内容正文:
书
专题突破
1.利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
2.键角大小比较
3.宏观晶体密度与微观晶胞参数的关系
4.晶胞中微粒配位数的计算
一个粒子周围最邻近的粒子数称为配位数,它反映了晶体中粒子排
列的紧密程度.
(1)晶体中原子(或分子)的配位数
若晶体中的微粒为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位
数指的是与该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目.常
见晶胞的配位数如下:
简单立方:配位数为6面心立方:配位数为12 体心立方:配位数为8
(2)离子晶体的配位数
指一个离子周围最接近且等距离的异种
电性离子的数目.以NaCl晶体为例:
①如图中心的黑球(Cl-),周围最近的
Na+有6个,则Cl-的配位数为6.
②右上顶点的 Na+周围最近的 Cl-有6
个,则Na+的配位数为6.
5.原子分数坐标参数
原子分数坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置.原子分数坐标
参数的确定方法如下:
以晶胞参数为单位长度(不论晶胞边长大小,都是1)建立坐标系.通
过晶胞中的一个原子可以作出三个平行于坐标轴的平面,三个平面在三
条坐标轴上的截距占晶胞边长的分数,即该原子的分数坐标.
如图,通过 B点原子的三个面分别是 BEFC(在 x轴上没有截距)、
BEGA(在y轴上没有截距)、BCDA(在z轴上的截距是1),故B点的原子
分数坐标是(0,0,1);通过右面心 M点的三个
面,在x轴上截距是12,在 y轴上截距是1,在 z
轴上截距是
1
2,故 M点的原子分数坐标是(
1
2,
1,12).
6.晶胞投影
(1)沿x、y平面上的投影
类型 沿x、y平面上的投影图
(2)沿体对角线投影
①体心立方模型
②面心立方模型
真题链接
例1.(2024湖北)黄金按质量分数分级,纯金为24K.Au-Cu合金的
三种晶胞结构如下图所示,Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞.下列说法错误的是( )
A.Ⅰ为18K金
B.Ⅱ中Au的配位数是12
C.Ⅲ中最小核间距Au-Cu<Au-Au
D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1
解析:已知24K金的质量分数为100%,则18K金的质量分数为1824
×100%=75%.Ⅰ中 Au和 Cu原子个数比为1∶1,则 Au的质量分数为
197
197+64×100%≈75%,A正确;Ⅱ中 Au处于立方体的八个顶点,Au
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书
配位数指距离最近的 Cu,Cu处于面心处,类似于二氧化碳晶胞结构,Au
周围距离最近的Cu有12个,则 Au的配位数为12,B正确;Ⅲ中 Au-Cu
和Au-Au的最小核间距均为面对角线长的12,最小核间距 Au-Cu=Au
-Au,C错误;Ⅰ中,Au处于内部,Cu处于晶胞的八个顶点,其原子个数比
为1∶1;Ⅱ中,Au处于立方体的八个顶点,Cu处于面心,其原子个数比为
(8×18)∶(6×
1
2)=1∶3;Ⅲ中,Au处于立方体的面心,Cu处于顶点,其原
子个数比为(6×12)∶(8×
1
8)=3∶1;D正确.
答案:C
例2.(2024河北)金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领
域.如下图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中 MNPQ点的截面图,晶
胞的边长为apm,NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法错误的是( )
A.该铋氟化物的化学式为BiF3
B.粒子S、T之间的距离为槡114 apm
C.该晶体的密度为 1064
NA×a
3×10-30
g/cm3
D.晶体中与Bi3+最近且等距的F-有6个
解析:由均摊法可知,每个晶胞中含有 Bi3+的个数为1+12×14=4
个,含有F-的个数为8+8×18+6×
1
2=12个,故该铋氟化物的化学式为
BiF3,A正确;将晶胞均分为8个小立方体,由晶胞中MNPQ点的截面图可
知,晶胞体内的8个F-位于8个小立方体的体心,以 M为原点建立坐标
系,令N的原子分数坐标为(0,0,1),则T的原子分数坐标为(1,12,
1
2),
S的原子分数坐标为(14,
1
4,
3
4),所以粒子 S、T之间的距离为
(1-14)
2+(12-
1
4)
2+(12-
3
4)槡
2×apm=槡114 apm,B正确;由 A
项可知,每个晶胞中有4个 Bi3+、12个 F-,晶胞体积为(apm)3=a3×
10-30cm3,则晶体密度为4×(209+19×3)
NA×a
3×10-30
g/cm3= 1064
NA×a
3×10-30
g/cm3,C正
确;以晶胞体心处 Bi3+为分析对象,距离其最近且等距的 F-位于晶胞体
内,即将晶胞均分为8个小立方体后,每个小立方体的体心的 F-,共有8
个,D错误.
答案:D
例3.(2024安徽)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化
物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li
+迁移过程如下图所示.已知该氧
化物中Ti为+4价,La为+3价.下列说法错误的是 ( )
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=13,Li
+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时,空位移动方向与电流方向相反
解析:根据题意,导电时 Li+发生迁移,化合价不变,则 Ti和 La的价
态不变,A正确;设1个晶胞中含有的空位个数为 z,根据晶胞结构可知,
含La或Li或空位的数目共1个,则有x+y+z=1,结合正负化合价代数
和为0,x+3y+4+(-2)×3=0,若x=13,解得y=
5
9,z=
1
9,Li
+与空位
数目不相等,B错误;与体心最邻近的 O原子位于棱心,距离均为面对角
线长的一半,即位于棱心的12个O原子,C正确;内电路中电流从负极流
向正极,阳离子(Li+)也移向正极,空位移动方向与 Li+移动方向相反,则
空位移动方向与电流方向相反,D正确.
答案:B
提分专练
1.物质结构决定物质性质.下列性质差异与结构因素匹配错误的是
( )
选项 性质差异 结构因素
A
沸点:正戊烷(36.1℃)高于新戊烷
(9.5℃)
分子间作用力
B
熔点:AlF3(1040℃)远高于 AlCl3
(178℃升华)
晶体类型
C 第一电离能:As>Se 电子层结构
D
溶解度(20℃):Na2CO3(29g)大于
NaHCO3(8g)
阴离子电荷
2.下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
( )
A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
3.价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构.下列说法正
确的是 ( )
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体形
B.SO2-3 和CO
2-
3 的空间结构均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
4.冠醚是一种超分子,它是否适配碱金属离子与其空腔直径和离子
直径有关.二苯并-18-冠-6与K+形成的整合离子结构如下图所示.
冠醚 冠醚空腔直径/pm适合离子(直径/pm)
15-冠-5 170-220 Na+(204)
18-冠-6 260-320 K+(276)、Rb+(304)
21-冠-7 340-430 Cs(334)
下列说法错误的是 ( )
A.分子中O原子的杂化轨道类型为sp3
B.二苯并-18-冠-6能适配Li+
C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种
D.该整合离子中配位键数目为6
5.β-MgCl2晶体中,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中
部分结构显示为图乙,下列说法错误的是 ( )
A.电负性:Mg<Cl B.单质Mg是金属晶体
C.晶体中存在范德华力 D.Mg2+离子的配位数为3
6.科学家合成了一种高温超导材料,其晶胞
结构如右图所示,该立方晶胞参数为apm.阿伏加
德罗常数的值为NA.下列说法错误的是 ( )
A.晶体最简化学式为KCaB6C6
B.晶体中与 K+最近且距离相等的 Ca2+有
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书
C.晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D.晶体的密度为2.17×10
32
a3·NA
g/cm3
7.ZnS可用作荧光粉的基质、光导体材料,其晶胞如下图所示.下列说
法错误的是 ( )
A.晶胞中Zn2+的配位数为4
B.垂直于晶胞对角面(平面abcd)的投影为
C.晶胞中甲(Zn2+)的原子分数坐标为(0,0,0),则乙(S2-)的原子分
数坐标为(
1
4,
3
4,
3
4)
D.晶 胞 棱 长 为 0.5406 nm,则 晶 体 的 摩 尔 体 积 Vm =
NA×(0.5406×10
-9)3
4 m
3/mol
8.一种新型磁性材料氮化铁,因其具有较高的比容量及高充放电效
率,又有良好的稳定性,经碳包覆后可应用于锂离子电池电极材料,其某
种结构如右图所示.下列说法正确的是 ( )
A.该结构中含有的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)个数比为1∶3
B.N原子处于由Fe2+组成的八面体空隙中
C.Fe2+的价层电子排布式为3d54s1
D.该晶胞的密度为952×10
30
abcNA
g/cm3
9.晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注.某富锂超离子导体的晶
胞是立方体(图1),进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体
电解质材料(图2).下列说法错误的是 ( )
A.图1晶体密度为 72.5
NA×a
3×10-30
g/cm3
B.图1中O原子的配位数为6
C.图2表示的化学式为LiMg2OClxBr1-x
D.Mg2+取代产生的空位有利于Li+传导
10.某锂离子电池电极材料结构如下图.结构1是钴硫化物晶胞的一
部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为
立方晶胞.下列说法错误的是 ( )
A.结构1中钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为当槡32a
C.晶胞2中距Li+最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
11.ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用.回
答下列问题:
(1)该族元素基态原子核外未成对电子数为 ,在与其他元素
形成化合物时,呈现的最高化合价为 .
(2)CaC2俗称电石,该化合物中不存在的化学键类型为 (填
标号).
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键
(3)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 Si
CH
3
H
,其中电负性最大的
元素是 ,硅原子的杂化轨道类型为 .
(4)早在青铜器时代,人类就认识了锡.锡的
卤化物熔点数据如下表,结合变化规律说明原因:
.
物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4
熔点/℃ 442 -34 29 143
(5)结晶型PbS可作为放射性探测器元件材料,其立方晶胞如上图所
示.其中Pb的配位数为 .设 NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶
体密度为 g/cm3(列出计算式).
12.锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn在元素周期表中位于第 周期 族;同周期中,
基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 (填元素符号).
(2)Mn的某种氧化物MnOx的四方晶胞及其在xy平面的投影如下图
所示,该氧化物的化学式为 .
当MnOx晶体有O原子脱出时,出现 O空位,Mn的化合价
(填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质.下
列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是 (填字母序
号).
A.CaO B.V2O5 C.Fe2O3 D.CuO
(3)[BMIM]+BF-4(见右图)是 MnOx
晶型转变的诱导剂.BF-4 的空间结构为
;[BMIM]+中咪唑环存在π65大π
键,则N原子的杂化轨道类型为 .
(4)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图).FDCA的熔点
远大于 HMF,除 相 对 分 子 质 量 存 在 差 异 外,另 一 重 要 原 因 是
.
(参考答案见33版
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书
专题突破
反应历程与能量关系图分析技巧
真题链接
例1.(2024广东)对反应S(g幑幐) T(g)(I为中间产物),相同条件
下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,
c平(S)
c平(T)
增大,
c平(S)
c平(I)
减小.基于以上事实,可能的反应历程示意图为(———
为无催化剂,---为有催化剂) ( )
解析:提高反应温度,
c平(S)
c平(T)
增大,说明反应 S(g幑幐) T(g)的平衡逆
向移动,即该反应为放热反应.
c平(S)
c平(I)
减小,说明S生成中间产物I的反应
平衡正向移动,属于吸热反应.加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅
缩短,即反应的决速步骤(S→I)的活化能下降,使得反应速率大幅加快,
符合条件的反应历程示意图为A.
答案:A
例2.(2024北京)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量
变化示意图如下.下列说法不正确的是 ( )
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利
于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大π键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓H2SO4作催化剂
解析:生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ能
量低更稳定,A正确;根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取
代产物,B正确;M的六元环中与—NO2相连的C原子为sp
3杂化,苯中大
π键发生改变,C错误;苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂,D正确.
答案:C
提分专练
1.标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如
下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是 ( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ/mol
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为 ClO(g)
+O(g) O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4)kJ/mol
2.二维锑片(Sb)是一种新型的CO2电化学还原催化剂.酸性条件下,
人工固碳装置中的CO2气体在二维锑片表面发生三种催化竞争反应,其
反应历程如下图所示(表示吸附态中间体).下列说法不正确的是
( )
A.三种催化竞争的总反应中,生成HCOOH吸收的能量最多
B.在二维锑片表面生成CO的反应可表示为CO2+H
++2e- CO
+H2O
C.使用二维锑片可以改变反应的路径
D.二维锑片对三种催化竞争反应的选择效果为HCOOH>H2>CO
3.HClO4分子在FC(氟化石墨烯)表面可能沿下列反应历程进行分
解,HClO4 →
-OH
+ClO-3 →
-O
ClxOy(x=1~2,y=0~2),其分解的各基元反
应能量曲线如下图所示(TS表示过渡态),下列说法不正确的是 ( )
A.该反应历程的第一步反应为吸热反应
B.该反应历程的控速步骤为GS1→GS2
C.GS3比GS2稳定
D.随着HClO4分子的不断分解,O原子在 FC表面的覆盖度升高,对
后续的分解反应会产生影响
4.AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应,反应过程中CN
-的C原子和
N原 子 均 可 进 攻 CH3CH2Br,分 别 生 成 腈 (CH3CH2CN)和 异 腈
(CH3CH2NC)两种产物.通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化
如下图(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物).下列说法错误的是 ( )
A.从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应
B.过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的而形成的
C.Ⅰ中“N┄Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C┄Ag”之间的作用力弱
D.生成CH3CH2CN放热更多,低温时CH3CH2CN是主要产物
5.某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),
发生下列反应:X(g幑幐) Y(g) ΔH1<0,Y(g幑幐)
Z(g) ΔH2<0,测得各气体浓度与反应时间的关系如
右图所示.下列反应进程示意图符合题意的是 ( )
(参考答案见34期
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书
Y(F),D错误.
9.D Q是 ds区元素,焰色试验呈绿色,则
Q为 Cu元素;空间运动状态数是指电子占据的
轨道数,基态X原子的核外电子有5种空间运动
状态,则X为第二周期元素,满足此条件的主族
元 素 有 N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F
(1s22s22p5);X、Y、Z的原子序数依次增大,基态
Y、Z原子有两个未成对电子,若 Y、Z为第二周
期元素,则满足条件的可能为 C(1s22s22p2)或 O
(1s22s22p4),C的原子序数小于 N,所以 Y不可
能为C;若Y、Z为第三周期元素,则满足条件的
可 能 为 Si (1s22s22p63s23p2 ) 或 S
(1s22s22p63s23p4),Y、Z可与 Cu形成 CuZY4,所
以Y、Z分别为O、S元素,则X只能为N元素;W
能与X形成XW3,则W为ⅠA族或ⅦA族元素,
但W的原子序数小于N,所以W为H元素.
S单质常温下呈固态,其沸点高于氧气和氢
气,O2和 H2均为分子晶体,O2的相对分子质量
大于H2,O2的范德华力大于 H2,所以沸点 O2>
H2,即沸点:Z(S)>Y(O2)>W(H2),A正确;Y、
X的简单氢化物分别为 H2O和 NH3,H2O的中
心原子O原子的价层电子对数为2+12×(6-2
×1)=4,孤电子对数为2,空间结构为 V形,键
角约105°.NH3的中心原子 N原子的价层电子
对数为3+12×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,
空间结构为三角锥形,键角约 107°18′,所以键
角:X(NH3)>Y(H2O),B正确;硫酸铜溶液中滴
加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水
过量时氢氧化铜溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,C正
确;QZX4Y4W12为[Cu(NH3)4]SO4,其中铜离子提
供空轨道,NH3中的N原子提供孤电子对,二者形
成配位键,配位原子为N,D错误.
10.A 根据简单离子半径推知X和Y的离
子含10个电子,Z和 W的离子含18个电子,结
合离子所带电荷可推知,X为N元素,Y为Na元
素,Z为S元素,W为Cl元素.
第一电离能:X(N)>Z(S),A正确;XW3为
NCl3,其中 N原子有4个价层电子对,有一个孤
电子对,空间结构为三角锥形,B错误;简单氢化
物的稳定性:W(HCl)>Z(H2S),C错误;Y2Z2
为Na2S2,Na2S2与 Na2O2结构相似,含离子键和
非极性键,D错误.
11.C 戊的最高价氧化物对应的水化物为
强酸,则可能是硫酸或高氯酸.若是高氯酸,则戊
为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S.若是硫酸,
则戊为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P.
同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同
主族元素从上到下原子半径逐渐增大,原子半
径:丁>戊>乙,A正确;同周期元素从左到右非
金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,B正
确;甲的氢化物可能为氨气,也可能为甲烷、乙烷
等,若是氨气,则遇氯化氢有白烟产生;若是甲
烷、乙烷等,则遇氯化氢不反应,没有白烟生成,
C错误;丙的最高价氧化物对应的水化物是硅酸
或者磷酸,都能与强碱反应,D正确.
12.B X氢化物的沸点比 Z氢化物的沸点
高,则X的氢化物能形成氢键,该五种元素存在
以下两种情况:
C N
Si P S
N O
P S Cl
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;原子半径:Z>Q>X,A
错误;X为氧或氮,其简单氢化物氨气或水均为
由极性键构成的极性分子,B正确;同周期从左
到右,非金属性逐渐增强;非金属性:W>Z>Y,
C错误;若 Y为硅,其最高价氧化物对应的水化
物硅酸为弱酸,D错误.
13.A W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大
的短周期元素,W形成1条单键且核电荷数最
小,W为H元素.X形成4条键,核电荷数大于
W,且小于其他三种元素,X为 C元素.Y形成2
条单键,核电荷数大于 X,Y为 O元素.W、Y的
原子序数之和等于Z的原子序数,Z为F元素.Y
原子的价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q为
Al元素.
W与 X形成的化合物是烃类,不一定为极
性分子,如 CH4是非极性分子,A错误;同周期
元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电
离能:Z(F)>Y(O)>X(C),B正确;Q为 Al,其
氧化物 Al2O3为两性氧化物,C正确;该阴离子
中L与Q之间形成配位键,D正确.
14.D 主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依
次增大,X、Y的价电子数相等,则X、Y位于同一
主族.Z的价电子所在能层有16个轨道,则 Z个
有4个能层.根据这4种元素形成的化合物的结
构可以推断,W、X、Y、Z分别为 H、O、S、K.W和
Y可以形成H2S,其中S显-2价,因此,电负性:
Y(S)>W(H),A错误;H2SO3是中强酸,而
H2SO4是强酸,B错误;H原子只有1个电子,O
原子的2p轨道上有4个电子,有2个未成对电
子,因此,基态原子的未成对电子数 X(O)>
W(H),C错误;K的氧化物溶于水且与水反应
生成强碱,S的氧化物溶于水且与水反应生成
H2SO3或H2SO4,因此,氧化物溶于水所得溶液
的pH的大小关系为Z(K)>Y(S),D正确.
15.D 基态W原子的s和p能级电子数之
比为2∶3,结合W原子形成的共价键数目,则 W
的电子排布式为1s22s22p63s23p3,W为 P元素;
由该锂盐的结构式可确定Y形成2对共用电子,
X形成4对共用电子,Z形成1对共用电子.从
而得出X、Y、Z、W分别为C、O、F、P.
同周期元素从左到右电负性增大,则电负
性:Y(O)>X(C),A正确;第一电离能:F>N>
P,则第一电离能:Z(F)>W(P),B正确;O2-与
F-的电子层结构相同,但核电荷数 O<F,所以
简单离子半径:Y(O2-)>Z(F-),C正确;Y、Z
与H2化合生成的氢化物分别为 H2O、HF,常温
常压下,前者呈液态,后者呈气态,所以沸点H2O
比HF高,D错误.
微专题10专项提分参考答案
1.D 正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分
子晶体,由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作
用力小,所以沸点较低,A正确;AlF3为离子晶
体,熔点较高,AlCl3为分子晶体,熔点较低,B正
确;As原子的4p轨道为半充满结构,元素的第
一电离能大于相邻元素,所以第一电离能:As>
Se,与电子层结构有关,C正确;NaHCO3在水中
的溶解度比 Na2CO3小的原因是 HCO
-
3 之间存
在氢键,与阴离子电荷无关,D错误.
2.A F原子半径小,电子云密度大,两个原
子间的斥力较强,导致 F—F键不稳定,因此
F—F键的键能小于 Cl—Cl键的键能,与电负性
无关,A符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,
则 F—C键的极性大于 Cl—C键的极性,使
F3C—的极性大于 Cl3C—的极性,导致三氟乙酸
的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离
子,酸性更强,B不符合题意;氟的电负性大于氯
的电负性,则F—H键的极性大于Cl—H键的极
性,导致HF分子的极性强于HCl分子的极性,C
不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟
原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分
子间氢键,因此气态氟化氢中存在(HF)2,D不
符合题意.
3.A CH4的中心原子 C的价层电子对数
为4+4-1×42 =4,水分子的中心原子O的价层
电子对数为2+6-1×22 =4,所以它们的 VSEPR
模型都是四面体形,A正确;SO2-3 的孤电子对数
为
6+2-2×3
2 =1,CO
2-
3 的孤电子对数为
4+2-2×3
2 =0,所以SO
2-
3 的空间结构为三角锥
形,CO2-3 的空间结构为平面三角形,B错误,CF4
为正四面体结构,为非极性分子.SF4中心原子S
有孤电子对,为极性分子,C错误;XeF2和 XeO2
分子中,孤电子对数目不相等,孤电子对越多,排
斥力越大,所以键角不等,D错误.
4.B 分子中 O原子形成 3个 σ键,含有
1个孤电子对,价层电子对数为4,杂化轨道类型
为sp3,A正确;Li+半径小于 Na+、K+,二苯并
-18-冠-6不能适配Li+,B错误;该冠醚分子
中,亚甲基中的碳原子杂化方式为sp3,苯环上碳
原子的杂化方式为 sp2,故该冠醚分子中碳原子
杂化方式有2种,C正确;根据整合离子结构可
知,该整合离子中配位键数目为6,D正确.
5.D 同周期元素从左到右电负性逐渐增
强,故Mg的电负性小于 Cl,A正确;金属晶体包
括金属单质及合金,单质 Mg是金属晶体,B正
确;由晶体结构可知,该结构中存在层状结构,层
与层之间存在范德华力,C正确;由图乙中结构
可知,每个 Mg2+与周围有6个 Cl-最近且距离
相等,因此 Mg2+的配位数为6,D错误.
6.C 根据晶胞结构可知,其中 Ca的个数
为1,K的个数为8×18=1,B的个数为12×
1
2
=6,C的个数为12×12=6,故其最简化学式为
KCaB6C6,A正确;K
+位于晶胞顶点,Ca2+位于体
心,每个K+为8个晶胞共用,则晶体中与 K+最
近且距离相等的 Ca2+有8个,B正确;晶胞中 B
和C原子构成的多面体有14个面,C错误;1
个
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!!
书
晶胞的质量为
217
NA
g,晶胞体积为 a3×10-30cm3,
则其密度为
2.17×1032
a3·NA
g/cm3,D正确.
7.B 垂直于晶胞对角面(平面)的投影为
,B错误.
8.B 由均摊法可知,该结构中含有 Fe3+的
个数为8×18+8×
1
4+2×
1
2=4,含 Fe
2+的个
数为16×12+4=12,Fe(Ⅱ)和 Fe(Ⅲ)个数比
为3∶1,A错误;由结构图可知,N原子处于由
Fe2+组成的八面体空隙中,B正确;Fe2+的价层
电子排布式为3d6,C错误;晶胞是该结构的14,
该结构的密度为
(16×56+4×14)×1021
abcNA
g/cm3
=952×10
21
abcNA
g/cm3,D错误.
9.C 根据均摊法,图1的晶胞中含Li的数
目为8×14+1=3,含 O的数目为2×
1
2=1,含
Cl的数目为 4×14=1,1个晶胞的质量为
3×7+16+35.5
NA
g=72.5NA
g,晶胞的体积为 a3×
10-30cm3,则晶体的密度为 72.5
NA×a
3×10-30
g/cm3,
A正确;图1晶胞中,O位于面心,与O等距离且
最近的Li有6个,O原子的配位数为6,B正确;
根据均摊法,图2中,含 Li的数目为1,含 Mg或
空位的数目为8×14=2,含O的数目为2×
1
2=
1,含Cl或 Br的数目为4×14=1,Mg的个数小
于2,根据正负化合价的代数和为0,图2的化学
式为 LiMgOClxBr1-x,C错误;进行镁离子取代及
卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料,
说明Mg2+取代产生的空位有利于 Li+的传导,D
正确.
10.B 由均摊法可知,结构1中含有 Co的
数目为4+4×18=4.5,含有 S的数目为1+12
×14=4,Co与 S的原子个数比为9∶8,A正确;
晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的12,晶
胞边长为 a,即 S与 S的最短距离为槡22a,B错
误;如图: ,以图中的 Li+为
例,与其最近的 S共 4个,C正确;如图
,当2个晶
胞2放在一起时,图中截取的部分就是晶胞3,
晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确.
11.(1)2 +4 (2)bd (3)C sp3
(4)SnF4属于离子晶体,SnCl4、SnBr4、SnI4
属于分子晶体,离子晶体的熔点比分子晶体的
高,分子晶体的相对分子量越大,分子间作用力
越强,熔点越高
(5)6 4×(207+32)
NA×(594×10
-10)3
g/cm3 或
956
NA×(594×10
-10)3
g/cm3
解析:(1)ⅣA族元素基态原子的价层电子
排布为ns2np2,其核外未成对电子数为 2,因最
外层电子数均为4,所以在与其他元素形成化合
物时,呈现的最高化合价为+4.
(2)CaC2俗称电石,其为离子化合物,由
Ca2+和 C2-2 构成,两种离子间存在离子键,C
2-
2
中两个C原子之间存在非极性共价键,因此,该
化合物中不存在极性共价键和配位键.
(3)C、Si、H三种元素的电负性大小关系为
C>H>Si.硅原子与周围的4个原子形成共价
键,没有孤电子对,价层电子对数为4,则硅原子
的杂化轨道类型为sp3.
(4)根据表中数据可知,SnF4的熔点均远高
于其余三种物质,故 SnF4属于离子晶体,SnCl4、
SnBr4、SnI4属于分子晶体,离子晶体的熔点比分
子晶体的高,SnCl4、SnBr4、SnI4三种物质的相对
分子质量依次增大,分子间作用力依次增强,熔
点升高.
(5)由PbS的晶胞结构图可知,该晶胞中有4
个Pb和4个S,距离每个原子周围最近的原子数均
为6,因此Pb的配位数为6.设NA为阿伏加德罗常
数的值,则1个晶胞的质量为4×(207+32)NA
g,1个
晶胞的体积为(594×10-10cm)3,因此该晶体密度
为
4×(207+32)
NA×(594×10
-10)3
g/cm3或 956
NA×(594×10
-10)3
g/cm3.
12.(1)四 ⅦB Cr
(2)MnO2 降低 A
(3)正四面体形 sp2
(4)FDCA形成的分子间氢键更多
解析:(1)Mn的原子序数为25,位于元素周
期表第四周期ⅦB族;基态 Mn的电子排布式为
[Ar]3d54s2,未成对电子数有5个,同周期中,基
态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态
Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,有6个未成对电
子.
(2)由均摊法得,晶胞中 Mn的数目为1+8
×18=2,O的数目为2+4×
1
2=4,即该氧化物
的化学式为 MnO2;MnOx晶体有 O原子脱出时,
出现O空位,即x减小,Mn的化合价为 +2x,即
Mn的化合价降低;CaO中 Ca的化合价为 +2、
V2O5中 V的化合价为 +5、Fe2O3中 Fe的化合
价为+3、CuO中 Cu的化合价为 +2,其中 CaO
中Ca的化合价下降只能为0,其余可下降得到
比0大的价态,说明 CaO不能通过这种方式获
得半导体性质.
(3)BF-4 中B形成4个σ键(其中有1个配
位键),为sp3杂化,空间结构为正四面体形;咪
唑环存在π65大π键,N原子形成3个σ键,杂化
方式为sp2.
(4)由 HMF和 FDCA的结构可知,HMF和
FDCA均能形成分子间氢键,但 FDCA形成的分
子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF.
微专题11专项提分参考答案
1.C 由图像可知,历程Ⅱ中的 Cl为催化
剂,催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的
焓变,因此 E6 -E3 =E5 -E2,A正确;已知
Cl2(g)的相对能量为 0,对比两个历程可知,
Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ/mol,Cl2(g
→
)
2Cl(g)吸收的能量为2(E2-E3)kJ/mol,则
Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ/mol,B正确;催化
剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件
下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ =历程Ⅰ,C错误;
活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ
中第二步反应的活化能最低,所以速率最快的一
步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g) O2(g)
+Cl(g) ΔH=(E5-E4)kJ/mol,D正确.
2.B 三种催化竞争的总反应中,HCOOH
的能量最高,故生成HCOOH吸收的能量最多,A
正确;反应在酸性条件下进行,则在二维锑片表
面生成CO的反应为CO2+2H
++2e- CO+
H2O,B错误;从图中可知,催化剂 Sb改变了反
应的路径,C正确;活化能越小,反应越容易进
行,D正确.
3.B 由于GS1的能量比 GS2低,第一步反
应的ΔH>0,A正确;该反应历程总共由4个基
元反应构成,所需活化能越高,其反应速率越低,
因此决定总反应速率的步骤为第二步(GS2→
GS3),B错误;由图可以看出,GS3的能量比GS2
的能量低,能量越低越稳定,则GS3更稳定,C正
确;随着HClO4分子的不断分解,O原子不断积
累,使基元反应生成物的量不断增多,平衡向逆
反应方向移动,对后续的分解反应产生影响,D
正确.
4.D 由反应历程及能量变化图可知,两种
路径生成的产物的总能量均低于反应物,都是放
热反应,A正确;与Br原子相连的C原子为α-
C,过 渡 态 TS1是 由 CN- 的 C原 子 进 攻
CH3CH2Br的α-C,形成碳碳键,B正确;后续物
Ⅰ、Ⅱ转化为产物,分别断开的是“N┄Ag”和
“C┄Ag”,且后者吸收更多的能量,故Ⅰ中
“N┄Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C┄Ag”之间的
作用力弱,C正确;由于生成 CH3CH2CN所需要
的活化能高,反应速率慢,故低温时更容易生成
CH3CH2NC,D错误.
5.B 由题给信息可知,体系中发生的两个
反应均为放热反应.Y为中间产物,由浓度 -时
间关系图可知,反应前期 Y的浓度急速增大,设
X(g幑幐) Y(g)为反应1,Y(g幑幐) Z(g)为反应
2,则反应1的速率>反应2的速率,已知速率越
大,反应活化能越小,则反应1的活化能小于反
应2的活化能,即过渡态1与X的能量差小于过
渡态2与Y的能量差.综上可知,B正确
.
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