a、e正确。(4)在BN中，B原子周围最近的N原子所构成的立体图形为正四面体形，在四个共价键中，其中有一个配位键，其个数之比为31，在晶胞中，含N：864个，含B4个。(5)根据铜的堆积方式，Cu原子的配位数应为12，设晶胞边长为a cm，则a3NA4M，a，面对角线为 cm，其为Cu原子半径，即r cm。2.铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。回答下列问题：(1)Cu2O中阳离子的基态核外电子排布式为_；Cu和Ni在元素周期表中的位置相邻，Ni在元素周期表中的位置是_。(2)将过量的氨水加到硫酸铜溶液中，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，析出深蓝色的晶体Cu(NH3)4
6、SO4H2O。乙醇分子中C原子的杂化轨道类型为_；NH3能与H以配位键形成NH的立体构型是_。Cu(NH3)4SO4H2O中存在的化学键除了极性共价键外，还有_。NH3极易溶于水的原因主要有两个，一是_，二是_。(3)CuSO4溶液中加入过量KCN溶液能生成配离子Cu(CN)42，1molCN中含有的键数目为_，与CN互为等电子体的离子有_(写出一种即可)。(4)Cu与F形成的化合物的晶胞结构如图所示，若晶体密度为agcm3，则Cu与F最近距离为_pm(用NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算表达式，不用化简)。答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)第四周期族(2)s
7、p3正四面体形配位键、离子键氨分子和水分子间能形成氢键氨分子和水分子都是极性分子，相似相溶(3)2NAC(4)1010考向突破二以某类元素及化合物为载体的综合题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
8、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。不同晶体类型的熔、沸点比较：(一般规律)；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；金属晶体：由于金属键的差别很大，其熔、沸点差别也很大。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)
9、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_gcm3(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，BN键的键长比GaAs键的键长短，键能更大Ga(5)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1s22s22p63s23
10、p63d54s1，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个键，1个键，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1 238 ，熔点较高，为原子晶体，氮化硼与砷化镓均属于原子晶体，BN键的键
11、长比GaAs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VNANM，氯化亚铜的摩尔质量(M)为99.5 gmol1，根据晶胞图可知1个CuCl晶胞中Cu有864个，Cl有4个，所以该晶胞中含有4个CuCl，已知晶胞的棱长为a cm，体积为a3cm3，代入上述公式得 gcm3。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
12、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)3108、K(HClO2)1.1102，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，其晶胞结构如图所示，则编号为的微粒是_(写具体的微粒符号)，若该晶体的密度为gcm3，则晶胞Ca2、
13、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)Ar3d104s24p5(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ClOH中O的电子更向Cl偏移，越易电离出H，K值更大一些(5)Ca2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
14、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ClOH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，代表的微粒个数为864，另一种微粒个数为8，其个数之比为12，所以
15、代表Ca2，化学式为CaF2。设晶胞边长为a cm，则a3NA478，得a，则面对角线为 cm，其为 cm，边长的为 cm，所以其最短距离为 cm cm。考向突破三元素推断型综合题1.题型特点以推断出的几种元素立题，依托它们之间组成的物质，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。2.解题指导元素推断首先要抓住突破口，表现物质特征处大都是突破口所在，每种物质都有其独特的化学性质，当看到这些信息时，应积极联想教材中的相关知识(原子的结构特点、元素化合物的性质特性)，进行假设验证，综合上述信息推断元素为哪种，再根据试题要求解答相关问题，因而元素推断是解答这类问题的关键所在，常用元素推断方法有如下三种：
16、(1)直觉法：直觉是一种对问题直接的、下意识的、不经严密逻辑推理的思维。直觉是以对经验的共鸣和理解为依据的，来自于厚实而清晰的知识积累和丰富而熟练的思维经验。因此扭转学生思维形式上的某种定势，打破固有因果链，通过适当的方法训练引发学生的直觉思维，是实现思维突破的重要途径。(2)论证法：我们通过对题目背景的初步分析，得到的可能猜测不止一种，这时我们就可以运用论证法，将可能的假设一一代入原题，与题中的逻辑关系对照，若结论与原题条件相符，则为正确答案，反之，则结论有误。(3)位置图示法：采用图形或图表对题目条件进行形象化的展示，直观地揭示题目条件间的内在联系和变化规律，使学生形象简洁、系统完整地把握
17、题目的关键，降低思维难度，培养学生掌握规律、分析问题、解决问题的能力。1.X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素，原子序数依次增大。X、Y、Z、W为同周期元素，X原子的最高能级有两个空轨道，Y为同周期形成化合物种类最多的元素，Z原子的第一电离能大于W原子的第一电离能，R和Z同主族。请回答下列问题：(1)Y、Z、W三种元素的电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。(2)R的基态原子的价层电子排布图为_。(3)W的常见氢化物的氢键的键能小于HF氢键的键能，但W的常见氢化物沸点高于HF沸点的原因是_。(4)某种分子式为Y4Z4W8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键)是一种威
18、力极强的炸药，则可推知其结构简式为_。Y原子的杂化方式为_。(5)XR是一种耐磨材料，可由X的三溴化物和R的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。R的三溴化物分子的立体构型为_。合成XR的化学方程式为_。(6)Y与W形成的某种常见化合物的晶胞结构如图所示，该晶体中分子的配位数为_，若晶胞的棱长为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为_gcm3。答案(1)ONC(2)(3)每个H2O平均形成的氢键数目比每个HF平均形成的氢键数目多(4)sp3杂化(5)三角锥形BBr3PBr33H2BP6HBr(6)12命题意图本题主要考查物质结构与性质，具体考查电负性、价电子排布、氢键、结构简式、杂化类型
19、、晶体结构等，意在考查考生分析解决化学问题及计算能力。解析X、Y、Z、W、R五种短周期非金属元素原子序数依次增大，X、Y、Z、W为同周期元素，结合元素周期表可知，X、Y、Z、W位于第二周期，R位于第三周期，X原子的最高能级有两个空轨道；即第二能层有两个空轨道，则2p轨道只有一个电子，故X为B元素；Y为同周期形成化合物种类最多的元素，即Y为C元素；Z与W处于同一周期，且Z的第一电离能大于W的第一电离能，则Z为N元素，W为O元素，R与Z同主族，所以R为P元素。(1)Z为N元素、W为O元素、Y为C元素，同周期元素，从左到右，电负性逐渐增大，故三种元素的电负性由大到小的顺序为ONC。(2)R为P元素，
20、其基态原子的价层电子排布图为。(3)W的常见氢化物为H2O，每个H2O分子能形成4个分子间氢键，而每个HF分子只能形成2个分子间氢键，所以虽然H2O氢键的键能小于HF氢键的键能，但H2O的沸点高于HF的沸点。(4)Y4Z4W8的分子式为C4N4O8，该物质中同种原子的化学环境完全相同，不含碳碳双键，说明分子具有对称性，该物质是一种威力极强的炸药，说明含有硝基，由此可推知其结构简式为，每个C原子连接4个键，无孤对电子，故为sp3杂化。(5)R的三溴化物分子式为PBr3，PBr3中P的价层电子对数为4，且含有一对孤电子对，因此PBr3分子的立体构型为三角锥形。BP可由B的三溴化物和P的三溴化物于高
21、温下在氢气的氛围中合成，所以合成XR的化学方程式为BBr3PBr33H2BP6HBr。(6)由Y与W形成的化合物的晶胞图可以看出该化合物为CO2，每个CO2分子周围距离最近且相等的CO2分子共有12个，故该晶体中分子的配位数为12；若晶胞的棱长为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，每个结构单元中含有CO2分子的数目为864，则 gcm3 gcm3。2.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大。a和b的价电子层中未成对电子均只有1个，均能与水剧烈反应，并且a和b具有相同的电子构型，c的最外层电子数为其电子层数的2倍，补充维生素D可促进d的吸收，e的价电子层中的未成对电子数为4。回
22、答下列问题：(1)a、b、c中第一电离能最大的是_(填元素符号)，e的价层电子排布图为_。(2)a与b具有相同的电子构型，但r(b)小于r(a)，原因是_。(3)c的最高价氧化物在气态时以单分子形式存在，中心原子的杂化方式为_，其分子的立体构型为_，它的三聚体环状结构如图甲所示，该结构中SO键键长有两类，一类键长约为140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为_(填图中字母)，含有化学键的类型有_。(4)CO能与e形成e(CO)5，该化合物的熔点为253K，沸点为376K，该物质属于_晶体。比较c的氢化物与同族相邻两种元素所形成的氢化物的稳定性、沸点高低并分别说明理由。稳定性：_，理由：_
23、；沸点：_，理由：_。(5)a和d生成的化合物的晶胞如图乙所示，可用于冶金、化工和建材等很多行业，已知晶胞参数为0.5462nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则其密度为_(列出计算式)gcm3。答案(1)F(2)Na的核电荷数比F大，原子核对核外电子的吸引力大(3)sp2平面三角形m键、键(4)分子H2OH2SH2Se键长：HOHSHSHSeH2OH2SeH2S水分子间有氢键，其他两种分子间无氢键，相对分子质量：H2SeH2S，范德华力：H2SeH2S(5)命题意图本题主要考查物质结构与性质，意在考查考生对核外电子排布、第一电离能、分子立体构型、杂化轨道、晶体类型和晶体计算等知识的应用能力。解析
24、a和b的价电子层中未成对电子均只有1个，均能与水剧烈反应，并且a和b具有相同的电子构型，故a和b分别为F元素和Na元素；a、b、c、d、e的原子序数依次增大，c的最外层电子数为其电子层数的2倍，故c为S元素；补充维生素D可促进d的吸收，故d为Ca元素；e的价电子层中的未成对电子数为4，故e为Fe元素。(1)a、b、c分别为F元素、Na元素、S元素，随原子序数递增，同周期元素第一电离能总体呈增大趋势，同主族元素的第一电离能逐渐减小，故第一电离能最大的是F元素；e为Fe元素，它的价层电子排布图为。(2)a与b分别为F、Na，r(Na)小于r(F)，原因是Na的核电荷数大，对核外电子的吸引力大，所以
25、离子半径小。(3)根据价层电子对互斥理论可以确定SO3中中心原子S的孤电子对数为(632)0，成键电子对数为3，即中心原子S为sp2杂化，其分子的立体构型为平面三角形；由题图可知，与n键相连的O被2个S共用形成SO键，与m键相连的O与S形成S=O键，S=O键键长较短；该三聚体中含有的化学键类型有键和键。(4)e为Fe元素，CO能与Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，熔、沸点比较低，属于分子晶体；c为S元素，c的同族相邻两种元素分别为O元素和Se元素，三种元素所形成的氢化物分别为H2O、H2S、H2Se，稳定性：H2OH2SH2Se，因为键长越短，键能越大，化合
26、物越稳定；沸点：H2OH2SeH2S，因为水分子间有氢键，其他两种分子间无氢键，相对分子质量：H2SeH2S，范德华力：H2SeH2S，范德华力越大，物质的沸点越高。(5)a和d生成的化合物为CaF2，从题图乙可以看出，晶胞中白球个数为4，黑球个数为8，结合化合物CaF2的分子式可知图中黑球表示F，白球表示Ca2，每个晶胞中含有4个Ca2和8个F，所以晶体密度 gcm3。考向突破四以新科技、新产品为载体的综合考查1.题型特点以新科技的物质为素材，选取与其相关的某些典型单质或化合物展开设问，综合考查原子结构、分子结构和晶体结构。2.解题指导所选物质可能比较陌生，其实就是把原子、分子结构和性质，晶
27、体结构和性质等知识拼盘成一大题，设置若干个小问题，每一个小题考查相应的知识，解答这类问题应具备如下六个方面的知识储备：(1)基本化学用语：书写136号元素原子及简单离子的基态核外电子排布式(或外围电子排布式)；电子式或结构式的书写(有的需要找相似的等电子体结构去模仿)。(2)化学键及分子间作用力：键或键的数目；键参数；氢键；范德华力。(3)分子结构与性质：分子的立体构型的判断、分子中中心原子的杂化类型的判断；“等电子体”的寻找和“等电子原理”的应用。(4)配合物组成结构的考查：配合物化学式的书写，配合物结构示意图的表示，配合物中的各种化学键。(5)元素周期表、元素周期律：主族元素的电负性和电离
28、能的变化规律，特别注意一些元素的反常。(6)晶体结构和性质的考查：晶胞中微粒数目的计算，晶体熔、沸点往往受到氢键的影响。1.据科技日报报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C1含氧化合物。请回答下列问题：(1)在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，基态原子核外电子排布要遵循“洪特规则特例”，该原子的外围电子排布式为_。在3d过渡金属中，基态原子未成对电子数最多的元素是_(填元素符号)。(2)铜的焰色反应呈绿色，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为_。(3)石墨烯限域单原子
29、铁能活化CH4分子中CH键，导致CH键的键能_(填“增大”“减小”或“不变”)。铁晶体中粒子之间作用力类型是_。(4)常温下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。它们的沸点分别为64.7、19.5、100.8，其主要原因是_。CH4、HCHO的键角较大的是_，主要原因是_。(5)配离子的颜色与dd电子跃迁的分裂能大小有关，1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能，用符号表示。分裂能：Co(H2O)_Co(H2O)(填“”“”或“”)，理由是_。(6)钴晶胞、白铜(铜镍合金)晶胞如图所示。钴晶胞堆积方式的名称为_。已知白铜晶胞的密度为dgc
30、m3，NA代表阿伏加德罗常数的值。图2晶胞中两个面心上铜原子最短核间距为_pm(只列出计算式)。答案(1)3d104s1Cr(2)光谱分析(3)减小金属键(4)CH3OH、HCOOH分子间存在氢键且HCOOH分子间氢键(或分子间作用力)较强，HCHO分子间只存在范德华力HCHOCH4中C采用sp3杂化，HCHO中C采用sp2杂化(5)前者带2个正电荷，后者带3个正电荷，后者对电子吸引力较大(6)六方最密堆积1010解析(1)五种基态金属原子的价层电子排布式依次为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1，基态铜原子要遵循洪特规则特例。3d过渡金属中，基态铬原子外围电
31、子排布式为3d54s1，有6个未成对电子(最多)。(2)根据焰色反应，测定原子光谱特征线，利用它分析、鉴定元素的方法叫光谱分析。(3)依题意，在该催化剂作用下，CH4在常温下与双氧水反应，所以催化剂激活了CH键，降低其键能(或活化能)。铁晶体是金属晶体，铁晶体中存在自由电子和金属阳离子，靠金属键结合成金属单质。(4)CH3OH、HCOOH存在分子间作用力和氢键，且HCOOH相对分子质量较大，分子间作用力较强。CH4、HCHO分子中C原子杂化类型不同，键角主要由杂化类型决定。(5)根据分裂能定义，如果配离子所带正电荷数越多，对电子吸引力越大，dd电子跃迁吸收能量较多。Co(H2O)、Co(H2O
32、)中，前者带2个正电荷，后者带3个正电荷，所以前者分裂能较小。(6)图1所示钴晶胞的堆积方式是六方最密堆积。1个白铜晶胞含3个铜、1个镍，设晶胞参数为a，d，a1010pm。两个面心上铜原子最短核间距等于面对角线的一半，即等于a1010pm。2.以“坚持围绕锂电新能源，推动新时代动力电池高质量发展”为主题的2018第二届深圳国际锂电技术展览会于12月10日在深圳开幕，倾力打造高端锂电产业平台。工业上合成锂离子电池的正极材料LiFePO4的原理是2FePO4Li2CO3H2C2O42LiFePO4H2O3CO2。回答下列问题：(1)基态Li的核外电子云轮廓图的形状为_。画出基态Li原子的电子排布
33、图：_。(2)从核外电子排布分析，Fe3比Fe2稳定的原因是_。(3)已知草酸的结构简式为其中碳原子的杂化类型是_；9.0g草酸中含键的数目为_。(4)C2O能与多种金属离子形成配离子，如Fe(C2O4)34、Al(C2O4)33、Co(C2O4)34、Ni(C2O4)34等。C2O中提供孤电子对的原子是_，判断依据是_。(5)PO的立体构型是_；与PO互为等电子体的分子有_(写两种)。(6)FeO晶胞的结构类似于NaCl晶胞，其中Fe2构成面心立方结构如图所示。已知FeO晶胞的棱长为acm，NA为阿伏加德罗常数的值。与O2等距离且最近的Fe2构成的空间结构是正八面体，该正八面体的边长为_cm
34、。FeO晶体的密度为_gcm3(用含a、NA的代数式表示)。答案(1)球形(2)基态Fe3的3d能级为半充满稳定结构(3)sp20.7NA(或0.76.021023)(4)OC的价电子层中没有孤电子对(5)正四面体形CCl4、SiCl4、SiF4等(任写其中两种即可)(6)a命题意图本题考查物质结构与性质，具体考查碳原子的杂化类型、核外电子排布、等电子体、立体构型、有关晶胞密度的计算等，意在考查考生整合化学信息、推理、分析图像和计算的能力。解析(1)基态Li的核外电子排布式为1s2，电子云轮廓图呈球形。基态Li原子的核外电子排为1s22s1，故其电子排布图为。(2)基态Fe2和Fe3的价电子排
35、布式分别为3d6、3d5，因Fe3的3d能级为半充满结构，能量较低，故Fe3比较稳定。(3)草酸中的每个C原子连接3个键，无孤电子对，故碳原子的杂化类型是sp2。由草酸的结构简式可知，1个H2C2O4分子含7个键，9.0 g草酸的物质的量为0.1 mol，故9.0 g草酸中含键的数目为0.7NA或0.76.021023。(4)由草酸的结构简式可知C2O中C的价电子层没有孤电子对，O的价电子层有孤电子对，故氧可提供孤电子对与金属离子形成配位键。(5)PO中P原子采取sp3杂化，有4对成键电子，没有孤电子对，故PO的立体构型是正四面体形。与PO互为等电子体的分子有CCl4、SiCl4、SiF4等。
36、(6)晶胞中O2位于Fe2所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长是该晶胞的面对角线的一半，则为a cm。观察题中晶胞图可知，1个晶胞中含Fe2的数目为864，含O2的数目为1214，故FeO晶体密度 gcm3 gcm3。“3物质结构与性质”特训A组(30分钟)1.(2019衡中一模)高铁酸钾(K2FeO4)是很好的净水剂，高铁酸钡(BaFeO4)是高能电池阳极的优良材料。已知：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液，在酸性或中性溶液中能快速产生O2，在碱性溶液中较稳定；在碱性溶液中，NaCl、NaNO3、K2FeO4的溶解性都小于Na2FeO4；BaFeO4难溶于水和碱性溶液。某化学兴趣小
37、组欲制取“84”消毒液，进而制取少量K2FeO4和BaFeO4。请回答下列问题：【实验一】选择合适的仪器和试剂制取氯气，进而制备高浓度的“84”消毒液。(1)选择合适的仪器，导管接口正确的连接顺序为_；所选装置(A或B)中发生反应的离子方程式为_。【实验二】用“84”消毒液制取K2FeO4。实验步骤：用如图所示装置(夹持仪器略去)使反应物充分反应；用砂芯漏斗对烧杯中的溶液进行抽滤，向滤液中慢慢加入KOH溶液；再用砂芯漏斗对步骤的最后反应混合物进行抽滤，并用苯、乙醚洗涤沉淀，真空干燥后得K2FeO4。(2)写出步骤中物质在20冷水浴中发生反应的化学方程式：_。(3)步骤中能够发生反应的原因是_，
38、步骤中不用水，而用苯、乙醚洗涤沉淀的目的是_。【实验三】将上述产品配成K2FeO4碱性溶液，再慢慢加入Ba(OH)2溶液，抽滤得BaFeO4。(4)若投入ag硝酸铁晶体，得到bg高铁酸钡，则高铁酸钡的产率是_。已知Fe(NO3)39H2O的摩尔质量为404 gmol1，BaFeO4的摩尔质量为257 gmol1【实验四】利用如图所示电解装置也可以制得BaFeO4。(5)在_(填“阳极区”或“阴极区”)可得到高铁酸钡，阳极的电极反应式为_。答案(1)a(或b)ihcdgMnO22Cl4HMn2Cl22H2O(或2MnO10Cl16H=2Mn25Cl28H2O)(2)3NaClO2Fe(NO3)3
39、10NaOH=2Na2FeO43NaCl6NaNO35H2O(3)相同条件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度避免K2FeO4与水反应，减小K2FeO4的损失，便于K2FeO4的干燥(4)%(或100%)(5)阳极区Fe8OHBa26e=BaFeO44H2O解析(1)与NaOH溶液反应制取“84”消毒液的氯气中不能含有HCl，但含有的水蒸气不影响反应，所以氯气的制备装置应该连接除去氯化氢的饱和食盐水，再连有冷水浴装置的氢氧化钠溶液，最后连接装置E，防止剩余的氯气污染空气。装置的选择有两种情况：选用固液加热装置A时，就用二氧化锰与浓盐酸反应，选用固液不加热装置B时，就用高锰酸钾与浓盐酸反应。(2)根据实验目的制取Na2FeO4，次氯酸钠在碱性条件下将Fe(NO3)39H2O氧化为Na2FeO4，本身被还原为NaCl，根据化合价升降法即可配平方程式。(3)根据题干中