【高考真题解密】高考化学真题题源——专题17《物质结构与性质综合题》母题解密（全国通用）

这是一份【高考真题解密】高考化学真题题源——专题17《物质结构与性质综合题》母题解密（全国通用），文件包含高考真题解密高考化学真题题源专题17《物质结构与性质综合题》母题解密全国通用解析卷docx、高考真题解密高考化学真题题源专题17《物质结构与性质综合题》母题解密全国通用原卷卷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。

专题17 物质结构与性质综合题

【母题来源】2022年全国甲卷
【母题题文】2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2=CH2)与四氟乙烯(CF2=CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是_______(填标号)，判断的根据是_______；第三电离能的变化图是_______(填标号)。

(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构_______。
(4) CF2=CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为_______和_______；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因_______。
(5)萤石(CaF2)是自然界中常见的含氟矿物，其晶胞结构如图所示，X代表的离子是_______；若该立方晶胞参数为a pm，正负离子的核间距最小为_______pm。

【答案】(1)
(2)     图a     同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高     图b
(3)
(4)     sp2     sp3     C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能越大，化学性质越稳定
(5)     Ca2+     a pm
【试题解析】
根据基态原子的电子表示式书写价电子排布式；根据电离能的排布规律分析电离能趋势和原因；根据氢键的表示方法书写(HF)3的结构；根据键能影响物质稳定性的规律分析两种物质的稳定性差异；根据均摊法计算晶胞中各粒子的个数，判断粒子种类。
(1)F为第9号元素其电子排布为1s22s22p5，则其价电子排布图为，故答案为。
(2)C、N、O、F四种元素在同一周期，同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C (3)固体HF中存在氢键，则(HF)3的链状结构为 ，故答案为： 。
(4)CF2=CF2中C原子存在3对共用电子对，其C原子的杂化方式为sp2杂化，但其共聚物ETFE中C原子存在4对共用电子对，其C原子为sp3杂化；由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，故答案为：sp2、sp3、C-F键的键能大于聚乙烯中C-H的键能，键能越大，化学性质越稳定。
(5)根据萤石晶胞结构，浅色X离子分布在晶胞的顶点和面心上，则1个晶胞中浅色X离子共有8×+6×=4个，深色Y离子分布在晶胞内部，则1个晶胞中共有8个深色Y离子，因此该晶胞的化学式应为XY2，结合萤石的化学式可知，X为Ca2+；根据晶胞，将晶胞分成8个相等的小正方体，仔细观察CaF2的晶胞结构不难发现F-位于晶胞中8个小立方体的体心，小立方体边长为，体对角线为，Ca2+与F-之间距离就是小晶胞体对角线的一半，因此晶体中正负的核间距的最小的距离为a pm，故答案为：Ca2+、a pm。
【母题来源】2022年全国乙卷
【母题题文】卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)氟原子激发态的电子排布式有_______，其中能量较高的是_______。(填标号)
a.       b.       c.       d.
(2)①一氯乙烯分子中，C的一个_______杂化轨道与Cl的轨道形成_______键，并且Cl的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键。
②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中，键长的顺序是_______，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的键越强；(ⅱ)_______。
(3)卤化物受热发生非氧化还原反应，生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为_______。解释X的熔点比Y高的原因_______。
(4)晶体中离子作体心立方堆积(如图所示)，主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下，不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此，晶体在电池中可作为_______。

已知阿伏加德罗常数为，则晶体的摩尔体积_______(列出算式)。
【答案】(1)     ad     d
(2)     sp2     σ     一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔     Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短
(3)     CsCl     CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
(4)     电解质    
【试题解析】
(1)F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，
a．1s22s22p43s1，基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确；
b．1s22s22p43d2，核外共10个电子，不是氟原子，b错误；
c．1s22s12p5，核外共8个电子，不是氟原子，c错误；
d．1s22s22p33p2，基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d正确；
答案选ad；
而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，答案选d；
(2)①一氯乙烯的结构式为，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Clσ键；
②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强，C-Cl键的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时p成分少，sp3杂化时p成分多，因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短，一氯乙烯中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键( )，一氯乙炔中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成2套3中心4电子的大π键( )，因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔；
(3)CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高；
(4)由题意可知，在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为8+1=2个，依据化学式AgI可知，银离子个数也为2个，晶胞的物质的量n=mol=mol，晶胞体积V=a3pm3=(50410-12)3m3，则α-AgI晶体的摩尔体积Vm===m3/mol。


【命题意图】
本题考查化学选修3《物质结构与性质》的相关知识，以填空或简答方式考查，常涉及如下高频考点：原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律；分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断)；晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)
【命题方向】
该模块试题属于选做题，题型为综合题。命题涉及的知识点主要有：能层、能级、轨道数分析，原子、离子的核外电子排布式或价电子的轨道表达式（或示意图）等，第一电离能、元素电负性大小比较，原子轨道杂化方式、化学键、氢键以及离子或分子的空间构型判断，晶胞结构的分析和有关晶胞、晶体的计算等。
命题形式有两种：一是直接给出元素，围绕给出元素的原子结构、形成的物质等进行考查；二是给出元素的原子的一些结构特点等，首先判断出元素，然后再进行相应的考查。
预计2023高考会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、分子和晶体的结构与性质；或以几种已知的元素立题，依托不同元素的物质分别独立或侧重考查原子、分子和晶体的结构与性质；或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、分子和晶体的结构与性质。
【得分要点】
物质结构包括原子结构(原子核外电子排布、原子的杂化方式、元素电负性大小比较、元素金属性、非金属性的强弱)、分子结构(化学键、分子的电子式、结构式、结构简式的书写、化学式的种类、官能团等)、晶体结构(晶体类型的判断、物质熔沸点的高低、影响因素、晶体的密度、均摊方法的应用等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。
一、有关基态原子的核外电子排布“四、三和二”
1. 四种表示方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu：[Ar]3d104s1
价电子
排布式
Fe：3d64s2
电子排布图
S：
2. 排布三原则
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道
泡利原理
每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子
洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同
3. 有关第一电离能和电负性的两种递变性

同周期（从左到右）
同主族（从上到下）
第一电离能
增大（注意ⅡA、ⅤA的特殊性）
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
二、根据价层电子对互斥模型判断分子的空间构型
1. 价层电子对互斥模型说的是价层电子对的空间构型，而分子的空间构型指的是成键电子对的空间构型，不包括孤电子对。
①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致。
②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。
电子
对数
成键数
孤电子对数
价层电子
对立体构型
分子立体构型
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO2
3
3
0
三角形
三角形
BF3
2
1
V形
SO2
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
2. 运用价层电子对互斥模型可预测分子或离子的立体结构，但要注意判断其价层电子对数，对ABm型分子或离子，其价层电子对数的判断方法为：
×（中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m电荷数）
三、杂化轨道模型的判断
（1）看中心原子形成的价键类型
一个三键
sp杂化
一个双键
sp2杂化
全部是单键
sp3杂化

（2）价电子对法
价层电子对数
杂化类型
2
sp杂化
3
sp2杂化
4
sp3杂化
四、“两角度”比较晶体熔、沸点的高低
1. 不同类型晶体熔、沸点的比较
（1）不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。
（2）金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等熔、沸点很高，汞、铯等熔、沸点很低。
2. 同种类型晶体熔、沸点的比较
（1）原子晶体
→→→
如熔点：金刚石＞碳化硅＞硅。
（2）离子晶体
①一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用力越强，其晶体的熔、沸点越高，如熔点：MgO＞MgCl2，NaCl＞CsCl。
②衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。
（3）分子晶体
①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体熔、沸点反常高。如H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S。
②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4＞GeH4＞SiH4＞CH4。
③组成和结构不相似的分子晶体（相对分子质量接近），其分子的极性越大，熔、沸点越高，如CH3OH＞CH3CH3。
④同分异构体，支链越多，熔、沸点越低。
如：CH3CH2CH2CH2CH3>
（4）金属晶体
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属晶体的熔、沸点越高，如熔、沸点：Na＜Mg＜Al。

1．（2022·河南·模拟预测）钼(Mo)是一种战略金属元素，钼单质及其化合物广泛用于炼钢、电子工业、石油化工、航天和机械工业等领域。回答下列问题：
(1)基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1，Mo元素属于周期表中的_______区元素，其最高能级电子的电子云轮廓形状为_______。
(2)某含钼化合物是一种石油工业中的优良催化剂，其分子的结构简式如图1所示。

①组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为_______。
(3)Mo原子和CO形成的配合物Mo(CO)6在电磁领域、隐身材料领域有重要应用，该配合物中提供孤电子对的原子为_______(填元素符号)，该配合物中碳氧三键的键长_______(填“>”“=”或“<”)CO分子中的碳氧三键的键长。
(4)与Mo同周期的Rb为37号元素，金属Rb的熔点为38.89°C，金属Mo的熔点为2620°C，金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为_______。
(5)磷和钼形成的某种化合物的立方晶胞如图2所示，已知晶胞中Mo位于顶点和面心，而P原子位于棱边中点和体心。

①P原子的配位数为_______。以A为原点建立三维坐标系，请在图3中画出晶胞中各原子沿z轴的透视图_______(用“”代表Mo原子，用“”代表P原子，用“”代表Mo原子和P原子的重合)。
②若晶胞中距离最近的Mo原子之间的距离为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为_______g·cm-3。(列出计算式即可)
【答案】(1)     d     球形
(2)     O＞N＞C＞H     14
(3)     C     ＞
(4)同周期Mo原子半径更小，含有的价电子更多，形成的金属键更强
(5)     6         
【解析】(1)基态Mo原子的核外电子排布式为[Kr]4d55s1，Mo原子最后一个电子填入的能级为4d能级，故Mo元素属于周期表中的d区元素，其最高能级为5s，该电子的电子云轮廓形状为球形。
(2)①同周期元素从左至右电负性逐渐增大，则组成该化合物的非金属元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C＞H。
②苯环上的碳原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，共12个，形成碳氮双键的氮原子有一对孤电子对和2个σ键，价层电子对数也为3，故氮原子也采取sp2杂化，故该分子中采用sp2杂化的非金属元素的原子个数为14。
(3)由于C的电负性小于O的电负性，故C对孤电子对的吸引能力更弱，更容易提供孤电子对与Mo形成配位键，则该配合物中提供孤电子对的原子为C；碳钼形成的配位键弱化了碳氧三键，使其比一氧化碳的碳氧三键的键能更低，键长就比一氧化碳长。
(4)金属Mo的熔点远高于金属Rb的原因为同周期Mo原子半径更小，含有的价电子更多，形成的金属键更强。
(5)①根据图2晶胞可知，以体心的磷原子为中心，其周围距离最近且相等的共有6个Mo原子，故P原子的配位数为6。以A为原点建立三维坐标系，该晶胞中各原子沿z轴的透视图为。
②晶胞中距离最近的Mo原子位于面对角线上，则晶胞的边长为，一个晶胞中P原子的个数为，Mo原子的个数为，则晶体的化学式为Mo2P，则该晶体的密度为g·cm-3。
2．（2022·河南开封·模拟预测）最近科研人员发现，用[Ni(cyclam)]2+(结构如图a)作电催化剂、二茂铁(结构如图c)作为牺牲电子供体，NH4PF6作为电解质和质子供体，CH3CN作溶剂，可实现有效催化还原CO2。

回答下列问题：
(1)基态Ni原子转化为基态Ni2+失去_______轨道的电子；基态Fe原子核外电子排布式为_______。
(2)NH4PF6中NH空间构型为_______；N、P、F的电负性由大到小的顺序为_______。
(3)CH3CN分子中碳原子杂化方式为_______。
(4)已知3个及以上原子构成的离子团或分子中，原子有彼此平行的未参与杂化的p轨道电子，连贯重叠在一起构成π型化学键，又称为大π键，可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数，如苯中的大π键可表示为。二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环的大π键可表示为_______。
(5)[Ni (cyclam)]2+可由某些镍的化合物与cyclam 反应制得。[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为_______；cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是_______。
(6)某镍、砷晶体结构如图所示。该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。

【答案】(1)     4s     1s22s22p63s23p63d64s2
(2)     正四面体     F＞N＞P
(3)sp、sp3
(4)
(5)     4     cyclam分子与水分子间形成氢键
(6)
【解析】(1)基态Ni原子的核外价电子排布式为3d84s2，形成基态Ni2+时，先失去4s轨道上的2个电子；铁元素为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
(2)的中心原子为sp3杂化，且无孤电子对，为正四面体结构；非金属性越强，其电负性越大，则电负性：F＞N＞P；
(3)甲基上C原子价层电子对个数是4，C原子杂化类型为sp3，-CN中心原子C有1个σ键，孤电子对数为1，中心碳原子杂化类型为sp，故答案为：sp、sp3；
(4)二茂铁[(C5H5)2Fe]中五元环形成的大π键原子数是5，形成的大π键电子数是6，大π键表示为；
(5)由图a可知[Ni(cyclam)]2+中，Ni2+的配位数为4，含有氢键的物质可增大在水中的溶解性，cyclam可溶于水，而环十四烷不溶于水，其原因是cyclam分子与水分子间形成氢键；
(6)由均摊法，晶胞中含6个Ni和6个As原子，晶胞质量为，底面是正六边形，晶胞体积为，则晶胞密度为 g·cm-3。
3．（2022·河南郑州·三模）2022年以来，全球化石能源价格一路飙升，对全球经济复苏产生巨大影响。氢能源是一种不依赖化石燃料的储量丰富的清洁能源。
(1)电解水产氢是目前较为理想的制氢技术，这项技术的广泛应用一直被高价的贵金属催化剂所制约。我国科学家开发了一种负载氧化镍纳米晶粒的聚合物氮化碳二维纳米材料，大幅提高了催化效率。
①基态 Ni原子的价电子排布式为_______，该元素在元素周期表中的位置是_______。
②C、N、O的电负性的由大到小的顺序是_______。
③为寻找更多的金属催化剂，科学家从众多金属元素中选取Co、Fe、Cu进行了相关研究，并取得了成功。选取这三种金属进行相关研究的原因可能是_______。
(2)开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。氨硼烷(NH3BH3)是一种潜在的储氢材料，可由(HB=NH)3(结构为平面六元环状)通过如下反应制得：3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6NH3BH3。
①请解释CH4、H2O、CO2的键角大小顺序_______。
②(HB=NH)3中B、N原子的杂化轨道类型分别为_______。
③氨硼烷(NH3BH3)中N、B都达到稳定结构，用化学键表示出(NH3BH3)分子的结构式_______。
(3)有储氢功能的铜银合金晶体具有立方堆积结构，晶胞中Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，氢原子可进到由Cu原子与Ag原子构成的全部四面体空隙中。
①该晶体储氢后的化学式为_______。
②储氢材料的储氢能力=，若晶胞参数为apm，忽略吸氢前后晶胞的体积变化，标准状况下氢气的密度为bg·cm-3，则该储氢材料的储氢能力为_______。(NA表示阿伏加德罗常数，写出表达式即可)
【答案】(1)     3d84s2     第四周期第Ⅷ族     O>N>C     这三种元素都是过渡元素，在元素周期表中位置和Ni相近，可能具有相似的性质
(2)     CO2中心原子为sp杂化，键角为180度；CH4和H2O中心原子均为sp3杂化。H2O中孤对电子与成键电子对之间的斥力大于CH4中成键电子对之间的斥力，故键角：CO2>CH4>H2O     sp2、sp2    
(3)     Cu3AgH8    
【解析】(1)基态 Ni原子的价电子排布式为3d84s2；该元素在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族；C、N、O位于同周期，同周期从左往右电负性呈增大趋势，故电负性由大到小的顺序是O>N>C；寻找更多的金属催化剂，在过渡金属区域进行寻找，原因是这三种元素都是过渡元素，在元素周期表中位置和Ni相近，可能具有相似的性质；
(2)CO2中心原子为sp杂化，键角为180度；CH4和H2O中心原子均为sp3杂化。H2O中孤对电子与成键电子对之间的斥力大于CH4中成键电子对之间的斥力，故键角：CO2>CH4>H2O；(HB=NH)3中B、N原子均形成双键，共有3个键，杂化轨道类型分别为sp2、sp2；氨硼烷(NH3BH3)中N、B都达到稳定结构，即最外层均为8电子结构，氮原子提供孤电子对，与硼原子之间形成配位键， NH3BH3分子的结构式：；
(3)铜银合金晶体具有立方堆积结构，晶胞中Cu原子位于面心，根据均摊法铜原子个数为3，Ag原子位于顶点，银原子个数为1，氢原子可进到由Cu原子与Ag原子构成的全部四面体空隙中，四面体空隙共8个，故晶体的化学式为：Cu3AgH8；储氢后氢气的密度为：，。
4．（2022·安徽·合肥市第八中学模拟预测）铜、银、金在元素周期表中属于同一族元素，应用很广。
(1)我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”，其成分为BaCuSi4O10。写出该物质中基态铜离子的价电子排布式______
(2)铜可形成多种配合物，如[Cu(NH3)4]SO4、K2[Cu(CN)3]等。配离子Cu(CN)中σ键和π键的个数比为___，中心离子Cu＋的杂化类型是sp2，该配离子的空间构型为___；CN-中配位原子是_____(填名称)，原因是___。
(3)金性质稳定，常用作饰品，但金可以被王水溶解，其方程式为Au＋HNO3＋4HC1=H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O，该反应中形成的化学键有___________。
a．金属键     b．离子键     c．配位键       d．极性键        e．非极性键     f．氢键
(4)由Cs、Au、Cl三种元素组成的化合物其晶胞如下图。小球为Cl，面上大球为Cs，其余球为Au。

该化合物中金原子有2种不同的化学环境，形成2种不同的配合阴离子，它们分别是[AuCl4]-和___________，该化合物的化学式为___________。
(5)某种铜银合金晶体具有储氢功能，它是面心立方最密堆积结构，Cu原子位于面心，Ag原子位于顶点，H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数为NA，写出储氢后晶体密度的计算式___________g·cm-3(不需要计算出结果)。
【答案】(1)3d9
(2)     1：1     平面三角形     碳     N元素电负性较大，不易提供孤电子对
(3)cd
(4)     [AuCl2]-     CsAuCl3
(5)
【解析】(1)根据化合物中所有元素化合价代数和为0，列式有2+x+4×4-2×10=0，解得x=2，Cu的化合价为+2，Cu的价电子排布式3d104s1，当失去2个电子时价电子排布式变为3d9；
(2)配离子Cu (CN)中σ键数为6，CN-的结构为有2个π键，配离子Cu (CN)中中π键数为6，所以配离子Cu (CN)中σ键和π键的个数比为1：1，配离子Cu (CN)中心离子杂化方式为sp2，该配离子的空间构型为平面三角形，CN-中配位原子是碳，因为N元素电负性较大，不易提供孤电子对；
(3)反应Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O中，生成物中H[AuCl4]存在配位键和极性共建，生成物NO和H2O存在极性共价键；
故选cd。
(4)由图可知，金原子有2种不同的化学环境，分别和2个氯原子或者和4个氯原子结合，分别是[AuCl2]-和[AuCl4]-，根据均摊法可知晶胞中Cs的个数为：8×=4，Cl的个数为10+8×=12，Au的个数为：8×+4×+2×=4，故该化合物的化学式为：CsAuCl3；
(5)Cu原子个数=6×=3，Ag原子个数= 8×=1、H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中，Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙有8个，H原子储在该空隙中个数为8，化学式为式为：Cu3AgH8，晶胞的质量为：，晶胞的体积为：(anm)3=a3×10-21cm3，晶胞的密度为：ρ===g/cm3；
5．（2022·安徽·模拟预测）Cu是一种重要的金属元素，许多铜的化合物在医药、工农业生产中有重要作用。回答下列问题：
(1)基态Cu原子的价电子排布式为___________；比较Cu2+和Zn2+稳定性并分析原因：___________。
(2)一种铜的配合物结构如图1所示，其对肿瘤有明显的抑制作用，该配合物中几种非金属元素的电负性由大到小的顺序为___________，配位原子的杂化方式为___________。

(3)金属铜单独与氨水或过双氧水都不反应，但可与氨气和双氧水的混合溶液反应，其原因___________。
(4)NH3分子中H-N-H键角为107° ，在[Cu(NH3)4]2+中的H-N-H键角为109.5° ，键角变大的原因是___________。
(5)Cu2O 晶体结构与CsCl (图2)相似，只是利用Cu4O占据CsCl晶体中C1的位置，而Cs位置由O原子占据，如图3所示，每个Cu2O晶胞中有___________个 “Cu2O”；Cu2O晶胞中Cu的配位数是___________；若①处Cu原子坐标为(，，)，则Cu2O晶胞中Cu4O四面体中O原子坐标为___________。

【答案】(1)     3d104s1     稳定性： Zn2+＞Cu2+， Zn2+价电子式排布为3d10， Cu2+价电子排布式为3d9，d轨道全满时较稳定
(2)     O＞N＞C＞H     sp2、sp3
(3)过氧化氢为氧化剂，可氧化金属铜为Cu2+，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行
(4)NH3分子中N原子的孤对电子进入Cu2+的空轨道形成配位键后，原孤对电子与成键电子间的排斥作用变成了成键电子间的相互排斥，排斥作用减弱
(5)     2     2     (，，)
【解析】(1)Cu是29号元素，根据构造原理，可知基态Cu原子的核外电子排布式是[Ar]3d104s1，则其价电子排布式为3d104s1；
Cu2+是Cu原子失去最外层1个4s电子后又失去次外层的1个3d电子后形成的，Cu2+价电子排布式为3d9；而Zn2+是Zn原子失去最外层2个4s电子后形成的，Zn2+价电子排布式为3d10；由于电子处于轨道的全满、半满或全空是稳定状态，所以离子的稳定性：Zn2+＞Cu2+；
(2)根据图示可知：该微粒中含有的元素由C、N、H、O四种元素。元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：O＞N＞C＞H，所以它们的电负性大小关系为：O＞N＞C＞H；
在该配位化合物中，除六元环上的2个N原子形成π键，价层电子对数是3，原子杂化类型为sp2杂化，另外的N、O原子价层电子对数都是4，原子杂化类型是sp3杂化，故该配位化合物中的原子杂化方式为sp2、sp3杂化；
(3)金属铜单独与氨水或过双氧水都不反应，但可与氨气和双氧水的混合溶液反应，这是由于过氧化氢为氧化剂，可氧化金属Cu为Cu2+，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行；
(4)NH3分子中H-N-H键角为107° ，在[Cu(NH3)4]2+中的H-N-H键角为109.5° ，键角变大是由于NH3分子中N原子的孤对电子进入Cu2+的空轨道与Cu2+形成配位键后，使得原孤对电子与成键电子间的排斥作用变成了成键电子间的相互排斥，排斥作用减弱，因而键角增大；
(5)在CsCl晶胞中含有Cs+为：8×=1，含有Cl-数目为1×1=1。根据题意，若用Cu4O占据CsCl晶体中C1的位置，而Cs位置由O原子占据，则得到的晶胞中含有Cu原子数目是4个，含有的O原子数目是2个，即1个Cu2O晶胞中含有2个“Cu2O”；
根据“Cu4O”的四面体结构可知：Cu2O晶胞中1个O原子周围有4个Cu原子，即O原子配位数是4，而Cu2O中Cu和O原子个数比是2：1，所以Cu原子配位数是2；
根据图中所给坐标系和已知①处Cu原子的坐标为(，，)，则Cu2O晶胞中Cu4O四面体中O原子坐标为(，，)。
6．（2022·江西·三模）在金属(如：Cu、Co、Be、K等)的湿法冶炼中，某些含氮(如：)、磷[如：磷酸丁基酯(C4H9O)3P=O]等有机物作萃取剂，可将金属萃取出来，从而实现在温和条件下金属冶炼。回答下列问题：
(1)基态Co原子核外电子排布式为[Ar]____，有____个未成对电子。
(2)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-文表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为____。
(3)科学家证实，BeCl2是共价化合物，请设计一个简单实验证明该结论：____；Be的杂化轨道类型为____。
(4)在N、NH3、N2H4、NH、N2H五种微粒中，同种微粒间能形成氢键的有____；不能作为配位体的有____；空间构型为直线形的是____。
(5)氮原子的第一电离能____(填“大于”“小于”或“等于”)磷原子的第一电离能。
(6)分别用、表示H2PO和K+，KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示，图(b)、图(c)分别显示的是H2PO、K+在晶胞xx面、yz面上的位置。若晶胞底边的边长均为apm，高为cpm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为____g·cm-3(写出表达式即可)。

【答案】(1)     3d74s2     3
(2)+或-
(3)     将BeCl2加热到熔融状态，不能导电，证明BeCl2是共价化合物     sp
(4)     NH3、N2H4     NH、N2H     N
(5)大于
(6)
【解析】(1)基态Co原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2；3d能级上有2个成对电子，3个未成对电子；
(2)基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，其价电子自旋磁量子数的代数和为；
(3)要证明BeCl2是共价化合物，可验证其熔融状态的导电性，如：用两个碳棒做电极，取一直流电源，导线，一个小灯泡，将其连接后插入熔融氯化铍中，若灯泡亮起来，则证明是离子化合物，若不亮，则是共价化合物；BeCl2是直线形分子，Be的杂化轨道类型为sp杂化；
(4)氢键的形成是孤电子对与原子核之间的引力，这就要求另一个条件为原子核要小，所以一般为N、O、F原子，氨气有一对孤电子对，肼有两对孤电子对，所以氨气、肼能形成氢键，而、中N的孤电子对都与氢离子共用，从而也就没了孤电子对，不能作为配体；与CO2互为等电子体，空间构型为直线形；故在、NH3、N2H4、、五种微粒中，同种微粒间能形成氢键的有NH3、N2H4；不能作为配位体的有、；空间构型为直线形的是；
(5)N原子半径小于P，原子核对核外电子的吸引能力更强，第一电离能大于P；
(6)如图所示，钾离子所在位置：顶点，面心，体心，均摊法计算共4个，由KH2PO4化学式可知阴离子也是4个，故晶体的密度。
7．（2022·江西·模拟预测）钴是一种重要的战略金属元素，在工业生产和生命科技等行业有重要应用。回答下列问题：
(1)基态Co原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_______Co成为阳离子时首先失去_______轨道电子。
(2)实验室制取[Co(NH3)6]Cl3的反应为2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。
①上述反应涉及的非金属元素中，第一电离能最大的是______，H2O2中O的杂化类型是_____。
②NH3的VSEPR模型名称为_______，NH3的键角小于的原因是：_______；酸碱质子理论认为，在反应过程中能给出质子(H+)的分子或离子都是酸，凡是能接受质子的分子或离子都是碱，判断给出H+能力的相对强弱：NH3_______(填“>”或“<”)。
(3)羰基配位化合物易挥发、受热易分解，可用于分离或提纯金属。羰基钴[Co2(CO)8]的沸点为52℃，Co2(CO)8中含有的化学键类型包括_______(填标号)。
A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键
(4)一种钴的化合物可用作石油脱硫的催化剂，其晶胞结构如图所示。若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则O2-之间的最短距离为_______nm，该晶胞的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。

【答案】(1)          4s
(2)     N     sp3     正四面体     NH3中N原子周围存在孤电子对，而中不存在孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用     ＜
(3)AC
(4)         
【解析】(1)已知Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为：[Ar]3d74s2，则基态Co原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为：，Co的最外层上的能级是4s，故Co成为阳离子时首先失去4s轨道电子，故答案为：；4s；
(2)实验室制取[Co(NH3)6]Cl3的反应为2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。
①上述反应涉及的非金属元素即H、N、O、Cl中，根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA反常，同一主族从上往下元素第一电离能依次减小，故第一电离能最大的是N，H2O2中O周围的价层电子对数为：2+ =4，故其中O的杂化类型是sp3，故答案为：N；sp3；
②已知NH3中中心原子N周围的价层电子对数为：3+=4，故其VSEPR模型名称为正四面体，由于NH3中N原子周围存在孤电子对，而中不存在孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用，导致NH3的键角小于；酸碱质子理论认为，在反应过程中能给出质子(H+)的分子或离子都是酸，凡是能接受质子的分子或离子都是碱，NH3中N原子周围存在孤电子对，则NH3能够接受H+属于碱，而能够提供H+，其属于酸，故给出H+能力的相对强弱：NH3＜，故答案为：正四面体；NH3中N原子周围存在孤电子对，而中不存在孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用；＜；
(3)羰基配位化合物易挥发、受热易分解，可用于分离或提纯金属，羰基钴[Co2(CO)8]的沸点为52℃，说明羰基钴属于分子晶体，Co2(CO)8中含有的化学键类型包括：CO内的极性共价键，CO和Co之间的配位键，不含离子键和金属键，故答案为：AC；
(4)由题干晶胞结构图示信息可知，晶胞中最近的两个O2-之间的距离为过体心和面心所在平面的四分子一的对角线，如图所示，若晶胞参数为anm，阿伏加德罗常数的值为NA，则O2-之间的最短距离为=nm，已知一个晶胞中含有Ti4+的个数为：，含有Co2+的个数为1，含有O2-的个数为：，故一个晶胞的质量为：，一个晶胞的体积为：V=(a×10-7cm)3，则该晶胞的密度为g·cm-3，故答案为：；。
8．（2022·吉林·东北师大附中模拟预测）半导体材料是半导体⼯业的基础，由第ⅢA和第ⅤA元素所形成的化合物在半导体材料领域有⼴泛的应⽤。如砷化镓(GaAs)、砷化硼(BAs)、砷化铝(AlAs)，氮化镓(GaN)等。请根据第ⅢA和第ⅤA元素核外电⼦排布的特点和形成化学键的多样性等特点回答下列问题：
(1)基态As原⼦的电⼦排布式为[Ar]___________。Ga、As和Se的第⼀电离能由小到大的顺序是：___________。
(2)实验发现，氯化铝的蒸⽓或溶于⾮极性溶剂中或处于熔融状态时，都以二聚态(Al2Cl6)形式存在。其球棍模型如图所示。

①该分子中Al原⼦采取___________杂化。
②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应⽣成，-中存在的化学作⽤⼒类型有___________(填标号)。
A．离⼦键   B．极性共价键   C．⾦属键   D．非极性共价键   E．配位键   F．键   G．氢键
(3)N、B可以分别形成化合物NF3和BF3，试判断两种分⼦中键角的大小：NF3___________BF3(填“＞”、“＜”、“=”)。
(4)⾃然界中不存在单质硼，硼的氢化物也很少，主要以含氧化合物形式存在，根据下表数据分析原因是___________。
化学键
B—H
B—O
B—B
键能(kJ/mol)
389
561
293

(5)GaN是第三代半导体材料的研究热点，在⼲燥的NH3⽓流中焙烧磨细的GaAs可制得GaN。GaN、GaP、GaAs晶体类型与SiC相似，熔点如下表所示，其熔点差异的原因是___________。
物质
GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238

(6)砷化硼的晶胞结构如图(a)所示，图(b)中矩形A´C´CA是沿晶胞对⻆⾯取得的截图。

①若晶胞的边长均为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算表达式)。
②晶胞中各原⼦在矩形A´C´CA的位置为___________(填标号)。
A． B．
C． D．
【答案】(1)     3d104s24p3     Ga＜Se＜As
(2)     sp3     BEF
(3)＜
(4)B-H、B-B键的键能⼩⽽B-O键键能⼤，所以B-H、B-B键易断裂，不能稳定存在
(5)均为原⼦晶体且原子半径：N＜P＜As，半径越小，键长越短，键能越⼤，熔点越高
(6)          B
【解析】(1)As为33号元素，基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3；同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但As原子4p轨道为半充满稳定状态，它的第一电离能高于相邻元素的，故第一电离能由小到大的顺序为Ga＜Se＜As；
(2)①A12Cl6双聚分子结构式为，根据图知，每个Al原子价层电子对个数是4，根据价层电子对互斥理论判断Al原子杂化类型为sp3；故答案为：sp3；
②[Al(OH)4]-Al离子和O原子之间存在配位键、O-H原子之间存在极性键，配位键也属于共价键，所以含有极性共价键，也是σ键，不存在金属键、离子键、非极性共价键和氢键，选项BEF正确，故答案为：BEF；
(3)N的电负性比B的大，NF3中N周围电子云密度减小，从而使孤对电子对成键电子对的排斥力以及成键电子对之间的排斥力更小，故键角更小，故答案为：＜；
(4)根据表格数据可知：B-B、B-H的键能小，化学键结合的不牢固，易断裂，因此不能稳定存在；而B-O键的键能大，断裂消耗较高能量，因此可以稳定存在，故硼元素主要以含氧化合物形式存在，无硼单质，硼的氢化物也很少，故答案为：B-H、B-B键的键能小而B-O键键能⼤，所以B-H、B-B键易断裂，不能稳定存在；
(5)GaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料、熔点较高，均为原子晶体，原子晶体中各原子之间是靠共价键连接的，在成键数相同的情况下，共价键的强度受成键原子的半径大小影响，即半径越小、键能越大，N、P、As同属第ⅤA族，原子半径大小顺序为N＜P＜As，所以GaN的熔点最高，GaAs的熔点最低，故答案为：均为原⼦晶体且原子半径：N＜P＜As，半径越小，键长越短，键能越⼤，熔点越高；
(6)①根据砷化硼的晶胞结构图可以看出，1mol晶胞中含有4molB原子、4molAs原子，晶胞质量为m=，晶胞体积为V=(a×10-10)3cm3，故晶体的密度为g/cm3，故答案为： ；
②晶胞中各原子在矩形AA'C'C中的位置为B，故答案为：B。