押题15 物质结构与性质（20题）-2023年高考化学终极押题预测300题（全国通用）

押题15 物质结构与性质 1．Na、Cl、 Cu是中学化学中常见的成盐元素，它们之间能形成多种化合物。回答下列问题： (1)Na和Cl两种元素能形成多种化合物，如常见的NaCl，其晶胞结构如图1所示，氯离子位于晶胞的顶点和面心。 ①Cl的基态原子核外电子排布式为___________。 ②图1所示晶胞中，与钠离子最近的钠离子共有_______个。 ③在高压下，Na与Cl可产生新的化合物，晶胞结构如图2所示，钠离子位于晶胞的顶点和体心，该物质的化学式为_________。 ④Na与Cl在某条件下还能形成一种团簇分子，分子结构如图3所示，氯原子位于顶点和面心。该团簇分子的分子式为______。 (2)Cu、NH3、Cl可以形成[Cu(NH3)4]Cl2。 NH3分子的空间构型为________，[Cu(NH3)4]2+中提供空轨道的是__________，1 mol 该配合物中含有σ键的数目为___________(NA为阿伏加德罗常数的值)。 (3)金属铜采取面心立方最密堆积方式，Cu晶胞的边长为a pm,其晶胞及相关结构如图甲、乙、丙所示： ①铜晶体的密度ρ=____________g·cm-3。 ②根据图丙求出铜原子的半径r=_______pm。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p5 12 NaCl3 Na13Cl14 (2) 三角锥形 Cu或Cu2+ 16NA (3) a 【详解】（1）①为17号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p5； ②由图可知，图1所示晶胞中，与钠离子最近的钠离子共有12个； ③根据“均摊法”，晶胞中含个Na、个Cl，该晶体的化学式为NaCl3； ④图3为气态团簇分子，该分子中Cl原子数为14、Na原子数为13，该团簇分子的分子式为Na13Cl14； （2）NH3分子的中心N原子采取sp3杂化，其中1个杂化轨道被孤电子对占据，故NH3分子的空间构型为三角锥形；[Cu(NH3)4]2+ 中Cu2+提供空轨道，N原子提供孤电子对；铜离子的4个杂化轨道与N形成4个配位键，配位键属于σ键，4 molNH3含12molN-Hσ键，故1mol[Cu(NH3)4]Cl2中含有16 molσ键，数目为16NA； （3）①根据铜晶胞结构和密度公式可知，； ②由图中几何关系可知，晶胞面对角线长度等于4倍的铜原子半径，则pm。 2．铁(26Fe)、镍(28Ni)的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。回答下列问题： (1)基态Fe原子核外电子排布式为_______，Ni位于元素周期表的_______区。 (2)乳酸亚铁口服液是缺铁人群补铁保健品，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度分析，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。 (3)FeCl3常用作净水剂、刻蚀剂等。 ① FeCl3的熔点(306℃)显著低于FeF3的熔点(1000℃)的原因是_______。 ② FeCl3水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子[Fe2(H2O)8(OH)2]4+，结构如下图，解释能够形成双核阳离子的原因：_______。 (4)镍白铜(铜镍合金)常用作海洋工程应用材料。某镍白铜合金的晶胞结构如图所示。 ① 晶胞中铜原子与镍原子的原子个数比为_______ 。 ②已知一定条件下晶胞的棱长为a cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，在该条件下该晶体的摩尔体积为_______ m3·mol-1(用含a， NA的代数式表示)。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64S2 或 [Ar]3d64S2 d (2)Fe3+的3d5半满状态更稳定 (3) FeCl3为分子晶体，熔点受分子间作用力影响，FeF3是离子晶体，熔点受离子键强弱的影响，离子键强度比分子间作用力大得多 H2O和OH-中的O原子提供孤电子对，Fe3+有空轨道能接受孤电子对，形成配位键 (4) 1:3 NA·a3·10-6 【详解】（1）基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64S2 或 [Ar]3d64S2；Ni是28号元素，其价电子排布式为3d84s2，其位于元素周期表的d区； （2）从结构角度分析，Fe2+ 易被氧化成Fe3+的原因是Fe3+的3d5半满状态更稳定； （3）①FeCl3的熔点(306℃)显著低于FeF3 的熔点(1000℃)的原因是FeCl3为分子晶体，熔点受分子间作用力影响，FeF3是离子晶体，熔点受离子键强弱的影响，离子键强度比分子间作用力大得多； ②形成双核阳离子的原因H