专题17 物质结构与性质（主观题）2023年高考：化学三模试题分项汇编（全国通用）（解析版）

这是一份专题17 物质结构与性质（主观题）2023年高考：化学三模试题分项汇编（全国通用）（解析版），共35页。

 专题17 物质结构与性质（主观题）
1．（2023·广西·统考三模）锌是动物必需的微量元素之一，参与机体的各种代谢活动。
(1)Zn位于元素周期表的___________区，基态Zn原子的价电子排布图为___________。
(2)第二电离能：Cu___________Zn(填“>”、“<”或“=”)，判断依据是___________。
(3)含有多个配位原子的配体与同一个中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物，一种Zn2+配合物的结构如图1所示(-OTs为含氧、硫的有机基团)：

①1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有___________mol，该螯合物中N原子的杂化类型为___________。
②该配合物所涉及非金属元素电负性最小的是___________(填元素符号)。
(4)硫化锌精矿是冶炼金属锌的主要原料，六方硫化锌(纤锌矿型)的平行六面体晶胞如图2所示，晶体中正负离子的配位数之比为___________。

(5)已知每个Zn2+与其周围最近的S2-之间的距离都相等，以晶胞参数为单位长度建立坐标系，若A点坐标为(0，0，0)，B点坐标为(，，)，C点坐标为(0，0，u)，则D点坐标为___________。
【答案】(1)ds
(2)> 基态Cu+核外价电子为3d10，3d轨道为全满较稳定状态，不容易再失去一个电子；基态Zn+核外价电子为3d104s1，4s轨道有1个电子，容易失去1个电子
(3)4 sp2杂化、sp3杂化 H
(4)1:1
(5)(，，)
【解析】（1）Zn为30号元素，位于元素周期表的ds区，基态Zn原子的价电子排布图为；
（2）基态Cu+核外价电子为3d10，3d轨道为全满较稳定状态，不容易再失去一个电子；基态Zn+核外价电子为3d104s1，4s轨道有1个电子，容易失去1个电子形成锌离子；故第二电离能：Cu>Zn；
（3）①由螯合物定义和结构示意图可知，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有4mol，该螯合物中环上N所在的环为平面结构，其杂化类型为sp2杂化，-NH-中氮原子形成3个共价键且存在1对孤电子对，为sp3杂化；
②同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；该配合物所涉及非金属元素电负性最小的是氢元素H；
（4）据“均摊法”，晶胞中含个S、个Zn，则化学式为ZnS，以B点硫为例，其最近且相邻的锌为4个，结合化学式可知，晶体中正负离子的配位数之比为4:4=1:1；
（5）由已知坐标可知，B点硫距离z轴距离为，则BC距离为，BC距离等于BD距离，则D点在y轴上投影坐标为，结合B点坐标可知，D点在x、y轴上投影坐标为、，故D点坐标为(，，)。
2．（2023·山东·济南一中校联考三模）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图a所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。若按ABCABC方式堆积而成，则如图b所示，图中用虚线标出了石墨的一个三方晶胞。回答下列问题：

(1)石墨中碳原子的杂化方式为_______，基态碳原子中电子的空间运动状态有_______种，D、E原子的分数坐标分别为_______、_______(以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标)。
(2)六方石墨晶体的密度为_______(写出计算表达式，要求化简)。
(3)1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为_______。
(4)石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时可由形成计按如图所示均匀分布的锂碳化合物，该物质中存在的化学键有_______，充电时该电极的电极反应式为_______。

(5)锂离子电池的正极材料为层状结构的。锂离子完全脱嵌时的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成。可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，其原因是_______。
【答案】(1)sp2 4
(2)
(3)6
(4)离子键、共价键
(5)脱嵌过程中Al不会变价，Li+不能完全脱嵌
【解析】（1）石墨中，每个碳原子形成3个σ键，无孤电子对，碳原子的杂化方式为sp2，基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，电子占用4个原子轨道，电子的空间运动状态有4种，D在三方晶系底面上，原子的分数坐标为 ，E在六方晶系的内部，根据图示E原子的分数坐标为 。
（2）根据均摊原则，1个晶胞中含有4个C原子，C-C键长为0.142nm，则底面积为，六方石墨晶胞的体积为 ，六方石墨晶体的密度为。
（3）根据均摊原则，1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为
（4）Li + 嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的堆积结构发生改变，形成化学式为LiC 6 的嵌入化合物，可见该物质中存在的化学键有，Li + 与相邻石墨环形成的离子键、碳与碳形成的共价键；充电时由形成，充电时的电极反应式为
（5）Ni的氧化数有+2、+3、+4，而Al的氧化数只有+3，如果Ni被氧化到+4价态，Li+可以完全脱嵌，形成NiO2，但有Al3+存在，必须有Li+形成电中性物质，所以用铝取代部分镍形成可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用。
3．（2023·浙江·模拟预测）氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体，我们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如下图1所示。

             图1
(1)下列关于氯化钠的说法正确的是_______。
A．基态的电子有5种空间运动状态
B．钠是第一电离能最大的碱金属元素
C．氯原子的价电子排布式可写成
D．每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个
(2)已知的密度为，的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，则在晶体里和的最短距离为_______。
(3)温度升高时，晶体出现缺陷，如图2所示，当图中方格内填入时，恰好构成氯化钠晶胞的1/8。晶体出现缺陷时，其导电性大大增强，原因是_______。

(4)、的晶体类型与氯化钠相同，和的离子半径分别为和，则熔点：_______(填“>”“<”或“=”)
(5)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其阴阳离子的排布与氯化钠相同，其中存在的化学键的类型为_______。
【答案】(1)AD
(2)
(3)该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流
(4)>
(5)离子键、非极性共价键
【解析】（1）A. 基态的核外电子排布为：，核外电子有5种空间运动状态，A正确；B. 同主族元素从上到下第一电离能递减，则锂是第一电离能最大的碱金属元素，B错误；C. 氯原子的价电子排布式可写成，C错误；D. 以体心氯离子为观察对象，可知其周围与它最近且等距的氯离子位于棱心，有12个，D正确；故答案为：AD；
（2）由晶胞结构可知钠离子位于顶点和面心，个数为，氯离子位于体心和棱心，个数为：，则晶胞的质量为：g，的密度为，则晶胞的体积为：cm3，晶胞的边长为：，则在晶体里和的最短距离为边长的一半，即pm，故答案为：；
（3）该惊晶体在通电条件下，钠离子在电场的作用下可以发生迁移，迁移到缺陷处，从而形成电流，故答案为：该晶体在通电时，钠离子可在电场的作用下迁移到缺陷处，形成电流；
（4）、的晶体类型与氯化钠相同，均为离子晶体，半径小于半径，离子半径越小、离子键越强，晶格能越大，晶体的熔沸点越高，故熔点：大于FeO，故答案为：>；
（5）中钡离子与过氧根离子之间存在离子键，过氧根内为非极性共价键，故答案为：离子键、非极性共价键。
4．（2023·天津·模拟预测）硒—钴—锏三元整流剂在导电玻璃中应用广泛，且三种元素形成的单质及其化合物均有重要的应用。请回答下列问题：
(1)钴位于元素周期表中_____________(填“s”、“p”、“d”或“ds”)区，与钴位于同一周期且含有相同未成对电子数的元素有_____________种。
(2)元素、O、N的第一电离能由大到小的顺序___________________。硒的某种氧化物为链状聚合结构如图所示，该氧化物的化学式为___________________。

(3)二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用图表示。

已知光的波长与键能成反比，则图中实现光响应的波长：_______(填“>”、“＜”或“=”)，其原因是_________________。
(4)[(15—冠—5)](“15—冠—5”是指冠醚的环上原子总数为15，其中O原子数为5)是一种配位离子，该配位离子的结构示意图如图1，该配位离子中含有的键数目为_____________。全惠斯勒合金的晶胞结构如图2所示，其化学式为___________________。

【答案】(1)d 2
(2)
(3)＜ 的原子半径比S的原子半径大，键的键能比键的键能小，断裂键所需要的最低能量小，对应的光波的波长较长
(4)46
【解析】（1）基态钴原子的核外电子排布式为位于元素周期表的d区，与钴同一周期且含有相同未成对电子数(3个)的元素为V、As，共2种。答案为d；2；
（2）从族至上而下，第一电离能减小，即O>S。氮元素的2p轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，即N>O。所以第一电离能为SeO>Se；；
（3）由于Se的原子半径比S的原子半径大，Se-Se键的键能比S-S键的键能小，断裂Se-Se键所需要的最低能量小，对应的光波波长较长，所以图中实现光响应的波长：。答案为＜；Se的原子半径比S的原子半径大，Se−Se键的键能比S−S键的键能小，断裂Se−Se键所需要的最低能量小，对应的光波的波长较长；
（4）冠醚分子中还含有碳氢键有2×10=20个，环上有碳氧键和C-C键共15个，2个H2O分子中4个O-H键。同时配离子中的配位键也为σ键，7个配位，配位键共有7个。有则该配位离子种含有的σ键数目为。顶点粒子占，面上粒子占，棱上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中含有Cr的数目为，一个晶胞中含有Co的数目为：，一个晶胞中含有Al的数目为：，所以晶体化学式为。答案为46；。
5．（2023·河南·校联考三模）一种新型硫酸盐功能电解液由2mol·L-1Na2SO4和0.3mol·L-1MgSO4混合组成，电化学测试表明该电解液构建的Na2Ni[Fe(CN)6]、NaTi2(PO4)3/C电池可以稳定循环500次以上。
请回答下列问题：
(1)MgSO4中三种原子的半径由大到小的顺序是___________(用元素符号表示)，其中电负性最大的元素是___________(填名称)。
(2)第一电离能N>O的原因是___________。
(3)Na2Ni[Fe(CN)6]中，基态Fe2+核外电子的空间运动状态有___________种，[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为___________。
(4)NaTi2(PO4)3中，中磷原子的杂化类型是___________。
(5)N、O两种元素形成的简单氢化物的熔点：NH3___________H2O(填“>”“<”或“=”)，其原因是___________。
(6)NiaMgbFec的立方晶胞结构如图所示。已知晶胞的边长为npm，设NA为阿伏加德罗常数的值。

①a：b：c=___________。
②该晶体密度是___________g·cm-3(用含n、NA的代数式表示)。
【答案】(1)Mg>S>O 氧
(2)基态氮原子价电子排布式为2s22p3，2p3为半充满的稳定结构，较难失去1个电子(合理即可)
(3)14 1：1
(4)sp3
(5)< 平均每个H2O分子形成2个氢键，平均每个NH3分子形成1个氢键，且O-HO…键能强于N-H…N键能(合理即可)
(6)①1：3：4 ②
【解析】（1）电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则Mg、S、O的半径由大到小，Mg>S>O；氧化性越强电负性越强，则O的氧化性最强
故答案为：Mg>S>O；氧；
（2）基态氮原子价电子排布式为2s22p3，2p3为半充满的稳定结构，较难失去1个电子，则第一电离能N>O；故答案为：基态氮原子价电子排布式为2s22p3，2p3为半充满的稳定结构，较难失去1个电子；
（3）Fe2+核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，则核外电子的空间运动状态有14种；[Fe(CN)6]4-中配位键为6，碳氮三键数为6，则σ键数为12，π键数为12，比值1：1；
故答案为：14；1：1；
（4）磷酸根中的孤电子对数=，则价层电子对数为4，磷原子的杂化类型是sp3；故答案为：sp3；
（5）平均每个H2O分子形成2个氢键，平均每个NH3分子形成1个氢键，且O-HO…键能强于N-H…N键能，故NH3的熔沸点小于H2O；
故答案为：<；平均每个H2O分子形成2个氢键，平均每个NH3分子形成1个氢键，且O-HO…键能强于N-H…N键能；
（6）根据均摊法，晶体中Ni的个数为；Mg的个数为，Fe的个数为4，则a：b：c=1：3：4，NiMg3Fe4中，，，则；故答案为：1：3：4；。
6．（2023·北京西城·北师大实验中学校考模拟预测）(II)可形成多种配合物，呈现出多样化的性质和用途。
(1)向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量的乙醇，析出晶体。
①产生蓝色沉淀的离子方程式是_______。
②在水中电离的方程式是_______。
(2)如下图所示，(II)配合物A和B可发生配位构型的转变，该转变可带来颜色的变化，因此可用作热致变色材料，在温度传感器、变色涂料等领域应用广泛。

①的价层电子排布式为_______。
②A中氮原子与其它原子(或离子)之间存在的作用力类型有_______，氢原子与其它原子之间存在的作用力类型有_______。
③已知：当(II)配合物A和B配位构型由八面体转变为四方平面时，吸收光谱蓝移，配合物颜色紫色变为橙色。

想将配合物的颜色由紫色调整为橙色，需要进行的简单操作为_______。
(3)已知：①
物质
颜色

黄色

蓝色
②蓝色溶液与黄色溶液混合为绿色溶液。在溶液中加入浓溶液，颜色从蓝色变为绿色，请结合化学用语解释原因_______。
(4)和是铜常见的两种氯化物，如图表示的是_______的晶胞。已知晶胞的边长为，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为_______。(已知：)

【答案】(1)①Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2NH ②
(2)①3d9 ②共价键、配位键 共价键、氢键 ③降温
(3)在溶液中存在平衡：，加入浓溶液，c(Cl-)增大，平衡向右移动，的浓度增大，黄色与蓝色混合会呈现绿色
(4)CuCl
【解析】（1）①向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入少量氨水生成蓝色沉淀为氢氧化铜，所以产生蓝色沉淀的离子方程式是Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2NH；
②为离子化合物，在水中电离生成和，其电离方程式是；
（2）①Cu为29号元素，其基态原子价层电子排布式：3d104s1,则的价层电子排布式为3d9；
②根据图示可知，N的最外层电子数为5，则应形成3对共用电子对达到满8电子稳定结构，所以A中氮原子与其它原子(或离子)之间存在的作用力类型有共价键和配位键；氢原子与其它原子之间除了存在共价键以外，还和电负性较强的O原子形成了氢键，所以存在的作用力类型有共价键和氢键；当(II)配合物A和B配位构型由八面体转变为四方平面时，能量会降低，吸收光谱蓝移，配合物颜色紫色变为橙色，所以若实现上述操作，可从平衡角度考虑，最简单的方法是降低温度，使平衡向正向移动，实现配合物颜色由紫色变为橙色，故答案为：降低温度；
（3）蓝色溶液与黄色溶液混合为绿色溶液，在溶液中加入浓溶液，颜色从蓝色变为绿色，原因是在溶液中存在平衡：，加入浓溶液，c(Cl-)增大，平衡向右移动，的浓度增大，黄色与蓝色混合会呈现绿色；
（4）图中白球所在位置是顶点和面心，晶胞内原子个数为=4，黑球在晶胞内部，原子个数为4，所以化学式为AB型，即上述晶胞表示的是CuCl；则晶胞的质量为，则晶胞的密度=。
7．（2023·天津·校联考模拟预测）青蒿素()是治疗疟疾的有效药物，白色针状晶体，溶于乙醇和乙醚，对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。

(1)提取青蒿素
在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取，效果更好。乙醇的沸点高于乙醚，原因是_______。
(2)确定结构
①图中晶胞的棱长分别为，晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数，青蒿素的相对分子质量为282)
②能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是_______。
a.质谱法     b.X射线衍射    c.核磁共振氢谱    d.红外光谱
(3)修饰结构，提高疗效
一定条件下，用将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。

①双氢青蒿素分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
②的空间结构为_______。
双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好，治疗疟疾的效果更好。
【答案】(1)乙醇分子间能形成氢键
(2) b
(3)①sp3 ②正四面体
【解析】（1）乙醇分子中含有O-H键，乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点高于乙醚。
（2）①图中晶胞的棱长分别为，则晶胞的体积为，晶体的密度为。
②X射线衍射能测定原子的空间位置，所以X射线衍射能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构，选b。
（3）①根据双氢青蒿素分子的结构简式，可知碳原子全是单键碳，C原子形成4个σ键，有个杂化轨道，杂化轨道类型为sp3。
②中B原子的价电子对数为，无孤电子对，空间结构为正四面体。
8．（2023·浙江·模拟预测）战国时期，我国炼丹家就开始对硫单质及含硫化合物的应用进行研究。
(1)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_______。
(2)硫单质有多种同素异形体，其中一种单质分子()的结构如图所示，硫原子的杂化轨道类型为_______。

(3)硫单质()难溶于水，易溶于，是_______。(填“极性分子”或“非极性分子”)，硫单质易溶于溶液，形成，其中，的空间构型为_______。
(4)许多物质的氧化物固态存在多聚体，例如五氧化二磷实际的分子式是，实验测得磷、硫、氯三种氧化物的熔点如下，推测固态三氧化硫的分子式为_______。


三氧化硫

熔点
613K
289K
182K

(5)立方硫化锌，其晶胞如图所示。设晶胞中S原子与其最近原子的距离为dpm，其密度为，阿伏加德罗常数为_______。(列出计算式，用含d、的式子表示)。
【答案】(1)2：1或1：2
(2)
(3)非极性分子 V形
(4)或
(5)设晶胞边长为a，，，。
【解析】（1）基态S原子的价电子排布式为3s23p4，其中3s轨道上两个电子的自旋方向相反，3p轨道上，3个电子的自旋方向相同，1个电子与另外3个电子自旋方向相反，则两种自旋状态的电子数之比为2：1或者1：2。
（2）从图中结构可知，S8中S原子形成2个S-S单键，还有2对孤电子对，价层电子对数为4，采用sp3杂化。
（3）CS2为非极性分子，水分子为极性分子，S8难溶于水易溶于CS2，说明S8为非极性分子。中S原子价层电子对数为4，孤电子对数为2，故空间构型为V形。
（4）三氧化硫的熔点大于Cl2O7小于P4O10，说明固态三氧化硫的相对分子质量大于Cl2O7小于P4O10，即183<固态三氧化硫的相对分子质量<284，则固态三氧化硫的分子式为S3O9。
（5）晶胞中S原子与其最近Zn原子的距离为dpm，该距离为体对角线长度的，则体对角线长度为4dpm，则边长为pm，则体积为，根据均摊法，一个晶胞中含有4个S原子和4个Zn原子，则ρ=，NA=。
9．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）立方氮化硼(BN)具有类金刚石的结构，是新型人工合成材料。利用新合成技术可以实现低温低压制备，反应为：BCl3+Li3N=BN+3LiCl。回答下列问题：
(1)基态B原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(2)BCl3中B原子的杂化方式是_______，两个B-Cl键的键角为_______，该分子为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)BCl3、Li3N、BN三者中，沸点最高的是_______，Li、B、N、Cl第一电离能最大的元素是_______。
(4)广义酸碱理论认为，中心原子可以接受电子对的分子为酸，可以提供电子对的分子为碱。按照该理论，BCl3属于_______(填“酸”或“碱”)，BCl3和碱反应形成的化学键类型是_______。
(5)立方氮化硼晶体的晶胞如图1所示。阿伏加德罗常数的值为NA，该晶体密度表达式为_____g·cm-3；图2是该晶胞的俯视投影图，则该图中表示硼原子相对位置的是_______(填标号)。

【答案】(1)哑铃 (2)sp2 非极性
(3)BN N (4)酸 配位键(或共价键)
(5) 3
【解析】(1)基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p1，则其电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形；
(2)BCl3中B原子形成3对成键电子对，孤电子对数为，则价层电子对数为3，则B原子杂化方式是sp2，BCl3的分子构型为平面三角形，两个B-Cl键的键角为，该分子的结构对称，正负电荷中心重合，则为非极性分子；
(3)BCl3为分子晶体，Li3N为离子晶体，BN为原子晶体，则三者中，沸点最高的是BN；同周期元素的原子从左至右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上往下第一电离能逐渐减小，则Li、B、N、Cl第一电离能最大的元素是N；
(4)由(2)的分析可知，BCl3的中心原子B原子没有孤电子对，不能提供电子对，但是其有空轨道，可以接受电子对，故按照该理论，其属于酸；BCl3的中心原子B原子有空轨道，可以接受电子对，氢氧根离子有孤电子对，则B原子提供空轨道，氢氧根离子提供孤电子对，故BCl3和碱反应形成的化学键类型是配位键(或共价键)；
(5)由晶胞结构图可知，一个晶胞中含有4个B原子，个N原子，则晶胞的质量为，则该晶体密度表达式为；图2是该晶胞的俯视投影图，由晶胞结构图可知，该图中表示硼原子相对位置的是3号。
10．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）硼化镁是迄今发现的临界温度最高的简单的金属化合物超导材料。回答下列问题：
（1）基态硼的电子排布图为__，基态镁原子的电子运动状态有__种。
（2）BF3的键角（填“大于”、“小于”或“等于”）__NF3的键角，理由是__。
（3）碱土金属的碳酸盐热分解反应模式为：MCO3（s）=MO（s）+CO2（g）。从结构的角度解释：MgCO3的热分解温度小于CaCO3的热分解温度的原因是__。
（4）已知硼化镁属六方晶系（如图1所示）a=b≠c，α=β=90°，γ=120°。又知硼化镁是一种插层型离子化合物，镁层和硼层交替排列；镁原子层呈三角形结构，硼原子层具有规则的六角蜂房结构，与石墨相似。硼化镁晶体沿z轴方向的投影如图2所示，黑球代表硼原子，白球代表镁原子。硼化镁的化学式为__；B的配位数是__。

（5）已知硼化镁的晶格常数为：a=b=0.3086nm，c=0.3524nm，则硼化镁晶体的密度表达式为__g/cm3（用NA表示阿伏加 德罗常数）。
【答案】（1） 12 （2）大于 BF3空间构型是平面正三角形，键角120°，NF3空间构型是三角锥形，键角小于109°28′(或BF3中B原子采用sp2杂化，无孤对电子，键角为120°；NF3中N原子采用sp3杂化，有一对孤对电子，键角小于109°28′)
（3）镁离子、钙离子的电荷数相同，镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强，所以碳酸镁的热分解温度低。(或MgO的晶格能大于CaO的晶格能，所以MgCO3比CaCO3更容易分解)
（4）MgB2 6
（5）
【解析】（1）硼为5号元素，基态硼的电子排布图为，镁核外有12个电子，基态镁原子的电子运动状态有12种。故答案为：；12；
（2）BF3的键角大于NF3的键角，理由是BF3空间构型是平面正三角形，键角120°，NF3空间构型是三角锥形，键角小于109°28′(或BF3中B原子采用sp2杂化，无孤对电子，键角为120°；NF3中N原子采用sp3杂化，有一对孤对电子，键角小于109°28′)。故答案为：大于；BF3空间构型是平面正三角形，键角120°，NF3空间构型是三角锥形，键角小于109°28′(或BF3中B原子采用sp2杂化，无孤对电子，键角为120°；NF3中N原子采用sp3杂化，有一对孤对电子，键角小于109°28′)；
（3）碱土金属的碳酸盐热分解反应模式为：MCO3(s)=MO(s)+CO2(g)。从结构的角度解释：MgCO3的热分解温度小于CaCO3的热分解温度的原因是镁离子、钙离子的电荷数相同，镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强，所以碳酸镁的热分解温度低。(或MgO的晶格能大于CaO的晶格能，所以MgCO3比CaCO3更容易分解)。故答案为：镁离子、钙离子的电荷数相同，镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强，所以碳酸镁的热分解温度低。(或MgO的晶格能大于CaO的晶格能，所以MgCO3比CaCO3更容易分解)；
（4）由均摊法，观察图1，晶胞中B：6；Mg：12×+2×=3，硼化镁的化学式为MgB2；由于硼化镁是一种插层型离子化合物，镁层和硼层交替排列，镁原子层呈三角形结构，硼原子层具有规则的六角蜂房结构，所以，每个B原子所在层的上下两层分别有3个Mg原子与B相邻，故B的配位数是6。故答案为：MgB2；6；
（5） 已知硼化镁的晶格常数为：a=b=0.3086nm，c=0.3524nm，晶胞质量： 晶胞体积：nm3,则硼化镁晶体的密度表达式为g/cm3（用NA表示阿伏加 德罗常数）。故答案为：。
11．（2023·海南省直辖县级单位·统考模拟预测）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
(1)CaC2中与互为等电子体，的电子式可表示为_______； lmol 中含有的π键数目为_______。
(2)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为_______。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_______；分子中处于同一直线上的原子数目最多为_______。
(4)CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，则该晶胞中的碳原子个数为_______。 CaC2晶体中含有的中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2 晶体中1个Ca2+周围距离最近的数目为_______。

【答案】(1)
(2)
(3) sp杂化、sp2杂化 3
(4) 8 4
【解析】（1）由电子式为可推知电子式为，氧氧三键中含两个π键，1 mol 中含有π键数目为;
故答案为：；；
（2）Cu元素原子序数29，核外29个电子，Cu＋由Cu原子失去1个电子而得到，故基态核外电子排布式为；
故答案为：；
（3）丙烯腈分子中碳碳双键为sp2杂化，—C≡N键为sp杂化，其分子中有一个三键，三键为直线形，与之直接相连的原子共线，故共键的原子为C-C≡N即3个原子共线；
故答案为：sp杂化、sp2杂化；3；
（4）由晶胞图知位于面心和顶点，根据均摊法，中含有2个C原子，晶胞中的碳原子个数为的两倍，为2×(8×+6×)=8；由晶体结构可知CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的数目不是6个而是4个，因为哑铃形只向一个方向拉长，此方向上的两个与Ca2＋距离不是最近，所以最近且等距的有4个；
故答案为：8 ；4。
12．（2023·贵州·统考三模）氮族元素在复合材料等领域的应用十分广泛。
(1)中科院大连化物所某研究团队开发了一种基于氮掺杂碳上的Ru单原子(Ru/NC)高稳定丙烷脱氢制丙烯催化剂。Ru/NC的合成过程如图所示。回答下列问题:

①按电子排布，氮元素位于元素周期表_____区， 基态氮原子的电子占据的最高能级电子云轮廓图为_____形。
②由图可知Ru/NC中存在___(填标号)。
A．金属键      B．配位键        C． σ键      D． π键
③ 中C的杂化类型为_____________。
(2)AsH3、 NH3、 SbH3三种氢化物的沸点依次增大，其原因是___________________________________。
(3)气态时，PCl5分子的空间结构为三角双锥形(如图所示)，可溶于非极性溶剂CCl4，其原因是_____________________________________________；而固态时五氯化磷不再保持三角双锥结构，其晶格中含有[PCl4]+和[PCl6]-离子，可溶于极性溶剂硝基苯，其原因是___________________________________________。

(4)锗酸铋是重要的光学材料，由锗、铋、氧三种元素组成。 它的一种晶体属立方晶系，可表示为xGeO2·yBi2O3，晶胞参数a= 1014.5 pm，密度ρ= 9.22g·cm-3，晶胞中有两个Ge原子，则xGeO2·yBi2O3中x=_______， y=_____________________________[列出计算式，已知Mr (GeO2)=105，Mr (Bi2O3) = 466， NA为阿伏加德罗常数的值]。
【答案】(1)p 哑铃 BCD sp、sp2
(2)NH3中氢键对沸点的影响大于AsH3中范德华力对沸点的影响，而小于SbH3中范德华力对沸点的影响
(3)气态PCl5为三角双锥，分子中正负电荷中心重合，为非极性分子，根据相似相溶原理，PCl5可溶于非极性溶剂CCl4 固态PCl5为离子型晶体，离子型晶体一般易溶于极性溶剂，所以固态PCl5可溶于硝基苯
(4)2
【解析】（1）①按电子排布，氮元素位于元素周期表p区，基态氮原子的电子占据的最高能级为2p能级，电子云轮廓图为哑铃形。
②由图可知，C与周围的原子形成3根σ键，N与C之间形成σ键，N原子有孤电子对，与Ru之间形成配位键，N、C均有一个未杂化的2p轨道，互相平行，肩并肩重叠形成大π键，故选BCD。
③ 中双键C原子，价层电子对数为3，采取sp2杂化，三键C原子，价层电子对数为2，采取sp杂化，故C的杂化类型为sp、sp2。
（2）NH3中氢键对沸点的影响大于AsH3中范德华力对沸点的影响，而小于SbH3中范德华力对沸点的影响，故AsH3、 NH3、 SbH3三种氢化物的沸点依次增大。
（3）气态PCl5为三角双锥，分子中正负电荷中心重合，为非极性分子，根据相似相溶原理，PCl5可溶于非极性溶剂CCl4；固态PCl5为离子型晶体，离子型晶体一般易溶于极性溶剂，所以固态PCl5可溶于硝基苯。
（4）晶胞中有两个Ge原子，则x=2，由，解得y=。
13．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大：a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I1(a) (1)写出ac2的电子式____；基态f原子的外围电子排布式为_____。
(2)写出一种与ac2互为等电子体的物质的化学式_______。
(3)b的简单氢化物的沸点比同族元素氢化物的沸点______。(填“高”或“低”)
(4)化合物M由c、d两种元素组成，其晶胞结构如甲，则M的化学式为_____。

(5)化合物N的部分结构如乙，N由a、b两元素组成，则硬度超过金刚石。试回答：

①N的晶体类型为___________。
②N晶体中a、b两元素原子的杂化方式均为___________。
【答案】(1) 3dl04s1
(2)N2O或CS2
(3)高
(4)KO2
(5)①共价晶体 ②sp3
【分析】a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大：基态b原子的2p轨道处于半充满状态，b为N；a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，则a、c位于第二周期，第一电离能I1(a)b>a，则c为O，a为C， d为周期表前四周期中电负性最小的元素，d为K；f的原子序数为29，f为Cu。
【解析】（1）ac2为CO2，其电子式为 ，基态Cu原子的外围电子排布式为3dl04s1，故答案为： ；3dl04s1；
（2）与CO2互为等电子体的有：N2O，CS2等，故答案为：N2O或CS2；
（3）氨分子间能形成氢气，导致其熔沸点比同族的氢化物高，故答案为：高；
（4）K位于顶点和面心，个数为：，O以O-O的形式位于棱心和体心，个数为：，则该晶胞的化学式：KO2，故答案为：KO2；
（5）由晶胞结构可知N晶体中C和N只形成单键，均采用sp3杂化，且形成空间网状结构，由结构特点可知为原子晶体，故答案为：共价晶体；sp3。
14．（2023·福建·校联考三模）乙二胺四乙酸铁钠可用于感光材料冲洗药品及漂白剂，化学式为；工业上可用EDTA与、NaOH溶液发生反应进行制备，合成路线如下：

回答下列问题：
(1)基态氯原子的价层电子排布图为___________。
(2)下列氮原子能量最高的是___________(填标号)。
A． B． C． D．
(3)EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为___________(填元素符号)。碳原子的杂化轨道类型为___________。
(4)NH3中N—H键的键角小于CH4中C—H键的键角，其原因为___________。
(5)某种Fe、N组成的磁性化合物的结构如图1所示，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中。该磁性化合物的化学式为___________。

(6)在元素周期表中，铁元素位于___________区(填“s”“p”“d”或“ds”)。铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面。假设铁的原子半径为a nm，则该铁晶体的密度为___________(列出计算式，设为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2)A
(3)N＞O＞C sp2、sp3
(4)CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(5)Fe4N
(6)d
【解析】（1）已知Cl是17号元素，故基态氯原子的核外电子排布式为：[Ne]3s23p5，故其价层电子排布图为 ，故答案为： ；
（2）A项即基态氮原子上1个1s电子跃迁到2p上，1个2s电子跃迁到2p上，B项为基态原子，C项即1个1s电子跃迁到2p上，D项即1个2s电子跃迁到2p上，故A所示氮原子的能量最高，故答案为：A；
（3）根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，ⅤA与ⅥA反常，故EDTA的组成元素中C、N、O的第一电离能由大到小顺序为N＞O＞C，由题干EDTA的结构简式可知，除羧基上的碳原子周围价层电子对数为3，其他碳原子周围价层电子数为4，故碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3，故答案为：N＞O＞C；sp2、sp3；
（4）CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，所以NH3的键角小于CH4的键角，故答案为：CH4中的C和NH3中的N均为sp3杂化，但NH3中的N有一孤电子对，孤电子对和成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力；
（5）由题干图1所示某种Fe、N组成的磁性化合物的结构，N随机排列在Fe构成的正八面体的空隙中，1个晶胞中含有+3价铁个数为：=4，含+2价铁个数为：=12，含有N为4个，故该磁性化合物的化学式为Fe4N，故答案为：Fe4N；
（6）已知Fe是26号元素，在元素周期表中第4周期第Ⅷ族，则铁元素位于d区，铁的某种晶胞沿面对角线的位置切下之后可以得到如图2所示的截面可知，该铁晶体为体心立方，在铁晶胞中，与一个铁原子最近的铁原子距离为立方体边长的，这样的原子有八个，因为铁原子的半径是anm，根据铁晶胞的结构可知，晶胞的边长为nm，在每个晶胞中含有铁原子的数目为1+8×=2个，晶胞密度ρ═＝＝=g•cm-3，故答案为：d；。
15．（2023·山东·模拟预测）硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可形成多种化合物，含硒化合物在材料和药物等领域有重要应用。回答下列问题：
(1)基态硒原子价电子排布式为___________。
(2)某绿色农药的结构简式如图所示。C、N、O、F四种元素第一电离能由大到小的排列顺序为___________；该物质中，C原子的杂化轨道类型为___________。

(3)亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧，的空间构型为___________；的键角___________气态分子SeO3(填“>”、“<”或“=”)，原因是___________。
(4)二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用下图表示。已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长λ1___________λ2(填“>”、“<”或“=”)。

(5)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料，为四方晶系晶胞结构(如图所示)，可以看成带正电的层与带负电的层交替堆叠。据此推断硒氧化铋的化学式为___________。晶胞棱边夹角均为90°，则晶体密度的计算式为___________g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值)

【答案】(1)4s24p4
(2)F>N>O>C sp2、sp3
(3)三角锥形 < SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°；亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°
(4)<
(5)SeBi2O2
【解析】（1）Se是34号元素，其价电子排布式为4s24p4，故答案为：4s24p4；
（2）同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，其中VA族元素的第一电离能高于其相邻的元素，故第一电离能：F>N>O>C；该物质中既含有饱和C原子，又含有连接双键的C原子，故C原子的杂化轨道类型为sp2、sp3，故答案为：F>N>O>C；sp2、sp3；
（3）中Se的价层电子对数为=3+1=4，孤对电子数为1，的空间构型为三角锥形；SeO3中Se原子的价层电子对数为=3+0=3，孤电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，而的空间构型为三角锥形，键角小于120°，即的键角小于气态分子SeO3，故答案为：三角锥形；<；SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°；亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°；
（4）S和Se位于同一主族，Se的原子半径大于S，使得二硒键的键长大于二硫键，二硒键的键能小于二硫键，由于光的波长与其能量成反比，故λ1小于λ2，故答案为：<；
（5）根据电荷守恒可知，该晶胞中和的个数比为1：1，则硒氧化铋的化学式为SeBi2O2；该晶胞中，Se的个数为=2，结合化学式可知，该晶胞中含有2个SeBi2O2，晶胞质量为=，晶胞体积为a´10-10cm´a´10-10cm´c´10-10cm=a2c´10-30cm3，则晶胞密度为=g·cm-3，故答案为：SeBi2O2；。
16．（2023·山东青岛·统考模拟预测）锂离子电池是近年来的研究热点，常见的锂离子聚合物电池材料有石墨、LiAsF6、LiPF6、LiMn2O4等。回答下列问题：
(1)As的最高能级组的电子排布式为_______，Li、O、P、As四种元素电负性由大到小的顺序为_______(填元素符号)。
(2)LiPF6的阴离子的空间构型为_______。
(3)一种类石墨的聚合物g—C3N4可由三聚氰胺()制得。三聚氰胺分子中氮原子杂化类型是_______；三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于热水，主要原因是_______。
(4)尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料。已知一种LiMn2O4晶胞可看成由A、B单元按Ⅲ方式交替排布构成，“○”表示O2−。

①“●”表示的微粒是_______(填元素符号)
②若该晶胞的晶胞参数为apm，设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算表达式，不必化简)
【答案】(1)3d104s24p3 O、P、As、Li或O>P>As>Li
(2)正八面体形
(3)sp2、sp3 温度升高破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分子间形成氢键
(4)①Li ②
【解析】（1）As为第四周期第V A族元素，基态As原子的最高能级组的电子排布式为3d104s24p3；金属元素的电负性小于非金属元素，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，所以Li、O、P、As四种元素电负性由大到小的顺序为：O、P、As、Li或O>P>As>Li。
（2）中心P原子价层电子对数=，采取sp3d2杂化，无孤电子对，空间构型为正八面体形。
（3）三聚氰胺分子中，处于环上的N原子采取sp2杂化，氨基中N原子采取sp3杂化；三聚氰胺能形成分子间氢键，温度升高能破坏三聚氰胺分子之间的氢键，使三聚氰胺与水分子间形成氢键，因而三聚氰胺分子不溶于冷水，溶于热水。
（4）①由图Ⅲ可知，一个晶胞中含有A和B的个数均为4。A中氧离子位于体内数目为4、●位于体心和顶点数目为1+=1.5。B中氧离子位于体内数目为4，●位于顶点数目为=0.5，∆为体内数目为4。则一个晶胞内O2−、●、∆数目比为32:8:16=4:1:2，结合化学式LiMn2O4可知，“●”表示的微粒是Li；
②由①分析知，一个晶胞中含8个LiMn2O4，则该晶体的密度为。
17．（2023·内蒙古赤峰·统考模拟预测）离子液体是指室温或接近室温时呈液态，而本身由阴、阳离子构成的化合物。GaCl3和氯化- 1-乙基- 3-甲基咪唑(，简称EMIC)混合形成的离子液体被认为是21世纪理想的绿色溶剂。请回答下列问题：
(1)请写出基态Ga原子的核外电子排布式___________， 同周期主族元素中基态原子未成对电子数与Ga相同的___________ ( 填元素符号)。
(2)EMIC阳离子中的几种元素电负性由大到小顺序为___________。
(3)EMIC中碳原子的杂化类型为___________。
(4)已知分子中的大 键可用符号表示，其中m代表参与形成大键的原子数，n代表大II键中的电子数，则EMIC中大键可表示为___________。
(5)GaCl3熔点为77.8°C， GaF3熔点高于1000°C，其原因是___________。
(6)某种Ga的氧化物晶胞结构如图所示。O2-以六方密堆积形成晶胞， Ga3+位于由A、B、C、D四个O2-围成的四边形的中心，但晶胞中只，有的四边形中心位置占据了Ga3+，另外的位置空置。

①Ga3+位于O2-围成的___________面体空隙中。
②若该晶胞的体积为Vcm3，用NA表示阿伏加德罗常数的值，该氧化物晶体密度为___________g·cm-3。
【答案】(1)[Ar]3dl04s24p1 (或1s22s22p63s23p63d104s24p1) K、Br
(2)N>C>H   (或者N、C、H)
(3)sp2 sp3
(4)
(5)GaCl3属于分子晶体，而GaF2属于离子晶体，熔化时前者克服分子间作用力，后者克服离子键，而离子键比分子间作用力更强，离子晶体熔点高于分子晶体
(6)①正八 ②
【解析】（1）Ga是31号元素，处于第四周期第IIIA族，原子核外电子排布式为[Ar]3dl04s24p1或1s22s22p63s23p63d104s24p1；Ga原子未成对电子数为1，同周期主族元素中基态原子未成对电子数与Ga相同的元素原子价电子排布式为4s1、4s24p5，分别为K元素、Br元素；
（2）EMIC阳离子含有C、N、H三种元素，同周期自左而右电负性增大，故电负性N＞C，而C、N的氢化物中它们均表现负化合价，电负性均大于氢元素的，即电负性N＞C＞H；
（3）EMIC中饱和碳原子是sp3杂化，五元环上的碳原子杂化类型为sp2杂化；
（4）五元环上原子形成大π键，环上C、N原子都采取sp2杂化，每个C原子有1个未杂化的电子，每个N原子有2个未杂化的电子，该离子失去1个电子，大π键中的电子数为6，则EMIC中大π键可表示为；
（5）GaCl3属于分子晶体，而GaF3属于离子晶体，融化时前者克服分子间作用力，后者克服离子键，而离子键比分子间作用力更强，离子晶体熔点高于分子晶体的；
（6）①A、B、C、D位置氧离子与上底面面心的氧离子是氧离子构成的正八面体的一半，Ga3+位于O2-围成的正八面体空隙中；
②晶胞中O2-数目=3+12×+2×=6，则Ga3+的数目=6×=4，晶胞质量=g，故晶体密度=。
18．（2023·河南·统考三模）2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳·贝尔托齐、卡尔·巴里·沙普利斯和丹麦科学家莫滕·梅尔达尔，以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。点击化学的代表反应为Cu催化的叠氮一炔基Husigen环加成反应，NaN₃、SO₂F₂、FSO₂N₂等均是点击化学中常用的无机试剂。回答下列问题：
(1)氮原子激发态的电子排布式有___________，其中能量最高的是___________(填标号)。
a．1s²2s²2p²3p¹    b．1s²2s²2p4 c．1s²2s²2p²3s¹   d．1s²2s²2p³
(2)N、O、F的第一电离能最小的是___________，SO₂F₂分子结构如图1所示，已知键角α为124°，β为96°，则α>β的原因主要是___________。

(3)叠氮化物能与Fe³⁺、Cu²⁺及Co³⁺等形成配合物，如：[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄，该配合物中Co³⁺的配位数为___________。HN3分子的空间结构如图2所示(图中键长单位为10⁻10m)。

已知：①典型N-N、N=N和N≡N的键长分别为1.40×10⁻10m、1.20×10⁻10m和1.09×10⁻10m；②甲酸根的两个碳氧键键长相同，处于典型碳氧单键键长和碳氧双键键长之间，其结构可以用两个极端电子式()的平均杂化体来表示。试画出HN3分子的两个极端电子式___________；“”中N原子的杂化方式为___________。
(4)图3是MgCu₂的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。距离Mg原子最近的Mg原子有___________个。

(5)图4是沿立方格子对角面取得的截面，Mg原子的半径为___________pm，该晶胞的空间利用率为___________。

【答案】(1)ac a
(2)O 双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子对之间的排斥作用
(3)6 sp
(4)4
(5)
【解析】（1）激发态是基态原子吸收能量，较低能级的电子跃迁到更高能级而来，跃迁的能级越高、数量越多，能量越高；基态N原子的电子排布式为1s²2s²2p³，1s²2s²2p²3p¹是2p能级电子跃迁到3p能级，1s²2s²2p²3s¹是2p能级电子跃迁到3s能级，因此处于激发态的是ac，由于3p能级的能量高于3s能级，因此a中激发态能量更高。
（2）同周期主族元素第一电离能从左到右增大，但是由于ⅡA、ⅤA族元素核外电子最高能级分别处于全满和半满状态，比较稳定，第一电离能高于相邻元素，即第一电离能F＞N＞O，最小的为O；由图示结构式可知，S、O之前为共价双键，S、F之间为共价单键，双键成键电子对之间的排斥作用大于单键成键电子对之间的排斥作用，因此键角α>β。
（3）由[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄化学式可知，内界中有5个NH3和1个，故其配位数为6；参考甲酸根的两个极端电子式可知书写规律为尽可能的让其中一个成键最多或最少，电子偏向其中一极，则为两种极端形式，参考这个规律，可让HN3中最右侧原子最多成三键和最少成双键，其余氮按照八电子理论补齐化学键来表示，两种极端电子式为；由图二结构式可知，三个氮原子呈直线型，则中间氮原子的杂化方式为sp杂化。
（4）以上表面面心处的Mg为例，距离其最近的Mg为位于下方四面体空隙中的两个Mg以及相应的上方四面体空隙中的两个，共4个。
（5）由晶胞结构及截面图可知，Mg原子之间的最近距离为晶胞体对角线的四分之一，即为两个半径的长度，换言之，Mg原子半径为体对角线的八分之一，晶胞参数为a，则Mg的半径为，铜原子半径为面对角线的八分之一，即，晶胞体积为a3，Mg原子个数为8，体积为，Cu原子个数为16，体积为，空间利用率为（+）÷a3=。
19．（2023·福建漳州·统考三模）磷酸铁锂电池是绿色环保型电池，该电池以磷酸铁锂为正极材料，嵌有石墨的锂为负极材料，溶有的碳酸酯作电解质。回答下列问题：
(1)基态P原子的成对与未成对电子数之比为___________；最高能级的电子云轮廓图为___________。
(2)Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为___________。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()，第三周期部分元素的(均为正值)的大小顺序为，第一电子亲和能的原因为___________。
(3)实验数据表明沸点，分析原因是___________。
(4)一种锂电池的正极材料磷酸铁锂的晶胞结构如图所示。其中分别位于顶角、棱心、面心，O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。磷酸铁锂晶体的晶胞参数分别为、，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积___________(已知阿伏加德罗常数为，晶体的摩尔体积是指单位物质的量晶体所占的体积)。

(5)多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的，多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同，投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系)，则其化学式为___________。

【答案】(1)4:1 哑铃形
(2)F＞P＞Li P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易得到一个电子，P元素的第一电子亲和能小于Si
(3)分子间存在氢键，而、均不能形成分子间氢键，导致的沸点比、的沸点要高，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高
(4)
(5)或
【解析】（1）P是15号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3，基态P原子中3p上有3个电子，则未成对电子数为3，成对电子为12，成对与未成对电子数之比为12:3=4:1；其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形；
（2）同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：F＞P＞Li；第一电子亲和能的原因为P 的价电子排布式为 3s23p3，3p 能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子，P元素的第一电子亲和能小于Si；
（3）分子间存在氢键，而、均不能形成分子间氢键，导致的沸点比、的沸点要高，影响、沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，则沸点由高到低的顺序为、、；
（4）根据均摊法，Li+的个数为：，故LiFePO4的单元数有4个，该晶胞体积为a2b（10-7cm）3=a2b×10-21cm3，则磷酸铁锂晶体的摩尔体积=cm3/mol；
（5）根据图可知，每个三角锥结构中P原子是1个，O原子个数是，所以P原子和O原子的个数比是，3个O原子带6个单位负电荷，磷酸盐中P的化合价为，故所形成离子化学式为或。
20．（2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测）虎年春晚上，一段舞蹈诗剧《只此青绿》生动还原了北宋画家王希孟的绝世之作——《千里江山图》。它之所以能够流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与其绘制方法和所用颜料有关。
(1)绘制时，第一遍先用水墨画好山水画，第二遍上红色(赭石色)，赭石主含，为后面的绿色做铺垫，冷暖对比，使其更鲜亮。基态氧原子核外电子的运动状态有______种，三价铁离子的价电子排布式为______。
(2)第三遍上石绿(孔雀石或绿松石)，孔雀石主要成分是碱式碳酸铜，化学式为：。碳酸根离子的空间构型为______。
(3)绿松石是一种含水的铜铝酸盐矿物，属于磷酸盐矿物，化学式为。直链多磷酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的，其结构如图所示。则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为______。

(4)第四遍还要再叠加一层绿，第五遍上青色，石青(蓝铜矿或青金石)，蓝铜矿化学式为，青金石是碱性铝硅酸盐矿物，化学式为。
①与结合能生成，中配位原子为______(用元素符号表示) 。
②根据价层电子对互斥理论，、、的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是______。的熔沸点比高很多，主要原因是______。
(5)《千里江山图》中还用到了黄色的颜料䧳黄，雌黄的主要成分是，有剧毒。
①、、的键角由大到小的顺序为______。
②砷化镓晶胞如图所示，若两个镓原子之间的最近距离为d pm，代表阿伏加德罗常数的值，则砷化镓晶体的密度______。(用含d，的代数式表示)

【答案】(1)8
(2)平面三角形
(3)
(4)O 的相对分子质量大，分子间范德华力强
(5)
【解析】（1）基态氧原子核外电子的运动状态有8种，铁原子的价电子是3d64s2,三价铁离子的价电子排布式为3d5。
（2）碳酸根离子的价层电子对数=3+（4+2-32）=3, 其空间构型为平面三角形。
（3）含有n个P原子的该磷酸根离子，相当于是n个磷酸根离子中去掉了(n-1)个氧原子，O原子数目为4n-(n-1)=3n+1，所带电荷数为(-2)×(3n+1)+5n=-(n+2)，则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为[PnO3n+1](2+n)-。
（4）①中配位原子为O，②根据价层电子对互斥理论，水、二氧化硫、三氧化硫的气态分子中，中心原子价层电子对数分别是：2+（6-21）=4、2+（6-22）=3、3+（6-32）=3，不同于其他分子的是H2O。③的熔沸点比高很多，主要原因是的相对分子质量大，分子间范德华力强。
（5）①As、P与N的氢化物空间构型相似，均是三角锥形，但氮元素的电负性强于磷元素，磷元素强于砷元素，共用电子对偏向电负性强的元素，排斥力增大，所以AsH3键角