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专题18 物质结构与性质

总分 100分 时间 45分钟

班级 _______ 学号 _______ 得分_______

1．(15分) 【云南昆明市2019届高三1月复习诊断】金属钼(Mo)常用于工业、军事等领域，已被多个国家列为战略金属，我国的钼储量居世界第二。已知钼在元素周期表中呈现的信息为

回答下列问题

（1）钼位于元素周期表的位置是__________，基态Mo原子核外有_________种不同运动状态的电子，其中核外电子占据最高能层的符号是______________。

（2）辉钼(MoS2)在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯(如C60)更有优势，可用H2S硫化(NH4)2MoO4溶液生产辉钼。O、N、S的第一电离能由大到小的顺序________________，H2S中心原子的杂化轨道类型为____________。

（3）MoS2纳米粒子具有类似于石墨的层状结构，具有优异的润滑性能，其原因是_________。

（4）Mo能与CO形成Mo(CO)6的配合物，其中Mo的化合价为_________，其配体分子与N2具有相似的化学结构，则该配体分子中σ键与π键数目之比为_________。

（5）金属钼晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式为_________堆积。若晶体钼的密度为ρg·cm

－3

，钼原子半径为rpm，NA表示阿伏加德罗常数的值，M表示钼的相对原子质量，则钼晶胞中原子的空间

利用率为__________________(用含有ρ、r、NA、M的代数式表示)。

【答案】（1）第五周期VIB族（1分） 42（1分） O（1分） （2） N＞O＞S（2分） sp3（2分） （3）层与层之间的范德华力较弱，外力作用下易发生滑动 （2分）

（4）0 （1分） 1：2 （2分） （5）体心立方堆积 （1分） （2分）

【解析】（1）已知钼在元素周期表中呈现的信息为，钼位于元素周期表的位置是第五周期VIB族，

2．(14分) 【2019届四省名校高三第二次大联考】钕铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。预计在未来20年里，不可能有替代钕铁硼磁铁的磁性材料岀现。生产钕铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属

1

钕、纯铁、铝、硼以及其他稀土原料。

（1）钕(Nd)为60号元素，在周期表中第_________周期；基态铁原子的外围电子轨道表示式为______________。

（2）实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。

①已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于_________分子(填“极性”或“非极性”)，分子中A1原采取__________________杂化。

②Al2Cl6与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，[A1(OH)4]中存在的化学键有_________(填选项字母)。 A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.氢键

（3）B元素及与其同周期相邻的两种元素第一电离能由小到大的顺序为_______________(用元素符号表示)。

（4）因材料中含有大量的钕和铁，容易锈蚀是它的一大弱点。可电镀镍(Ni)、锌(Zn)等进行表面涂层处理。已知Ni可以形成[Ni(NH3)6]Cl2，该配合物中配体分子的空间构型为__________________。

（5）已知立方BN晶体硬而脆，其原因是___________________________；其晶胞结构如图所示，N原子填充在B原子构成的正四面体空隙中，则晶胞中正四面体的空隙填充率为__________________，设晶胞中最近的B、N原子之间的距离为anm，晶体的密度为bg·cm－3，则阿伏加德罗常数为_________mol－1(列式即可，用含a、b的代数式表示)

【答案】（1）六 （1分） （1分）

（2） ①非极性 （1分） sp （1分） ②BD （2分） （3） B

（5）由于立方BN晶体是原子晶体，B—N键能大，所以质地坚硬，且共价键具有方向性，受到外力时，会

发生原子错位，所以性脆（2分） 50% （2分） （2分）

【解析（1）】钕(Nd)为60号元素，它位于元素周期表的第六周期，基态铁原子的外围电子轨道表示式为：；

故答案为：六，；

（2） ①Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，属于非极性分子，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，采取sp3杂化，故答案为：非极性；sp3；

②Al采取sp3杂化，用最外层的四个空轨道接受O提供的孤对电子形成配位键，O与H之间是极性共价键；故答案为：BD；

3

－

2

3．(13分) 【吉林田家炳高级中学2019届高三上学期期末】A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种常

见元素，其中 A 是原子半径最小的元素，B 元素的一种核素可用于考古断代，D 元素的 s轨道和 p 轨道上的电子数相等且有2个未成对电子；E 是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满。请用元素符号或化学式回答下列问题：

（1）A、B、C、D 四种元素中，电负性最大的是________，第一电离能最大的是________。 （2）化合物 CA3 的沸点比化合物 BA4 的高，其主要原因是___________________________ 。

（3）A、B 形成的化合物与氢氰酸(HCN)反应可得丙烯腈(H2CCHCN)，丙烯腈分子中的碳原子轨道杂化类型是

__________。

（4）由 C 元素形成的一种离子与 BD2 互为等电子体，该离子的结构式为__________。

（5）基态 E 原子的核外电子排布式为：_____________________________；D、E 形成的某种化合物的晶

胞结构示意图如下，该晶体的化学式为__________。

（6）向 E 的硫酸盐溶液中通入过量的 CA3，可生成[E(CA3)4]，1 mol [E(CA3)4]中含有σ 键的数目约

为____________。

【答案】（1）O（1分） N （1分） （2）NH3 分子间能形成氢键 （1分） （3）sp、sp （2分） （4） [N==N==N]（2分）

（5）1s22s22p63s23p63d104s1 (或 [Ar]3d104s1) （2分） Cu2O（2分） （6） 16×6.02×10(或16NA) （2分）

【解析】A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种常见元素，其中 A 是原子半径最小的元素，A是氢， 4．（14分）【长春实验中学2019届高三上学期期末】Al、Fe、Cu 是重要的材料元素，在生产生活中有着广

泛的应用。回答下列问题:

（1）基态Fe的价电子排布图为_____________。

（2）已知Al 的第一电离能为578kJ/mol、第二电离能为1817 kJ/mol、第三电离能为2745 kJ/mol、第四

电离能为11575 kJ/mol。请解释其第二电离能增幅较大的原因____________。

（3）已知氯化铝熔点为194℃,熔融状态下不导电且容易升华，由此可判断氯化铝属于______晶体。 （4）甲醇重整制氢反应中，铜基催化剂如CuO/SiO2具有重整温度低、催化选择性高的优点。Cu、Si、O元

素电负性由大到小的顺序是____；SiO2中Si原子采取____杂化。

（5）一种铜的溴化物晶胞结构如图所示，与溴紧邻的溴原子数目是________，由图中P点和Q点的原子坐

23

2

－

2＋

2＋

3

标参数可确定R点的原子坐标参数为________；已知晶胞参数为apm,其密度为_______g/cm 。(列出计算式即可)

【答案】（1）（2分）

（2）Al原子失去一个电子后，其3s上有2个电子为全满状态，较稳定（2分） （3） 分子（1分） （4） O>Si>Cu（2分） sp3（1分） （5）12 （1分） (1/4，1/4，1/4) （2分） （3分）

【解析】（1）基态Fe原子价电子排布式为3d4s，s轨道有2个，d轨道有5个，根据洪特规则可知其价电

个，“上下溴层”各4个，总数为12个；R点位于晶胞的左下前方的八分之一的体心，P点是顶点，位于坐标原点，Q点是面心，由图中P点和Q点的原子坐标参数，可确定R点的原子坐标参数为(1/4，1/4，1/4)；已知晶胞参数为apm，NA个晶胞的体积和质量分别为4×144g、NA×（a×10-10cm）3，所以其密度为。

5．（14分) 【四川资阳市2019届高三二诊】电镀工业上，为了提高镀锌的效果，通常采用Zn(CN)42－溶液代替Zn溶液进行电解。请回答下列问题：

（1）元素锌在周期表中的位置为_____________，基态Zn的价电子排布式为_____________。

（2）Zn(CN) 42－所含元素中，电负性最大的元素是_____________，Zn(CN) 42－中含有的化学键类型有σ键和_____________。

（3）CN－中C的杂化类型为_____________，与CN－互为等电子体的单质为_____________。 （4）H2CO3与HNO3的酸性相差较大，请解释其原因_____________。

（5）N和Al可组成一种新型半导体材料AlN；AlN具有耐高温，耐磨性能。其晶体类型为_____________，其晶体结构如图，已知晶胞边长为apm，则AlN的密度为_____________(用含a、NA的代数式表示)g/cm3。

【答案】（1）第四周期ⅡB族（1分） 3d4s （2分） （2）N（1分） π键 （1分） （3）sp（1分） N2 （1分）

（4）HNO3非羟基氧多于H2CO3，非羟基氧吸电子导致—OH中H易电离 （2分） （5） 原子晶体（2分） （3分）

【解析】（1）Zn是30号元素，位于周期表第四周期ⅡB族，根据核外电子排布规律可知，Zn的电子排布电

子导致—OH中H易电离；

（5）原子晶体熔、沸点高、硬度大，根据AlN具有有耐高温、，耐磨性能的性质可知，AlN为原子晶体；

10

2

2+

6

2

3

4

由晶胞结构示意图可知，晶胞中含有4个AlN，则晶胞的质量为则有d（a×10—10m）3=

，d=，故答案为：原子晶体；。

g，晶胞的体积为（a×10

—10

m），

3

6．（15分）【湖北龙泉中学2019届高三11月月考】黄铜矿(CuFeS2)是最重要的铜矿，全世界三分之二的

铜是由它提炼的。

铜矿冶炼过程中发生的反应有：2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2 ；2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 回答下列问题：

（1）Cu属于_____区的元素，黄铜矿中铜离子基态外围电子排布式为_____________。

（2）铜矿冶炼过程中产生的SO2可用于生产硫酸，SO2的空间构型为___________，中心原子的杂化方式为__________。冶炼过程还产生了Cu2S 、Cu2O，其中熔点较高的是______________，原因是____________。 （3）黄铜矿不溶于稀硫酸，但可以溶解在稀硝酸中，硝酸将其中的铁、硫元素氧化到高价态，可以用黄血盐K4[Fe(CN)6]检验Fe3+的存在，1 mol K4[Fe(CN)6]中含有的σ键的数目为_______________。 （4）Cu2O晶体的晶胞如图所示，晶胞的密度为ρ g/cm，阿伏伽德罗常数的值为NA，则Cu原子配位数为__________，最近的两个O原子之间的距离为____________nm。

【答案】（1）ds（1分） 3d9 （1分）

（2）V形 （1分） sp2（1分） Cu2O （2分） 阳离子相同，O2-半径比S2-小，Cu2O晶格能更大，熔点更高（2分）

（3）12NA（2分） （4）2 （2分） （3分）

【解析】（1） Cu位于周期表中第4周期第IB族，则基态Cu原子的价电子排布式为3d4s，属于ds区的

元素；铜离子基态外围电子排布式为3d9，故答案为：ds；3d9； （2） 根据VSEPR理论，对于SO2，价电子对数为=2+

2

10

1

3

=3，根据杂化轨道理论，S原子的杂化方式

为sp，空间构型为V形；离子晶体熔沸点与晶格能成正比，晶格能与离子半径成反比、与电荷成正比，因为氧离子半径小于硫离子半径，所以氧化亚铜的晶格能大于硫化亚铜的晶格能，熔点也高于硫 7．（15分）【开封2019届高三上学期一模】决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题： （1）已知元素M是组成物质Ca5(PO4)3F的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能，用符号I1至I5表示)如表所示：

元素M化合态常见化合价是_________价，其基态原子电子排布式为_________。

5