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1、1【 2017 新课标 1 卷】（ 15 分） 钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： （1）元素 K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm（填标号）。 A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E766.5 （2）基态 K 原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓 图形状为 _。K和 Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K 的熔 点、沸点等都比金属Cr 低，原因是 _。 （3） X 射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在 + 3 I离子。 + 3 I离子的几何构型为_，中心 原子的杂化形式为
2、_。 （4） KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料， 具有钙钛矿型的立方结构，边长为 a=0.446 nm， 晶胞中 K、 I、 O 分别处于顶角、 体心、面心位置， 如图所示。 K与 O 间的最短距离为_nm， 与 K紧邻的 O 个数为 _。 （5）在 KIO3晶胞结构的另一种表示中， I 处于各顶角位置，则K处于 _位置， O 处于 _ 位置。 【参考答案】（1）A （2）N 球形K的原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱 （3） V形sp3 （4）0.315 12 （5）体心棱心 2017 年高考试题， OF2属于 V 形，因此 + 3 I几何构型为V 形，其中心原子的杂化类型为s
3、p3； （4）根据晶胞结构，K 与 O 间的最短距离是面对角线的一半，即为 2 0.446 2 nm0.315nm ，根据晶胞的结构，距离 K最近的 O 的个数为12 个； （5）根据 KIO3的化学式，以及晶胞结构，可知K处于体心， O 处于 棱心。 【名师点睛】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
4、量 的关系计算及化学式分析等)。只有掌握这些，才可以更好的解决物质结构的问题。 2【 2017 新课标 2 卷】（ 15 分） 我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用 R 代表）。回答下列 问题： （1）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为_。 （2）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（ E1） 。第二周期部分元素的 E1变化趋势如图（a）所示，其中除氮元素外，其他元素的 E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。 （3）经 X射线衍射测得化合物R 的晶体结构，其局部结
5、构如图（b）所示。 从结构角度分析，R 中两种阳离子的相同之处为_，不同之处为_。 （填 标号） A中心原子的杂化轨道类型B 中心原子的价层电子对数 C立体结构D共价键类型 R 中阴离子 5 N 中的 键总数为 _个。分子中的大键可用符号 n m表示，其中 m 代表参与形成大键的原子数， n 代表参与形成大键的电子数（如苯分子中的大键可表 示为 6 6） ，则5 N 中的大 键应表示为 _。 图（ b）中虚线代表氢键，其表示式为( + 4 NH)N-H Cl 、_、_。 （4）R的晶体密度为d g cm-3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y 个单元，该单元的相对质 量为 M，则 y 的计
6、算表达式为_。 【答案】（1）（2）同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一 个电子释放出的能量依次增大N 原子的2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结 合一个电子 （3） ABD C 5 6 5 (H3O+)O-H N( 5 N) ( + 4 NH)N-H N( 5 N) （4） 33 21A 602 (10) a dNa d MM 或 【解析】 （1）N 原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，即电子排布图是； 电子对数为 (6-1-3)/ 2=1，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，空间构型为三角锥形，因此相同之 处为 ABD，不同之处为C；根据图 (b)
7、， 5 N中 键总数为5 个， 5 N的大 键应表示为 6 5 ； 根据图 (b)，还有的氢键是： (H3O+)O-H N( 5 N)、( + 4 NH)N-H N( 5 N)； （4）根据密度的定义有，d= 73 (10) A y M N a g/cm 3，解得 y= 73 (10) A daN M = 3 602a d M 。 【名师点睛】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
8、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)。只有对基础知识积累牢固，这类问题才能比较容易解决；在做题 过程中一定要注意审清楚问题问的是什么，如本题（1）问的是电子排布图，而不是电子排布式， 另一个注意书写规范，如氢键的表示。 3【 2017 新课标 3 卷】（ 15 分） 研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（ CO2+3H2=CH3OH+H2O）中， Co氧化物负载的Mn 氧化物纳 米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题： （1） Co 基态原子核外电子排布式为_。元素Mn 与 O 中，第一电离能较大的是
9、 _，基态原子核外未成对电子数较多的是_。 （2） CO2和 CH3OH分子中 C 原子的杂化形式分别为 _和_。 （3） 在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中， 沸点从高到低的顺序为_， 原因是 _。 （4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了 键外， 还存在 _。 （5） MgO 具有 NaCl 型结构（如图） ，其中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X 射线衍射实验 测得 MgO 的晶胞参数为a=0.420 nm，则 r(O2-)为_nm。MnO 也属于 NaCl 型结构，晶 胞参数为a =0.448 nm，则 r(Mn 2+)为_nm。 【答案】（
10、1）1s22s22p63s23p63d74s2或 3d74s2 O Mn （2）sp sp3 （3） H2OCH 3OHCO2H2H2O 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多；CO2与 H2 均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大 （4）离子键和键（或键）（5）0.148 0.076 （2） CO2和 CH3OH 的中心原子 C 原子的价层电子对数分别为2 和 4，所以 CO2和 CH3OH 分子中 C原子的杂化形式分别为sp 和 sp3。 （3） 在 CO2低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中， 沸点从高到低的顺序为H2OCH3OHCO2H2， 原因是常温下水和甲醇
11、是液体而二氧化碳和氢气是气体，液体的沸点高于气体；H2O 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多，所以水的沸点高于甲醇； CO2与 H2均为非极性分子，CO2 分子量较大、范德华力较大，所以CO2的沸点较高。 （4）硝酸锰是离子化合物，硝酸根和锰离子之间形成离子键，硝酸根中N 原子与 3 个氧原子形 成 3 个 键，硝酸根中有一个氮氧双键，所以还存在键。 （5） 因为 O2 是面心立方最密堆积方式， 面对角线是O2 半径的 4 倍，即 4r(O2)= 2a， 解得 r(O2 )=2 0.420 4 nm=0.148nm ；MnO 也属于 NaCl型结构， 根据晶胞的结构，晶胞参数
12、=2 r(O2 )+2 r(Mn 2+)，则 r(Mn2+)=(0.448 nm-2 0.148 nm)/2=0.076nm。 【名师点睛】物质结构的考查，涉及电子排布式、第一电能能比较、杂化理论、化学键及分子间作用 力和晶胞的计算等。其中杂化形式的判断是难点，具体方法是：先计算中心原子价电子对数，价 电子对数 n= （中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数 电荷数）。注意：当上述公式中电 荷数为正值时取“ -” ，电荷数为负值时取“+”；当配位原子为氧原子或硫原子时，成键电子数为 零；根据 n 值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2，sp 杂化； n=3，sp2杂化； n=4，sp3杂化
13、。 4【2017 江苏卷】 铁氮化合物 (FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和 乙醇参与。 （1） Fe 3+基态核外电子排布式为 _。 （2）丙酮 ()分子中碳原子轨道的杂化类型是_，1 mol 丙酮分子中 含有 键的数目为 _。 （3） C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。 （4）乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_。 （5）某 FexNy的晶胞如题 21 图- 1 所示， Cu 可以完全替代该晶体中a 位置 Fe或者 b 位置 Fe，形 成 Cu 替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种 Cu替代型产物的能量变化如
14、题21 图 - 2 所 示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_。 【答案】（1）3d5或 1s22s22p63s23p63d5 （2）sp2和 sp3 9 mol （ 3）H”） . （2）第四周期中，与Al 原子未成对电子数相同的金属元素有_种。气态氯化铝的分子组成为 (AlCl3)2，分子中所含的化学键类型有_，Al 原子的杂化方式为_。 （3）可燃冰是天然气水合物，具有笼形结构如图A（表面的小球是水分子，内部的大球是甲烷 分子） 。水分子成笼的作用力是_，图 A 中最小的环中连接的原子总数是_。 可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由1 个图 A 所示笼分别用2 个面与另外两个相同的
15、 笼共面而成，则中间笼实际占有_个水分子。 （4）金属镁晶体中原子的堆积方式为六方最密堆积如图B 所示，晶胞可用图C 表示。设金属镁 的原子半径为a cm，晶胞的高为b cm， 则该晶体的空间利用率为_ （写出计算式） ； 设晶胞中A 点原子的坐标为（0，0， 0） ，C 点原子的坐标为（2a，0，0） ，D 点原子的坐标 为（ 0，0，b） ，则 B点原子的坐标为_。 【答案】 4 共价键、配位键sp3 氢键10 15 子，内部的大球是甲烷分子）。水分子成笼的作用力是氢键，图A 中最小的环中连接的原子总数 是 10；可燃冰晶体具有多种笼状结构，其中一种由1 个图 A 所示笼分别用2 个面与另
16、外两个相 同的笼共面而成，则中间笼有10 个水分子不分摊，两个面与另外笼共面，面为正五边形，5 个 水分子，则实际占有10+52 1 2 =15 个水分子；（4）六方最密堆积的晶胞不再是立方结构。晶胞 上、下两个底面为紧密堆积的四个原子中心连成的菱形，边长a = 2r，夹角分别为60 、120 ，底 面积 s = 2 a sin(60)= 2 3a 2 cm2， 晶胞的体积为 2 3a 2 b cm3， 晶胞中球的体积为： 22 4 3 ( a 2 )3= 2 3 a3=，空间利用率= 3 2 2 3 100% 3 2 a a b = 4 a 3 3b 100% 。 点睛：本题考查的是晶胞的计算的相关知识，题目难度中，考查学生分析问题、解决问题及计算的能 力。