主题5 第六讲 物质结构原因类简答题的答题规范(思维建模课)（课件）-【新高考方案】2026年高考化学Ⅱ一轮总复习

第六讲 物质结构原因类 简答题的答题规范 (思维建模课) 物质结构原因类简答题在非选择题中以某一小问的形式呈现,综合性强,能力要求较高,主要考查学生组织化学语言的逻辑思维能力。而如何组织好化学语言进行规范答题,是学生较为头痛的问题,失分率较高。现分类例析各种答题规范,建立答题思维模型,帮学生突破这一难点问题。 一、 二、 原子结构中的归因类简答题 三、 目 录 分子结构中的归因类简答题 晶体结构中的归因类简答题 四、 课时跟踪检测 一、原子结构中的归因类简答题 半充满、全充满解释稳定性及电离能变化 1.洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量较低。如: 24Cr　1s22s22p63s23p63d54s1 29Cu　1s22s22p63s23p63d104s1 2.第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。同周期主族元素,第ⅡA族(np0)全空、ⅤA族(np3)半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA和ⅥA族元素。 [例1]　(1)N、O、S的第一电离能(I1)大小为I1(N)>I1(O)>I1(S),原因是_______________ __________________________________________________________________________ 　 。  (2) 中H、C、N的电负性由大到小的顺序为　　　　。  (3)①基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为　　　。  ②Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是_______ 　 。 I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是________ __________________________________________________________________________ 　 。  I1/(kJ·mol-1) Li　520 Be　900 B　801 Na　496 Mg　738 Al　578 N原子2p轨道 半充满,比相邻的O原子更稳定,更难失电子;O、S同主族,S原子半径大于O原子,更易 失去电子　 N>C>H 4∶5 Na与 Li同族,Na电子层数多,原子半径大,易失电子 Li、Be、 B同周期,核电荷数依次增加。Be为1s22s2稳定结构,第一电离能最大。与Li相比,B核 电荷数大,原子半径小,较难失去电子,第一电离能较大　 (4)第二周期元素的第一电离能(I1)随原子序数(Z)的变化情况如图。I1随Z的递增而呈增大趋势的原因是　　　　 　　　　　　　　　　　　,原子核对外层电子的引力增大。导致I1在a点出现齿峰的原因是_______________ 　 。  随原子序数增大,核电荷数增大,原子半径逐渐减小　 N元素原子的2p 能级轨道半满,更稳定 |思维建模|电负性及电离能问题的思维流程 输入你的标题 [迁移应用] 1.(1)已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因? 答案:CuO中铜的价层电子排布为3d9,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,后者处于稳定的全充满状态而前者不是。 (2)解释镁元素的第一电离能比铝元素的第一电离能大的原因。 答案:铝原子价层电子排布式为3s23p1,而镁原子价层电子排布式为3s2,3p轨道处于全空状态,较稳定,因此镁原子失去第一个电子较困难,第一电离能大于铝原子。 (3)解释锂原子的第二电离能(I2=7 269 kJ·mol-1)远大于第一电离能(I1=519 kJ·mol-1)的原因。 答案:锂原子失去第一个电子后形成1s2的稳定结构,再失去一个电子就需要吸收更多的能量。 2.光伏材料又称太阳能材料,能将太阳能直接转换成电能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CaS、CdTe、CuInSe等。 (1)铜在元素周期表中位于　　　区。研究发现,正离子的颜色与未成对电子数有关,例如:Cu2+、Fe2+、Fe3+有色,Cu+无色,Cu+呈无色的原因是__________________  　 。  解析:Cu价层电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区;Cu+呈无色的原因是Cu+的核外电子排布为[Ar]3d10,没有未成对电子。 ds Cu+的核外电子排 布为[Ar]3d10,没有未成对电子 2.光伏材料又称太阳能材料,能将太阳能直接转换成电能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CaS、CdTe、CuInSe等。 (2)As元素的第一电离能　　　Se元素的第一电离能(填“大于”“小于”或“等于”),原因是__________________________________________________________________ 　 　。  解析:砷、硒均为第四周期非金属元素,同周期元素自左而右第一电离能呈增大的趋势,但砷原子4p能级是半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以砷元素的第一电离能大于硒元素。 大于 同周期元素自左而右第一电离能呈增大的趋势,但砷原子4p能级是半充满稳 定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素 2.光伏材料又称太阳能材料,能将太阳能直接转换成电能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CaS、CdTe、CuInSe等。 (3)太阳电池材料中的很多金属或金属化合物在灼烧时会产生特殊的火焰颜色,请用原子结构的知识阐述产生此现象的原因: _________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 　 。  基态原子的电子吸收能量后,电子从 较低的能级跃迁到较高能级,原子从基态变成激发态,激发态原子中的电子从能 量较高的轨道回到能量较低的轨道时,将以光的形式释放能量,产生特殊的火焰 颜色 3.回答下列问题: (1)B、C、N、F四种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　 　。  解析:同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族的p能级为半充满稳定状态,所以其第一电离能高于相邻元素,所以第一电离能由小到大的顺序为B<C<N<F。 (2)与Se元素相邻的同周期的元素有As和Br,这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　 。  解析:按同周期从左到右的顺序为As、Se、Br,As的4p轨道半充满,第一电离能出现反常,所以其第一电离能大于Se的第一电离能,但比Br的第一电离能小,所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为Br>As>Se。 B<C<N<F Br>As>Se (3)电负性:H—2.1、C—2.5、O—3.5。通常用酯基和NH3生成酰胺基,不用羧基和NH3直接反应,根据元素电负性的变化规律,解释原因: ________________________ ______________________________________________________________________ 　 。  (4)已知:·OH更容易进攻有机物分子中电子云密度较大的基团。1-丁醇比正戊烷更容易受到·OH进攻的原因是_______________________________________________ ______________________________________________________________________ 　 。  酯基中碳、氧元素电负性 差值较大,极性强,最容易断裂,形成酰胺比较容易;而羧基中氧、氢元素电负性差 值较大,比碳、氧键更容易断裂,容易形成铵盐 由于O的电负性比C大,1-丁醇中羟基(—OH)的电子云 密度比正戊烷中甲基(—CH3)、亚甲基(—CH2—)的电子云密度大,更易受到·OH 的进攻 二、分子结构中的归因类简答题 1.孤电子对对键角的影响 (1)孤电子对比成键电子对的斥力大,排斥力大小顺序为LP—LP≫LP—BP>BP—BP(LP代表孤电子对,BP代表成键电子对)。 (2)排斥力大小对键角的影响。 分子 杂化轨道角度 排斥力分析 实际键角 H2O 109°28' LP—LP≫LP—BP>BP—BP 105° NH3 109°28' LP—BP>BP—BP 107° COCl2 120° C==O对C—Cl的排斥力大于C—Cl对C—Cl的排斥力 形成两种键角分别为124°18'、111°24' 2.范德华力、氢键、共价键 (1)对物质性质的影响对比 作用力类型 范德华力 氢键 共价键 作用微粒 分子 H与N、O、F 原子 强度比较 共价键>氢键>范德华力 影响因素 组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大 形成氢键元素的电负性 原子 半径 对性质的影响 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 分子间氢键使熔、沸点升高,溶解度增大 键能越大, 稳定性越强 (2)氢键对物质性质的影响 ①当形成分子间氢键时,物质的熔、沸点将升高。 ②当形成分子内氢键时,往往会降低分子间作用力,从而使物质的熔、沸点降低。 ③氢键也影响物质的溶解:在极性溶剂中,如果溶质分子和溶剂分子之间可以形成氢键,则物质的溶解度增大。 ④对物质密度的影响:氢键可使固体或液体的密度减小;使气体物质的密度增大。 ⑤氢键的存在使分子间因氢键而发生“缔合”,形成“缔合分子”:相当多的H2O分子、HF分子“缔合”而形成(H2O)n分子、(HF)n分子(“缔合分子”)。 [例2]　根据分子结构和性质,按要求完成以下题目。 (1)高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N　　Si—N—Si,原因是_________ 　 。  (2)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2===CH3OH+H2O)所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为　　　 　　　　　,原因是______________ _______________________________________________________________________ 。  (3)乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子,其原因是__________ 　 ;其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是　　　(填“Mg2+”或“Cu2+”)。  > N原子上 有孤电子对,由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大,使得Si—N—Si键角较小 H2O>CH3OH>CO2>H2 H2O与CH3OH 均为极性分子,水含有的氢键比甲醇中的多;CO2与H2均为非极性分子,CO2相对分 子质量较大,范德华力大 乙二胺的 两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键 Cu2+ |思维建模|键角问题的思维流程 1.(1)比较NH3和[Cu(NH3)4]2+中H—N—H键角的大小:NH3　　[Cu(NH3)4]2+(填“>”或“<”),并说明理由?  答案:因为NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键后,N—H成键电子对受到的排斥力减小,所以H—N—H键角增大。 (2)NH3比NF3更易作配体的原因? 答案:氢原子吸引电子能力弱于氟原子,氨分子中的氮原子更易提供孤电子对。 (3)解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因。 答案:H2SeO4、H2SeO3分子可写成(HO)2SeO2、(HO)2SeO的形式,(HO)2SeO2分子中非羟基氧个数多于(HO)2SeO,使(HO)2SeO2中Se的正电性更高,导致Se—O—H中电子对向Se偏移,因而在水分子作用下(HO)2SeO2更容易电离出H+,酸性强于(HO)2SeO。 输入你的标题 [迁移应用] < 2.回答下列问题: (1) 能以任意比与水混溶,原因是__________________________________ 　 。  解析: 分子结构不对称,属于极性分子,且能与水分子间形成氢键,所以能以任意比与水混溶。 该分子为极性分子,并且能与水形成 分子间氢键 (2)相同条件下, 的沸点比 的高,其主要 原因是　 。  解析:相同条件下, 的沸点比 的高,其主 要原因是 分子间存在氢键。 分子间存在氢键 (3)噻吩( )、吡咯( )是类似于苯的芳香族化合物,环中的五个原子形成了大π键。噻吩中C原子和S原子的杂化方式分别为　　　　　。噻吩难溶于水,吡咯能溶于水,原因是　 。  解析:由噻吩、吡咯是类似于苯的芳香族化合物,环中的五个原子形成了大π键可知,噻吩中碳原子和硫原子均以sp2杂化轨道形成σ键,硫原子有一对未共用电子对处在sp2杂化轨道与环共面,另外还有一对电子处于与环平面垂直的p轨道上,与4个碳原子的p轨道相互重叠,形成了一个含有6电子的大π键,故噻吩中C原子和S原子的杂化方式均为sp2;吡咯中含有—NH,能与水分子形成分子间氢键,而噻吩含有的硫原子不能与水分子形成分子间氢键,所以噻吩难溶于水,吡咯能溶于水。 sp2、sp2 吡咯能与水形成分子间氢键,而噻吩不能　 (4)比较对硝基苯酚( )与对氨基苯酚( ),熔点较高的是　　　 　(填名称),原因是_____________________________________ 　 。  解析:对氨基苯酚可通过氨基和酚羟基形成分子间氢键,而对硝基苯酚只能通过酚羟基形成分子间氢键,导致对氨基苯酚可形成更多的分子间氢键,熔点较高。 对氨基苯酚　 对氨基苯酚可形成更多的分子间氢键, 熔点较高 三、晶体结构中的归因类简答题 晶体熔、沸点高低的比较 (1)一般情况下,不同类型晶体的熔、沸点高低规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体,如金刚石>NaCl>Cl2;金属晶体>分子晶体,如Na>Cl2(金属晶体熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞等)。 (2)形成共价晶体的原子半径越小、键长越短,则键能越大,其熔、沸点就越高,如金刚石>石英>碳化硅>晶体硅。 (3)形成离子晶体的阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子键越强,熔、沸点就越高,如MgO>MgCl2、NaCl>CsCl。 (4)金属晶体中金属离子半径越小,离子所带电荷数越多,其形成的金属键越强,金属单质的熔、沸点就越高,如Al>Mg>Na。 (5)分子晶体的熔、沸点比较规律。 ①组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,其熔、沸点就越高。如HI>HBr>HCl。 ②组成和结构不相似的分子,分子极性越大,其熔、沸点就越高。如CO>N2。 ③同分异构体分子中,支链越少,其熔、沸点就越高。如正戊烷>异戊烷>新戊烷。 ④同分异构体中的芳香烃及其衍生物,邻位取代物>间位取代物>对位取代物。 如邻二甲苯>间二甲苯>对二甲苯。 [例3]　(1)(2024·全国甲卷·节选)早在青铜器时代,人类就认识了锡。锡的卤化物熔点数据如表,结合变化规律说明原因:___________________________________ ______________________________________________________________________ 　 。  (2)(2024·山东卷·节选)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_________ 　 。 物质 SnF4 SnCl4 SnBr4 SnI4 熔点/℃ 442 -34 29 143 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　 FDCA 形成的分子间氢键更多 |思维建模|熔、沸点比较问题的思维流程 输入你的标题 [迁移应用] 1.(1)OF2的熔、沸点　　　(填“高于”或“低于”)Cl2O,原因是___________________ 　 。  (2)镍是一种硬而有延展性并具有铁磁性的金属,在许多领域应用广泛。Ni的熔点明显高于Ca,其原因是___________________________________________________ 　 。 (3)已知SbCl3的熔点是73 ℃,沸点是223.5 ℃,CoCl2的熔点是735 ℃,沸点是1 049 ℃。两者的熔、沸点差异较大的原因是　 。  低于 OF2和Cl2O都是分子 晶体,结构相似,Cl2O的相对分子质量大,Cl2O的熔、沸点高 Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比较小且价电子数多,形成的 金属键比较强,熔、沸点比较高 SbCl3是分子晶体,CoCl2是离子晶体 2.(2025·福州市第十五中学等五校期中)四卤化硅SiX4的沸点和二卤化铅PbX2的熔点如图所示。 (1)SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是_______________________ 　 。  (2)结合SiX4的沸点和PbX2的熔点的变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序, PbX2中的化学键的离子性　　　、共价性　　　。(填“增强”“减弱”或“不变”)  解析:PbX2的熔点先降低,后升高,其中PbF2为离子晶体,PbBr2、PbI2为分子晶体,所以依F、Cl、Br、I次序,PbX2中的化学键的离子性减弱、共价性增强。 均为分子晶体,结构相似, 范德华力随相对分子质量增大而增大　 减弱 　增强 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 1.(10分)按要求回答以下题目。 (1)FeO和Fe2O3中较稳定的是　　　　,从原子结构角度分析,其理由是__________ 　 。  (2)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是　　　 　　　　　　　　　　,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ)　 　。  Fe2O3 Fe2O3中的 +3价Fe的3d为半充满状态,较稳定 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 1 2 3 4 5 6 (3)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能,Zn—N键中离子键成分的百分数小于Zn—O键,原因是_____________________________________ 　 。  (4)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似。每个冰晶胞平均占有8个水分子,冰晶胞与金刚石晶胞排列方式相同的原因是__________________________ 　 。  电负性O>N,O对电子的吸引能力更强, Zn和O更易形成离子键 每个水分子与相邻的四个 水分子形成氢键 1 2 3 4 5 6 2.(10分)按要求回答以下题目。 (1)已知OF2分子的极性比水分子的极性弱,其原因是__________________________ 　 。 (2)用质谱仪检测气态乙酸时,谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰,原因是 　 。  (3)硫氰酸(HSC≡N)和异硫氰酸(H—N==C==S),这两种酸中沸点较高的是________　　　　(填名称),试分析原因:　 　。  (4)在水中的溶解度,吡啶( )远大于苯,主要原因是①_______________________ 　 ,② 。 OF2和H2O均为V形分子, 且孤电子对数均为2,F与O的电负性差值较O与H的电负性差值小 两个乙酸分子通过氢键形成二聚体( ) 异硫氰酸　 异硫氰酸分子中存在N—H键,能形成分子间氢键 吡啶能与H2O分子形成 分子间氢键 吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子 1 2 3 4 5 6 3.(10分)按要求回答以下题目。 (1)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×1和2.5×1,H2SeO4第一步几乎完全电离, K2为1.2×1。 请根据结构与性质的关系解释: ①H2SeO3和H2SeO4溶液中第一步电离程度均大于第二步电离的原因:___________ ______________________________________________________________________ 　 。  ②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因:  第一步电 离生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子,且第一步电离出的H+ 对第二步电离有抑制作用 H2SeO4和H2SeO3可以分别表示为(HO)2SeO2, (HO)2SeO,H2SeO4中Se为+6价,而H2SeO3中Se为+4价,前者含有较多的非羟基O原子,故Se原子吸电子能力强,导致羟基上氢原子更容易电离H+ 。 1 2 3 4 5 6 (2)H2Se比H2S水溶液的酸性强,原因是______________________________________ 　 。  (3)向硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4配离子。已知NF3与NH3的立体构型都是三角锥形,但NF3不易与C形成配离子的原因是  Se原子半径大于S原子半径,H—Se共价键 更容易断裂 F的电负性大于N,N—F成键电子对偏向F,导致NF3中的N原子核对孤电子对的吸引力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子 。 1 2 3 4 5 6 4.(14分)按要求回答以下题目。 (1)卤化物CsICl2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:　 。  (2)四种晶体的熔点数据如表: CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是  物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3 熔点/℃ -183 -90 -127 >1 000 CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体 CF4和SiF4都是分子晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多得多,所以熔点相差较大 。 1 2 3 4 5 6 (3)已知下列数据: NH3的熔、沸点均高于PH3的原因是 　。  PH3的分解温度高于其沸点,其原因是  物质 熔点/K 沸点/K 分解温度/K NH3 195.3 239.7 1 073 PH3 139.2 185.4 713.2 氨分子之间能形成氢键 PH3分解需要破坏P—H键,PH3汽化需要破坏分子间作用力,而化学键比分子间作用力大得多,所以PH3的分解温度高于其沸点 。 1 2 3 4 5 6 (4)金属铼的熔点高于锰,试从原子结构的角度加以解释:   (5)已知Ba、Mo的氯化物沸点信息如表所示。二者沸点差异的原因是  氯化物 BaCl2 MoCl5 沸点 1 560 ℃ 268 ℃ 从锰到铼原子序数增大,原子核对外层电子引力增大,电子层数增多,原子核对外层电子引力减小,但前者占主导,所以铼中的金属键更强,熔点更高 。 BaCl2属于离子晶体,MoCl5属于分子晶体,离子晶体的沸点主要取决于离子键,分子晶体的沸点主要取决于分子间作用力,离子键通常强于分子间作用力(合理即可) 。 1 2 3 4 5 6 5.(14分)氮族元素可以形成多种多样的化合物,回答下列问题: (1)基态As原子的价层电子的轨道表示式是　　 　　　　　 。  解析:砷元素的原子序数为33,基态原子的价层电子排布式为4s24p3,轨道表示式为 。 1 2 3 4 5 6 5.(14分)氮族元素可以形成多种多样的化合物,回答下列问题: (2)叠氮酸(HN3)常用于制作引爆剂,可用联氨(H2N—NH2)制取。比较联氨与双氧水分子中键角大小:∠H—N—N　　∠H—O—O(填“>”“=”或“<”,下同);叠氮酸结构如图所示: ,*N为sp2杂化,已知参与形成π键的电子越多,键长越短,则键长:①　　②,原因是 ____________________________________________________ 　 。  解析:联氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1,双氧水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤电子对数为2,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,所以键角H—N—N大于键角H—O—O;由题意可知,叠氮酸的结构式为H—N==N≡N,氮氮三键①中含有2个π键,氮氮双键②中含有1个π键,由参与形成π键的电子越多,键长越短可知,键长①小于②。 > < 叠氮酸的结构式为H—N===N≡N,氮氮三键①中含有2个π键, 氮氮双键②中含有1个π键 1 2 3 4 5 6 5.(14分)氮族元素可以形成多种多样的化合物,回答下列问题: (3)乙胺(CH3CH2NH2)和2⁃羟基乙胺(HOCH2CH2NH2)都可用于染料的合成,乙胺碱性更强,原因是__________________________________________________________ 　。  解析:2-羟基乙胺上羟基氧电负性大,有吸电子作用,使氨基氮电子云密度减小,碱性减弱,所以乙胺碱性更强。 2-羟基乙胺上羟基氧电负性大,有吸电子作用,使氨基氮电子云密 度减小,碱性减弱 1 2 3 4 5 6 5.(14分)氮族元素可以形成多种多样的化合物,回答下列问题: (4)磷酸一氢盐受热易脱水聚合,生成环状的偏磷酸根。环状三偏磷酸根的结构如图所示,则由n个磷氧四面体连接形成的环状偏磷酸根的通式是　 　　。  解析:由题图可知,环状三偏磷酸根中每个磷原子与4个氧原子相连,其中2个氧原子为2个磷原子所共有,则每个磷原子连有的氧原子个数为2+2×=3,离子中磷元素的化合价为+5价、氧元素为-2价,由化合价代数和可知,离子的电荷数为5+(-2)×3=-1,则n个磷氧四面体连接形成的环状偏磷酸根的通式为(PO3。 (PO3 1 2 3 4 5 6 6.(14分)(2025·北京市第二中学开学测试)硼的化合物有重要应用。 硼酸(H3BO3)的结构如图所示。在水溶液中硼酸的电离方程式:H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+,25 ℃时,Ka=10-9.23。 (1)将“—OH”视为一个原子,硼酸分子的空间结构名称为　　 　　　。  解析:硼酸分子式为H3BO3,将“—OH”视为一个原子,则硼酸分子中B原子的价层电子对数为3+(3-3)÷2=3,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形。 (2)硼酸能够结合OH-形成[B(OH)4]-的原因是________________________________  　 。  解析:H3BO3中B原子的电子排布式为1s22s22p1,有空的p轨道,B原子提供空轨道, OH-(或H2O)提供孤电子对,二者形成配位键。 平面三角形 B原子提供空轨道,OH-(或H2O) 提供孤电子对,二者形成配位键　 1 2 3 4 5 6 6.(14分)(2025·北京市第二中学开学测试)硼的化合物有重要应用。 硼酸(H3BO3)的结构如图所示。在水溶液中硼酸的电离方程式:H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+,25 ℃时,Ka=10-9.23。 (3)电离过程中,B原子的杂化轨道类型变为　　　。 解析:硼酸分子式为H3BO3,则硼酸分子中B原子的价层电子对数为3+(3-3)÷2=3,无孤电子对,采用sp2杂化,[B(OH)4]-中B原子的价层孤电子对数为4,VSEPR模型为正四面体,B杂化轨道类型为sp3杂化。   sp3 1 2 3 4 5 6 6.(14分)(2025·北京市第二中学开学测试)硼的化合物有重要应用。 硼酸(H3BO3)的结构如图所示。在水溶液中硼酸的电离方程式:H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+,25 ℃时,Ka=10-9.23。 (4)由于硼酸的酸性极弱,无法直接用NaOH标准液滴定其浓度。甘油可以与[B(OH)4]-形成稳定的硼酸甘油酯离子A-,从而促进硼酸的电离:H3BO3+2甘油=== A-+H++3H2O。A-含两个六元环,它们共用一个顶点B原子,试写出A-的结构简式 　 。  解析:由硼酸的电离:H3BO3+2甘油===A-+H++3H2O,可知甘油里羟基与硼酸里羟基结合生成水。又因为A-含两个六元环,它们共用一个顶点B原子,故A-的结构简式为 。 1 2 3 4 5 6 6.(14分)(2025·北京市第二中学开学测试)硼的化合物有重要应用。 硼酸(H3BO3)的结构如图所示。在水溶液中硼酸的电离方程式:H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+,25 ℃时,Ka=10-9.23。 (5)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如下图所示。 ①1 mol H3BO3晶体中含有　　 mol氢键。  ②请解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:_______________ 　 。  3 加热破坏了硼 酸分子之间的氢键,使更多硼酸分子与水分子之间形成氢键,溶解度增大 1 2 3 4 5 6 解析:①每个硼酸中的O原子与H原子,均与其他硼酸分子形成氢键,所以1 mol硼酸中所含氢键为=3 mol;②加热时硼酸晶体溶解度增大的原因可能是加热破坏了硼酸分子之间的氢键,使更多硼酸分子与水分子之间形成氢键,溶解度增大。 课题探究·项目实践——开发可燃冰, 探索新结构 $$